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摘要：近年来，我国土木工程的发展速度极为迅猛，大型高层建筑越来越多，其对基础要求也越来越高，钻孔桩基础作为一种深基础，得到了广泛的应用。针对这种情况,本文详细的介绍了钻孔桩施工工艺和应注意的问题，并对施工中常出现问题提出了预防措施和解决方法。
关键词：土木工程；钻孔灌注桩；施工；故障处理
Abstract: In recent years, the development speed of civil engineering in China is very fast, more and more large high-rise buildings, on the basis of their requirements are also getting higher and higher, bored pile foundation is a kind of deep foundation, has been widely applied. In view of this situation, this paper introduces the construction technology of bored pile and the problems should be paid attention to, and the construction of common problem and puts forward the preventive measures and solving methods.
Key words: civil engineering; bored pile; construction; fault handling
中圖分类号：TU74
1 钻孔桩技术含义及重要性
所谓钻孔桩技术, 是指工程施工过程中, 对于还未进行基础建设的地段, 通过机械钻孔、人力挖掘等手段采用地基桩孔的技术, 并在桩孔内放置钢筋笼, 浇筑混凝土, 为以后构建承重台做好坚实基础。
土木工程中常用的施工技术钻孔灌注桩，是土木工程中较为常用的施工技术之一，其适用性较广的特点,几乎适用于各种地层。但是由于钻孔桩施工大部分是在水下进行的，施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，这就对钻孔桩施工提出了较高的要求。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。特别是在遇到一些特殊的地质情况或在施工过程中遇到诸如塌孔、缩径、卡钻、钻孔倾斜和断桩等多种施工难题,如不能及时较好的得到处理,则会造成工期拖延甚至造成工程事故。
2 土木工程中钻孔桩技术的具体应用
2. 1 技术准备
1) 采用坐标控制方式确定桩位的平面位置, 并用水平仪测量各桩孔标高正负零, 以便于确定打桩孔范围;
2) 熟悉并严格按照图纸要求和技术规范整治布局文件;
3) 在正式打桩前, 对灌注桩所有施工参数进行核查, 并实地测量, 为打造坚实桩基做前期技术保证;
4) 进行技术交底, 使工作人员掌握相关技术和操作规范。
2. 2 现场备置
确保技术、打桩人员充足, 并做好机械购置与检修工作,根据不同需要购置相应钻机, 一般使用冲击钻。在钻机就位时进行钻机前期调试, 在技术人员指导下, 确保钻机垂直对准桩位; 确保在施工过程中没有移位、倾斜等安全事故发生。清理施工现场, 确保水电畅通, 修筑临时道路, 进行现场施工布置。
2 . 2. 1 钻孔桩技术应用
有多种钻孔桩技术可应用于工程建筑中。如: 正循环钻孔技术、冲击钻、回转钻钻孔技术等, 各自适用于不同工程结构中。正循环钻孔技术。钻机安装需平稳牢固并要求滑轮、钻杆与护筒中心重合, 误差在20 mm以内。正循环是运用最为广泛的钻孔技术, 具有精度高, 误差小等优点。在初钻进入地底时要低档慢速、循序渐进轻压, 在钻头全部进入之后加大钻压强度, 大力压进。正常情况下, 要根据岩石层硬度、土壤强度调整钻速及钻头坚硬度。对于较硬岩层宜用高速、强压、小泵量钻进; 对于较粘性土层用中压、大泵量钻进。当加钻杆后, 由于钻杆的独特性质, 先将钻具提离至水平标高处, 冲洗完后方可加载钻杆。钻孔过程中若出现坍塌、倾斜、或两孔过近等, 需停止工作并及时调整。
3. 2. 2 冲击钻孔技术
钻孔前, 在护笼中加粘土, 通过钻头的冲击力将石块和泥膏向孔壁处挤压, 为确保工程质量和不影响周边已灌注砼的凝固, 应在临孔砼浇灌完毕后方可钻孔。由于冲击钻孔冲击力较大, 冲程较深, 对某些土层非常适合。前期, 应在钢丝上做好冲程深度标签, 以符合图纸设计要求。开始钻孔时, 应保持锤高0. 4~ 0. 8 mm低锤密击, 由于冲击力较大, 稳固性不高, 在沖钻过程中应不断添加粘土和碎石, 使孔壁不至于宽松而导致钻机冲钻倾斜, 当冲击至距离标高4~ 5 m后, 不需要添加, 转为正常钻孔。
三、钻孔灌注桩常见问题和处理方法
3.1 断桩
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患．同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：
3．1．1灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小．出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。因此，必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。
3．1．2在灌注过程中．导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大．以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力．加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管．在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
3．1．3卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管．都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间．是减少和避免此类断桩的重要措施。
3．1．4坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象工程的断桩中占有相当大的比例．较为严重。而且位置深、难处理．是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。
3．1．5导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行．突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。
3．2断桩处理的几种方法
3．2．1原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
3．2．2接桩。确定接桩方案，首先对桩进行声测确定好混凝土的部位，挖至合格处利用人工凿毛．按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
3.3 缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。一般拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩，如仍不能达到要求，则需回填重新反复钻孔，也可以在锥头上加焊5-8era的合金钢，再度扩大孔径，成孔后重新浇筑。
3．4灌注时发生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止．应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被察觉．声测时发现局部裹泥或夹砂现象。处理办法是采用清除一凿出新鲜混凝土2cIn．清洗(饱和面干卜高标号混凝土修补，保证了桩的整体性和完整性。根据实际情况还可以采用压浆、旋喷等工艺处理桩芯局部夹泥砂或空洞等缺陷，不再赘述。
总结
钻孔桩技术在20 世纪60 年代运用于国外, 之后引用至中国, 并大规模运用于商业民房、公路, 或基坑开挖支档和防护墩。基础架构施工质量关系人民生命财产安全, 钻孔桩技术更是整个基础承重台质量安全的关键因素。桩基承载整座大厦重量, 桩基长度及深度决定混凝土架构放置, 亦对整体受重力产生影响, 建筑核心在于桩基, 而桩基的设立与质量控制在于其技术。因此, 加强技术操作, 实施严格控制在现代化建设中起到重大作用, 是整个工程质量安全的重要技术保证。
关键词：土木工程；钻孔灌注桩；施工；故障处理
Abstract: In recent years, the development speed of civil engineering in China is very fast, more and more large high-rise buildings, on the basis of their requirements are also getting higher and higher, bored pile foundation is a kind of deep foundation, has been widely applied. In view of this situation, this paper introduces the construction technology of bored pile and the problems should be paid attention to, and the construction of common problem and puts forward the preventive measures and solving methods.
Key words: civil engineering; bored pile; construction; fault handling
中圖分类号：TU74
1 钻孔桩技术含义及重要性
所谓钻孔桩技术, 是指工程施工过程中, 对于还未进行基础建设的地段, 通过机械钻孔、人力挖掘等手段采用地基桩孔的技术, 并在桩孔内放置钢筋笼, 浇筑混凝土, 为以后构建承重台做好坚实基础。
土木工程中常用的施工技术钻孔灌注桩，是土木工程中较为常用的施工技术之一，其适用性较广的特点,几乎适用于各种地层。但是由于钻孔桩施工大部分是在水下进行的，施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，这就对钻孔桩施工提出了较高的要求。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。特别是在遇到一些特殊的地质情况或在施工过程中遇到诸如塌孔、缩径、卡钻、钻孔倾斜和断桩等多种施工难题,如不能及时较好的得到处理,则会造成工期拖延甚至造成工程事故。
2 土木工程中钻孔桩技术的具体应用
2. 1 技术准备
1) 采用坐标控制方式确定桩位的平面位置, 并用水平仪测量各桩孔标高正负零, 以便于确定打桩孔范围;
2) 熟悉并严格按照图纸要求和技术规范整治布局文件;
3) 在正式打桩前, 对灌注桩所有施工参数进行核查, 并实地测量, 为打造坚实桩基做前期技术保证;
4) 进行技术交底, 使工作人员掌握相关技术和操作规范。
2. 2 现场备置
确保技术、打桩人员充足, 并做好机械购置与检修工作,根据不同需要购置相应钻机, 一般使用冲击钻。在钻机就位时进行钻机前期调试, 在技术人员指导下, 确保钻机垂直对准桩位; 确保在施工过程中没有移位、倾斜等安全事故发生。清理施工现场, 确保水电畅通, 修筑临时道路, 进行现场施工布置。
2 . 2. 1 钻孔桩技术应用
有多种钻孔桩技术可应用于工程建筑中。如: 正循环钻孔技术、冲击钻、回转钻钻孔技术等, 各自适用于不同工程结构中。正循环钻孔技术。钻机安装需平稳牢固并要求滑轮、钻杆与护筒中心重合, 误差在20 mm以内。正循环是运用最为广泛的钻孔技术, 具有精度高, 误差小等优点。在初钻进入地底时要低档慢速、循序渐进轻压, 在钻头全部进入之后加大钻压强度, 大力压进。正常情况下, 要根据岩石层硬度、土壤强度调整钻速及钻头坚硬度。对于较硬岩层宜用高速、强压、小泵量钻进; 对于较粘性土层用中压、大泵量钻进。当加钻杆后, 由于钻杆的独特性质, 先将钻具提离至水平标高处, 冲洗完后方可加载钻杆。钻孔过程中若出现坍塌、倾斜、或两孔过近等, 需停止工作并及时调整。
3. 2. 2 冲击钻孔技术
钻孔前, 在护笼中加粘土, 通过钻头的冲击力将石块和泥膏向孔壁处挤压, 为确保工程质量和不影响周边已灌注砼的凝固, 应在临孔砼浇灌完毕后方可钻孔。由于冲击钻孔冲击力较大, 冲程较深, 对某些土层非常适合。前期, 应在钢丝上做好冲程深度标签, 以符合图纸设计要求。开始钻孔时, 应保持锤高0. 4~ 0. 8 mm低锤密击, 由于冲击力较大, 稳固性不高, 在沖钻过程中应不断添加粘土和碎石, 使孔壁不至于宽松而导致钻机冲钻倾斜, 当冲击至距离标高4~ 5 m后, 不需要添加, 转为正常钻孔。
三、钻孔灌注桩常见问题和处理方法
3.1 断桩
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患．同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：
3．1．1灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小．出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。因此，必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。
3．1．2在灌注过程中．导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大．以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力．加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管．在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
3．1．3卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管．都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间．是减少和避免此类断桩的重要措施。
3．1．4坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象工程的断桩中占有相当大的比例．较为严重。而且位置深、难处理．是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。
3．1．5导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行．突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。
3．2断桩处理的几种方法
3．2．1原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
3．2．2接桩。确定接桩方案，首先对桩进行声测确定好混凝土的部位，挖至合格处利用人工凿毛．按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
3.3 缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。一般拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩，如仍不能达到要求，则需回填重新反复钻孔，也可以在锥头上加焊5-8era的合金钢，再度扩大孔径，成孔后重新浇筑。
3．4灌注时发生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止．应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被察觉．声测时发现局部裹泥或夹砂现象。处理办法是采用清除一凿出新鲜混凝土2cIn．清洗(饱和面干卜高标号混凝土修补，保证了桩的整体性和完整性。根据实际情况还可以采用压浆、旋喷等工艺处理桩芯局部夹泥砂或空洞等缺陷，不再赘述。
总结
钻孔桩技术在20 世纪60 年代运用于国外, 之后引用至中国, 并大规模运用于商业民房、公路, 或基坑开挖支档和防护墩。基础架构施工质量关系人民生命财产安全, 钻孔桩技术更是整个基础承重台质量安全的关键因素。桩基承载整座大厦重量, 桩基长度及深度决定混凝土架构放置, 亦对整体受重力产生影响, 建筑核心在于桩基, 而桩基的设立与质量控制在于其技术。因此, 加强技术操作, 实施严格控制在现代化建设中起到重大作用, 是整个工程质量安全的重要技术保证。