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摘 要：钻孔灌注桩施工技术较为复杂，主要工序作业隐蔽，尤其是大直径钻孔灌注桩，其施工过程中更容易产生质量通病，因此，这就对钻孔灌注桩施工技术提出了较高的要求。笔者结合工程实例，介绍了大直径钻孔灌注桩的施工技术，并针对施工中可能会预见的质量通病提出防治对策，为同类工程的施工提供参考。
关键词：大直径；钻孔灌注桩；施工技术；质量通病；防治对策
1 工程概况
某高层建筑，层高22层，地下室1层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2.5万m2。桩基型式选用钻孔灌注桩，直径1000mm，设计总根数216根，桩长51～56m。单桩承载力为3400kN，桩端持力层为含泥砂砾卵石，桩身材料采用C30混凝土，设计要求桩端进入持力层≥3m。
2 钻孔灌注桩施工技术
2.1 施工工艺流程
该施工工艺流程：设置护筒→安装反循环钻机→钻挖第一次清孔→移走反循环钻机→测定孔壁回淤厚度→吊放钢筋笼→插入导管→第二次清孔→水下灌注混凝土→拔出导管→拔出护筒。
2.2 埋设护筒
根据地质条件，护筒用4mm厚钢板卷制焊接而成。护筒长度制成2.0m，内径大于桩径20cm。护筒埋深不小于1m，高出地面不少于30cm。挖除护筒外壁周围0.5～1.0m范围内杂填土，分层夯填粘土至护筒底0.5m以下，埋设好的护筒中心与桩位中心偏差不得大于5cm，护筒倾斜度不得大于1%。
2.3 钻孔施工
（1）桩孔钻进操作要点：桩机就位后，对准护筒中心，待桩机平衡后，桩机开孔。首先起动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头到底。开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。其次控制好泥浆比重，保持孔口稳定。钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况，排量减少或出水中含钻渣量较多时，应控制钻进速度，防止因循环液比重太大而中断反循环。
（2）桩孔清孔：清孔过程中应观测孔底沉渣厚度和冲洗液含渣量，当冲洗液含渣量<4%，孔底沉渣厚度符合设计及规范要求时即可停止清孔，并保持孔内水头高度，防止发生塌孔事故。清孔后泥浆比重应控制在1.15～1.25，粘度≤22s，含砂率≤8%，第一次清孔，在终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底50～80cm，维持冲洗液的循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，令钻头在原地空转10min左右，直至达到清孔要求为止。第二次清孔，在第一次清孔达要求后，待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。当二次清孔后孔底沉渣允许厚度符合设计及规范规定要求时，应立即进行水下混凝土灌注施工。
2.4 安装钢筋笼
制作好的钢筋笼必须符合设计与规范要求，为使钢筋笼达到图纸要求的保护层，在钢筋笼主筋上每隔2m左右对称设置四个水泥垫块。钢筋笼入孔时对准孔位吊直扶稳，缓缓下沉避免碰撞孔壁，下笼过程中遇阻不得强行下放晃动，可徐起直落和正反旋转使之下放防止碰撞孔壁因而引起坍塌，下放过程中要密切注意观察孔内水位情况，如发生异样马上停止并检查是否发生塌孔。
2.5 水下混凝土灌注施工
（1）水下混凝土的配合比。配合比应通过试验确定，混凝土坍落度宜控制在18～22cm范围。
②导管埋深。在水下灌注混凝土时，应根据实际情况严格控制导管的最小埋深，一般宜在2m以上，以保证桩身混凝土的连续均匀，不使其可能裹入混凝土上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象；对导管的最大埋深不宜超过最下端一节导管的长度或6m，以防止埋管太深造成埋管事故。
③连续浇注混凝土。首批水下混凝土浇注正常后，必须连续施工，不得中断，否则先浇注的混凝土达到初凝，将阻止后浇注的混凝土从导管中流出，造成断桩。
④混凝土灌注时间及桩顶标高控制。混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h。每根桩的灌注时间按初拌混凝土的初凝时间控制，本工程混凝土灌注时间控制在3～6h内，当浇注接近桩顶部位时，应控制最后一次浇注量。
3 施工中常见质量通病及防治对策
3.1 孔壁坍落
（1）原因分析。护壁泥浆比重不足，起不到可靠的护壁作用；护筒埋深位置不合适，埋设在砂或粗砂层中；成孔速度大快，在孔壁上来不及形成泥膜，孔内水头高度不够或出现承压水，降低了静水压力；安放钢筋笼时碰撞了孔壁，破坏了泥膜和孔壁；排除较大障碍物（如40cm左右的漂石），形成大空洞而漏水致使孔壁坍塌。
3.2 桩孔偏斜
（1）原因分析：孔时遇有倾斜度的软硬土层交界处或岩石倾斜处，钻头所受阻力不均而偏位；钻孔时遇较大的弧石、探头石等地下障碍物使钻杆偏位；钻杆弯曲或连接不当，使钻头、钻杆中心线不同轴；地面不平或不均匀沉降使钻机底座倾斜。
（2）防治对策：有倾斜状的软硬土层处钻进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并以低速钻进，或在斜面处填入片石、卵石冲平后再钻进；探明地下障碍物情况，并预先清除干净；钻杆、接头应逐个检查，及进调整，弯曲的钻杆要及时更换；场地要平整，钻架就位后要调整，使钻盘与底座水平，钻架顶端的起重滑轮边缘同固定钻杆的卡孔和護筒中心三者在同一轴线上，并注意经常检查和校正；在桩孔偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔校直或回填粘土，待沉积密实后再钻。
3.3 断桩
（1）原因分析：混凝土坍落度太小，骨料粒径太大，未及时提升导管及导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断。灌注时导管提升过高，以致底部脱离混凝土层或埋深太浅；灌注质量差，灌注作业因故中断过久，表层混凝土失去流动性，而继续灌注的混凝土顶破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹形成断桩；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中；导管没扶正，接头法兰挂住钢筋笼。 （2）防治对策：混凝土坍落度应符合设计要求，粗骨料粒径按规范要求控制，边浇注混凝土边拔套管，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管脱离混凝土面；加强测探员的技术培训，反复细心探测混凝土面，认真绘制混凝土灌注曲线，正确指导导管的提升；灌注中，严格遵守操作规程，导管提升应匀速平稳，慢慢起升；当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的混凝土冲开，使混凝土继续浇注，也可迅速提出导管，用高压水冲通导管，重新下隔水栓浇注，浇注时当隔水栓冲出导管后，将导管继续下降，直到导管不能再插入时再稍许提升，继续浇注混凝土。
3.4 吊脚桩
（1）原因分析：清孔后泥浆比重过小，孔壁塌落或孔底漏进泥砂，或未立即浇注混凝土；安放钢筋笼或导管碰撞孔壁，使孔壁泥土坍塌；清渣未净，残留沉渣过量。
（2）防治对策：清孔要符合设计要求，并立即浇注混凝土；安放钢筋笼和浇注混凝土时，注意不要碰撞孔壁；注意泥浆比重控制并及时清渣。
4 本工程施工过程中出现的问题及防治对策
4.1 护筒冒水
（1）原因分析：64#桩在钻进过程中发现护筒冒水，经检查发现是由于埋设护筒时周围填土不够密实所至。
（2）防治对策：立即停止钻进，将护筒四周不密实的填土全部挖除，并選用含水量适当的粘土重新填筑，填筑时分层夯实，每层厚为20cm，从而很好地解决了这一问题。
4.2 堵管
⑴原因分析：185#桩在混凝土灌注过程中发生堵管现象，经检查分析是由于混凝土灌注时间过长，造成表面混凝土已初凝所至。
（2）防治对策：立即决定上下提动导管数次，并进行振捣以使导管疏通，恢复灌注时在不增长水灰比的原则下重新拌和混凝土。
5 结束语
总之，大直径钻孔灌注桩施工环节较多，工艺复杂，其施工过程隐蔽性较强，因此，成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力的明显降低，造成重大质量事故。为此，掌握好钻孔灌注桩的施工技术和采用必要的质量控制措施是关键。实践证明，本工程采用的大直径钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施是可行的，施工质量得到了保证，并且能够取得良好的社会及经济效益。
参考文献：
[1] 王芳.大直径钻孔灌注桩的施工技术探讨[J].科技创新导报，2009年01期
[2] 潘华升.钻孔灌注桩的施工常见质量通病及防治措施[J].城市建设理论研究，2012年第27期
关键词：大直径；钻孔灌注桩；施工技术；质量通病；防治对策
1 工程概况
某高层建筑，层高22层，地下室1层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2.5万m2。桩基型式选用钻孔灌注桩，直径1000mm，设计总根数216根，桩长51～56m。单桩承载力为3400kN，桩端持力层为含泥砂砾卵石，桩身材料采用C30混凝土，设计要求桩端进入持力层≥3m。
2 钻孔灌注桩施工技术
2.1 施工工艺流程
该施工工艺流程：设置护筒→安装反循环钻机→钻挖第一次清孔→移走反循环钻机→测定孔壁回淤厚度→吊放钢筋笼→插入导管→第二次清孔→水下灌注混凝土→拔出导管→拔出护筒。
2.2 埋设护筒
根据地质条件，护筒用4mm厚钢板卷制焊接而成。护筒长度制成2.0m，内径大于桩径20cm。护筒埋深不小于1m，高出地面不少于30cm。挖除护筒外壁周围0.5～1.0m范围内杂填土，分层夯填粘土至护筒底0.5m以下，埋设好的护筒中心与桩位中心偏差不得大于5cm，护筒倾斜度不得大于1%。
2.3 钻孔施工
（1）桩孔钻进操作要点：桩机就位后，对准护筒中心，待桩机平衡后，桩机开孔。首先起动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头到底。开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。其次控制好泥浆比重，保持孔口稳定。钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况，排量减少或出水中含钻渣量较多时，应控制钻进速度，防止因循环液比重太大而中断反循环。
（2）桩孔清孔：清孔过程中应观测孔底沉渣厚度和冲洗液含渣量，当冲洗液含渣量<4%，孔底沉渣厚度符合设计及规范要求时即可停止清孔，并保持孔内水头高度，防止发生塌孔事故。清孔后泥浆比重应控制在1.15～1.25，粘度≤22s，含砂率≤8%，第一次清孔，在终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底50～80cm，维持冲洗液的循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，令钻头在原地空转10min左右，直至达到清孔要求为止。第二次清孔，在第一次清孔达要求后，待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。当二次清孔后孔底沉渣允许厚度符合设计及规范规定要求时，应立即进行水下混凝土灌注施工。
2.4 安装钢筋笼
制作好的钢筋笼必须符合设计与规范要求，为使钢筋笼达到图纸要求的保护层，在钢筋笼主筋上每隔2m左右对称设置四个水泥垫块。钢筋笼入孔时对准孔位吊直扶稳，缓缓下沉避免碰撞孔壁，下笼过程中遇阻不得强行下放晃动，可徐起直落和正反旋转使之下放防止碰撞孔壁因而引起坍塌，下放过程中要密切注意观察孔内水位情况，如发生异样马上停止并检查是否发生塌孔。
2.5 水下混凝土灌注施工
（1）水下混凝土的配合比。配合比应通过试验确定，混凝土坍落度宜控制在18～22cm范围。
②导管埋深。在水下灌注混凝土时，应根据实际情况严格控制导管的最小埋深，一般宜在2m以上，以保证桩身混凝土的连续均匀，不使其可能裹入混凝土上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象；对导管的最大埋深不宜超过最下端一节导管的长度或6m，以防止埋管太深造成埋管事故。
③连续浇注混凝土。首批水下混凝土浇注正常后，必须连续施工，不得中断，否则先浇注的混凝土达到初凝，将阻止后浇注的混凝土从导管中流出，造成断桩。
④混凝土灌注时间及桩顶标高控制。混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h。每根桩的灌注时间按初拌混凝土的初凝时间控制，本工程混凝土灌注时间控制在3～6h内，当浇注接近桩顶部位时，应控制最后一次浇注量。
3 施工中常见质量通病及防治对策
3.1 孔壁坍落
（1）原因分析。护壁泥浆比重不足，起不到可靠的护壁作用；护筒埋深位置不合适，埋设在砂或粗砂层中；成孔速度大快，在孔壁上来不及形成泥膜，孔内水头高度不够或出现承压水，降低了静水压力；安放钢筋笼时碰撞了孔壁，破坏了泥膜和孔壁；排除较大障碍物（如40cm左右的漂石），形成大空洞而漏水致使孔壁坍塌。
3.2 桩孔偏斜
（1）原因分析：孔时遇有倾斜度的软硬土层交界处或岩石倾斜处，钻头所受阻力不均而偏位；钻孔时遇较大的弧石、探头石等地下障碍物使钻杆偏位；钻杆弯曲或连接不当，使钻头、钻杆中心线不同轴；地面不平或不均匀沉降使钻机底座倾斜。
（2）防治对策：有倾斜状的软硬土层处钻进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并以低速钻进，或在斜面处填入片石、卵石冲平后再钻进；探明地下障碍物情况，并预先清除干净；钻杆、接头应逐个检查，及进调整，弯曲的钻杆要及时更换；场地要平整，钻架就位后要调整，使钻盘与底座水平，钻架顶端的起重滑轮边缘同固定钻杆的卡孔和護筒中心三者在同一轴线上，并注意经常检查和校正；在桩孔偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔校直或回填粘土，待沉积密实后再钻。
3.3 断桩
（1）原因分析：混凝土坍落度太小，骨料粒径太大，未及时提升导管及导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断。灌注时导管提升过高，以致底部脱离混凝土层或埋深太浅；灌注质量差，灌注作业因故中断过久，表层混凝土失去流动性，而继续灌注的混凝土顶破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹形成断桩；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中；导管没扶正，接头法兰挂住钢筋笼。 （2）防治对策：混凝土坍落度应符合设计要求，粗骨料粒径按规范要求控制，边浇注混凝土边拔套管，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管脱离混凝土面；加强测探员的技术培训，反复细心探测混凝土面，认真绘制混凝土灌注曲线，正确指导导管的提升；灌注中，严格遵守操作规程，导管提升应匀速平稳，慢慢起升；当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的混凝土冲开，使混凝土继续浇注，也可迅速提出导管，用高压水冲通导管，重新下隔水栓浇注，浇注时当隔水栓冲出导管后，将导管继续下降，直到导管不能再插入时再稍许提升，继续浇注混凝土。
3.4 吊脚桩
（1）原因分析：清孔后泥浆比重过小，孔壁塌落或孔底漏进泥砂，或未立即浇注混凝土；安放钢筋笼或导管碰撞孔壁，使孔壁泥土坍塌；清渣未净，残留沉渣过量。
（2）防治对策：清孔要符合设计要求，并立即浇注混凝土；安放钢筋笼和浇注混凝土时，注意不要碰撞孔壁；注意泥浆比重控制并及时清渣。
4 本工程施工过程中出现的问题及防治对策
4.1 护筒冒水
（1）原因分析：64#桩在钻进过程中发现护筒冒水，经检查发现是由于埋设护筒时周围填土不够密实所至。
（2）防治对策：立即停止钻进，将护筒四周不密实的填土全部挖除，并選用含水量适当的粘土重新填筑，填筑时分层夯实，每层厚为20cm，从而很好地解决了这一问题。
4.2 堵管
⑴原因分析：185#桩在混凝土灌注过程中发生堵管现象，经检查分析是由于混凝土灌注时间过长，造成表面混凝土已初凝所至。
（2）防治对策：立即决定上下提动导管数次，并进行振捣以使导管疏通，恢复灌注时在不增长水灰比的原则下重新拌和混凝土。
5 结束语
总之，大直径钻孔灌注桩施工环节较多，工艺复杂，其施工过程隐蔽性较强，因此，成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力的明显降低，造成重大质量事故。为此，掌握好钻孔灌注桩的施工技术和采用必要的质量控制措施是关键。实践证明，本工程采用的大直径钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施是可行的，施工质量得到了保证，并且能够取得良好的社会及经济效益。
参考文献：
[1] 王芳.大直径钻孔灌注桩的施工技术探讨[J].科技创新导报，2009年01期
[2] 潘华升.钻孔灌注桩的施工常见质量通病及防治措施[J].城市建设理论研究，2012年第27期