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摘要：钻孔灌注法是现代常见的成桩技术，因其能广泛应用于各种地质条件，因此，在建筑工程中钻孔灌注桩被广泛采用。本文以某工程为例，详尽地介绍了钻孔灌注桩的施工技术，并阐述了施工中常见质量问题及对策，确保工程的质量，可供同类工程参考。
关键词：钻孔灌注桩；施工技术；问题分析；处理方法
引言：
近年来，随着经济发展的要求，大型、高层的建筑工程不断开发，钻孔灌注桩慢慢地成为大型建筑工程所采用的成桩技术。钻孔灌注桩有着噪音小，能造大桩和适用于大多数地基等的优点，因此，越来越受到业主方和施工方的青睐。但是，如果施工中不严加控制，可能就会出现断桩、塌孔等严重的问题，这直接降低了工程质量及危害了业主方的利益。下面以具体工程实例，对钻孔灌注桩施工技术进行探讨。
1 案例工程项目概况
（1）某大厦，层高22层，地下室一层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2.48万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）场地工程地质条件自上而下划分为9个工程地质层。质层依次为杂填土，厚1.00～2.30m；粉质粘土，厚1.5～2.60m；淤泥，厚3.2～6.90m；含泥砂夹淤泥，厚4.35～13.90m；中砂，厚11.00～15.00m；淤泥质土，厚6.30～13.40m；饱和粉土，厚1.00～3.50m；中砂，厚1.1～6.95m；含泥砂卵石，厚10m左右，稍中密状，骨架颗粒以3～5cm为主，最大超过10cm，含泥量约为10%。
2 钻孔灌注桩施工过程
2.1 施工机械及施工工艺选择
结合工程实际情况，在保证工期的同时考虑现场施工场地条件的局限，选用四台GPS-15型钻孔桩机分向施工。尽量减少搬迁时间和辅助时间，遵循相邻两孔施工中心距≥5m，或最少时间间隔不小于24h的原则，进行隔孔或跳孔施工。根据本工程地质勘察报告提示地质条件，第五层、第八层均为中砂层，且厚度均在5m以上，本工程选择泵吸反循环施工工艺，这样既提高了钻成孔功效，又可避免施工过程可能出现的涌砂现象，从而保证了成孔质量。
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，当冲洗液含渣量小于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。
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）浇注水下混凝土。施工程序为：放钢筋笼→安设导管→使隔水栓与导管内水面紧贴→灌注首批混凝土→剪断铁丝→隔水栓下落至孔底→连续灌注混凝土→提升导管→混凝土灌注完毕→拔出护筒。
①灌注首批混凝土。开始浇注混凝土时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30～50cm。首批混凝土按下式计算：
其中：Vf-混凝土量（m3）；d-桩孔直径（m）；d1-导管内径（m）；L-钻孔深度（m）；H-导管埋入混凝土深度，一般可取H=1.0m；h-导管下端距灌注前测得的孔底高度（m），一般取h=0.3～0.5m；t-灌注前孔底沉渣厚度（m）。
本工程采用内径250mm的导管，实际初灌量控制为2.5m3。
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。
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。 3 施工中常见质量问题及对策
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。
（2）对策。在松散砂土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆；将护筒的底部贯入粘土中0.5m以上；成孔速度应根据地质情况选取；
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）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护筒中心三者在同一轴线上。
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）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；如果混凝土在地下水位以上中断，桩径又较大（1m以上），泥浆护壁好，可抽掉孔内水，用钢筋笼网保护，对原混凝土面进行凿毛并清洗钢筋，再继续浇注混凝土；如果混凝土在地下水位以下中断，可用比原桩稍小的钻头，在原桩位钻孔至断桩部位以下适当深度时（可由验算确定）重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续浇注混凝土；如果导管接头法兰挂住钢筋笼，钢筋笼埋入混凝土又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离。
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）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处理方法
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）对策：立即停止钻进，将护筒四周不密实的填土全部挖除，并选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）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 结语
综上所述，钻孔灌注发是一个实用的成桩法，但施工过程可能遭遇的问题较多，所以这就要求施工的工作人员要精心设计施工方案，按照规定规范施工，加强施工的管理，建立起技术管理体系和质量保证体系，使施工质量得到保证，从而创造更多的社会和经济效益。
参考文献：
[1] 金艳鹏 张东周.钻孔灌注桩施工工艺[J].科技致富向导，2011年第27期.
[2] 阎红民.钻孔灌注桩施工工艺选择[J].工程建设与设计，1996年第06期.
关键词：钻孔灌注桩；施工技术；问题分析；处理方法
引言：
近年来，随着经济发展的要求，大型、高层的建筑工程不断开发，钻孔灌注桩慢慢地成为大型建筑工程所采用的成桩技术。钻孔灌注桩有着噪音小，能造大桩和适用于大多数地基等的优点，因此，越来越受到业主方和施工方的青睐。但是，如果施工中不严加控制，可能就会出现断桩、塌孔等严重的问题，这直接降低了工程质量及危害了业主方的利益。下面以具体工程实例，对钻孔灌注桩施工技术进行探讨。
1 案例工程项目概况
（1）某大厦，层高22层，地下室一层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2.48万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）场地工程地质条件自上而下划分为9个工程地质层。质层依次为杂填土，厚1.00～2.30m；粉质粘土，厚1.5～2.60m；淤泥，厚3.2～6.90m；含泥砂夹淤泥，厚4.35～13.90m；中砂，厚11.00～15.00m；淤泥质土，厚6.30～13.40m；饱和粉土，厚1.00～3.50m；中砂，厚1.1～6.95m；含泥砂卵石，厚10m左右，稍中密状，骨架颗粒以3～5cm为主，最大超过10cm，含泥量约为10%。
2 钻孔灌注桩施工过程
2.1 施工机械及施工工艺选择
结合工程实际情况，在保证工期的同时考虑现场施工场地条件的局限，选用四台GPS-15型钻孔桩机分向施工。尽量减少搬迁时间和辅助时间，遵循相邻两孔施工中心距≥5m，或最少时间间隔不小于24h的原则，进行隔孔或跳孔施工。根据本工程地质勘察报告提示地质条件，第五层、第八层均为中砂层，且厚度均在5m以上，本工程选择泵吸反循环施工工艺，这样既提高了钻成孔功效，又可避免施工过程可能出现的涌砂现象，从而保证了成孔质量。
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，当冲洗液含渣量小于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。
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）浇注水下混凝土。施工程序为：放钢筋笼→安设导管→使隔水栓与导管内水面紧贴→灌注首批混凝土→剪断铁丝→隔水栓下落至孔底→连续灌注混凝土→提升导管→混凝土灌注完毕→拔出护筒。
①灌注首批混凝土。开始浇注混凝土时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30～50cm。首批混凝土按下式计算：
其中：Vf-混凝土量（m3）；d-桩孔直径（m）；d1-导管内径（m）；L-钻孔深度（m）；H-导管埋入混凝土深度，一般可取H=1.0m；h-导管下端距灌注前测得的孔底高度（m），一般取h=0.3～0.5m；t-灌注前孔底沉渣厚度（m）。
本工程采用内径250mm的导管，实际初灌量控制为2.5m3。
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。
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。 3 施工中常见质量问题及对策
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。
（2）对策。在松散砂土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆；将护筒的底部贯入粘土中0.5m以上；成孔速度应根据地质情况选取；
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）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护筒中心三者在同一轴线上。
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）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；如果混凝土在地下水位以上中断，桩径又较大（1m以上），泥浆护壁好，可抽掉孔内水，用钢筋笼网保护，对原混凝土面进行凿毛并清洗钢筋，再继续浇注混凝土；如果混凝土在地下水位以下中断，可用比原桩稍小的钻头，在原桩位钻孔至断桩部位以下适当深度时（可由验算确定）重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续浇注混凝土；如果导管接头法兰挂住钢筋笼，钢筋笼埋入混凝土又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离。
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）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处理方法
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）对策：立即停止钻进，将护筒四周不密实的填土全部挖除，并选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）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 结语
综上所述，钻孔灌注发是一个实用的成桩法，但施工过程可能遭遇的问题较多，所以这就要求施工的工作人员要精心设计施工方案，按照规定规范施工，加强施工的管理，建立起技术管理体系和质量保证体系，使施工质量得到保证，从而创造更多的社会和经济效益。
参考文献：
[1] 金艳鹏 张东周.钻孔灌注桩施工工艺[J].科技致富向导，2011年第27期.
[2] 阎红民.钻孔灌注桩施工工艺选择[J].工程建设与设计，1996年第06期.