浅析土木工程中灌注桩施工技术

　　摘要：灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪声小，宜在建筑物密集地区采用。灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼(也有直接插筋或省缺钢筋的)，再灌注混凝土而成，根据成孔工艺不同，分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔等，本文将从这三个方面进行论述其各自的施工技术特点。

　　关键词：土木工程；灌注桩；施工技术

　　一、干作业成孔灌注桩施工技术

　　干作业成孔灌注桩是利用成孔机具，在地下水位以上的土层中成桩的工艺，适用于黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。目前常采用螺旋钻机成孔，它是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土体，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻头是钻进取土的关键装置，有多种类型，常用的有锥式钻头、平底钻头、耙式钻头等，锥式钻头适用于黏性土；平底钻头适用于松散土层；耙式钻头适用于杂填土，其钻头边镶有硬质合金刀头，能将碎砖等硬块削成小颗粒，螺旋钻机成孔直径一般为300～600mm。干作业成孔灌注桩的工艺流程为：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇注混凝土。钻孔操作时要求钻杆垂直稳固、位置正确。如发现钻杆摇晃或难以钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机，检查排除。钻孔时应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。当螺旋钻机钻至设计标高后，应在原位空转清土，以清除孔底回落虚土。钢筋笼应一次扎好，小心放人孔内，防止孔壁塌土。混凝土应连续浇筑，每次浇筑高度控制在1．5m以内。

　　二、泥浆护壁成孔灌注桩施工技术

　　泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆护壁，并通过泥浆循环将被切削的土渣排除而成孔，再吊放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩，它不论在地下水位高或低的土层皆适用。

　　1、泥浆护壁成孔灌注桩施工要点

　　(1)埋设护筒

　　钻孔前需在桩位处埋设钢护筒，护筒的作用有固定桩位、钻头导向、保护孔口、维持泥浆水头及防止地面水流入等。护筒一般用4～8mm厚钢板制成，内径应比钻头直径大20cm以上。埋设护筒常用挖埋法，埋设深度黏性土不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m，孔口处用黏土密实封填。筒顶高m地面0.3～0.4m，泥浆面应保持高出地下水位1.0m以上。

　　(2)护壁泥浆

　　泥浆在桩孔内会吸附在孔壁上，甚至渗透进周同土孔隙中，避免内壁漏水。它具有保持孔内水压稳定、保护孔壁以防止塌孔、携带土渣排出孔外以及冷却与润滑钻头的作用。

　　在砂土中钻孔，需在现场专门制备泥浆注入，泥浆是由高塑性黏土或膨润土和水拌和的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增黏剂及堵漏剂等。在黏土中钻孔，也可采用输入清水，钻进原土自造泥浆的方法，注入的泥浆相对密度应控制在1.1左右，排出泥浆的相对密度宜为1.2～1.4。

　　(3)成孔

　　成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等，其中以回转钻机应用最多。

　　①回转钻机成孔：该钻机由动力装置传动，带动带有钻头的钻杆强制旋转，钻头切削土体成孔，切削形成的土渣通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环同转钻机。泥浆或高压水由空心钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，沉渣后的泥浆循环使用。该法是依靠泥浆向上的流动排渣，其提升力较小，孔底沉渣较多。

　　泥浆带渣流动的方向与正循环工艺相反，它须启动砂石泵在钻杆内形成真空，土渣被吸出流入沉淀池。反循环工艺由于泵吸作用，泥浆上升的速度较快，排渣能力大，但土质较差或易塌孔的土层应谨慎使用。回转钻机设备性能可靠，噪声和振动较小，钻进效率高，钻孔质量好。它适用于松散土层、黏土层、砂砾层、软质岩层等多种地质条件，应用比较广泛。

　　②潜水钻机成孔：潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，并加以密封，可下放至孔内地下水中切土成孔，采用正循环工艺注浆、护壁和排渣。潜水钻孔适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、砂土及强风化岩层，不宜用于碎石土。

　　③冲击钻机成孔。

　　冲击钻机成孔是用动力将冲锥式钻头提升到一定高度后，靠自由下落的冲击力来掘削硬质土和岩层，然后用淘渣筒排除渣浆。它可用于黏性土、粉质黏土，特别适用于坚硬土层和砂砾石、卵漂石及岩层。

　　(4)清孔

　　钻孔达设计标高后，应测量沉渣厚度，立即进行清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可采用射水法，此时钻头只转不进，待泥浆相对密度降到1．1左右即可；注入制备泥浆的钻孔，采用换浆法清孔，即用稀泥浆置换出浓泥浆，待泥浆的相对密度降到1.15～1.25即认为清孔合格。在清孔过程中通过置换泥浆，使得孔底沉渣排出。剩余沉渣厚度的控制是：对端承桩不大于50mm，对摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于100mm，对摩擦桩不大于300m。

　　3、泥浆护壁成孔灌注桩常见质量问题及处理

　　(1)坍孔

　　坍孔产生的原因主要有：护筒埋置不严密而漏水或埋置太浅，孔内泥浆面低于孔外水位或泥浆密度不够；在流砂、软淤泥、松散砂层中钻进，进尺、转速太快等。避免坍孔的措施是：护筒周围用黏土填封紧密；钻进中及时添加泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土层时，适当加大泥浆密度，且进尺不要太快。

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