摘要：随着建筑施工水平的提高和科学技术的发展，桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展，被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。灌注桩因其对邻近建筑物及周围环境的有害影响小、桩长和直径可按设计要求变化自如、单桩承载力大等优点在生活中得到了广泛的应用。有效控制好灌注桩基础的施工质量和安全，是确保上层建筑安全及控制工程投资的重要前提。
关键词：桩基础；钻孔灌注桩；塌孔；倾斜
1 前 言
随着我国建筑施工水平的提高和科学技术的发展，以及国外施工技术的引进，国内桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展，被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。钻孔灌注桩因其对邻近建筑物及周围环境的有害影响小、桩长和直径可按设计要求变化自如、单桩承载力大等优点在生活中得到了广泛的应用。作为一项隐蔽施工工程，钻孔灌注桩施工质量受很多因素影响，只有熟悉工作原理及施工工艺，控制好施工过程中各环节的操作质量，了解常见的施工问题，掌握预防及处理措施，才能有效控制好钻孔灌注桩基础的施工质量和安全。
2桩基础工作原理及分类
桩基础由基桩和连接与桩顶的承台组成，作用上是通过将上部结构荷载通过承台传递给基桩，再由基桩传递到第几土体（持力层）。桩基础按承载形状不同，分为摩擦型桩和端承型桩；按使用功能分为受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩；按截面形状分为圆桩、方桩、多边形桩、异性桩、DX桩；按施工方法分为预制桩和灌注桩。本文将主要对灌注桩施工质量控制进行分析探讨。灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，如挖孔、钻孔、冲孔及爆扩成孔灌注桩等。
3钻孔灌注桩施工工艺流程及控制要点
2.1施工工艺流程
钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。其中更为广泛使用是泥浆护壁施工法，冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：
平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
3.3施工前期准备及过程控制要点。
（1）严格控制点交桩和测量定位。交代轴线控制点、水平控制点的过程简称为“交桩”。控制桩点标设在较为固定的桩上，是工程位置控制的基础，施工前，勘探、测绘单位现场交点施工单位，施工单位以此引测工程轴线和施工放线。桩基础施工前，必须完成“交桩”并由施工单位进行桩点复核记录，将对比结果应该报送监理单位，以确保桩点位置无误。
（2）护筒设置。护筒具有定位、保护孔口、保持泥浆水位、控制桩顶标高和防止沉渣回流等作用。护筒内径宜比冲击钻头直径大20cm以上，对于直径大于1m的护筒，可在顶端焊接及加强圆环或在筒身外璧加焊竖向加劲肋。
（3）保证泥浆压头稳定。冲桩过程中必须保证泥浆补给，孔内浆面应控制在护筒底50cm以上，且保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上，但对于表土土质较差者，护筒内泥浆压头不宜过大。
（4）勤掏渣、多观察。机械钻进时，在开孔钻进阶段（≤4m），不宜掏渣，目的是尽量使钻渣挤入并密实孔壁；其后每钻进0.5~1m应掏渣一次，并补充泥浆。冲桩过程中应多观察钻渣情况，结合钻进进尺选用合适的冲程、泥浆浓度。
（5）选用合适钻进方式。大直径钻孔施工，对于一般的土层采用回转钻进比较合适，但回转钻在于漂石、卵石等土层中钻进较困难，而冲击则在此类混合粒土和岩石钻进效率较高，所以深大桩孔或地况比较复杂的地质施工，采用多钻头调配使用（回转钻进+冲击钻进），能有效提高钻孔效率，是钻孔施工顺利完成的保证。
4常见问题成因分析及预防处理措施
4.1 塌孔
塌孔是钻（冲）孔灌装桩施工过程中最常见的事故，塌孔现象可能发现在钻孔过程中，也可能出现在成孔之后，其原因主要可归结为：
（1）护壁泥浆稠度不够，密度太小，孔内泥浆水头对孔壁的压力较少，护壁效果差。
（2）泥浆面未能保持在孔外水位或地下水位线2m以上。
（3）基础土质较差松软（如：砂层），钻孔进尺过快，护壁未能形成较慢，导致孔壁渗水，壁土剥落。
（4）钻进中途停钻，放置时间长
（5）钻进过程中漏浆导致水头不够或稠度降低。
（6）清孔后未能及时灌注混凝土。
预防及处理措施：根据不同的地质情况，选用事宜的泥浆比重、粘度和不同的钻孔速度；陆上护筒设置要牢固，周围要回填压实，水下护筒应确保护筒穿过淤泥及透水层，护筒应严密不漏水；钻孔作用应尽可能保持连续作业；清孔与混凝土灌注计划要紧密结合，灌注准不到位，不清孔或降低泥浆比重。针对轻微塌孔，可采用增加护壁泥浆比重，提高泥浆水头等方式加强护壁，避免进一步塌方。若发现较严重塌孔，应马上采用片石或砂类土回填，待回填稳定后采用小冲程重新钻（冲）孔，磨平孔底不平后，转大冲程冲进。
4.2钻孔倾斜。
钻孔倾斜发生的原因有：（1）钻机底座为安置不平或产生不均匀沉降；（2）土层软硬不均或基岩面产状较陡；（3）冲击中遇探头石、漂石、钻头受力不均；（4）孔径大、钻头小。
预防及处理措施：钻机底座应确保平稳，针对软弱土层或遇基岩时，应采用低锤密打，保持孔底平整，若发生孔斜，应回填重钻。
4.3冲击成孔施工进尺缓慢
施工进尺缓慢的成员主要成因有：
（1）施工机械选择不当。①冲锤重量选择不合适，对于坚石、漂石、探头石等较坚硬地质，应选用较大冲击锤以提高冲力；②冲锤刃口角度不合适，刃口强度不够，磨耗太快。
（2）施工工艺掌握不够。①泥浆浓度不合适，合适的泥浆能除了能保护孔壁，还能让冲渣上浮以利于排渣。泥浆过稀，较大渣粒无法排出；泥浆过稠，会导致孔壁“泥皮”过厚，减弱冲击功率，减慢施工进度。②冲孔过程中泥浆循环不够，孔内渣石未能及时清理，沉渣集聚在孔底，将减弱冲锤冲击力，导致冲击进程缓慢③锤击冲程选择不合适。冲程应结合当前地质情况调整，对于较软的土质，因选用较小的冲程，较高的频率，防止冲卡抱死，而对于较硬的岩层则适宜选用较大的冲程。
预防及处理措施：要最大限度提高冲孔效率，应该加强渣石观察，结合工程地层、地质情况，选择合适的冲锤类型和重量，冲锤刃脚要采用高强耐磨材料，钻岩时，刃脚刃中角度α宜在70-90度间，β宜在50-60度间，泥浆比重调配要采用比重计复核，入孔泥浆比重宜为1.1-1.3，孔底泥浆比重不宜大于：砂、黏土1.3；漂石、卵石1.4；岩石1.2。开孔或软弱土层应低锤密击，基岩采用高冲程，施工过程勤掏渣。
5结论
钻孔灌注桩成桩质量直接影响着上部结构的安全和稳定性，其施工效率对整个工程的进度推进有重要影响。加强技术人员的操作培训，提高作业人员的专业水平，让施工人员熟悉施工工艺，对施工中可能出现的常见问题，能采用有效的预防措施，一旦发生能及时采取积极的应对措施进行处理，是控制基础工程质量及安全的重要前提。此外，钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，加强施工阶段桩基检测（如弹性波法、超声波法、抽芯试验法等），可以有效地避免质量事故发生，对质量缺陷及时采取补救措施，能有效减少经济损失。
参考文献
［1］沈保汉.桩基础施工新技术专题讲座[J].工程机械与维修，2013（1）
［2］王文明，吴初兴.东海大桥主墩大直径钻孔灌注桩钻头设计[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2004，31（12）：30-32
［3］韩德成.桩基础钻孔施工中各类型钻头的使用[J].建筑机械化，2002，23（3）：38-38
论文作者:梁建东,袁志超,庾锦麟,尹志彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/19
标签：泥浆论文; 钻孔论文; 冲程论文; 工程论文; 钻头论文; 土层论文; 进尺论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;