对土木工程中灌注桩施工技术的探讨

摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视土木工程中灌注桩施工技术，灌注桩施工技术对于土木工程中具有重要的意义。本文主要介绍土木工程中灌注桩施工技术的有关内容。

关键词工程；灌注桩；技术；施工；发展；

Abstract: With the social development and progress, more and more attention to civil engineering Pile, pile construction technology is of great significance in civil engineering. This paper describes the pile construction in civil engineering technology.

Keywords projects; pile;; construction; development;

引言

随着我国国民经济的迅猛发展。我国土木工程领域的开发建设得到了空前机遇。近些年各种新的施工技术不断地被研制并应用。土木工程的整体素质得到飞跃式的优化与加强，不断为人类社会创建优秀的物质环境，逐渐成为现代文明中不可缺失的一部分。但土木工程中几种较为常用施工技术仍旧存在一定的不足，亟须加以解决。

1、工程概况

某高层写字楼地下三层、地基采用钻孔灌注桩桩基，基础底板由2块160cm厚的承台、2根200cm宽、160cm高的承台梁和50cm厚的底板组成，柱网为6m×6m，顶板梁截面为80cm×80cm。现在地基已处理完毕，正进行基础底板施工。

2、灌注桩施工技术

2.1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300～600 mm。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。

2.2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。

2.2.1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。

2.3锤击沉管灌注桩施工技术

在锤击沉管灌注桩施工时，用桩架吊起钢套管，关闭桩尖活瓣或安放到预先设在桩位处的钢筋混凝土预制桩靴上。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳等，以防地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管顶端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在同一垂直线上，其偏斜不大于0.5％时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，若无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或标高。在检查管内无泥浆或水进入后，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管时应保持连续低锤密击不停。拔管时要均匀，不宜过高过快；拔管的速度对一般土层来说，以不大于1 m/rain 为宜，在软弱土层及软硬土层交界处应控制在0.8 m/rnin 以内。拔管中要随时探测混凝土落下的扩散情况，注意使管内的混凝土保持略高于地面，直到全管拔出为止。桩的中心距小于5 倍桩管外径或小于2m 时，均应采取跳打的方式，且中间空出的桩需待邻桩混凝土达到设计强度的50％以后方可施打，防止因挤土而使前面的桩发生桩身断裂。

为了改善灌注桩的质量、扩大桩径和提高桩承载能力，常采用复打法，包括全长复打和局部复打。复打的施工程序：在第一次灌注桩施工完毕拔出套管后(单打)，及时清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位安好桩靴和套管或关闭活瓣，进行复打，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后第二次浇筑混凝土。拔管方法与单打相同。复打时要注意：前后两次沉管

的轴线应重合；复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行；如有配筋的桩，钢筋笼应在第二次沉管后灌注混凝土之前就位。施工中应做好施工记录，包括每米的锤击数和最后1m 的锤击数；最后3 阵，每阵10 击的贯入度及落锤高度。锤击沉管灌注桩适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。

3、施工技术发展趋向

随着科学技术的不断发展与创新，土木工程的施工技术深受其影响，科学化、智能化乃是施工技术必然要走的发展路线。施工控制是整个施工技术创新与发展的重要组成部分，其主要是通过计算机技术系统来对施工过程进行模拟分析，通过对位移以及内力的求解，进行预测者和实测值之间的对比研究。一旦发现两者存在较大的误差便立即进行相应的调整，直至满足施工设计要求。

结束语

总而言之，灌注桩施工技术是土木工程施工中的重要组成部分，因此要熟练的掌握施工技术，才能保证施工质量，提高施工水平。

参考文献

[1]赵志缙，应惠清，建筑施工， [M]上海：同济大学， 2003

[2]肖金媛、魏霍霖主编，建筑施工技术， [M]北京理工大学出版社， 2010