论钻孔灌注桩及人工挖孔桩施工技术

当前，我国的高科技发展离不开我国建筑业和建筑业的快速发展。随着党中央“科技是第一生产力”的号召，我国的建筑工程项目正处于一个蓬勃发展的时期，其具体的施工作业方法也逐渐趋于科学。在现场工作强度较大的条件下，采用手工凿孔桩作为一种新的工法。在建设过程中，若遇到较为不利的情况，将会直接影响到项目的进度。但由于其占地面积小、工期短等特点，已经被众多中小型建筑工程所采用。而我们的钻孔灌注桩技术，则是由精确的仪表和配套的机械装置来进行相关的工作。接着，将钢筋笼架下吊，整形，并与各种机械一起进行施工。所以，在实际施工中，采用钻孔灌注桩与手工开挖孔桩，都具有各自的优势与不足。

二、钻孔灌注桩的概念

在预定地点开孔，将钢筋笼置于孔内，再浇注混凝土。由于其不产生震动、不产生挤土、噪音小等优点，适合在高密度的城镇建设中使用。

按钻孔灌注桩的成穴方法可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩及爆炸扩底桩等。

钻孔灌注桩是利用钻孔机在桩孔中打洞，在洞中浇筑混凝土（或吊装）。根据钻探地层的性质，可分为泥浆护壁、干式工作护壁和套管护壁三种类型。

人工挖孔桩是采用手工挖掘钻孔、埋设钢筋笼、浇筑砼的方法。为了确保桩基工程的安全性，在桩基工程中要防止孔壁坍塌和流砂现象的发生，并给出了预防措施。它包括：现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩等。现浇混凝土节段隔墙技术已被普遍采用。

三、钻孔灌注桩施工技术

由于其无噪声、无振动、无污染、3-4米的承载力大等特点，在公路和超高层建筑中得到了广泛应用。然而，当前大部分的桩基为水下作业，其施工状态无法观察，且成孔后无法进行开挖检验，主要技术均处于隐蔽状态，这极大地降低了成桩的质量，同时也有许多的质量控制点，如果在施工中出现问题，将会对成桩质量产生不利的影响。文章着重阐述了在工程中采用的一些关键技术。

施工前期

作好工程的技术说明

在进行桩基基础的施工前，要对有关的工作人员进行以下的技术交底：①将施工图纸整理出来，仔细阅读施工图纸，学习有关的工程验收标准，了解所有的地质数据，使其符合图纸要求。②具体介绍了测量放样、成孔作业、钢筋笼制作及吊装、混凝土灌注及最后保护等工作。③对钻孔记录，钢筋笼制作，浇筑混凝土等过程做了详细的记录，以便于对桩基工程的质量进行监控。

搞好测绘、定点、放样

拆除现场后，根据设计图纸确定的座标及标高，在整个工程中不设置任何临时控制点。桩位要根据施工顺序进行，桩位要稳固稳固，桩位的中心点误差在10 mm以内，要做好测绘工作，做好测绘工作，由监理单位验收合格后方可开工。在灌注护孔前，要对其进行保护，并在其上打上标记，设置保护装置，并在施工过程中派专人进行巡视。

采用隔墙的方法对桩基础进行处理

钻孔灌注桩为先成桩后浇筑，周围土在桩周土中运移，形成了局部受力状态，尤其是成桩初期，因其本身的强度不高，又是靠泥浆护墙及成孔，因此，为防止坍孔、缩颈，应采取多4 d的隔孔技术。

做好试井试验

在正式开工之前，必须先进行钻孔试验。通过钻孔试验，掌握了施工场地的岩层稳定性，掌握了工程实际情况与设计资料相符的情况。成孔时间，泥浆配比及相对密度，清孔次数及大致时间，钢筋笼制作吊装，混凝土浇筑时间等。在正式建造期间对工作进行规划。

钻孔施工

桩身垂直度的施工技术

在进行桩基础的基础上，必须对其竖向度进行精确测量，若达不到设计标准，则钢筋笼和导管不得下放。为了使钻机的竖向定位准确，需要扩大钻机支承面积，增强桩基的稳定度，在施工中要注意对钻机及钻机的钢丝绳的垂直度进行检测。换句话说，就是先将地面平整好，再铺设轨枕，再放好钻机，再将起重机、钻心、桩位对齐。在钻进过程中，要对钻杆竖直度和水平性进行2-4 m的检查。在施工中，应注重上下两个相互垂直的方位，以便能及时地检测出偏差并加以纠正，确保孔位垂直度不大于1%。

桩位及测深技术

护心离桩位中心线的误差小于50 mm，并对其进行严格的检验，避免在钻孔过程中发生漏水，影响周边的周边环境。钻孔过程中，自然地表高程受到一定程度的影响，故需在施工完成后，采用已经检测出的临时测点，重新复核地基梁标高，重新检测钻具的全长，并作好相关的纪录，以便在钻孔过程中，根据钻孔中预留的钻具长度，对钻孔的深浅进行检测。起吊后，要用钢缆重新测量井眼的深度，并检查纠正后再投入使用。在大口径桩基中，测量测点的布置要严格按照桩顶的高度进行，同时还要考虑到测线在发泡后会出现收缩，有时可能会缩小1 cm/m。为避免错误判断，在完成测量后，应采用钢丝进行检验。

对于端承式桩和摩擦式桩式，要保证桩端埋至设计埋置深度。由于无法直接观察到，取样难度大，因而精确辨识与有效控制具有十分重要的意义。根据不同的钻孔技术，确定和控制嵌入层的厚度存在一定的差别，逆循环和撞击钻进时，可用取芯取样来确定嵌入层厚度。在正循环成孔桩基中，由于不能获得完整的岩样，所以很难精确地确定其嵌入深度。在认真分析钻探资料的基础上，根据每一口井的地层分布情况，综合判定了该地区的地质情况，并画出了一幅等高线图，以此来决定钻探的深度。

钻井液的施工技术

在钻孔灌注桩的施工中，对水泥砂浆的质量进行了有效的控制，对整个工程的成功起着至关重要的作用。当成孔时，如果泥浆质量不好或浓度太低，将无法产生良好的防护效果。高密度、高密度和高含砂率会造成支架的整体性能不佳，厚度越大则抗侧阻力越小。为了保证钻孔的质量，钻孔时应严格控制泥浆的浓度和相对密度。在成桩过程中，泥浆浓度高、相对密度高，会降低筋与砼的粘结力，而且在浇筑过程中，砼的灌注阻力增大，使其流动范围缩小，致使大部分的砼集中在桩身内部，在笼外掺入少量砼，严重地影响着桩的施工质量和桩身侧阻，故在施工前应首先进行成孔。

钻井速率法

因此，要针对具体的土质情况进行合理调整，以防止发生缩颈。为解决塑料薄膜吸水后产生收缩收缩的问题，在钻孔时应加大抽油泵流量，加快钻孔速度，快速通过并调节钻井液比例，快速形成钻孔，在无渗漏条件下阻止扩张，避免收缩。若出现收缩，则需对孔洞上下多次进行清理，以扩大孔洞。在砂质岩层中，钻孔速度不应大于钻井液的有效防护速度。另外，在施工期间要尽量减少钻削周期，钻完后要对井眼进行清洗，然后灌入砼，避免因长时间的裸露而导致坍方。

做好清孔工作

钻孔灌注桩的首要工作就是清除钻孔内的沉渣，确保钻孔灌注桩的承载力满足设计指标。通过室内实验，得出了不同压实因子对桩基承载力的影响规律。在工程实践中，通过改善泥浆质量和延长清渣周期等方法，取得了较好的效果。一般是先钻完一遍，然后再提升一遍，最后再提升一遍。在钻孔施工中，应经常进行换浆，尽量降低浆液的浓度，保证不会出现塌方。钢筋笼吊装和下放导管吊装后，由于原有的泥浆中的悬浮物会再次沉入桩基底部，从而对桩端造成不良影响，需要进行二次灌注。当浆液的相对密度及沉积物的厚度达到一定的标准后，即可在水中进行钻孔灌注桩。一般使用“悬钟法”，即用重锤不断地抬起、捶打钻孔底部的岩层，判定是否清理干净，在二次清渣结束5 min后，测量一层较厚的土层。端承桩底部应以50毫米以下的沉渣为宜，而与之相对的则以150毫米以下为宜。

钢骨混凝土框架的制造和提升

首先，生产钢筋笼所使用的钢材、电焊条等应符合产品的品质要求，其外形、尺寸、型号、数目等都要符合品质保证书的要求。钢筋笼的直径、长度和加工质量要根据设计和施工标准来确定，钢筋的焊接质量要特别注意，钢筋的规格、数量和间距要满足设计和标准的规定。在制作钢筋笼时，对钢筋笼的圈长要格外注意，确保其准确地置于设计标高之上，并按其高低，逐一检验吊环的长短，确保所埋钢筋的高度满足设计的需要。为了避免混凝土结构的上浮，必须对其进行适当的加固处理。在提升、提升钢筋笼过程中，应逐节分段地对其焊接质量进行控制。在提升期间，要确保提升期间不会碰到孔壁，如果碰到障碍物应立即停止，寻找问题所在，切不可强行下，否则将造成坍塌，导致钢筋笼的变形。对于未垂直下放的钢筋笼，应先将其吊起，再进行垂直吊装，若因钻削而造成，则需反复钻削校正，以保证成孔质量，方可进行钢筋笼吊装。为确保施工过程中的安全稳定，必须提高施工速度，减少施工工期，确保施工过程中的钢筋笼安全、减少钻孔底部的落碴。另外，为了确保下一步桩基试验能够正常进行，还应该在钢筋笼上设置声波管，并做好孔口的保护工作。

浇注砼的施工技术

在工程中，要保证桩基的成型和砼的质量，但在施工过程中，若要对其进行修补，则会大大降低施工进度和经济损失。因此，在施工过程中，一定要对施工质量进行严格的管理。因此，要从多个角度对其进行严格的控制，以确保施工质量。

(1)对进入的原材料要经过严密的检查，以保证其满足质量保证文件的规定，不合格的材料不得用于施工，用于灌注桩的水中混凝土，其粗颗粒通常是由小石块或粒度在40 mm以下的碎石组成，并且含有少量的污泥低于2%，而细集料则选用等级良好的中粗砂（含砂量在40-45%)，并加入不超过20%的活性砂粉，以提高其流动性能。水灰比宜为，塌落度180-220 mm，首次浇筑的砼直径不小于220 mm。小孔直径浅钻孔的灌注期一般不超过 h，大直径钻孔钻孔灌注桩的灌注时间不宜超过 h。

(2)在检查了成孔质量之后，马上开始灌注砼，若从清孔结束至浇注砼，每隔4个小时就要对孔底沉渣进行一次检测，若沉渣的厚度不符合要求，应重新清除，直至符合要求方可施浆。

(3)为保证施工质量，在首次浇筑前应保留足够的空间，将砼埋置至管道底面1 m以上。

(4)在施工前，要对导管进行防水试验，并通过检验合格，避免在浇筑过程中，导管内壁被水浸泡，造成砼脱离，或产生夹泥现象，严重者可造成桩身断裂。

(5)要注意使用防水栓，在工程实践中，一般是在管子的内径上嵌入一个膨胀的橡皮球，它的大小等于管子内径，当管子上的第一个钢筋受到压力时，它就成了一个排水孔。直径小于1 m的桩宜采用沙袋作挡水栓。第一道工序的混凝土浇注的好坏直接影响到能否正确地使用插销。

(6)在进行砼灌注时，应严格控制砼的搅拌时间，同时要关注砼的坍落度和搅拌时间，以免发生砼柱断裂，夹泥堵塞管道等现象。因为拌和时间不足，会对混凝土的强度产生很大的影响，所以按照18~20 cm的坍方来进行，并对浇筑前的砼顶面和导管埋入的深度进行了严格的控制。一般来说，管道埋设在混凝土表层2~4 m处。不应超出5 m，也不应小于 lm，管道的底端不得超出水泥地面。在距桩顶8~10 m位置，应适时调节坍落度到L2cm~L6cm，以改善上部砼的抗压强度。在施工过程中，要严格控制灌注技术和操作，采用泵送的方式，合理提高混凝土表面的强度，保证分步拔管和连续灌注，但抬升的幅度不宜过大，否则容易造成孔壁被水泥冲蚀，造成孔壁下陷或坍塌，甚至造成桩底夹杂，此种情况在厚层地层更容易发生。

四、人工挖孔灌注桩的技术

采用手工开挖成孔，具有节省场地、减少机器和设备、建造简便、成本低等优点；可平行运作，加快施工进度；能够直观地确认地质情况；本发明具有工程造价低、造价低、造价低等优点。适用于不透水、高地下水的粘土、致密砂砾层和岩石地层。根据现场实践，论述了采用钻孔灌注桩进行钻孔灌注桩的技术要点。

人工钻孔灌注桩的施工技术

其主要步骤为：找平、放线、定位、架设支撑或导电桩、准备潜水泵、送风机、照明设备等——挖掘——清理钻孔四周的墙壁，每次90 mm深度。检查孔直径、垂直度——支土墙模板——浇筑防护墙混凝土——拆卸模板，然后进行下一步的挖掘，直到有一定的强度，并得到监理方的认可，然后捆绑好钢筋笼，进行钢筋笼的检验，清除孔底的积水，将串筒放入，然后用桩芯混凝土浇筑至设计顶标高。

施工技术

土地整平

首先，对现场进行平整，在建筑物周围适当位置布设排水沟，钻孔一孔，在基坑表面铺设10 mm厚的C10混凝土垫层。

挡土墙

(1)2 m以下淤泥、流砂层及人工开挖与护壁技术

在开挖过程中，为保证人员的生命和预防坍塌，采取了混凝土护壁技术。多数孔边墙采用砖砌体，其防护高度应与基坑标高一致，以利于快速拆除，加快施工进度。防冲顶端必须离地面20-30公分。为保证制孔的品质，所挖的洞应大于设计尺寸20~30公分，并浇筑水泥。支护采用与桩相同标号的碎石混凝土。为促进矮墙混凝土的凝固与凝固，应在砼中掺加一定数量的早强料，提高砼的流动性。

水泥防护墙模板采用8-4毫米厚度的模块式钢板，拆除上层钢板，接下层钢板，形成连续的循环。在其上方，还有两对半圆的铁箍，无需附加任何支持，每个铁箍均由专用螺钉紧固。各施工区域按~ m的高，在围护墙上按500 mm间隔设置φ4~6根垂直钢筋；横向用直径为300 mm的φ4-6圆钢筋进行加固。采用拌合机进行混合，采用C25混凝土，其塌落度为60~80 mm。

(2)2 m及以上淤泥砂砂层的人工开挖与防护技术

由于粉土厚度大于2 m，含丰富的地下水，若采用常规的护壁法，易发生砂崩，施工进度缓慢，有时无法开洞，必须采用高造价、高技术的钢护筒来护壁。

(3)在复杂的地质条件下，人工挖孔桩的施工技术

在工程建设过程中，遇到6~8 m厚的淤泥流砂层，淤泥流砂层下面的强风化和中风化层厚度较小，地表不平；若无防渗性能较好的粘性转化层，钢护筒无法插入较密实的强风化地层，则在钢护筒与地层部分处产生淤沙或流沙，并由此产生泥沙、流沙。在基坑开挖过程中，在外界压力作用下，会产生大量的沙砾流，从而导致基坑工程无法进行，甚至危及工程工人的人身安全。其方法为：通过多次实验及实践，在钢护筒外侧~1 m的区域，用111拉森111钢桩锚固钢板桩，对不能锁定的部位，应在钢板桩外侧加一道密闭的止水、止水、止水等防护环。钢板桩因其刚度大、断面较窄等特点，能有效地钻进中风化层，堵塞泥沙、砂流等，大大减少了施工难度，加快了施工进度。

钻孔内部开挖

(1)粘土，淤泥，流砂开挖的施工技术

使用铲，铲等工具来开挖井眼内的泥土、泥沙、流沙。深大基坑采用分层开挖方式，对于粘土，一般按 m~ m一区间进行，在此基础上进行下一道工序；在泥沙和砂土层中，一般每隔 m到 m一个区段。在强风化层中，常采用混凝土护壁，无需设置水泥护壁即可达到自身稳定。

(2)强风化及中风化地层的挖掘

针对强风化中风化岩层（最厚可达到6 m)，采用风镐开挖，采用空气压缩机或空气压缩机辅助加压。

(3)强风化强风化层的挖掘

按设计要求，在2 m以上的强风化层中进行钻孔，由于该岩层为较密、较硬的红色砂岩，所以其硬度因子 f约为10。采用风镐开挖，每天开挖100~200 mm，难以满足施工进度的需要。根据几年来的生产经验和充分论证，提出了毫秒差动爆破技术是可行的。

施工技术处理

要保证人工挖孔的质量与安全，就必须有精准的施工技术，所以，在施工之前，要对钻孔桩施工场地的地质钻井数据进行仔细的研究，依据数据选取合适的技术，并针对工程中常见的问题，给出相应的处理方法。

孔璧泥砂坍方技术的治理

在工程建设中，经常会碰到砂性土、粉砂层和砂砂层等，从而导致周边土的坍塌。在不大涌水量和不严重塌陷的情况下，可以采用挡土板支护，采用25 mm口径的圆形钢管或钢筒钻孔钻孔，进行水泥护壁。

沙砾层的治理

在施工中，如果遇上厚度很大的沙砾层或粉沙层，尤其是在高水位条件下，挡土墙周边土体发生大面积崩落，形成一种“悬空”的局面，一旦没有了支护，墙体将产生开裂，最终破坏。首先，顶板支护选用20 mm厚的圆钢管，在顶板上打2-4根钢丝绳，与地基桩相连。b.将围护墙体竖向加劲肋向外凸出20 cm，并与下层挡墙竖向钢筋、箍筋结合，然后浇注成形。如有必要，可在开挖桩的中部护壁上预留200 mm左右的钻孔，但是钻孔的部位要选择坚硬的土壤，并采用水泥土桩或竹桩将围护墙与周边土体进行锚固。这样的话，防御就不会被打破。c. 在已经成形的护壁上钻孔，向土孔中填充灌浆，以充填、渗透和挤紧的方法，增强挡墙周围土体，阻止墙体周泥砂塌落，增加桩周摩阻。介绍了常用的粉煤灰、早强型水泥及钙粘砂等多种抗压灌浆材料。

钻孔灌注桩的施工技术

作为一项关键技术，在工程实践中必须加强对其技术措施的研究，以保证孔桩的质量。首先，在灌注混凝土前，应检查孔底的地质条件和钻孔深度，清理钻孔底部，尽可能排除小孔桩沉桩过程中产生的水。b. 在6米以上深的钻孔中，必须小心避免混凝土分离和阻塞大部分或全部的地下水。c.当完全干燥的混凝土后，进行抽运。由于水泥砂浆的厚度，比地基的保护层还要高，没有任何的渗漏，必须先抽水，然后再进行其他的处理。清除表面水泥，把它移出洞口，继续下一个步骤。

人工钻孔灌注桩常见问题

在遇流动的淤泥和流沙时，应采用钢护筒进行成孔。对可能出现坍方的部位，应进行深基坑、深基坑、浅基坑支护、基坑支护等措施。必须保证砼的密实，以防渗漏。

如果是少量的地区，应先将周边无砂地带挖得很深，使之变成一口水井，再以此为水井，再将其置于地下水位之上，再用泵将其从地下抽取出来，将其底部及周边的地下水位降低至井口底部，以防止洪水泛滥。

若因地下水量过多而引起周边已有建筑物出现沉陷，需在泵送井边增设灌水点（管道），或在已开挖但未完成的部位补入，以保持水压力均衡、基础稳定。

人工钻孔灌注桩的安全性

在建筑工程中，人工挖孔桩的施工中，一定要确保安全管理不能出错，过去发生的各类人工挖孔桩施工安全事故，都与施工现场的安全管理体制不健全有关，这也是导致事故发生的重要原因之一，在人工挖孔桩施工现场的安全管理制度中，并没有配备专业安全员。一场悲剧，一场事故一定有它的成因，对已发生的事故进行剖析有助于预防新的事故的重演。在剖析了过去发生的钻井桩基施工事故的成因后，我们意识到了安全管理系统的重要性，所以，要使建筑项目的安全管理系统能够更好的实施，就必须要完善和完善的安全管理系统，保证施工的正常进行，从而保证了人工钻井桩的合理使用。

五、人工挖孔桩和钻孔灌注桩的优点和缺点比较

钻孔灌注桩优缺点

1、因提升臂上下移动速度较慢，导致在施工中的砼强度不够，容易产生夹泥芯、缩颈和断桩等缺陷，严重地降低了钻孔的成桩效果。

2、施工中，由于管道的高强度往复移动，使得浆液沿管壁持续向内渗入，严重影响了灌注桩的混凝土结构。

3、受工地工作面积限制，部分地段不能施工。

4、实现了施工的自动化，减轻了施工人员的工作强度，增加了施工的效率。

人工挖孔桩优缺点

1、采取人工挖掘，直挖，电葫芦挖掘钻孔的技术。

2、人工挖孔桩的施工危险性较大，对其安全性的控制也比较严格。

3、人工挖孔桩的方法简单，而且桩的质量也比较稳定。

结论

通过对上述问题的讨论，说明了两种成孔方法在施工中具有各自的优点。近年来，在实际施工中，常用的桩基础有钻孔桩和人工挖桩。然而，各种类型的桩都有各自的缺点，因此，在进行设计时，必须认真阅读工程地质调查报告及周边情况，结合专业人员的评审意见，慎重选用桩基础型式。

在建设过程中，无论采取何种桩型，都必须编制详细的施工组织设计，严格按照相关的标准和操作规程执行，以保证项目的质量。

从客观上讲，在良好的地质情况下，人工开桩可以很直观地反映出土层的承载力，而且，其成桩品质好、直径大、承载力高，完全可以达到设计要求。所以，设计人员多偏向于人工开挖孔桩，而本着“和谐社会、以人为本”的思想，对其安全要求较高，在保证工程安全的前提下，尽量选用人工挖孔。当建设企业没有达到一定的安全标准时，应该尽量选用钻孔灌注桩，但对其技术的控制尤其重要，需要熟练掌握施工技术，并对全过程进行严密的监测，才能保证项目的质量。