浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用（共10篇）

篇1：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

引言

在近几年来，在城市建设不断快速发展的情形下，建筑工程中最重要、最关键的基本部分就是土木工程，土木工程也是决定整个建筑之成败的根本。然而钻孔桩技术是土木工程传承的主要技术，并且能够广泛应用。此外，钻孔桩技术在土木工程中发挥着十分重要的作用，取得良好的效果。

一、钻孔桩技术含义及重要性

土木工程中钻孔桩技术是指土木工程施工过程中，对于还未进行基础建设的地段，通过机械钻孔、人力挖掘等手段采用地基桩孔的技术，并在桩孔内放置钢筋笼，浇筑混凝土，为以后构建承重台做好坚实基础。

钻孔桩技术在20世纪60年代就已运用于国外，之后才引用至中国，并大规模运用于商业民房、公路，或基坑开挖支档和防护墩，特别是在跨江、海大桥上，对钻孔桩技术要求尤为严格。桩基承载整座大厦重量，桩基长度及深度决定混凝土架构放置，亦对整体受重力产生影响，建筑核心在于桩基，而桩基的设立与质量控制在于其技术。作为民生工程中最基础技术，钻孔桩技术在泥浆护壁施工、后压浆施工、灌注施工、全套管施工中均有严格质量控制和指标要求，时刻以最严格指标保护整座建筑。

二、土木工程中钻孔桩技术的应用种类

钻孔桩技术分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔和冲击钻孔三类技术方法。正循环回转钻孔技术是指应用正循环回转钻孔机进行桩打孔，泥浆和钻渣从空心钻杆提升至地面;反循环回转钻孔技术是指应用把循环回转钻孔机进行桩打孔，泥浆从空心占杆外流入桩孔，利用真空泵等装置将混有钻渣的泥浆再吸至地面;冲击钻孔技术是指应用冲击钻设备，将桩底部泥石打碎带出。

三、钻孔桩技术的具体应用

1、钻孔桩技术应用

在工程建筑的过程中，可采用多种的钻孔桩技术。如冲击钻技术、正循环钻孔技术、长螺旋钻孔技术等，分别应用于各自的工程结构中。对于正循环钻孔技术，安装钻机时需要牢固平稳，同时需要滑轮、护筒中心与钻杆重合，其误差必须小于20mm。应用最广泛的钻孔技术就是运用正循环，它含有小误差、高精度等优势。在进行工程建筑地下钻柱时，例如：当初钻置入地底时，要求抑制速度，以较缓慢的速度逐步循序进入并轻压;当钻头全部置入后，钻压的强度加以增大，大力压进。通常处于正常状态下时，按照岩石层的硬度、土壤的强度，将钻头坚硬度及钻速给予调整。例如：在遇到岩层比较硬时，就利用强压、高速、小泵量进行钻进;粘性的土层，适合使用大泵量、中压进行钻进。加钻杆后，因钻杆特有性质，先把钻具拔出放置水平标高处，清洗之后再加载钻杆。钻孔中如果有坍塌、两孔过近、倾斜等出现时，停止工作及时给予调整，保证顺利进行工作。

进行安装及定位钻孔机。若钻孔机的安装基础松散，在施工中容易有桩倾斜、桩偏心、钻孔机倾斜等现象出现。所以在进行钻孔机安装时，地基必须要牢固。对于软地层及坡度地基，采用推土机进行推平，然后再铺上钢板或者木头加以稳固。确定准确的中心点并正确把钻孔机进行安装，避免桩位不准，针对含有钻塔的钻孔机，首先运用钻机产生的动力和周围的地笼相联系，加以配合，把钻杆移置大体定位处，然后利用千斤顶把机架顶起，正确定位，促使钻头、起重滑轮放在同一条直线上，或将钻杆卡孔和护筒的中心点稳固在同一垂直线，确保钻机保持有垂直度。钻机位置误差不能高于2cm。桩位准确对好以后，利用枕木把钻机横梁进行垫平，同时在塔顶相称于钻机轴线把缆风绳进行拉上。

进行压入套管的操作，其垂直度是指开始阶段挖掘的5-6m深度时的垂直度，所以采用经纬仪和铅垂加以确认其中的垂直度。钻孔环节是非常重要和关键的环节操作，在具体的施工中一定要严格根据要求进行操作，这样才能保证钻孔的良好质量，首先是中心点的对准和垂直度，护筒务必压好。施工中，及时检查成孔的偏斜。利用冲抓式或冲击式等方式进行钻机施工时，会受到土层产生的震动而破坏邻孔的稳定性。因此，及时把钻好的孔给予清孔，放置钢筋笼并把混凝土灌注于水下。事先规划好钻孔顺序，不但确保上下各钻桩孔的施工之间不受影响，而且让钻机挪动距离相差太远及互相影响，通常能利用中央向两边施钻的方法进行操作。

2、冲击钻孔技术

运用冲击钻孔技术进行钻孔之前，要求添加粘土放置护笼中，经过钻头冲击力把石块与泥膏紧压向孔壁处，保证优质的工程质量及对于周边已经灌注砼的凝固不受影响，应该在临孔砼浇灌后，即可钻孔。因为比较大的冲击钻孔冲击力和较深的冲程，十分适合一些土层。在前期，做好在钢丝上冲程的`深度标签工作，需要与设计的图纸要求相符合。例如：准备钻孔时，与锤高要保持0.4-0.8mm的低锤密击，因有比较大的冲击力，较弱的稳定性，需要在冲钻中不停的加入碎石和粘土，目的是让孔壁不能因宽松而倾斜钻机冲钻，在有4-5m的冲击至距离标高时，不必添加，改变为正常的钻孔即可。

四、长螺旋钻孔技术的运用

说到钻孔桩技术，不得不说到长螺旋钻孔灌装技术，长螺旋钻孔灌装技术是在传统钻孔桩技术基础上，利用现代化的机械性能，将业务能力从湿作业阶段提升至干作业的新技术，极大地提高了经济效益和社会效益，钻孔桩技术一举在长螺旋钻孔灌装技术上得到长足发展。

1、钻孔灌装工艺

在施工时，长螺旋混凝土灌注桩是利用其长螺旋至设计深度后，在一定压力下通过钻头、螺旋钻杆、泵管、随着钻杆提升、灌注混凝土至一定标高后拔出钻杆，并将钢筋笼压至设计标高即可成桩的工艺。传统钻孔方法采用泥浆护壁式方法，将土质层的土壤通过钻孔搅成泥浆循环送至孔外。此工艺是一种大扭矩快速干钻法，类似长活塞作业原理。在作业过程中，钻孔中大部分的土被输送至钻杆叶片上，并在外界形成土柱。由于土柱的存在，使钻孔在提钻前不至于坍塌。

2、长螺旋钻孔技术的运用

在民用建筑、大规模桥墩上广泛运用此技术，可在诸如流沙、砂卵石层、粘土等地质条件下作业，也适用于桩径范围300-850mm，深度25m内的护坡桩和基础桩的施工作业。在强调整体性与实用性中，此技术可替代大部分泥浆护壁钻孔桩和灌注桩。此外，对于建筑结构或土层较软、不稳地区也可作为加固操作使用，混凝土桩基替代旋喷桩基可与支护排桩形成堵水帷幕，具有强度好、隔水效果佳等优点。

结束语

钻孔桩技术的施工质量关系到人民生命及财产安全，钻孔桩技术更是整个基础承重台质量安全的关键因素。技术的成败主要从钢筋笼偏移程度、单桩承重力、桩身偏移量等方面综合评价与鉴定。作为民生工程，在技术要求颇为严格的基础上，对项目后期审核工作也要做到认真处理，各项检测结果均要达到国家标准。因此，加强技术操作，实施严格控制在现代化建设中起到了重大作用，是整个工程质量安全的重要技术保证。

参考文献

[1]米灏.浅谈钻孔灌注桩在木土工程中的应用[J].价值工程，.

[2]靳立芳.土木工程中的钻孔灌注技术应用探讨[J].现代商贸工业，.

[3]封文静，李昊鹏，刘玉欣.土木工程中钻孔桩技术的应用研究[J].技术与市场，20.

篇2：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

水下钻孔爆破技术在西江航道整治工程中的应用分析

航道中的礁石是影响航道整治工程的重点和难点,水下钻孔爆破技术在水下炸礁和航道整治中具有非常重要的应用价值.本文试图结合西江航道整治作为分析案例,对水下钻孔爆破技术在西江航道整治中的.应用做出一定的探讨.

作 者：韦庆学 作者单位：广西柳州航道管理局刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(26)分类号：U6关键词：水下钻孔爆破 航道整治 冲击波

篇3：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

1.1本项目位于上海浦东世博园B片区, 四周以市政道路为主, 周围环境较为复杂, 对沉降控制和周边环境保护要求严格。同时由于本工程地下室埋深约14.5~18.1m, 要有足够的有效桩长来提供单桩抗压和抗拔承载力, 场地内第 (7) 2层埋深较深 (局部缺失) , 同时上部有厚度较大的第 (5) 2层粉性土分布, 桩端入土深度大, 预制桩沉桩较困难, 故宜采用钻孔灌注桩方案。为避免灌注桩施工质量问题, 消除桩侧泥皮和桩底沉渣过厚带来的单桩承载力达不到要求, 试桩过程发生桩端突沉等问题, 采取后注浆工艺。

1.2本工程三种直径桩基, 分别为Φ800mm、Φ700mm和Φ600mm的钻孔灌注桩, Φ800mm桩长50m, 桩顶绝对标高-14.4m, 桩底-64.4m;Φ700mm桩长47m, 桩顶-15m, 桩底-62m。Φ600mm桩长36m, 桩顶-15m, 桩底-51m, 均采用端式桩端注浆补强。

2桩端注浆工艺流程

2.1钻孔灌注桩桩端桩侧后注浆, 就是在钻孔灌注桩的成桩时在桩底或桩侧预置注浆管路和注浆装置, 待桩身达到一定强度后, 通过注浆管路, 利用高压注浆泵压注以水泥为主剂的浆液, 对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化, 从而消除传统灌注桩施工工艺固有缺陷, 达到提高桩的承载力、减少沉降量的一种科学、先进的技术方法。其特点是:桩侧后注浆技术具有施工过程简便, 质量稳定可靠, 注浆量便于控制, 施工工期短并可与桩基施工穿插进行, 不需要别外的注浆工期, 技术经济效益显著等优点。

2.2本工程采用的压浆泵, 泵压高于7MPa的高压注浆泵。地面输浆软管采用耐压值不低于10MPa的双层钢丝纺织胶管。胶管内径为Φ25mm。成桩2天后开始进行桩端、桩侧后注浆施工。注浆量为2T水泥/根桩, 注浆水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥, 水泥浆液水灰比0.50~0.6。桩底注浆采用桩身均匀设置2根注浆管, 注浆管为钢管, 钢管内径25mm, 壁厚3.2mm。注浆管下端与单向阀式注浆器相连。桩端注浆器伸入孔底下面0.2~0.5m。注浆管随钢筋笼一个时间下放, 并在管内注水来防止漏浆。

2.3桩端注浆终止标准采用注浆量与注浆压力双控的原则, 即以注浆量 (水泥用量) 控制为主, 注浆压力控制为辅。当注浆量到达一定的要求时, 即停止注浆;当注浆压力>2MPa而且持荷3分钟, 且注浆量到要求量的80%时, 也可终止注浆。

3质量控制要点

3.1预埋注浆管依据设计图纸要求指定的压浆管长度进行断料 (压浆管长度=孔深+300mm进入土体深度+顶部露出长度) 。压浆管埋入孔底30cm处开设出浆孔, 出浆孔孔径大于或等于7mm。且要求总出浆孔总面积不小于压浆管内孔的截面积, 压浆出口用薄型橡胶封闭, 通常使用推车内胎并用扎丝扎牢。如图1。

3.2在钻孔桩每根钢筋笼上通长安装2根压浆管, 压浆管必须与钢筋笼主筋牢靠固定, 并与钢筋笼整体下放。压浆管埋入桩底30cm, 管与管之间采用丝牙连接, 外面螺纹处用止水胶带包裹, 并牢固拧紧密封。

3.3下钢筋笼时必须缓慢下放, 严禁强力冲击, 在桩身砼浇灌后7小时内, 必须用清水劈裂, 水量不宜大, 贯通后即刻停止灌水。

3.4部份工程桩上部约有15m的空钻部分, 设计本身并无配筋, 为了确保空钻深度内的注浆管牢固安装并不易被折断, 必须在这一段深度内设置辅助钢筋笼。注浆管需牢固绑扎于辅助钢筋笼的纵向钢筋上。

3.5压浆施工时为避免注浆对相邻桩的影响, 工程桩按照成桩顺序和时间, 成片进行注浆。正式压浆施工前, 认真检查每根压浆管是否畅通, 并对四周10米范围有钻孔桩施工的桩, 不得进行压浆施工。

3.6水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥, 单桩注浆量2吨水泥, 水灰比为0.6, 搅拌时间不小于2分钟。搅拌好的水泥浆液用孔径不大于3×3mm的滤网进行过滤。压浆时须控制渗入, 确保慢速、低压、低流量, 以让水泥浆自然渗入土层。本工程压力控制在3MPa以内, 一般情况下为0.4~0.8MPa, 流速控制在32~47升/分钟以内。达到以下三个条件之一均可停止压浆:

1) 压力大于2Mpa并持荷3分钟;

2) 压浆水泥用量超过1T;

3) 桩顶出现冒浆。

3.7每完成一根桩的压浆工作, 现场质量员做好有关施工记录, 要求做到及时、真实、准确。如图2。

4结束语

我们对十组一共十四根桩进行了检测。Φ800mm直径钻孔灌注桩最大承载力达到11200k N、Φ700mm直径钻孔灌注桩最大承载力达到9500k N、Φ600mm直径钻孔灌注桩最大承载力达到6100k N, 合格率达100%。经后注浆的钻孔灌注桩的强度得到了保证, 在很大程度上节约了工程造价, 取得了预计的效果。

摘要：本文通过笔者在上海世博园区写字楼项目桩基工程的钻孔灌注桩桩端桩侧后注浆施工的应用实践, 阐述该注浆技术的施工工艺和特点、质量控制要点和运用后的实际效果。

篇4：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

【关键词】旋喷桩；施工；建筑；基坑

随着改革开放的发展，城市建设日新月异，工程深基坑运用越来越多，城市中的建筑工程因为基坑周边市政管线复杂，使用旋喷桩施工技术可以有效减少开挖时围护墙的变形和周边地表沉降，并且此法能有效处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等地基，效果良好，因此旋喷桩施工技术在建筑基坑工程中得到了广泛的应用。

1.旋喷桩技术施工前准备工作

在施工开始前，必须在已有的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解各施工点地基土的性质、埋藏条件。

1.1材料选择与准备

旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体，根据喷射工艺要求，浆液应具备以下特性：注浆液具有良好的可喷性；有足够的稳定性；浆液中不应有太多气体；能调解浆液的胶凝时间；有良好的力学性能；无毒、无臭；结实率高。水灰比一般采用1：1～1.5：1的水泥浆液。在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液。

1.2保存好送验土样

根据补充勘探资料，在选择的试验工点加同范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。

1.3室内配合比试验

根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过2～5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.0～1.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。

1.4试桩试验

根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。

1.5清理整理路面

推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原地面按设计要求整平，填出路拱。根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。

另外，还应按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。

2.施工工艺控制点

2.1钻机定位

移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

2.2制备水泥浆

桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。

2.3钻孔

单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进厚度达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地址钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

2.4插管（单重管法、二重管法）

插管是将喷管插入地层预定深度。使用76型振动钻机钻孔时，插孔与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地址钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管，并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中。为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力不超过1MPa。若压力过高易将空壁射塌。

2.5提升喷浆管、搅拌

喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。

2.6桩头部分处理

当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

2.7喷浆、搅拌

若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4～6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。

2.8清洗

向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

2.9移位

移动桩机进行下一根桩的施工。

2.10补浆

喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。

3.主要技术控制要点

钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5。

喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封图必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。

喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后，才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。

喷射注浆时，开机顺序也要遵守第3条的规定。同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6～l的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。

为了加大固结体尺寸，或深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺。

冒浆的处理，在旋喷处理中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可以在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，还可以在空隙地段增加注浆量，填充空隙后再继续正常旋喷施工。冒浆量无穷大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减小冒浆的措施有三种：提高喷射压力；适当缩小喷嘴直径；控制固结体形状。在正常情况下的冒浆可沿公路横向方向，在相邻两个孔之间开挖排浆沟，形成桩与桩之间的系粱，以便提高复合地基总体承载力。

【参考文献】

[1]张家伟高压旋喷桩基坑支护技术[J].岩土工程，2006.

[2]阎世龙.旋喷桩在加同处理软弱路基中的应用[J].河北建筑科技学院学报，2004.22（1）.

篇5：基坑工程钻孔桩施工技术研究论文

关键词：钻孔桩施工；施工技术；常见问题以及解决措施

钻孔桩的基础形式能适应不同的地质条件，其承压能力强、成本低，因此被广泛应用到地基、路桥工程中。但是钻孔灌注桩成桩技术要求高、灌注水下混凝土施工工序多、工艺复杂、工作量大、并需在较短时间内快速完成灌注工作，且隐蔽性强，施工过程受人为因素影响大，稍有疏忽，就难免出现质量缺陷。文章根据自己多年来的工作经验首先分析了钻孔桩的施工工艺，然后提出了施工过程中常见问题以及解决措施，供大家借鉴。钻孔桩施工

1.1 测量

布设、加密导线控制网，使用全站仪准确测设墩位及钻孔桩位，用标准钢尺检查各墩位之间、各桩位之间关系符合设计及规范要求后，设护桩；全线水准点每200m设置一个，采用四等水准测设，采用自动安平水准仪，及时准确的定出各点位施工标高。

1.2 埋设护筒

护筒的埋设工作是钻孔桩施工的关键一步，其主要作用是能够保证孔内保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，抵消孔壁外的静水压力，起到防止塌孔的作用。护筒按照规定制作好制作。桩基护筒埋设采用挖埋法。埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不允许大于50mm，垂直度偏差不大于1%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。

1.3 泥浆的制备

护壁泥浆采用膨润土造浆，护壁泥浆可经泥浆净化装置（沉淀池）净化后重复利用；泥浆材料的选定及配合比：7～10%膨润土；0.5～1%工业用碱；0.1%羟甲基纤维素（CMC）；拌和用水为自来水；可按下表性能指标及测试方法制备泥浆：

1.4 钻孔

（1）成孔时钻机定位应准确、水平、稳定、钻机回转盘中心与护筒中心偏差小于20mm，成孔过程中钻机搭架头部滑轮组，回转器与钻头应始终保持在同一垂直线上，保证钻头在吊紧状态下钻进。

（2）钻孔过程中，首先必须控制好钻进速度。初期钻速不可太快，开孔时冲孔钻速度要慢，在覆盖层需减压钻进，泥浆指标变化情况要经常测试，为使钻进速度与泥浆排放量相适应，钻孔内泥浆浓度必须及时调整。

（3）钻孔应连续进行不得中断，在钻孔排渣、提锤或因故停钻时，应保持孔内水位的高度泥浆比重及粘度符合规范要求，以防坍孔。

（4）钻孔时要依据土层情况，控制钻进速度，为确保钻孔的垂直度符合设计要求，须保持桩机平整、钻具校正、加强检查、勤检勤纠。

（5）钻进达到要求孔深停钻时，将钻头提离孔底100～150mm，继续维持泥浆正常循环，清除孔底沉渣直到返出泥浆的钻渣含量小于4%，泥浆密度不大于1.3g/cm?，且孔底沉渣厚度≤50mm为止；轻稳提升钻头，向孔内补入泥浆，保持孔内浆液面高度，以保证孔壁的稳定；

（6）测孔径、孔深、倾斜度偏差。要求：孔的中心位置按群桩不大于100mm﹑单排桩不大于50mm，孔径偏差不小于设计桩径，倾斜度不大于1%，支承桩孔底沉渣厚度不大于50mm。在钻孔和清孔的全过程中，应随时注意保持孔内泥浆液面高度，确保孔壁的稳定。

（7）钻进过程中，及时做好施工原始记录。

注：钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止进钻，经采取下列有效措施后，方可继续施工。

①当钻孔倾斜时，可反复扫孔修正，如纠正无效，应在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔处上部0.5m，再重新钻进；

②钻进中如遇塌孔，应立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻；

③护筒周围冒浆，可用稻草拌黄泥堵塞漏洞，并压上一层泥、砂包。

1.5 检孔清孔

在钻孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行成孔质量检查，以尽早發现问题，及时处理，确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。

（1）孔深和孔底沉渣厚度检查

孔深和孔底沉渣厚度采用标准测锤检查。

质量标准：

孔深：不小于设计孔深；

沉渣厚度：柱桩≤5cm。

（2）孔形及竖直度检查

检查方法：根据设计桩径制作检孔器入孔检查，检测时，将检孔器吊起，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，如检孔器能顺利到达孔底，则表明孔形和竖直度符合要求，如检孔器中途被卡住，则表明在被阻部位可能有缩孔或斜孔现象。

1.6 下放钢筋笼

钢筋笼在施工现场按照规定的要求制作完成，钢筋笼入孔时，应对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。下笼过程中如遇阻，不得强行下入，应查明原因处理后继续下笼。

每节钢筋笼焊接完毕后应补足接头部位的缠筋，方可继续下笼。

钢筋笼吊筋固定以使钢筋笼定位，避免浇筑混凝土时钢筋笼上浮。

1.7 灌注混凝土

根据孔深确定灌注砼导管总长。混凝土坍落度为180～220mm。集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小间距的1/4，同时不应大于40mm，采用水下灌注混凝土法施工。

浇筑混凝土时导管下口置于离孔底0.25～0.4米处，导管上口接漏斗，接口处设隔水栓，首批混凝土量要计算，确保灌注下去的混凝土能埋住导管下口至少1-2米。随着混凝土不断灌入，及时测量混凝土上升面，并不断提升导管，直至灌、提完毕，注意导管提升不要过猛。为使浇注工作顺利进行，应尽量缩短浇注时间，坚持连续作业，使浇注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。施工控制以及问题处理

2.1 垂直度的控制

垂直度控制是钻孔桩施工影响施工质量的重要指标，也是钻孔桩施工中的最大的难题。影响垂直度的原因有（1）钻机的底座位移或者或者不均匀沉降，使钻杆没有达到垂直的状态；（2）钻杆自身的刚度差，钻杆薄，重量太轻，钻进过程中挠度打，钻头自由摆幅过大；（3）钻杆本身弯曲，导致钻头摆幅过大，形成斜孔。

解决措施：

钻前预控措施：（1）钻机就位时首先固定钻机，防治钻进过程中位移以及不均匀沉降；控制好转盘中心、钻头与桩中心重合；（2）应采用大直径的钻杆，避免因钻杆刚度不够而出现钻头摆幅过大、钻进效率低、钻杆断裂等情况；（3）钻杆使用前应检查杆体和法兰，变形的钻杆应进行修复或者淘汰。

钻进过程中的控制措施：（1）采用大配重减压钻进，始终采取重锤导向减压钻进、中低速钻进，严禁大钻压高速钻进，尽量减少钻具的自由变形长度，使得钻具在重力作用下一直保持垂直自由状态；（2）采用精密水准仪控制钻盘水平，钻进时超过6H或者怀疑钻机歪斜时应对底座进行检测调平；（3）根据地质资料对钻进参数进行分层控制，不同的地质采用不同的钻进速度、钻压和泵量，确保成孔的垂直度。

2.2 卡钻

（1）坍孔、落石或者工具掉进孔里、卡住钻头；（2）钻头经过岩层分界面时相邻岩层强度差别大，施工过程中没有及时的根据地质情况调整钻头；（3）没有及时的焊补钻头，钻孔直径逐渐变小，焊补时超限，钻头下放太猛烈，卡钻；（4）护筒的底部出现卷口变形，钻头卡在护筒内或者护筒的底部。

处理措施：（1）坍孔产生的卡钻，可以用压缩空气管或者高压水管放入孔内，对卡钻处适当冲射一段时间，然后缓慢旋转钻机，等卡点松动后再慢慢的提出；如果是因为落石或者工具导致卡钻的，应先查明障碍物位置，先使用打捞钩打捞，不能打捞出来可用小钻头冲击障碍物，将其打碎或者压进孔壁；（2）如果是因为钻頭穿过岩层突变导致的卡钻，先采用爆破的方法进行处理；（3）将钻头缓慢旋转再上提，如果钻头卡死可用借助卷扬机或者大型浮吊上提；（4）拆除1-2节钻杆，临时固定剩余钻杆，放倒钻架，利用浮吊将钻杆上下左右移动，直到钻头松动。结语

桩基工程的施工由于施工技术复杂、隐蔽工程多，其质量主要靠事前控制和事中控制，事后的检测和补救措施。因此，工程技术人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程，事先提出质量控制和检验标准，监督施工方严格遵守和执行，调动有关各方同心协力把好质量关。

参考文献

篇6：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

1 钻孔灌注桩概述

1.1 定义

钻孔灌注桩, 是指在施工现场利用相应的工程机械, 通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段, 在地面形成桩孔, 之后通过放置在桩孔之中的钢筋笼和灌注的混凝土, 形成钢筋混凝土桩的一种基础形式, 可以有效解决软土地基、复杂地基等对于工程施工的影响, 保证建筑工程的稳定性和质量。

1.2 原理

钻孔灌注桩的施工原理, 是通过一定数量的混凝土, 灌注在预先打好的桩孔中, 将孔底存在的水和泥浆排开, 并且一次性将导管的出料口包裹在混凝土的一定深度之中, 使得后续浇筑的混凝土能够始终与孔内的水和泥浆隔离开来, 逐渐形成桩身。在混凝土的灌注过程中, 导管会随着状况内混凝土高度的增加而不断提升, 最终在混凝土浇筑完成的同时, 将导管拔出, 确保桩身的完整性。

1.3 特点

钻孔灌注桩的特点主要包括:

(1) 与沉入桩中的锤击法相比, 施工产生的噪音和振动更小;

(2) 可以根据实际需求对桩径进行设置, 更加灵活;

(3) 适用于多种地基形式, 施工便利;

(4) 由于混凝土的关注过程是不可见的, 因此其质量控制相对较为困难。

2 钻孔灌注桩在水利工程中的优势

水利工程周边由于长期受到水流的冲刷和侵蚀, 一般以软土地基为主, 含水量大且容易发生形变, 地基的处理通常都比较困难。而钻孔灌注桩自身的施工工艺较为简单, 施工面积小, 承载能力较大, 桩身直接接触坚固的岩层, 受软土层的影响较小, 可以有效保证地基基础的承载能力。同时, 施工周期短, 不会影响水利施工的正常进行, 工程造价低, 投入小, 可以有效减少水利工程的建设成本, 可以使水利工程在竣工之后, 收到良好的质量效果。因此, 钻孔灌注桩技术在现代水利施工中得到了极为广泛的应用。

3 钻孔灌注桩在水利施工中的应用

钻孔灌注桩在实际应用中, 其基本的工艺流程如下:

(1) 施工准备。在施工开始前, 为了保证施工效率和施工质量, 需要做好相应的准备工作。例如, 对施工位置周边的环境进行分析, 对地质环境进行勘测, 对钻机等设备的工作状态进行检查, 对钻孔位置进行确定等, 避免意外因素对于施工的影响。

(2) 钻孔。钻孔是施工的第一个步骤, 也是至关重要的一个环节, 必须严格按照相应的设计参数进行, 切实保证桩孔位置的准确性和以及桩孔的完整性。要结合中心线的位置以及垂直角度合理安置钻机, 并对护筒进行固定, 确保桩孔的质量能够满足设计要求。在钻孔过程中, 针对不同的地质条件, 要选择不同的冲击方式, 做到因地制宜, 避免强行施工和盲目施工, 以免对钻机或桩孔造成损坏。在钻孔完成后, 需要检查其是否存在偏斜、破损等现象, 切实保证开孔的质量。

(3) 清孔。清孔, 是指通过相应的措施, 清楚桩孔底部存在的泥浆、沉淀物以及其他杂物, 以保证后续施工的顺利进行。清孔的主要原理, 是利用泥浆在流动时产生的动能, 对桩孔底部的沉渣进行冲击, 使其处于悬浮状态, 之后利用泥浆胶体的粘结力, 将悬浮的沉渣通过泥浆的循环带出桩孔, 最终实现清孔的目的。在清孔过程中, 需要对泥浆中砂子的含量进行准确控制, 以保证施工的顺利进行。

(4) 钢筋笼的制作与安装。 (1) 制作。钢筋笼的制作必须严格按照桩孔的孔径和孔深进行, 合理配置钢筋的数量、位置和间距, 结合相应的标准, 对钢筋笼进行焊接。为了防止钢筋笼的变形, 要每隔2m的距离, 在笼上加设一道箍筋。同时, 在安装前, 需要彻底清除钢筋笼上的铁锈, 以免其在使用过程中出现质量问题。

(2) 安装。在安装前, 需要对钢筋笼进行复检, 查看其在运输和堆放过程中是否出现变形, 是否存在质量问题。确认无误后, 要交由相关技术人员和监理人员进行最终验收, 合格后才能进行吊装施工。在吊装过程中, 要确保钢筋对准桩孔的中心位置, 如果出现下放困难的情况, 可以通过调整钢筋笼下放的位置, 进行多次试验, 要坚决避免强行施工的行为, 以免造成钢筋笼的变形或者桩孔的破损。

3.5 混凝土的灌注

混凝土的灌注是钻孔灌注桩施工的最终环节, 同时也是对成桩质量影响最大的环节。通常情况下, 混凝土的灌注方法可以分为低位灌注法和高位灌注法两种。其中, 低位灌注适用于地面作业, 混凝土的含气量较小, 施工使用的导管较短, 可以在很大程度上保证施工的安全, 同时, 施工速度相对较快, 也不需要使用吊车进行运输, 可以在一定程度上降低工程成本。因此, 低位灌注法也是多数大型水利工程施工中应用的施工方法。高位关注法在施工时, 需要较大的施工场地, 混凝土中的含气量也较高, 同时, 需要用到吊车和支架, 工作人员在较高的空间位置进行施工, 不仅增大了施工的危险性, 也使得施工难度较大。因此, 在水利工程施工中, 通常不会使用高位灌注法进行混凝土的灌注施工。

4 钻孔灌注桩的质量控制措施

某水利发电站在建设过程中, 由于软土底层难以满足施工设计要求, 处理起来需要投入极高的成本, 因此, 采用了桩基础形式, 利用钻孔灌注桩技术进行基础施工。为了切实保证施工质量, 在施工过程中, 采取了相应的质量控制措施, 主要表现在:

4.1 材料控制

该工程在施工前, 对水泥、钢筋、骨料等原材料进行了细致的检查, 以确保其质量、规格、强度等可以满足施工要求, 在存储和运输过程中没有出现变质现象。以水泥为例, 该工程在设计过程中, 对于水泥的强度提出了明确的要求, 其强度必须达到C30, 以保证施工的质量。

4.2 施工控制

施工控制是指对整个施工过程的全面控制, 需要组织专业的监督和管理队伍, 对施工进行现场管理, 从多个环节入手, 严把质量关, 切实保证施工质量, 确保水利工程的使用安全。

4.3 人员控制

在施工前, 需要对施工人员进行严格的技术培训和指导, 提升施工队伍的整体素质, 确保施工人员对工作认真负责, 进一步保证施工质量。

5 结语

总而言之, 钻孔灌注桩技术在水利施工中的应用是十分广泛的, 其作用也是极为巨大的, 需要引起施工人员和管理人员的重视, 加强对于施工的管理和控制, 确保水利工程的施工质量, 从分发挥水利工程的作用, 推动社会经济的发展。

摘要：经济的发展带动了科学技术的进步, 也使得社会对于能源和资源的需求不断增大, 日益严峻的能源危机使得新能源的开发和利用成为人们关注的重点。可持续发展理念的提出, 推动了绿色能源和清洁能源的发展, 也使得水利工程得到了良好的发展机遇。本文结合钻孔灌注桩的特点, 对其在水利施工中的应用进行了分析和探讨。

关键词：钻孔灌桩技术,水利施工,应用

参考文献

[1]黄烈红.探讨钻孔灌桩技术如何在水利施工中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (25) :1-4.

[2]廖开东.钻孔灌注桩在水利施工中的应用及质量控制[J].建筑与文化 (学术版) , 2013, (7) :362.

[3]史金江.关于钻孔灌注桩施工技术的研究[J].中国新技术新产品, 2011, (1) :51.

[4]吕崇伟.水利施工中钻孔灌注桩技术的应用[J].科学时代, 2013, (16) :1-3.

篇7：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

【关键词】钻孔灌桩 注浆 建筑工程 质量控制

钻孔灌注桩后注浆技术广泛应用于工业与民用建筑、道路桥梁等工程桩基中，是用于提高单桩承载力、减小沉降量的一项重要措施之一。它的作用在于承载上部建筑物，同时把上部结构所产生的力传递给大地。钻孔灌注桩基础是一种能适应各种地质条件的基础形式，钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用。钻孔灌注桩基础属隐蔽工程，且影响其质量的因素较多，如不抓住重点进行有效防控，就有可能发生质量问题，甚至质量事故，对社会和施工企业本身都造成重大影响。

一、泥浆的制备

为保证桩的成孔质量，特别要注意护壁泥浆的制备和使用。在粘性土中成孔时应注入清水以原土造浆护壁，循环泥浆的比重应控制在1.1—1.3，在沙土和较厚的夹沙层中成孔时，应制备泥浆或在孔中投入泥团造浆，泥浆比重应控制在 1.2—1.3，在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆的比重应加大至1.3—1.5.在施工中要经常测定泥浆比重。在施工现场，泥浆的比重往往大于上述规定，但你讲的含砂率往往偏大，特别在砂层厚度较大的土层，泥浆中含有粉细沙时砂率有时达到50%，比重达到1.8，但粘度不足、泥浆的护壁效果并不好。因此，要控制好泥浆的含砂率<10%，特别是从夫使用的泥浆，强调泥浆从桩孔内流出后要先经沉淀池沉砂后才能进入泥浆池储备，对砂层厚的地质这个措施尤其重要。

二、钻孔灌注桩的施工和应用

施工单位在施工中应严格按照国家现行的有关规范，并按照设计要求进行施工。但在现场施工中，往往因为地质情况的变化和施工单位对某些薄弱环节的疏忽，影响了钻孔灌注桩的承载力。以下几个环节是特别应该注意的；

1.钻进

桩偏小的问题多出现在砂层较厚的地段和上部疏松的土层。在钻进砂层过程中，由于泥浆含砂率大，粘度不足，钻速过快时砂层容易挤向孔内，严重的会做成塌孔。所以在砂层中钻进时，应保持中、快速，并应把钻头的直径加大40—60mm，还应不断地投入块状泥团进入孔中，以提高粘度和孔内砂层表面泥浆护壁的强度。上部疏松的土层由于容易失水，泥皮加厚，孔径缩小，因此，强调在钻进达到设计规定的深度或岩层终孔后，重新提起钻头从上到下进行复钻（扫孔），到孔低时再钻深100mm左右。以保证其成孔直径和防止孔底的岩面泡软。

2.清孔

钻孔桩底沉渣厚薄的主题主要与清孔的方法和工艺有关。钻孔桩多为端承摩擦桩，主要由嵌岩部分提供岩面端承力和嵌岩摩擦力，因此，空地清理的不干净或方法不妥，孔底沉渣过厚就会影响桩的承载力。配备由反循环的砂石泵清渣效果当然好，其清孔干净、速度快，一次清孔就达到要求。如果用正循环法就要经过二次清孔，，第一次清孔时在终孔后提起钻头200mm空钻，用比重为1.1左右的新浆压入钻杆，把钻孔内悬浮较多钻渣的泥浆置换出来。第二次清孔时在钢筋笼放进后下导管清孔，在导管的最上部的管段加一个斜叉，用斜叉口接泥浆泵管进行清孔，清理到用测锤测定基本无沉渣为止，在剪球赛前才关泵。其效果比常用的在导管顶上接泵清孔为好，见笑了在安放料斗和储料期间泥渣在孔底的沉淀，两次清孔所需的时间均以孔底沉潭小于等于5cm来确定。

3、注浆技术参数及注浆施工

（1）采用P.C 32.5 复合水泥，水泥浆液水灰比为0.6。（2）注浆量：单桩设计注浆量为1.5m3，必须严格按设计注浆，实际注浆时需大于或等于设计注浆量。（3）注浆速度：50～75L/min。（4）注浆压力：初始0.5～1MPa。正常1.5～2MPa，最大3MPa。稳压时间15min左右。采用纯压式灌浆法，成桩14d后，把地面注浆系统与孔内一根注浆管连接，另一个注浆管丝堵打开，压入适量清水，冲洗孔底内注浆腔室，待另一注浆管内出清水后，开始注入按设计水灰比配制的水泥浆液，待另一注浆管内流出水泥浆液时，停注，安装上丝堵，继续注浆，待压力达到1.5MPa时，稳压15min左右，堵上此注浆管，换另一注浆管二次注入水泥浆液，压力达到1.8～2MPa时，稳压15min，拆洗上部注浆系统，进入下一条桩施工。后注浆技术不但是修复灌注桩成桩质量低，沉渣厚度大等质量缺陷的经济有效方法，而且采用该技术还能经济实惠地大幅度提高灌注桩的承载力（增幅30 %～120 %） ，特别适合持力层为风化岩层、砂砾层等粗粒土层的灌注桩。

三、桩基问题处理的方法及旋喷注意事项

1.钻孔灌注桩质量问题处理的常用方法有接桩、补桩、补强、加大承台、改变施工方法、修改设计方案等。不同的质量问题所采用的方法是不相同的，该工程的质量问题主要是强度、持力层达不到设计要求故应采取高压喷射注浆法，该方法主要适合桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够、桩长不足、桩底沉渣过厚等事故。

2.旋喷应按以下程序操作；插管完毕→注浆泵开至设计排量→启动转盘→高压泵开至设计泵压→待注浆3-5min后提升，水泥浆的水灰比为0.5-0.8，为提高固结体的防渗效果，在灰浆中加入3%-5%的早强剂。水泥浆应由相应的措施确保无颗粒状无存在，并搅拌充分。旋喷过程中，对个施工参数应规定专人观察、两侧并监控。常压注浆，带钻孔均喷射注浆结束后，将孔口封闭进行压力注浆，直至注浆压力达到一定数值且注不进水泥浆为止。抽芯钻孔注浆，将注浆管下至孔底，进行灌浆，使水泥浆从孔底运除并满钻孔后再慢慢拔出注浆管。

四、特点分析

本工程成功应用钻孔灌注桩后注浆这种新技术工艺，取得了较好的效果，有其以下特点：1、有效提高单桩端承力，由于后注浆的挤压、充填固结作用，在桩底形成扩大头且消除了钻孔灌注桩沉渣的存在，使桩体与桩端持力层有效地结合在一起，且由于高压注浆使桩底产生反向预应力，能有效地发挥和增加单桩端承力。2、有效提高桩侧摩阻力，由于浆液沿桩周向上扩散泛浆，能部分增加单桩摩阻力，根据现场开挖情况，部分桩在桩上部可见3～10mm厚的注浆层。能消除一些不明不良地质现象，改善桩身受力情况3、加固地基；采用后注浆法施工，由于浆液对桩周土的压密作用，并使部分浆液渗透土粒、砂粒、砾石粒之间的间隙里，使其固结与四周地层紧密相依，从而使整个地基得到加固。

钻孔灌注桩在整个工程中属于基础部分，在施工中应特别注意其质量，整个施工过程都必须严格按规范要求施工，不断提高钻孔灌注桩的质量。认真研究制定出先进而有效的施工方法，保证工程的质量；提高和完善管理水平，在施工过程中建立系统化的动态管理制度和方法。通过采用钻孔灌注桩压密注浆的方法，最后通过静载实验，承载力可以比不注浆提高30%以上。

参考文献：

[1]范叶义.钻孔灌注桩施工技术的探索[J].水利水电工程造价，2005、01

篇8：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

一、桩长确定及最大弯矩计算 (B l u m法)

其前提是:主动土压力和被动土压力随深度呈线性变化。当钻孔桩两侧所受净土压力相平衡时, 桩处于稳定状态, 相应桩入土深度即是钻孔桩保持稳定状态所需最小入土深度。按照Blum法, 该值根据水平力平衡方程 (∑H=0) 和对桩底截面力矩平衡方程 (∑M=0) 联解求得。

1、桩长确定

荷载作用下桩前后的土压力强度分布情况可根据郎肯土压力理论计算, 地面附加荷载q0为匀布荷载时任何土层底面处;qn=q0。荷载确定后计算桩入土深度:

其中t—设计桩入土深度;

u—土压力零点至坑底的距离;

t0—保证桩稳定的最小入土深度。

根据力矩平衡条件对桩底C点取矩则有∑M=0可得:

解该方程式可求得t0。

其中∑P—单位宽度主动土压力合力;

а—合力∑P作用点至地面距离;

γ—桩入土部分土的重力密度;

Kа—桩入土部分主动土压力系数;

Kp—桩入土部分被动土压力系数;

h—桩顶至嵌固端 (坑底面) 长度

2、最大弯矩计算

最大弯矩发生在剪力Q=0处, 最大弯矩处至土压力零点距离记做xm,

钻孔桩嵌固端以下并非完全刚性, 在荷载作用下土会发生变形, 产生抗力, 最大弯矩也不在基础底面上。悬臂部分弯矩自上而下不断增长, 进入到锚固区域时继续增长, 达到最大值后开始衰减, 直到桩脚趋近于零。配筋计算时可选取三个有代表性的截面, 即最大弯矩截面、两个最大弯矩一半截面处。

二、桩身配筋计算

单侧配筋的指导思想是:将均匀布筋的圆截面中性轴附近的钢筋和受压区的钢筋放到受拉侧或者抽掉, 充分发挥钢筋抗拉以及混凝土抗压作用, 从而达到提高构件承载力、减少钢筋用量以至于减小桩径的目的。配筋计算模型简图如图2。

计算原理为:在弯矩已知的条件下根据内力平衡计算钢筋.如上图所示, 假设受拉侧钢筋布置半径为rs (rs<r) , 受拉钢筋分布区域对应圆心角与2π比值为β, 其大小决定受拉钢筋合力中心距离构件截面中心轴近远, 值越小钢筋越发挥作用, 如过于集中, 混凝土浇筑困难, 需根据骨料粒径及规范规定合理取值选择钢筋布置, 构件内力平衡时混凝土受压区对应圆心角与2π比值为μ, 由截面静力平衡条件得出下面公式:

根据截面力矩平衡条件得出下面公式:

其中fs—钢筋抗拉强度标准值 (设计值)

As—纵向钢筋面积

rs—纵向钢筋所在圆截面半径

fcd—混凝土轴心抗压强度设计值

可通过 (2-1) 、 (2-2) 联解两个方程计算AS和μ, 或者通过试算法来计算AS和μ。

三、应用实例

(一) 工程概况

大连金州至大窑湾J4K4+244.78排水框架桥设计为4~10m, 净空7.0m, 临近大窑湾, 场地处在碎石土填海地段, 基础开挖规模为45×27m, 开挖深度7.0m, 地下水位于地表以下3.0m处, 采取管井降水方案, 地层以及土力学参数见表1

(二) 基坑支护确定

根据现场情况, 基坑开挖面积较大, 且中间夹有近5米的淤泥层, 开挖至淤泥层面, 淤泥会在该层以上土自重压力荷载作用下向基坑内部滑移, 形成塌方或者滑坡。具体支护方案为:地面以下0~2.0m采取1:0.5坡度明挖, 2.0m~7.0m范围采取单排悬臂桩支护, 桩径6 0 0 m m, 由于基础施工采用降水方法, 因此支护计算不考虑水压力。

(三) 应用计算

桩防护悬臂范围内0.1 m碎石类土, 4.9m淤泥, 为计算方便, 将碎石土视为淤泥进行荷载计算。

为方便计算, 将桩顶以上的Ⅰ、Ⅱ层土简化成等重量的匀布荷载, 由于桩土之间不会出现拉力, 因此在计算土压力出现负值时, 土压力值取0, 根据此时土压力分布首先计算桩入土深度和最大弯矩, 所需要各参数经计算数据列入表2。

将表2中相应参数代入计算公式 (1-2) , 化简后得到方程

解方程得到t0=4.705, 入土深度为5.8 7 4 m, 实际取5.8 m, 桩长1 0.8 m。

将表3中相应参数代入公式 (1-3) , 得每横延米最大弯矩6 0 7.6 6 k N·m, 单桩最大弯矩3 6 4.6 k N·m, 最大弯矩一半的位置分别在基底以下4.273m和基底以上1.91m处, 故此基底以上2m至基底以下4.3 m范围内采用最大配筋, 桩底向上0.8m范围内不配筋, 其余部分配筋数量减半。

根据经验β值取0.25, 在受拉区配筋为桩身为C 3 0混凝土, 经计算钻孔桩设计弯矩为M=3 8 7.1 4 k N·m>Mmax=364.6 kN·m, 满足要求。

结束语

基坑共240根桩, 其中有两根桩实验性配筋为, 桩能承受的最大弯矩为342.0kN·m<MMax=364.6kN·m, 但开挖后两根桩并没有出现异常。其主要原因是:实际土压力强度与朗肯理论土压力分布规律存在一定差异, 同时作为弹性支护桩与刚性支护桩作用机理有所不同, 而设计过程中对桩土间的变形协调未加考虑, 这些因素都影响设计结果, 需要对之进行进一步研究改进, 以求更加理想的应用效果。

参考文献

[1]高大钊.深基坑支护工程.机械工业出版社.1999

[2]天津大学主编.土力学与地基.北京:中国建筑工业出版社.1980

篇9：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

关键词：复杂地质；钻孔灌注桩；旋挖钻；化学聚合物；泥浆护壁 文献标识码：A

中图分类号：U443 文章编号：1009-2374（2016）05-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.074

1 高分子聚合物泥浆概况

1.1 高分子聚合物泥浆基本性状

随着化学制备工艺的不断发展和完善，高分子化合物以其成本低廉、易于规划化制备和生产等有利因素而得到人们的广泛关注。除此之外，高分子聚合物容易实现性能改善，并结合实际的施工环境表现出最佳的优异性能。高分子聚合物浆料在钻孔桩泥浆中的应用，可以有效提高整体浆料的粘结性能，借助高分子链卷曲的优势，稳定整体浆料的定性能。这些高分子聚合物由于具有一定的各向异性，可以使得钻进的孔道形成吸附作用结构，进而加快施工钻头的转移速度，提升钻进的质量和效率。

1.2 聚合物泥浆的有效成分

高分子聚合物泥浆的组成主要分为静态高分子聚合物浆料和动态高分子聚合物浆料，其中本文重点介绍静态高分子聚合物浆料。静态高分子聚合物化学泥浆主要由高分子化合物、水泥浆料以及水等基本组分构成。经过一定的搅拌混匀，通过加入一定量的纯碱以及来自自来水中的钙镁离子峰掺杂，使得高分子聚合物化学浆料可以实现钻孔桩的高效定位与施工，通过高分子化学粘连度的增加，进而不断改善水质和需要去除的杂质离子。环境友好型泥浆需要结合各种材料的配合比根据土层状况而定。

2 施工应用研究

2.1 工程概况

海南省新建铁路西环铁路客运专线五标三分部南港河特大桥，桥长1190.95m，河面宽度98m，基础采用桩基，钻孔灌注桩桩径有2种，即1.00m、1.25m，平均桩长38m。该桥位于典型的沿海复杂地质环境中，据地质钻探资料，地面以下10m左右范围内为密度较小的粉细砂和中砂层，10～38m均为粉质黏土层和粉细砂层。南港河流经28#-32#墩并且地下有充沛水量，施工难度大。原施工方案采用普通的膨润土矿物泥浆，但钻机过程中，前两根均出现了严重的塌孔现象，无法继续钻进。鉴于复杂的地质条件，经综合分析原有施工方案，拟在钻进过程中使用化学聚合物泥浆，为了保证施工可行，进行了10根桩孔的试钻，结果显示，钻进效果良好，未出现严重塌孔等现象，由此积累了施工经验，在钻孔中全部使用化学聚合物泥浆。

2.2 泥浆护壁性状的试验

2.2.1 泥浆配制。旋挖钻孔中，化学聚合物经过掺杂配制的施工泥浆需要加入适量的稳定剂，通过泥浆性能的稳定来保护施工面壁的化学和物理稳定性。高分子聚合物泥浆由于受到高分子化合物水解程度的影响，不同的高分子聚合物泥浆在实际的施工过程中表现的综合性能差异较为显著，黏度越大的高分子聚合物泥浆，其掺杂的高分子化合物的分子量越大，链长越规整。对于高分子相对分子质量处在200万以下的高分子聚合物，其掺杂对于施工泥浆的黏性影响不大，一般会由于黏性不够而使得施工的物质沉淀物脱落。除此之外，pH值对于高分子聚合物泥浆的性能影响较大，一般而言，添加少量的纯碱，可以有效保障泥浆的掺杂优势，尤其是鼓动泥浆不少于3h直至泥浆材料充分水解。

2.2.2 钻孔平台旋挖施工。（1）钻进孔在施工前，需要将高分子聚合物泥浆内设注满，在整个施工过程中要保障泥浆的充足。对于高分子聚合物泥浆施工注射的最低要求是不低于护筒容积的一半，进而可以保障施工泥浆的压力。（2）钻桩孔需要保障施工时合理的孔壁温度，进而减少由于外界温度对于高分子聚合物泥浆施工性能的影响。与此同时，加快泥浆的固化速度，减少浆料施工的扰动。

2.2.3 钻孔桩的清孔试验。掺杂不同的高分子聚合物对于钻孔桩泥浆的沉淀和固化时间有很大的影响。在钻孔初期，需要不断加快泥浆的固化速率，进而保障后续清孔工作的顺利高效完成。因此，对于施工的不锈钢板的厚度一般不超过10厘米。

2.3 施工特点

在水下混凝土灌注时，对于高分子聚合物泥浆而言，由于钻桩孔飞溅的泥屑不断的与泥浆形成相互作用力，进而形成一层黏度较小的泥皮。这些泥皮对于钻孔的高桩摩擦力可以有效减少，进而实现国家高分子聚合物的泥浆钻孔桩施工的Ⅰ、Ⅱ类桩标准。施工完成固化后，需要对剩余的泥皮和泥浆进行二次处理，进而减少它们直接排放到大自然中。一般而言，高分子聚合物泥浆的掺杂主要成分可在自然条件下进行生态降解，其他不利排放可以借助5%的次氯酸钠溶液或3%的过氧化氢溶液处理。

3 综合效益分析

3.1 经济效益分析

高分子聚合物泥浆与现有膨润土泥浆经济效益比较如表1所示：

3.2 社会效益分析

聚合物泥浆与膨润土泥浆施工固化效率对比如表2所示：

结合表1和表2数据可以看出，高分子聚合物泥浆的施工成本和固化效果都要基于膨润土的先天优势，因此聚合物泥浆是理想的泥浆材料。

3.3 环保效益分析

从环保角度来比较，化学聚合物泥浆的使用能减少废泥浆的排放，更有利于自然环境的维持。能适应复杂的地质条件，成孔效率更高，能缩短施工工期，因此社会效益也是显著的。

4 结语

随着化学制备工艺和材料技术的不断发展与进步，高分子聚合物以其制备成本低廉、易于规模化生产以及化学综合性能优势等特点，对于钻孔桩的实际应用可以有效保证施工质量和固化效果，进而不断改善泥浆物理化学性能，实现泥浆施工的环保掺杂与利用。

参考文献

[1] 侯韶军.化学聚合物泥浆在旋挖成孔施工中的应用研究[J].科技创新导报，2015，（16）.

[2] 鲍海山.聚合物泥浆在青海海西木里地区复杂地层施工中的应用[J].青海国土经略，2014，（1）.

[3] 段东旭，薛振华，杜世权.新型聚合物泥浆在钻孔桩施工中的应用[J].路基工程，2013，（5）.

作者简介：孟青云（1981-），男，河北石家庄人，中铁二十局集团第三工程有限公司中级工程师，研究方向：公路、铁路等项目管理。

篇10：浅谈钻孔桩技术在土木工程中的应用

在岩溶发育地区施工钻孔灌注桩时,由于石芽较发育,岩石层面极不规则,高低不平、相互交错,以致钻孔施工至斜面岩层及溶洞顶板或底板时孔位偏移现象极为严重。如何保证孔位的正确及成孔质量是施工的重点关键技术。

1 工程概况

新建武广铁路客运专线DK1776+229.48～DK1794+957段工程位于湖南省耒阳市境内,该地区地质构造较复杂,地下岩溶较发育,岩层面多为斜面,施工中偶遇溶洞和斜面岩石的情况常有发生。金子岭大桥(中心里程DK1792+635.35)所处的地貌单元为湘南丘坡及丘间谷地段,本桥为旱桥,桥址属于岩溶中等发育地段,桥跨布置8-32 m简支箱梁。

本桥工程地质特征为:地形地貌:地貌单元为湘南丘陵,桥梁孔跨范围内地势高低不平;丘陵坡顶呈浑圆状,属较平缓低丘,岗间谷地较宽缓、东西向延伸,多辟为菜地。

地层岩性、构造及地质条件:①淤泥质土:深灰、灰黑色,流塑状,含少量有机质,层顶埋深0.00 m～2.10 m,揭露厚度1.20 m～6.70 m,层顶标高104.04 m～107.25 m,部分地段0 m～0.5 m为种植土。σ0=120 kPa。②软塑状粉质粘土:层顶埋深0.00 m～9.3 m,揭露厚度0.1 m～11.70 m,层顶标高98.10 m～107.25 m。σ0=120 kPa。③硬塑状粉质粘土:层顶埋深0.00 m～6.7 m,揭露厚度0.3 m～9.3 m,层顶标高98.33 m～107.40 m。σ0=180 kPa。④灰岩,青灰色,弱风化,隐晶质结构,岩芯呈柱状。σ0=1 000 kPa。

不良地质与特殊岩土:

大桥场地的下伏基岩为泥盆系锡山灰岩,属可溶岩,岩溶较发育。地表可溶岩出露较少,覆盖层为第四系冲洪积、残坡积土层,土层厚度3.70 m～12.60 m;地表水与地下水无密切连通性,属浅覆盖型岩溶。溶洞铅垂厚度0.10 m～10.00 m,溶洞规划小～中型,变化较大;岩溶发育深度6.30 m～23.70 m,溶洞底板标高77.97 m～105.59 m,岩面起伏大,属浅～较深层岩溶,主要是沿层间破碎带的溶蚀现象,中小型串珠状洞穴发育;洞穴有的未充填、有的半充填、有的全充填,充填物主要为流～软塑状粉质粘土,局部夹风化岩碎块,洞顶完整程度较差,洞底完整程度较好,初步形成地下洞穴系统。

2 施工中遇到的问题及原因分析

在金子岭大桥4号墩4号钻孔灌注桩施工中,钻至9 m深至岩层时,岩石斜面较大,测绳测试结果显示岩面倾斜度约70°～80°,采用回填片石和粘土纠偏,纠偏效果非常不理想。

分析问题时根据相邻路基工程中挖出的岩石形状,该地区岩层基本为石芽状分布,本桩应正好位于石芽边上,故岩面倾斜较大。根据现场钻进情况和地质资料分析,该桩岩石上面为流塑状粉质粘土,σ0=120 kPa。片石回填的位置正好处于该层,因此片石回填后,侧向没有持力点,钻头一冲就偏。

3 采用的施工工艺及方法

施工时钻进至9 m深位置时,发生锤头偏斜现象,采用了回填粘土加片石的纠偏方法,但回填片石后,锤头冲击容易挤出片石,起不到纠偏的效果,重复了4次～5次后,仍不起作用。初步分析拟采用回填混凝土后爆破的方法处理,但回填混凝土后需停留一定时间后才能再施工,存在施工周期长,成本费用大的缺点,故决定采用爆破的方法来解决纠偏的问题。

因孔桩中泥浆需一直循环,为防止坍孔采用不排泥浆水下爆破的方法,为防止炸塌孔壁,爆破只要将岩石炸裂开即可,不需炸碎,药量不能太大,爆破孔采用潜孔钻机钻孔。

3.1 爆破参数的选择

1)炮孔直径(垂直孔)d:炮孔位于水下,为方便装药,选取d=110 mm。2)爆破作用指数n:本工程在采用标准抛掷爆破,选n=r/w=1。3)最小抵抗线w:由r=0.55 m,n=1得w=r=0.55 m。4)炮孔深度:因本工程在水下爆破,无法堵炮孔,取L为2w。即L=1 m。5)单位炸药量q:考虑岩石的坚固系数f=15～20及其他影响因素,取q=3.54 kg/m3。Q=(0.4+0.6n3)×q×w3=0.59 kg,取Q=0.6 kg。

3.2 资源配置

XY-1型潜孔钻机1台,钻机工2人,爆破员1人;乳化岩石炸药0.6 kg/孔,电雷管1根/孔。

3.3 施工方法及工艺流程

3.3.1 施工工艺流程

搭设钻机平台→钻机就位→钻孔→下套管→安装乳化炸药→电雷管引爆→冲击钻孔。

3.3.2 具体施工方法

1)孔口处用枕木在护筒顶搭设钻机平台,根据测量确定的斜面位置确定钻孔位置,安装XY-1型潜孔钻机。2)将钻杆对准所标孔位,用ϕ108钻头开孔钻进,保证开孔直径不小于110 mm。开孔时要轻加压、慢速、大水量,防止将孔开斜。钻至9 m处时采用套管护壁。钻孔孔深1 m。3)提出钻杆,将0.6 kg(3管×0.2 kg/管)乳化炸药绑在竹片上,与电雷管连接好后用吊绳从套管内放入孔内。4)取出套管,连接起爆器,用起爆器引爆电雷管和炸药。

4施工注意事项

1)爆破孔位置的选择是保证爆破效果的关键,所以在开钻前用测绳测出岩石斜面的大概形状,然后选取钻孔位置,保证爆破孔位于岩石斜面上下左右居中的位置。2)爆破孔的有效孔深应保证1 m,当斜面太大时,可用加速凝剂的混凝土浇筑至孔位的高度,待混凝土达到强度后再进行钻孔,以防止钻头偏移,影响孔位及有效孔深。3)为防止爆破时发生塌孔,钻孔桩内泥浆比重应达到1.5左右。

5取得的效果

爆破比较成功,药量控制的比较恰当,既未炸塌孔壁,又成功的炸裂了岩石。经过爆破后再重新下钻头钻孔时,钻头偏斜现象得到了很好的改善,顺利地穿过了岩石斜面。

6结语

在岩溶发育地区钻孔桩施工中,如遇到岩层斜面现象较严重,通过回填片石难以纠偏时,可采用水下爆破技术解决此类问题,且该技术有施工周期短,成本费用小等优点。

摘要：以武广客运专线金子岭大桥钻孔桩施工为例,针对施工中遇到的问题进行了分析,介绍了岩溶地区桥梁钻孔桩施工中潜孔爆破技术的应用,着重阐述了施工工艺及相关注意事项,实践证明,采用潜孔爆破技术达到了降低成本、加快施工进度的效果。

关键词：潜孔爆破,岩溶地区,钻孔桩

参考文献

[1]GB 6722-2003,爆破安全规程[S].

[2]TZ 213-2005,客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].