黄河淤背区钻孔灌注桩施工质量控制浅析.doc

1、黄河淤背区钻孔灌注桩施工质量控制浅析摘要：黄河淤背区是黄河下游放淤固堤的产物，是利用挖泥船或泥浆泵抽取河道或滩区的泥沙，输送到堤防临背河侧，培厚大堤断面；淤背区钻孔灌注桩施工过程中的质量控制是桩基施工领域的难点之一，其中主要包括泥浆制备、成孔、清孔、混凝土灌注等施工工序的质量控制。首先应根据场地的地质勘察资料以及试验确定合理的泥浆密度，防止泥浆密度不足或泥浆过稠；在成孔过程中，应采取隔孔施工顺序，并加强对桩身成孔垂直度的控制，防止出现塌孔、缩孔、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求，并采取各种措施保证孔径达到设计要求；为获得较好灌注质量，应采取大体积混凝土冲击灌注方法，并控制坍落度为 180-2

2、20mm，超灌高度为 500mm 以上充盈系数要求大于 1。 关键词：吹填土、泥浆、清孔、混凝土、钻孔灌注桩 中图分类号：TU71 文献标识码： A 钻孔灌注桩是使用钻孔机械利用泥浆护壁原理就地成孔，经清孔后放入钢筋笼，浇筑混凝土，最终成桩达到设计要求的一种施工方法；其作为基础承载力普遍采用的一种形式，被广泛应用于高层建筑、高等级公路、桥梁及重要水利工程建设。钻孔灌注桩的优点是入土深、能进入岩层，刚度大、承载力高、桩身变形小，并可方便地进行水下施工；缺点是受地质条件影响较大。为此，复杂地质条件的钻孔灌注桩施工成为专家、学者研究的课题，特别是在黄河淤背区地质条件下进行的钻孔灌注桩施工。 黄河下游

3、平原系由黄河泥沙冲积而成，堤防基础多为沙性土，主要为壤土、砂壤土、粉土、粉砂，结构类型主要为多层结构和双层结构，淤背区主要通过放淤固堤形成，利用挖泥船或泥浆泵抽取河道或滩区的泥沙，输送到堤防临背河侧，培厚大堤断面，延长渗径长度。 本文结合施工经验，从泥浆制备、成孔、混凝土灌注等施工工序着手，对在淤背区条件下钻孔灌注桩施工工序及质量控制要点进行了简要阐述。 1 泥浆 在钻孔灌注桩的施工中无论对于成孔质量还是最终对桩承载力的发挥，泥浆质量都起重要作用。好的泥浆应有较大的相对密度、粘度和胶体率。一般泥浆的比重应控制在 1.1-1.2；砂土和较厚的夹砂层易塌孔，泥浆的比重应控制在 1.1-1.3；砂夹

4、卵石层泥浆比重应提高到 1.3-1.5。 1.1 泥浆过稀 如果泥浆密度不足，则会造成孔内水头高度不够，孔内出现承压力，当护筒埋置太浅，在松散砂层中钻进时进尺过快，将会导致塌孔。对轻微塌孔，加大泥浆密度继续钻进；否则，须用砂和粘合物回填到塌孔位置以上 1-2m，塌孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再钻。泥浆质量差，不能形成护壁泥膜或形成的泥皮粘附力不足，容易脱落，导致孔壁稳定性差。特别是在淤背区，最容易引发塌孔或缩径。 1.2 泥浆过稠 泥浆过稠，容易在钢筋上沉积粘附，导致钢筋与混凝土水下灌注阻力增大，降低混凝土的流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯（即钢筋笼内）部位，而钢筋笼外几乎无骨料

5、，同时容易造成沉渣过厚。不仅桩身质量不好，而且桩的侧摩擦阻力和桩端承载力难以发挥。 因此，根据各场地的地质勘察资料以及试验确定合理的泥浆密度，为制备适合的优质泥浆提供理论依据。在施工过程中，必须按规范要求结合现场实际情况确定制备质量优良泥浆方案。 2 成孔 成孔是混凝土灌注桩施工的一个重要部分如果控制不力，则可能会发生塌孔、缩孔、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求，直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。为此着重做了如下几项工作。 2.1 采取隔孔施工顺序 由于淤背区地质多为砂层，为防止钻孔时周围主体移动对其它已形成的桩产生动压力。尤其成桩初始，桩身混凝土的强度较低，所以采取合适的桩距施工，对于防

6、止坍孔和缩孔是稳妥的技术措施。在试桩施工过程中，以高于规范要求来控制。一般桩距控制在 6-8m。时间间隔控制在 48h 以下，通过试桩施工的质量控制，消除了因邻桩施工可能造成的质量问题。 2.2 桩身成孔垂直度控制 桩孔垂直度是灌注桩施工过程中质量控制的重要指标之一 .桩孔垂直度不仅影响到施工过程中钢筋笼及导管的沉放，而且最终影响钻孔灌注桩的桩体质量以及承载力。在淤背区，为保证成孔垂直精度，首先应保证桩机在地基上的稳定性，可以采用在桩机机座底部增垫枕木的方式，增加桩机机座与地基的接触面积而使桩机相对稳固。钻机安装完毕后要用仪器校正桩机垂直度。其次，要做好钻机钻进过程中对桩机位置的控制。钻进过程

7、中，由于钻机本身的振动以及受到的反作用力，桩机可能出现位移和沉陷，从而导致机身倾斜，影响桩孔垂直度。为避免出现上述情况，要加强钻进过程中的垂直观测；同时，把握好钻进速度，根据滨州某淤背区施工实践深度 20m 孔径 800mm 的桩孔钻孔时间约为 50-55min。成孔后，采用检孔器检测成孔质量，如果检孔器能顺利下到孔底，说明桩身的垂直精度满足要求。 2.3 孔径 孔径控制无论是在成孔过程中还是终孔后、混凝土灌注前以及灌注过程中都极为关键。特别是在淤背区条件下施工，所遇土质为软弱土层，最容易造成缩径现象，而使孔径达不到设计要求。造成桩的截面缩小，承载力降低，桩身抗压强度不够。另外，孔径达不到要求

8、，导致钢筋无保护层，桩的抗压变能力减弱或全部丧失。处理该类问题时，可采取以下相应措施。 当钻机在上拉下放时感到受阻或钢筋笼吊放困难时，应加大一级钻头扫孔一次。 也可以采用处理斜孔的导正器法，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或提钻时起到扫孔作用。 由于大多是砂土土质，可根据具体情况，选用适当的优质泥浆，增大泥浆比重（一般取 1.2-1.4） ，粘性及稠度起到护孔保壁作用。 3.清孔 清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。灌注桩成孔至设计高程，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆密度持续小于 1.1-1.2，测得孔底沉渣厚度小于 50mm 时

9、，应即时吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。在淤背区条件施工时，根据实际工作掌握的情况来看，桩深 20m 直径 800mm 的桩进行清孔时间应在 30min 以上为宜。由于在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内处于悬浮状态的沉渣可能再次沉到桩底，成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。但必须注意清孔时间不宜过长。在清孔过程中必须保持孔内水头，防止塌孔严，禁使用加深钻孔深度的方式来替代清孔。同时要对孔深及泥浆指标随时监控。 4 混凝土灌注 混凝土灌注是最后一道工序，同时也是关键工序之一。必须严格按设计强度确定砼的配合比，尤其是水灰比。目前，大部分工程均使用商品混凝土，

10、故无论从配合比还是水灰比上来讲，都具有一定保证。 4.1 灌注方法 为了获得较好灌注质量，应采取大体积混凝土冲击灌注方法，即在大料斗中存积大量混凝土，出料口插入导管后一次连续冲击下去，这样做可以获得较大的冲击力。在巨大的冲击力作用下，混凝土的向上顶升力和侧向挤压力就得到了有力的保证，桩本身的摩擦力和桩身砼密实性都得以保证。采取大体积混凝土冲击灌注方法有利于桩孔孔底的沉渣、淤泥在巨大的冲击力作用下被冲开，桩端与持力层能较好的结合在一起，桩端承载力得到最大限度的发挥；由于采取相对集中的大体积灌注方法，相对的灌注时间较短，桩本身强度得到有效保证，从而获得整体承载力提高的效果。 4.2 控制参数 混凝

11、土的坍落度应控制在 180-220mm，超灌高度应在 500mm 以上为宜，充盈系数大于 1，通常取 1.05 为宜。 5 结语 钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目施工，质量控制相对困难。施工中任何一个环节存在问题，都将影响整个工程项目的质量和进度。因此，做好淤背区钻孔灌注桩施工质量控制，是桩基施工领域施工难点之一。除要做好上述施工工序的质量控制外，在施工过程中，还要严格执行国家以及地方的施工工艺及质量控制标准，严格按照施工工艺及质量检查标准进行施工，以保证桩基质量。做好吹淤背区钻孔灌注桩的施工质量控制，也需要我们的广大技术工作者们在施工实践中，不断总结经验，相互借鉴，以推动桩基新技术的进步。