1、1钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的应用要点【摘要】虽然随着技术的进步，钻孔灌注桩技术得到了较快的发展，但是在具体的施工中还是存在着许多的问题，需我们共同努力推动技术的突破。由于钻孔灌注桩技术是当前施工过程中的难点，而我国的监理工作开始年限较短，使得在对该技术监理中存在着各种不一致的看法。本文主要阐述了有关钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的应用要点。 【关键词】钻孔灌注桩，建筑，软土地基，应用要点 中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A 一.前言 随着社会发展过程中的不断加快，软土地区进行建筑施工的种类明显增多，软土地基的处理已成为当前建筑过程中的重点和难点。在软土地区施工过程中，钻孔灌注
2、桩被广泛采用。但由于其工艺要求高，环节多，尤其是施工队伍的素质、技术装备等不同，桩的施工质量参差不齐。根据钻孔灌注桩的施工工艺流程，影响桩基工程的主要环节有测量定位、泥浆质量、桩径及垂直控制，持力层及终孔深度，沉渣厚度的控制，混凝土浇注等。因此，要控制好施工过程中的各种质量，做到各种施工工艺和监理过程的不放松，才能保证成桩质量。 二.软土地质和旋挖钻孔灌注桩的特点 软土地基由淤泥及淤泥质土等构成，承载力较低，主要分布在我国沿海地区和内陆湖区、冲积平原区，其工程特性为压缩性高、含水量高、2渗透性小以及抗剪强度低等。因此，在软土地基上施工对施工技术的要求较高，必须采取积极有效的措施来保证施工质量，
3、以免出现安全或质量事故。 旋挖钻孔灌注桩技术和其它技术相比，由于钻进速度能达到 6m/h，成孔速度更快；能进行干孔和水中作业，并且孔内沉渣量较小；机械化程度比较高，通过电脑定位和显示，能够有效控制施工作业，保证成孔质量；适应环境的能力比较强，作业时噪声低，并且不会产生泥浆或粉尘污染。 三钻孔灌注桩在建筑软土地基中的施工步骤 1.施工前准备 （1）依照整体平面图做出的相应曲线数据，通过全站仪来进行估测，获得一、二级检修库管理线。 （2）依照管理线作为识别标志，依照相关识别标志的具体位置安排位置点，同时做出标记。 （3）工作人员必须具备相应的认证证书，涉及到的基础设施要能够达到相关要求。进行估测通
4、过换手复测，工作人员来完成验收。 2.施工工艺 从原地面清表处理到测量放样到钻机就位到送风，启动自动记录仪到钻进至设计深度、喷粉、搅拌、提升钻头到提升至原地面钻进、喷粉至 1/3 桩长处停止喷粉、搅拌至设计深度到提升并搅拌至桩顶钻机移位。 3.桩机就位 3要保证搅拌机能够成功到达指定位置，同时能够保证底部保持平稳。通过桩机旁边的相应线垂作为衡量标准来进行调整，管理垂直度同标准之间的差距不能大于 1%。 4.钻进及送粉 使钻机保持在工作状态，钻头保持正向运动，在搅拌钻头距离地面较近时，使自动记录仪保持工作状态，空压机传输气体，保持能够达到相应标准，停止送气阀门，同时添加加固粉料。检测钻机能够延伸
5、到持力层的途径：通过钻机达到较大的深度时工作的状态以及电流表显示的数据来进行检测，通常标准是下钻速度保持在 0.5m/min，电流值的标准数值为大于 125%。 5.搅拌喷粉 继续喷粉、钻头反转搅拌提升至桩顶，在钻进、复搅、复喷至 1/3桩长处，停止喷粉，钻至设计深度，再提升、搅拌至原地面。 四.软土地基的不利工程性质 基于软土地基的特殊特点，其加固处理技术已经成为市政道路工程中的难点之一，也是工程设计勘测单位重点解决的难题。为了提高软土地基加固处理技术的有效性，应当全面了解与掌握其软土地基的不利的工程性质，了解软土地基的危害性，才能保证市政道路地基工程的施工质量。 1.地基承载能力低，难以施
6、工。主要原因就是由于施工扰动较大，容易破坏整个地基土层的结构，不利于施工。 2.沉降量较大，不能满足使用功能。由于软土压缩性大，工程完成4后容易发生不均匀沉降，导致道路出现裂缝、地下管线出现断裂等问题。3.开挖基坑容易引发沟槽边坡失稳破坏，影响施工的顺利进行。造成失稳的主要原因在于软土天然空隙、黏结系数小。 4.由于软土地基中的地下水会影响工程的施工质量，地基处理过程中必须及时排水，并做好边坡土体的防护。因为在降水或排水工程中，很可能引发周围地层发生不均匀沉降。 五.钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的应用要点 1.软土地基超深钻孔灌注桩施工 灌浆法就是借助于压力，通过钻孔或其他设施将浆液压送到地
7、基孔隙或缝隙中，改善地基强度或防渗性能的地基处理方式。在当前道路工程软土地基处理市场上，灌浆法的方式主要包括固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、化学灌浆以及高压喷射灌浆。下面以高压喷射灌浆为例，扼要论述灌浆法的具体施工工艺和技术要点。 首先在软土层中钻入灌浆管，然后用高压将水泥浆液或其他物质压入灌浆管，最后利用钻杆下端的特殊喷嘴以高速喷射的方式处理地基。在喷射的过程中，钻杆需要以匀速转动，并逐渐向上提升。在上升过程中，喷射出去的水泥浆液或其他物质与软土层强制地融合在一起，凝固后形成了圆柱体。因此，也称为旋喷桩。倘若采用定向喷射，而不是旋转喷射的方式，凝固后的土层可形成一段墙体。这种软土地基处理方式具
8、有加强同体强度、质量均匀、形状挖等优势，是一种新型的灌浆法。 2.护筒埋设 5超深钻孔灌注桩施工应选用一定厚度的钢护筒，并在护筒上下端及中部外侧各加焊一道加劲肋，但由于施工于软基地质因而护筒的开挖深度不易过大，且在护筒埋设时应用粘土将护筒四周回填夯实，并可采用钢管以激振锤压入的方式便于施工完毕后连同护筒一并提起而循环使用，护筒埋设过程中应控制其垂直度不超过 1%，中心偏差不超过 50mm，且若护筒内径变形超过 10cm 则应避免其使用，护筒埋设深度应超过地下水位2m 以上以固定钻孔位置并隔离地面水。 3.泥浆制备 软基钻孔桩施工中泥浆比重和粘度对保证施工质量极为重要，一般泥浆材料选用膨润土用人
9、工或机械方法循环利用，护壁所用粘土应控制其颗粒粒径及塑性指数不低于 20，用量一般按照钻渣的 13 体积计算，施工中将其均匀的投入孔内，当钻至淤泥层应增加 50%左右的用土量，以保证足够的粘土同钻渣混合成为粘稠状泥浆，悬浊在泥水内的粘土颗粒在钻头钢圈旋转作用下涂贴在孔壁内侧以形成泥浆护壁来保证孔壁的稳定性，一般情况下软基钻孔桩的泥浆相对密度为 1.1-1.4，粘度为$18-$20，含砂率不超过 4%。 4.钻孔 施工中一般选用正循环回转钻机，钻进过程中应控制进尺速度，以低档慢速、稠泥浆进行钻进，由于该种施工机械可采取快、中、慢三种钻速及正反装置，施工中泥浆循环自下向上流出而较为稳定；一般施工选
10、用减压钻进，由于软土地基的强度低因而钻压不易过大，一般控制在300-500kg，且在钻进过程中应严格控制进尺速度以保证护壁效果，在钻6孔过程中应通过反复提升钻头以达到挤压孔壁的目的，孔壁在泥浆挤压作用下固结而形成泥皮保证护壁效果；在钻进过程中应结合地质情况，合理调速以确保孔形，当钻至淤泥层则应少钻圈、慢下钻，低钻速以防止出渣过多导致扩孔，慢进尺以防止钻渣抽出不及时而导致缩孔，当穿过砂或粘土交界面则应适当加压钻具，并快速穿过以免造成扩孔，并应随时校正钻杆垂直度以免扩孔。 钻孔钻进过程中应控制好桩径、桩孔垂直度以保证泥浆循环通畅及钻进效率，以防出现糊钻；施工中为保证孔径，应将普通钻头改为锥状增焊加
11、劲片，开钻后应采用小压力满钻速以防超径现象而增大混凝土用量，应在钻至护筒下 4m 左右后方可加速，在软土层内钻进应反复扫孔，若遇到细砂层则应慢钻速、中等压力以防止出渣过多导致扩孔；应控制成孔时间以免时间过长导致发生坍孔、孔底沉淤过多，时间过短导致斜孔而难以保证桩径，正循环清孔也难以达到清淤标准。 5.泥浆调配 钻孔过程中由于泥浆的循环利用导致泥浆携带的钻屑逐步增多，一旦其上升至饱和状态则会影响钻进速度并导致泥皮疏松及降低孔壁摩阻，因而当你将失去携带钻屑能力时则应及时废弃，一般控制标准为泥浆比重大于 1.2，失水量超过 0.025L；在钻进过程中由于粘土、粉土的自造浆能力较强因而可直接注入清水，
12、若在沙层内施工则应投加适量粘土以增加泥浆稠度，保证足够的侧压力维持孔壁的稳定性，并应定期在泥浆池内注入清水以补充纯碱等以保持泥浆性能，混凝土灌注过程中被顶回的泥浆因其结构遭到破坏而带有大量有害元素，因此应避免其与使用中7的泥浆混合，应及时将顶回的泥浆排入废浆池排放。 6.清孔 成孔后应结合地质情况及时清孔，清孔时应首先通过泥浆泵将泥浆压入孔内，当排出的泥浆与吸入的颜色一致时方可停止压浆，后用清水压入钻锥；清孔过程中应每隔一定时间检测一次泥浆性能及沉渣厚度以保证在混凝土灌注时无沉淀现象，施工中应及时将膨润土或水泥直接加入孔内以增加泥浆比重；清孔完成后应控制其比重在 1.1-1.2 范围内，并应避
13、免钻孔和灌注混凝土过程中泥浆比重相差过大而破坏清孔后孔壁两侧土体的塑性变形应力及阻力被破坏，导致土体向孔内挤压生成缩孔；施工中应尽力避免二次清孔以免延长成桩时间，增大缩孔和坍孔可能性，但过程中沉淀层厚度超出要求则应特殊对待。 7.混凝土灌注 软土地基超深钻孔灌注桩的混凝土灌注过程中应做到连续、快速，一般单根桩的灌注时间应控制在 6h 内，施工用混凝土应具备较高的流动性和缓凝性，并可掺加适量的缓凝剂以保证运输中不出现离析现象；整个灌注过程中应保证导管插入混凝土深度不小于 2m，并应以此作为导管提升和拆除的标准，灌注过程中应坚持勤提导管的方法，并测量、控制好混凝土上升高度；并应保证导管在灌注过程中
14、始终处于垂直状态以免偏斜摇晃导致桩头偏移，终灌时由于桩顶部位砂浆多、石子少且一定量的泥浆混在其中，因而必须超灌以将浮浆体移至设计桩顶之上，一般灌注后的桩顶标高应高于设计标高 1.0m 左右，待桩身强度达到要求后则可将桩头剔凿以保证桩顶的混凝土施工质量。 8六.施工病害及防治 1.坍孔 在流塑状淤泥层内冲进过程中若泥浆指标和进尺把握不当则宜发生坍孔，或施工过程中进尺过快导致桩位出发生沉陷，此即坍孔发生的表现，对于坍孔现象首先应在孔内投放片石和粘土混合物并压实，待稳定一段时间后可对淤泥指标和进尺进行调整后再次冲进，也可下设更深的护筒，并可增大护筒壁厚以免在下沉过程中发生偏移。 2.桩位偏位 钻孔过
15、程中若平台变位则会导致桩孔变位，成孔过程中也可能因外力影响导致偏位，因而首先应保证钻孔平台的牢固性，并及时对桩机位置纠偏，并应进行扫孔后冲进成孔；在混凝土灌注过程中若护筒埋设较浅或桩机工作平台压实度不足或由于混凝土运输车辆的冲击影响也会对导致护筒移位，因而在灌注混凝土前应按照规定对孔位、钢筋笼平面位置及固定情况进行检查，并应避免将储料斗、导管卡口盘直接搁置在护筒上而导致护筒下沉或移位，并可在护筒外面用方木和枕木进行支撑，并保证垫木的顶面高出护筒顶 20cm 以上，在混凝土灌注过程中应放缓混凝土罐车上坡便道，且应与钢护筒并列安放以减少罐车对护筒产生正面冲击力。 3.缩颈 软土地基钻孔桩施工中导致
16、缩颈的原因主要包括清孔不彻底，泥浆内含有较多的泥块或终灌时拔管过快导致桩顶周边夹泥而影响保护层厚度。因而在施工中应结合土质不同合理选择钻进参数，并及时调整泥浆9比重，将钻机泥浆比重控制在 1.2 左右，在淤泥层内施工应调整比重在 1.3左右以确保泥浆能使孔壁平衡；成孔后应重视清孔质量，清孔过程中应清渣而不清泥以防清孔后在混凝土灌注过程中发生局部坍塌现象引起缩颈。 七.钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的施工监理 1.钻进过程中的监理工作 在对各种原材料进行全方面监理之后在钻孔过程中要针对钻孔的几个阶段对没到工序和准备工作进行验收，严格执行”上道工序未经检验,不能进行下道工序施工”的原则,对每道工序
17、进行检查验收。 2.测量放样 承包商是建筑施工的主要负责人，在工程施工之前承包商应对桥梁位置和各种建筑流程进行资料方面和核对和测量。承包人将复测报告报监理工程师认可。在监理工程师对各种数据进行对比的过程中，当发现设计图纸中存在错、漏、差等内容后，监理工程师应及时与业主或设计单位进行沟通,以书面形式向承包商提供准确的答复,未得到监理工程师的答复,施工单位不能擅自修改设计。 3.成孔验收 在钻孔施工完成之后施工单位首先要对成孔进行自检，在自检合格之后方可交由监理工程师监管验收。监理工程师在接到施工单位的自检报验后,应到工地现场对钻孔进行验收。经检测,各项指标均满足设计及规范要求,同意其进行下道工序
18、的施工,即同意其安装已经检验合格的钢筋骨架。 104.灌注过程中的监理工作 （1）灌注前准备工作的检查 灌浆混凝土是钻孔管奖状施工中的重要工序，是施工过程中关键的部位，也是难点工序，对成桩的质量影响很大，因此在灌注前监理理工程师应着重检查以下几项内容:沉渣厚度是否满足设计要求,监理工程师应通过对钻孔深度的量测确定沉渣的厚度，即钻孔完成后的深度与灌注前钻孔深度之差就是沉渣厚度。检测泥浆的性能指标。 （2）灌注过程应全过程旁站监理 钻孔灌注桩基础工程的施工过程是一个隐蔽工程，更是整个工程中的基础工程，其是关键性的工程。因此在施工的过程中，监理工程师或监理员应进行全过程旁站监理工作,监督施工单位每一道工序每一步操作是否满足规范及设计要求,出现问题及时处理或向上级监理机构反映。 5.成桩的验收 施工单位在对基桩进行超声波检测前,应将承担超声波检测单位的资质报监理工程师进行审批,同时,应在监理工程师在场的情况下进行检测,检测报告应向监理工程师提交一份。 如果桩不符合规定要求,或在施工过程中遇到异常情况,监理工程师有理由认为桩的质量低劣,应采取经监理工程师认可的补救措施进行补救或予以废弃。废弃的桩,应由承包人作出详细的补救设计,经监理工程师批准后方可实施。 八.结束语 在软土地基内施工超深钻孔灌注桩因软土层特性导致成孔相对困难，
