提高砂性地质钻孔灌注桩施工合格率

摘 要： 本文针对越南河内-海防高速公路EX-3标砂性地质钻孔灌注桩施工过程中容易出现塌孔、缩径、桩底沉渣超标等质量缺陷，结合施工经验及如何优化施工工艺进行探讨，以提高桩基施工合格率。

关键词： 砂性地质；钻孔灌注桩；合格率

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.109

0 引言

本文结合工程实际案例就提高砂性地质钻孔灌注桩施工过程中容易出现的塌孔、缩径、桩底沉渣超标等质量缺陷，如何提高砂性地质钻孔灌注桩施工合格率，结合项目实际情况通过以下五个步骤进行分析：①现状调查；②原因分析；③要因确认；④制定对策及实施；⑤验证实施效果。从而提高桩基础施工合格率。

1 现状调查

项目桩基础施工过程中遇到塌孔、缩径（缩径尺寸大于5厘米）、桩底沉渣超标等质量缺陷。项目对已施工完成的26根桩基础进行统计，找出主要缺陷因素，通过分析总结如表1。

为避免桩基施工影响项目总体施工进度及增加项目经营成本，上表罗列因素需及时解决。

2 原因分析

通过查阅桩基施工相关资料，结合项目自身特点总结以下可能存在的影响因素及导致影响因素的原因如下：①膨润土质量差，原因为生产企业质量控制不合格；②泥浆调制，原因为膨润土调制成泥浆后未发酵；③清孔工艺不合理，原因为当前采用正循环清孔；④下放钢筋笼速度慢，原因为工人操作不熟练；⑤混凝土拌合及运输安排不合理，原因为拌合速度慢、运输车辆偏少；⑥导管气密性差，原因为导管接头不密封；⑦混凝土质量不合格，原因为混凝土的塌落度不满足指标；⑧钻孔速度过快；⑨护筒长度不够。

3 确认要因

根据项目地质勘察资料显示，项目施工所在地地质条件为淤泥层软弱粘土层砂层，地下水位高。淤泥层由于地下水浸泡，流动性大，在桩基成孔后，容易出现孔径内缩现象。钻孔工作实施至砂层后，破坏了砂层的自然结构，随着钻机的不断出渣，孔内注浆，砂层应力的急速释放，导致桩孔局部薄弱部位坍塌。另外砂层中容易产生沉渣，因此对钻孔泥浆的要求较严格。

根据以上原因的探讨与分析，总结出导致桩基施工质量缺陷的重要影响因素如下：①钻孔速度过快，单根桩在2小时内钻至指定深度；②膨润土质量差，通过试验分析对比，各类型产品质量差异大，效果区别明显；③泥浆调制问题，膨润土过多造成泥浆比重过大，颗粒难以溶解；④膨润土未发酵，新造泥浆未充分溶解，比重轻，容易产生沉淀；⑤清孔工艺不合适，对于砂性地质条件，正循环清孔不适用；⑥混凝土的塌落度不合格，部分混凝土到达浇筑现场后试验检测不合格。

4 制定对策及实施

4.1 加长护筒

项目所处地质为地表以下10m内均为淤泥层，为避免淤泥层出现缩孔与塌孔，将原本使用的6米护筒加长至12米。护筒焊缝位置加焊钢板以防止护筒折断；护筒采用静压法打入指定位置及深度，混凝土浇筑完成后使用振动锤将其拔出。

4.2 膨润土的选定及泥浆的调制

项目对越南膨润土市场进行调查及取样，并委托当地专业检测机构对调查取回的膨润土样品及其造浆分别进行检测（检测内容包括：胶质价的测定、膨胀试验、泥浆相对密度、泥浆粘度等）。项目根据检测结果最终选择了价格相对合理、质量有保障的澳大利亚进口膨润土。

调制泥浆过程中严格控制膨润土用量，用量过多容易达到饱和状态，颗粒难以充分溶解，颗粒悬浮，增大了泥浆比重。过少会导致泥浆对孔壁的侧压力减小，悬浮携带钻渣的能力较差，无法充分发挥泥浆的护壁效果；通过查阅规范及比例计算，调制出的泥浆经过试验完全满足施工要求；并且将调制好的泥浆发酵至少12h，使其充分溶解后效果更好。

4.3 控制钻孔速度

本项目桩基采用旋挖钻机施工，成孔速度快。在通过淤泥层时，速度过快会出现缩径；通过砂层时，速度过快会，地基应力释放集中，增大塌孔的危险。调整进尺速度由原来的25m/h降至16m/h，同时保证孔内泥浆高度大于地下水位1.5米。

4.4 二次清孔改为反循环清孔

项目将正循环清孔替换为大型空压机配合泥浆泵进行反循环清孔。操作方法是在已下放到位的导管旁再增加一套直径8cm的导管，将空压机产生的高压气体导至孔底导管口附近，搅动孔底沉渣，再利用导管顶端安装的泥浆泵将桩底泥浆抽出，达到快速清理沉渣的目的。

4.5 混凝土质量控制

主要对混凝土塌落度、浇筑速度进行控制；混凝土塌落度过大会出现混凝土离析，混凝土塌落度过小会堵塞管道。对每车抵达现场的混凝土均检查塌落度合格后予以浇筑；混凝土罐车由4辆增加至6辆，确保混凝土浇筑过程连续。

5 验证实施效果

（1）增加护筒长度后钻机钻至砂层前没有出现塌、缩孔现象。

（2）更换膨润土后缩短了清孔时间，泥皮的厚度减小，塌、缩孔次数明显减少。

（3）减慢钻进速度后，不仅塌孔，缩径现象明显减少，成孔后垂直度检测结果也大为好转。

（4）采用反循环二次清孔工艺后，清孔时间缩短至3小时之内，沉渣清理速度明显加快。

（5）混凝土质量控制及增加罐车数量后，加快了混凝土的浇筑速度，混凝土下放流畅，混凝土试块试验结果全部达标，提高施工效率的同时保证了施工的质量。

在采取各项措施后，随机抽取了46根桩进行统计、分析，结果如表2。

对比表1与表2的统计数据，桩基缺陷出现的频率明显降低，合格率增大。

6 结语

通过对砂性地质钻孔灌注桩施工研究与总结，项目积累了砂性地质钻孔灌注桩施工经验，提高了效率，增加了工期效益，减小了项目经营风险。运用PDCA质量控制循环方法，集思广益，开动脑筋，解决实际中更多的问题，提高质量控制意识，丰富项目员工的专业知识，增强了团队合作精神。

参考文献：

[1]张忠苗.桩基工程[M].中国建筑工业出版社，2007.

[2]JGJ 94-1994.建筑桩基技术规范[S].1994.

[3]王新坡.反循环工艺在穿越粉砂层钻孔灌注桩中的应用[J].建筑知识：学术刊，2013.

作者简介：蔡永勇（1987-），男，宁夏人，本科，助理工程师，研究方向：土木工程。