嵌岩钻孔灌注桩的成孔质量与效率控制

摘 要：近年来我国的高层建筑迅猛发展,对地基承载力的要求越来越高,嵌岩钻孔灌注桩在各类建筑工程中的应用越来越广泛，但由于嵌岩钻孔灌注桩施工一般在水下进行，施工过程中不易准确判断入岩深度，而且随着入岩深度的增加，施工难度越来越大，经常会出现沉渣过厚，钻头被卡等问题，影响成桩的质量和进度。因此，采取各种有效的技术措施，保证嵌岩钻孔灌注桩的成孔质量，提高成孔效率已成为施工中的关键。

关键词：,嵌岩钻孔灌注桩；成孔质量与效率；应用效果。

中图分类号：TU74文献标识码： A

1、,嵌岩钻孔灌注桩

1.1嵌岩钻孔灌注桩的工程实例

某水泥粉磨站基础采用桩基础：总桩数267棵，桩径800mm，有效桩长不小于15米，桩端进入第六层中风化二长花岗岩不小于11米，单桩极限承载力的特征值为4300KN，水平极限承载力的特征值为2400KN。

（1）场区地层地貌：场区在地貌上属山前残坡积与滨海滩交接的二元地貌单元，地层从上到下依次为素填土、中砂、残积土、全风化二长花岗岩、强风化二长花岗岩、中风化二长花岗岩（此层最大勘探深度5m）。

（2）施工机械：采用CZ-6A冲击式钻机，主机功率75KW,钻头配重2.8T的空心管状或5.5T的实心钻头。钻机移动方便，适应各种地层，特别适应卵石层，强风化及中风化花岗岩地层。

（3 ）施工工艺流程

放点-桩机就位-灌注桩成孔-钢筋笼制作-灌注桩清孔-下放钢筋笼-二次清孔-灌注桩混凝土

（4）施工要点

①根据地层情况，要配制好适当的泥浆比重，钻进中严加控制水量，防止坍孔。

②本地地层自然造浆能力较差，可以采用外运粘土造浆钻进保护孔壁工艺，设专人管理泥浆，用泥浆比重计定期测试泥浆性能和携砂能力，并做好记录，将孔内沉渣及时携带出孔。

③终孔后，要稀释替换泥浆，比重降低到1.15-1.20以内，含砂率不大于8%，粘度降到28s以内。

2、成孔质量和效率

2.1成孔中出现的主要质量问题 和处理

（1）钻孔倾斜：由于地下不同深度的岩石的岩性不同，钻头遇到较软的一侧时总是偏向较硬一侧，造成钻孔倾斜。倾斜不大的孔回填碎石，石渣至倾斜位置1-2m以上再进行纠偏，倾斜严重的钻孔全部回填至孔口并压实，影响成孔质量和成孔效率。

（2）卡钻：设计桩端进入中风化不小于11米，由于中风化花岗岩晶体结构呈中粒块状结构，球状风化，岩石较坚硬完整，钻进时钻头磨损特别严重，每修补一次钻头，需重新扩孔一次，施工时常会发生钻头被卡死，施工难度很大，钻完成一个孔需要2-3天的时间，严重影响成孔质量与效率。通过与甲方、勘察、设计多方沟通，对施工区域进行了施工勘察，取得更详细的岩层参数，设计变更为桩端入岩深度储层车间不小于5米，粉磨车间不小于3米，最终质量有了保证，成孔效率得到大大提高。

（3）沉渣过多：由于场地砂性地层，桩端入岩较深，成孔时间长，孔底石渣沉淀较多。前期每进尺15-30cm捞渣一次，后期每进尺5-10cm捞渣一次，每次捞渣以渣筒石渣明显减少，无粗颗粒，泥浆相对密度恢复正常为止，影响成孔质量和效率。为力减少捞渣时间，每次捞渣后及时向孔内投入粘土球，控制泥浆比重1.3-1.5左右，随着泥浆的循环及时把孔内石渣带出，并在泥浆循环系统中设沉淀池，减少了捞渣次数和间歇时间，成孔质量得到了控制和成孔效率得到了提高。

3、应用效果

效果一、某水泥粉磨站水泥储层车间采用钻孔灌注桩，总桩数为198棵，桩径Φ800，桩长18m，桩端进入中风化花岗岩不小于5m,单桩竖向承载力特征值不小于4300kN。设计变更前与设计变更后成孔质量与效率对比，依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）和本工程岩土勘察报告提供的资料，得到了计算值，然后同实测值进行对比，结果如表一：

单桩极限承载力，完整性、成孔效率对比表一

类别 桩 号 成孔效率 计 算 值 实测值 桩身完整性

设计变更前 2#

40#

66# 3天/棵 4380KN 4500KN 43棵其中轻微缩径3棵，合格率93%

设计变更后 15#

99# 121# 1天/棵 4300KN 4378KN 224棵全部合格，合格率100%

提高百分比 67% 0 0 7%

效果二、某水泥粉磨站粉磨车间采用钻孔灌注桩，总桩数为101棵，桩径Φ800，桩长15m，桩端进入中风化花岗岩不小于3m,单桩竖向承载力特征值不小于3800kN。设计变更前与设计变更后成孔质量与效率对比，依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）和本工程岩土勘察报告提供的资料，得到了计算值，然后同实测值进行对比，结果如表二：

单桩极限承载力，完整性、成孔效率对比表 二

类别 桩 号 成孔效率 计 算 值 实测值 桩身完整性

设计变更前 10#

20#

2天/棵 3880KN 3900KN 20棵其中轻微缩径2棵，合格率90%

设计变更后 33#

69# 1天/棵 3800KN 3820KN 全部合格，合格率100%

提高百分比 50% 0 0 10%

由上表可见，嵌岩钻孔灌注桩在相同地层和不同的入岩深度，在入岩深度满足规范情况下，减小入岩深度对桩的竖向承载力影响不明显，相反降低了施工难度，提高了成孔效率显著提高，成孔质量也得到了保证。

6、结语

不同的地层对应的参数不同，不同的岩石其质量指标也不尽相同，往往需要参考相似工程的经验，最终确定要依赖于试验桩的结果。由于嵌岩钻孔灌注桩具有单桩承载力高,抗震性好特点，尤其适应于承受动载的桥梁和承受荷载比较大的高层建筑中，所以在具备条件的工程中推广嵌岩钻孔灌注桩的施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。