淤泥地质钻孔灌注桩施工工艺的探索

【摘 要】随着经济的发展，高层建筑越来越多。高层建筑基础大多数都使用桩基础。钻孔灌注桩是比较成熟的基础形式，在软土地基中被普遍使用。本文探讨淤泥地层中进行钻孔灌注桩施工的具体方案，着重阐述钻孔中对垂直度及不利地质的处理方法。

【关键词】淤泥；钻孔灌注桩；垂直度

钻孔灌注桩在软土地层时施工，经常发生质量事故。质量事故包括塌孔、桩身缩颈、桩身夹泥等等。这些事故都与施工工艺有关，也就是与淤泥有关。所以，钻孔灌注桩施工作业的成功与否，主要是工艺水平，也就是对淤泥层的处理水平。因此，在施工中必须对钻孔灌注桩进行严格的施工控制。本文结合某工程实例探讨淤泥地层上钻孔灌注桩的施工控制方法。

1、工程概况

某工程24层，建筑面积48250m2，设计钻孔桩长为60m，桩径ф1000，桩身混凝土C40，钢筋笼长25m，周围建筑物密集。

2、钻孔灌注桩施工

2.1施工工艺

钻孔桩施工工艺流程：准备工作钻进、取样成孔验收测量孔深、斜度第一次清孔安装钢筋笼钻机移位下导管第二次清孔监理工程师检查合格灌注混凝土成桩检测。

2.2施工准备工作

2.2.1场地准备和桩位测量

准备施工机械设备。清除杂物、淤泥，填土及平整钻孔桩范围内场地并压实；开挖泥浆池，泥浆池布置在施工范围；测量桩位，标定桩位中心，准确测量各桩位的中心和底面标高，并在平整好的场地上做出桩位标记，用木桩定位；由于工程场地复杂，周围建筑物颇多，钻孔桩施工时首先在钻孔处人工机械配合挖3m深左右的检查坑，检查孔位地下是否有管线、光缆或其他影响钻孔桩的物体。

2.2.2钢护套筒埋设

钢护套筒直径宜大于设计桩径20～30 cm，护套筒埋设后，将刚护套筒周围处的回填土夯实，钢护套筒平面位置偏差不得大于5cm，其倾斜度应控制在0.5%以内，钢护套筒顶高出施工地面0.3m。因淤泥层较深，需要加长钢护套筒，确保钢护套筒倾斜度偏差不大于1%，确保钢护套筒沉落。

钢护套筒第一节采用挖坑深埋，钢护套筒底部四周用填土夯实，每节钢护套筒高度为1.5～2m，每节钢护套筒连接做到无突出物、不漏水，耐拉、压。钻孔桩施工至每节钢护套筒高度时，钢护套筒连接后采用振动沉入方法沉入。选择优质粘土造浆，储浆池和沉淀池满足施工的需要。泥浆循环通过孔口排入泥浆池内，下水位不少于1m，使泥浆池的压力超过土地及地下水的压力，避免造成塌孔。

2.2.3钻机就位

钻机就位前，主要机具进行检查、维修和安装，全套设施的就位情况及水电供应接通，进行全面检查。检查完毕后，钻机就位，就位后钻机底架垫平，保持稳定，使其不产生偏移和沉陷。旋转钻机的钻头及钻杆中心对准桩位（或护套筒底）中心，其偏差不得大于2cm

2.3.1钻进

开钻时，在钻孔内投入一定数量的粘土及相应的水，钻机不进尺空转，利用砖头搅制泥浆，搅拌后抽至循环池泥浆的相对密度为1.05～1.20，循环池及桩孔全部储够泥浆后，先启动泥浆泵和转盘，后进行进尺钻进，慢速钻进，待导向部分全部进入土层后，匀速钻机。待泥浆输进钻孔中一定数量后，启动冲击钻开始钻进。开始钻进时，控制冲程，采用中小冲程慢慢冲进造浆，使护套筒脚有坚固的泥皮护壁。如护筒底土土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔内倒入粘块，再放入钻头倒钻，使胶泥挤入孔壁，堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。钻至护筒刃脚下1m后，可按土质情况以正常速度钻进。钻进过程中定时检查泥浆指标，泥浆如有损耗、漏失，及时补充。遇土层变化，可适当调整泥浆指标。钻进过程中经常检查吊锤钢丝绳，发现孔位如有倾斜或位移，及时纠正。钻孔达到设计标高后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、竖直度等几何尺寸进行全面检查，确保满足设计要求后、进行下道工序。孔径检测采用笼式井径器，孔深和孔底沉渣检测采用标准测锤检测，桩机竖直度可采用钻杆测斜法。竖直度较差除了地质条件差之外，为保证质量，还需要注意钻机的磨盘水平度，钻杆与钻杆之间的连接紧密性。只有保证磨盘水平，才能使钻杆保持竖直，减少偏斜的可能性。为解决这个问题，必须在钻进过程中时时检查磨盘垂直度，一般在每进尺一个钻杆深度时，检查一次磨盘垂直度，基本上能保证在钻进中磨盘的水平。必须严格按照规范的要求进行钻进作业。施工中一旦成孔的垂直度较差，很容易造成穿孔事故，形成工程隐患，特别是桩较长，桩间净距较小。因此，必须对垂直度不合要求的桩进行必要的处理。在施工中，采用每钻进30m就进行垂直度的检测，防止上部的小的倾斜。

2.3.2取样

钻进过程中经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应捞取浆样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质柱状图核对。钻孔过程中要保持孔内1.5～2m的水头高度，钻进作业必须保持连续性，提落钻头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。在钻进过程中，进度的快慢根据土质情况控制，经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等检查观察。在黏性土及含沙率小的泥岩中，用中等转速稀泥浆（相对密度为1.05～1.20）钻进，在砂性土及砂率高的地层中，用低转慢速、大泵量、稠泥浆（相对密度为1.20～1.450）钻进。

钻进成孔过程中，经常捞去钻渣，观察涂层的变化，在岩、土层变化处均捞取渣样，判明土层，并记入记录表中，以便与地质剖面图核对。相邻桩的钻孔，在桩中距2.5D范围以内的其他任何桩的混凝土灌注完成后24小时，才能开始，以避免扰动正在凝固的邻桩的混凝土。施工作业不准中途停顿，如确因故需停止钻进时，将钻头提升放至孔外，以免被泥浆埋住钻头。

2.3.3成孔验收与清孔

钻孔达到设定标高，终孔检查符合设计要求后，立即进行清孔。清孔采用换浆法进行。直至泥浆的各项指标符合规范要求。经检验合格后，立即提钻并吊装钢筋骨架和安装导管。当钻孔达到设计终孔标高后，每孔均进行超前钻，钻进孔底以钻锥高1/3，确定达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查。

成孔工序验收合格后，进行第一次清孔工序的施工。清孔采用换浆法施工。钻孔完成后，提起钻锥至距底约20cm，继续旋转，然后以相对密度较低的泥浆（1.2）压入，逐步把钻孔内悬浮的钻渣和相对密度较大的泥浆换出，换至孔内泥浆的相对密度低于1.2以下为止。在清孔排渣时，保持孔内水头，防止坍孔。

2.3.4钢筋笼安装

钢筋骨架在桩位附近地面处理就地进行钢筋骨架整体制作。钢筋骨架采用加劲筋成型法制作。钢筋骨架的起吊和就位。钢筋笼按二节成型制作，钢筋笼的起吊采用钻机起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。当骨架进入孔口后将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。最后详细检测钢筋骨架的地面标高是否与设计相符，偏差不大于5cm。按照钢筋长度在两头摆放定型加工的直角靠板，保证每节钢筋笼主筋端头位于同一水平面。通过上述做法，可控制钢筋正位性，同时保证端头位于同一平面上。骨架落到设计标高后，将其矫正在桩中心位置并固定，待混凝土专注完毕并初凝后才解除固定设施。为防止钢筋笼在吊装、运输过程中产生变形，在钢筋笼适当间隔处布置架立筋，并与主筋焊接牢固，以增大钢筋笼刚度。

2.3.5灌注混凝土

灌注混凝土的工艺原理是使用混凝土自身重量产生的压力把泥浆从桩孔中压出去，补充下来的是混凝土。所以，必须控制好套管插入混凝土的深度。主要控制好拔出套管的速度，就能控制灌注桩的桩身完整性。

3.结束语

总之，在淤泥地层中进行钻孔灌注桩作业比其他地区作业难度更大，施工质量更难控制，在淤泥地层中钻孔的成孔方法都是以形成护壁为目的。施工过程中应密切注意实际操作中的每个细节，根据现场实际情况和工程实际要求来采取相应的施工方法。在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理，特别是钻孔机架的底座枕木，必须要保证足够大，使机架保证在钻进过程中不会因为淤泥的影响而导致机架倾斜而影响垂直度，进而影响到工程质量，甚至导致工程失败。只有科学组织、精心施工和严格管理，工程质量才能保证。

参考文献：

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