浅谈粉细砂层地质钻孔灌注桩施工的质量控制

浅谈粉细砂层地质钻孔灌注桩施工的质量控制

高扬庄宏伟

中国水利水电第四工程局有限公司第六分局甘肃兰州730070

摘要：钻孔灌注桩作为桥梁的基础，其质量控制在桥梁施工质量过程中起着至关重要的作用，在钻孔灌注桩施工过程中，经常出现由于施工工艺因素影响造成断桩、塌孔现象，其主要原因是钻孔灌注桩施工的一些工艺技术了解不够引起的，结合银川市宝湖路艾依河桥桥梁的工程实例，浅谈一下如何在粉细砂层及细砂层地质进行钻孔灌注桩的成孔质量。

关键词：粉细砂层；成孔工艺；钻进；清孔；灌注

1工程概况

该工程是宝湖路横跨艾依河至亲水街的一座大桥位于宁夏银川市，全长108m，全桥桩基长度为32m-40m，桩径1.0-1.2m。本项目属于黄河冲积平原二级阶地，地势平坦开阔，地层结构较为简单，主要地层分布连续，，根据钻探揭露场地下部主要为大厚度粉细砂层及密实的细砂层，项目部在开工前，将使用旋挖钻成孔及正循环成孔的可行性以及工程试桩准备等方面做了细致的研究，制定了控制质量的相关措施。

2施工准备

根据施工图纸我们仔细地分析工程地质资料，结合施工场地的具体情况和我们以往的类似施工经验，觉得桩基施工的难点主要是钻进粉细砂层和灌注时的泥浆护壁问题，由于粉细砂层较多，施工过程中钻孔容易造成扰动从而导致塌孔。针对这个问题，在工程的施工方案中重点准备了一些应对措施：加强泥浆制备管理，注重泥浆比重；用试钻桩来核对地质状况，总结施工经验作为以后施工的参考资料。

3试桩施工

在试钻的第一根桩时，我们采用了旋挖钻机，施工过程很不顺利，主要原因是艾依河地质的粘性土资源差，含砂率高，钻进所需的泥浆比重不足有效护壁及排渣，主要体现在孔内钻渣多，添加钻杆困难，屡屡扫孔，甚至出现塌孔事故；成孔后，规范要求灌注混凝土前沉渣厚度不得大于10cm，由于是试桩拟等待钢筋笼下孔2.5小时，下导管1小时，中途每隔半小时用测绳测量孔底沉渣厚度，3.5小时以后孔内沉渣达到了90cm，花费大量时间调理泥浆二次清孔；成孔过程中钻进速度快，时间少，主要消耗在调浆、扫孔、清孔方面。

在试钻的第二根桩时，我们采用了一台DW-150型正循环回转钻机施工，过程中使用的泥浆是水化性能较好、造浆率高、成浆快的膨润土造浆，入孔泥浆比重为1.1，黏度19；钻进很顺利，桩长40米，桩径为1.2米的桩基成孔时间用了4小时，成孔后的沉淀厚度达到到20cm；由于是试桩拟等待钢筋笼下孔2.5小时，下导管1小时，中途每隔半小时用测绳测量孔底沉渣厚度，3.5小时以后孔内沉渣达到了40cm，用泥浆泵管连接导管进行二次清孔，清空效率非常高，

钻机类型在粉细砂中灌注桩成孔成功的选择关键是看：成孔的速度及效果及二次清孔的速度，根据试桩经验及现场分析，旋挖钻成孔速度快，效率高，不足之处是成孔稳定性差，钻进过程中对孔壁扰动性大并且容易造成塌孔事故；正循环回旋钻钻孔速度慢，但是成孔效率高，这一试验的成功极大的增加了对工程桩施工的信心。

4钻进过程中泥浆制备质量控制

灌注桩施工前首先要建造沉淀池、制浆池，由于该场地地质主要为粉细砂层和细砂层，钻机钻进过程中要穿透该砂层地质，粉细砂层含水率较大，施工过程中极易造成塌孔、扩径及钻孔不规则，水下混凝土灌注超量等问题，因此泥浆质量的控制直接影响成孔质量。

钻孔灌注桩中，泥浆的作用主要是护壁、携砂、润滑，本工程使用膨润土和贺兰山当地红胶泥缠配造浆，红胶泥块先行打碎，制浆一般采用泥浆搅拌机，制成的泥浆储藏在泥浆池，使用时再加进适量的纯碱溶液。加强对回流泥浆的沉淀处理，以增加泥浆的粘度和使泥浆所产生的液柱压力可以平衡地下水压力，并对孔壁有一定的侧压力，成为孔壁的一种液态支撑。同时泥浆中胶质颗粒的分子在泥浆的压力下，渗入孔壁表面的孔隙中，形成一层泥皮，促使孔壁胶结，施工过程中应保持护筒内水压稳定，从而起到防止塌孔、保护孔壁的作用。

5施工工艺的合理安排

在钻进施工过程中，要经常检查钻杆的垂直度，垂直度是保证桩体承载力的前提，在钻进过程中采取间隔桩位跳钻，减低对沙层的扰动。同时选择合适的钻进速度，钻进速度一定要，在粉细沙段要加大泥浆比重。在钻进过程中指派专人测定泥浆的粘度、含砂率、失水量、胶体率等参数，随时对泥浆成份进行调整，泥浆比重控制在1.2-1.3之间，粘度在20-28s之间。

6孔底沉渣的质量控制

钻孔钻进至设计标高时，一般要求对所有桩都进行二次清孔，清孔是钻孔灌注桩施工中关键的工序，直接影响桩基承载力，清孔具体方法是是：第一次清孔保持泥浆循环，把孔内含钻渣的泥浆置换出孔外，将比重为1.05－1.1的不含杂质的浆注入孔内。孔底沉渣量测定以小于5cm为控制标准，这样可以减少下钢筋笼下放及安装导管过程孔底的沉渣厚度，第二次清孔，软体风管将压缩空气送进吹管底部，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物在水压力沿吹砂管向上排出，在泥浆迅速流动的同时带动桩孔沉渣排出孔内，另外经沉淀后的泥浆回流到桩孔内，保持孔内水位不变，直到把沉渣清除达到设计及施工规范要求为止。

7钢筋笼下放及水下混凝土浇筑的质量控制

钢筋笼下放应双点起吊，防止钢筋笼变形扭曲，吊装入孔时要轻起轻落，居中下放，过程中严格控制碰撞孔壁，更不准强行下压，必须保证钢筋笼的垂直度和保护层厚度；水下混凝土浇筑采用“导管法”施工。导管直径为300mm，导管要垂直，内壁光滑，导管的接头采用设有止水槽的法兰盘与橡皮垫圈，并用螺栓紧固，保证不能漏水。导管的上端混凝土的入口处设有容积较大的漏斗，漏斗的容积保证能在第一次浇筑时，使向下输送的砼在孔底的基槽内把导管的底部埋入砼内1.0－1.2m。随着砼面的上升，要适当地提升和拆除导管，浇筑施工时，指定专人经常测量导管的埋深，复测孔底深度，复核导管总长度，导管底部一般应埋入管外砼面以下4-6m，严禁把导管底部提出砼面，以免造成桩体断桩，桩顶的混凝土灌注标高应比设计标高提高1m以上。

8结语

钻孔灌注桩的施工属余隐蔽工程，质量检查有一定的困难，通过宝湖路艾依河桥桩基施工的亲身实践，取得了在粉细砂层及细砂层地质进行钻孔灌注桩施工的质量成孔的经验，那就是“正循环成孔，反循环清孔”，它有效解决了孔内钻渣问题，保证了粉细砂层地质桩基钻孔的成孔质量。

参考文献

[1]王立华.超长钻孔灌注桩的施工技术[J].山西建筑.2006.

[2]彭圣洁.建筑工程质量通病防治手册第二版[M].中国建筑工业出版社.1993.

[3]孙力文.桥梁钻孔灌注桩施工质量缺陷产生原因和处治实[J]浙江交通科技.2003.