泥浆护壁钻孔灌注桩适用地层 [含砂地层钻孔灌注桩施工的质量问题及预防措施]

　　摘 要:钻孔灌注桩在现代建筑业中广泛应用,尤其对性能和承载力要求高的大型建筑,多用钻孔灌注桩作为桩基础。由于其施工工艺复杂,技术要求较高,在施工过程中经常会有坍孔、断桩等质量问题出现,尤其是在含砂地层和含软泥地层,质量问题多有发生。本文以中海油渤南作业区龙口终端扩建改造项目施工过程当中遇到的含砂地层打桩问题为例,阐述含砂地层条件对打桩施工产生的影响,并提出了预防改进措施。
　　关键词:钻孔灌注桩 含砂 质量问题 预防
　　中图分类号:TU753.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0066-01
　　随着我国经济的迅速发展,建筑业也随之出现繁荣的景象,而打桩技术是建筑过程当中重要的一环。钻孔灌注桩由于其安全性高、适应性强和施工进度快等优点而成为现代建筑行业普遍使用的一种打桩形式。但是钻孔灌注桩也有自身的技术缺陷,有些地区由于地层条件限制使得打出的桩孔出现坍塌、缩孔、断桩等问题。沿海地区距离海洋较近,地层中含砂量高,对钻孔灌注桩施工作业产生了重要影响。
　　1 施工场地地层条件
　　1.1 地层分布及土质特征
　　拟建场地上部土层由人工填垫而成,填垫年限小于10年,场地地势比较平坦。场地地面高程为4.09m～4.71m。
　　除上部为人工填土(Qml)外,主要为第四系全新统海陆交互相沉积(Q4mc)、全新统坡洪积(Q4dl+pl)形成的中粗砂、粉土、粉砂和粉质粘土层。根据地基土的岩性特征及时代成因,结合地基土的物理力学性质,自上而下依次划分为4层。第一层是素填土,时代成因为Qml,层厚5.2m～7.9m,层底深度为5.2m～7.9m,层底高程为-0.85m～-3.51m,岩性特征是灰黄色,以粗砂、砾砂为主,粘性土充填,局部含碎石块,中密～密实,稍湿～湿。第二层是中粗砂,时代成因为Q4mc,层厚5.4m～7.8m,层底深度为12.4m～13.8m,层底高程为-8.04m～-9.39m,岩性特征是灰黄色,含云母,以石英、长石为主,分选较差,磨圆较好,偶见碎贝壳、小砾石,中密-密实,很湿。第三层是砂质粉土,时代成因为Q4dl+pl,层厚3.2m～5.6m,层底深度为17.0～18.5m,层底高程为-12.41m～-13.97m,岩性特征是灰褐色-灰黄色,含云母、氧化铁,土质不均,砂粘混杂,局部为粉砂、中砂,切面无光泽,干强度及韧性低,摇振反应中等,密实,湿。第四层是粉质粘土,时代成因为Q4dl+pl,最大揭露厚度18.0m,最大揭露深度为35.0m,岩性特征是黄褐-灰黄色,含云母、氧化铁,土质较均匀,局部为夹粘土及中砂夹层,稍有光泽,干强度及韧性中等,可塑-硬塑。四层分布范围均为整个场地。
　　1.2 地基均匀性评价
　　根据现场勘察结果,场地内各层地基土在水平方向分布连续,垂直方向厚度变化较小,场地地基属均匀地基。
　　2 桩型选择
　　结合各种地基处理手段的适用性、经济性及当地施工经验等因素综合分析,桩型不宜选用预应力混凝土管桩,因为管桩要穿透本场地内13m以上分布的密实状素填土和中粗砂,以国内现有的成桩设备能力来看,是相当困难的。所以桩型选用钻孔灌注桩,桩径可采用600mm,以第四层粉质粘土层作为桩端持力层,桩端入土深度约20.0m,有效桩长约为17.7m。
　　3 施工过程中的质量问题及预防措施
　　3.1 孔壁坍塌
　　由于是含砂和软泥质地层,且地层水位较高,所以钻头的钻速过快、空钻时间过长或者钻进速度过快都有可能造成孔壁坍塌,因此我们在施工过程当中一定要注意对钻机的操作。
　　我们还可以做其他防护措施以防止孔壁坍塌。比如施工时可以投入一些石子粘土等作为补充;钻进过程中及时添加泥浆;适当增加泥浆密度以稳定孔壁等。如果坍孔严重,应立即停止钻进,用粘土泥浆补平坍塌部位后采用低速钻进。
　　为提前预防此种事故的发生,我们还要做好施工前对地质条件的分析,选取最优的施工方案,将质量事故的发生率降到最低。
　　3.2 断桩
　　根据设计要求桩孔下放混凝土的体积平均为11方,但是所来的混凝土车装车容量为8方,因此形成多次浇灌。两次灌注时间相差时间将近两个小时,造成混凝土中出现上下段管柱凝结时间不同,并且有泥夹层的出现;拔管过程当中拔管长度没有控制,导管拔出混凝土面[1];不仅如此,在发现第一段管柱凝结出现拔管困难的情况下实行了强制拔管;综合以上情况,最终导致断桩情况的发生。
　　预防措施:在施工过程中,要争取混凝土浇灌一次成功;钻孔选用较大粘度和密度比较大的泥浆护壁;钻进过程中要控制进尺速度,保持孔壁稳定;保证导管埋深在2m～4m范围内;下钢筋笼过程中要平稳,不要触碰到孔壁[2];另外可以采用下入钢护筒护壁到断桩处用混凝土浇筑桩身。
　　3.3 钢筋笼下放困难
　　由于混凝土泥浆密度小于石子密度,造成石子下沉,使得钻孔底部被石子填埋,钢筋笼在下放到底部位置时发生阻塞,下放困难。
　　为预防此种情况发生,我们应合理安排打桩施工,在浇筑混凝土后迅速下入钢筋笼子。
　　3.4 钻头受阻不下钻
　　因在地层中存在粘土层,粘土层粘性大,在钻进过程中会出现挤压密实的效果,钻头所受阻力大,造成糊钻。因此在钻进这一地层时尽量采用尖底钻头、中等钻速;如果不违背设计要求的情况下,可以更换小钻头,以增大钻进时钻头的压强。
　　3.5 钢筋笼焊接不规范
　　钢筋笼焊接不规范,在表面有许多不规则凸出的结构,在下入钻孔当中时会造成刮壁使得孔壁遭到破坏,进而使混凝土漏失进入地层;更严重的情况是被刮擦掉落的砂体和泥进入混凝土桩形成泥夹层,导致断桩情况的发生。
　　钢筋笼关系到整个混凝土桩的强度,是整个打桩工艺中重要的一环,应该保证它的焊接质量,对于焊接质量不合格的焊口焊缝要及时进行补焊。钢筋数目和加强箍的制作都要严格按照设计图纸来做,吊放受阻时不要加压强行下放,保证下放时不变形、不卡孔壁;笼子的中心要与桩中心保持一致,不要出现倾斜现象,否则会影响整个桩的承载能力[3]。
　　4 结语
　　钻孔灌注桩因其良好的承载能力和抗震性、简单的施工工艺、高效的施工效率等一系列优点在建筑行业当中广泛使用,且多应用在稳定性和承载能力要求较高的建筑当中。然而钻孔灌注桩是一个系统工艺,工序繁多复杂,技术要求高,需要我们在每一个环节做好事故预防和应急准备。钻孔灌注桩施工技术现在已经较为成熟,只要做好质量控制,依靠良好的施工队伍和监理方的质量监控,一定能避免质量隐患的出现,保证工程质量。
　　参考文献
　　[1] 刘忻,张明春.浅谈钻孔灌注桩断桩与补救措施[J].山西建筑,2009,35(11):105～106.
　　[2] 张志聪.建筑工程钻孔灌注桩施工工艺及质量控制措施[J].科技创新导报,2009(20):26.
　　[3] 林宏派.浅谈钻孔灌注桩的质量控制[J].科技资讯,2009(20):76.