钻孔灌注桩在软弱土层的施工控制

发表时间：2020-03-24T08:26:55.497Z 来源：《建筑细部》2019年第16期 作者： 孙虎[导读] 软土地层在我国广泛分布，江苏地区各城市几乎都有普遍存在。江苏地质基桩工程公司 江苏镇江 212000

摘要：软土地层在我国广泛分布，江苏地区各城市几乎都有普遍存在。其具有压缩性大、含水率高、天然地基承载力低等显著特点，不能直接作为房建工程地基。通常在此类地层中设计都会采用较大、较深的灌注桩地基作为基础施工方案，确保承载力满足要求。 关键词：钻孔灌注桩；软弱土层；应用 前言

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。 1钻孔灌注桩概述

钻孔灌注桩以其承载力大、适应性强、稳定性好、施工不挤土、桩径桩长可变等特点，广泛应用于公路桥梁、市政桥梁、港口码头、房屋建筑等基础工程中。钻孔灌注桩的类型很多，如泥浆护壁法钻孔灌注桩、干作业法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩等。软土地层中施工灌注桩通常采用泥浆护壁钻孔施工，以保证成孔的质量。 2泥浆护壁灌注桩施工工艺

某房地产项目位于江苏省，扬中市，拟建6栋高层住宅，及一层地下车库。高层住宅均采用直径700mm，桩长47米的钻孔灌注桩。地下室抗拔桩，原设计采用预应力抗拔管桩，后因场地上部淤泥层较厚，地耐力差，静压设备无法正常施工，设计又将其改为钻孔灌注桩。扬中是位于长江之中的一个岛屿。该地区分部的是典型的软弱地层，上部有埋深近20米的淤泥质土层，下部为砂层，灌注桩施工成孔难度大，极易塌孔。施工单位使用了一种XY-4-5型钻孔钻机进行成孔施工。 2.1埋设护筒

为防止孔口出现坍塌，在下钻前需在孔口位置设置钢护筒。本工程中护筒长2m，直径0.8m。护筒由人工开挖放入孔中，同时注意要高出地面约0．5m。护筒上部开设1-2个溢浆孔，以便溢出的浆液通过孔流出，钢护筒可重复使用。护筒底部及四周用粘土回填并分层夯实，避免底部出现坍塌或渗漏等问题。 2.2泥浆制备

软弱土层中灌注桩施工，泥浆性能好坏是影响成孔质量最为关键的因素。泥浆性能三要素：1、比重1.1-1.2；2、粘度18～22\"；3、含砂率﹤8%。制备泥浆必须满足这三个条件。本工程中泥浆制备的材料选用膨润土，首先在搅拌机中加入规定水量，再加入规定量的膨润土，搅拌5min后将泥浆放入池中待用。通常，制浆量为2倍的混凝土桩体积。在钻孔施工时，泥浆比重还要结合地层和施工情况及时调整，以保证成孔质量。 2.3钻进成孔

工程选用的XY-4-5型钻孔钻机进行成孔施工。该型钻机稳定性好，打灌分离，作业效率高，在扬中当地普遍使用。钻机配合采用专用三翼刮刀钻头，钻头刀片上镶焊合金或设置钎头，以确保成孔质量和钻进效率；刀翼上部设保径护圈，其直径与刀翼合金外露直径一致。钻孔中若出现缩径，坍孔时，可加大泥浆比重以稳孔护壁，或于坍孔地段投入粘土，使钻机空转不进尺进行固壁。当缩径、坍孔严重，或泥浆突然漏失时，应立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻孔。 2.4清孔

一次清孔可以采用使钻机空转不进尺，待钻渣磨成泥浆后，再用优质泥浆替浆。二次清孔采用导管法，优质轻泥浆大泵量清孔，冲孔时使导管底口不断变换位置，清孔要及时且质量要到位。通过探测泥浆指标结合标准水文测绳来判断孔底沉渣厚度，确保满足设计要求。 2.5钢筋笼骨架的制作与安装

钢筋笼在加工棚集中分节焊接制作，要确保钢筋表面洁净以及试焊合格。钢筋笼吊装采用汽车吊，吊绳要一样长。钢筋笼应对准孔位并垂直缓慢的下放，防止钢筋笼破坏孔壁。安放好后，在钢筋笼中设4根󰀀16钢筋吊环并与孔口焊接固定，以防在浇筑过程中发生掉落或浮笼现象。

2.6导管安装

导管管径要与桩径匹配，本工程中采用内径25cm的钢导管。导管使用前要进行抗压测试和水密承压测试，各项性能满足要求后方可使用。导管底应高于孔底0．3m～0．5m左右，以便首次浇筑时能够顺利排出隔水栓。 2.7混凝土灌注

必须严格检查混凝土的标号及配合比，控制混凝土的坍落度在200±20mm范围内，满足要求后方可进行灌注作业。浇筑首盘混凝土时，用量不应少于1m3，使导管底端能被混凝土埋入0．8m以上。浇筑混凝土采用直升导管法，保证作业过程导管一直处于埋深2m～6m范围。埋深过浅容易发生导管拔空出现断桩，埋深过深混凝土面抬升困难，容易出现堵管导致断桩。在浇筑到桩顶后要继续灌注混凝土，保证至少0.8米超灌高度，彻底排走泥浆确保桩头强度。 3钻孔灌注桩施工质量事故预防措施 3.1桩身倾斜

（1）桩身倾斜的原因：场地不平整，地耐力不够，导致钻机安装不平整，或者即使安装平整了，施工过程中，地基沉陷导致钻机倾斜；主动钻杆弯曲，钻杆连接不牢，钻杆间隙过大；钻头翼缘板磨损不一，钻头老旧；遇到软硬土层交接面。

（2）桩身倾斜的施工质量事故预防措施。首先，钻机进场前，平整场地；其次，钻机必须试成孔，并检验合格后，方可正式施工；最后，遇到软硬土层交界面时，低速低转压钻进，必要时加设钻杆扶正器。 3.2塌孔和缩颈

（1）塌孔和缩颈的原因：泥浆性能不满足要求；钻进过程没有检查钻头，一次钻进到孔底；固定钢筋笼时，孔口固定吊筋的横担直接放在护筒上；钻进速度过快；成孔后没有及时灌注混凝土。

（2）塌孔和缩颈的施工质量事故预防措施。预防钻孔灌注柱的塌孔和缩颈，须严控泥浆性能指标，泥浆的密度、粘度、PH值、含砂率等主要指标，须经试验确定，必要时可加入火碱、膨润土等改善泥浆性能；孔口才用吊筋固定钢筋笼时，孔口固定吊筋的横担须放置在枕木上，切忌直接放在护筒上，引起护筒倾斜，孔口塌孔；低速均衡钻进；成孔后在4个小时内灌注混凝土。 3.3夹渣或断桩

（1）夹渣或断桩的原因：孔底沉渣过厚；混凝土灌注速度过快；首盘料不足；混凝土质量问题。

（2）夹渣或断桩的施工质量事故预防措施。孔底沉渣过厚，导致混凝土灌注过程中，随着灌注速度的加快，把沉渣泥沙卷进混凝土桩身中，导致桩身夹渣或断桩，最好的防范措施是水下混凝土灌注前，一定要二次清孔，并确保清孔质量，必要时配合孔底钻渣捞样措施确定清孔质量。混凝土灌注速度不宜过快，也不宜过慢，灌注过程中，确保导管低须埋入混凝土灌注面以下2-6m左右为宜，单桩混凝土的灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内；下首盘料时须精确计算首盘料混凝土量，确保导管低离孔底距离0.3-0.5米为宜，不宜过小也不宜多大，以保证下首盘料后，导管低埋入混凝土浇筑面以下1m左右，导管低离孔底过小距离容易发生堵管事件，导管低离孔底过大距离，会导致首盘料不足，导管底面脱离混凝土浇筑面，导致夹渣或者断桩；严控混凝土配合比、混凝土塌落度，严把水泥、砂石质量关，必要时掺加缓凝剂，防止混凝土的过早结块，引起混凝土夹渣或断桩。 3.4水下混凝土灌注过程中堵管

（1）堵管的原因：导管破漏，混凝土质量差，隔水栓不规范等原因。

（2）水下混凝土灌注过程中堵管事故预防措施。下导管之前，需要做导管的外观质量检查，不得有裂纹和裂缝，需要做导管的水密承压试验和接头抗拉试验，试验压力为孔底水压力的1.5倍，试验合格方可安放导管，以免因导管的破漏而引起堵管事故；隔水栓直径以略小于导管直径为宜，不宜过小也不宜过大，过大容易发生堵管事故；混凝土质量控制措施同钻孔灌注桩夹渣或断桩的施工质量事故预防措施。 结束语

泥浆护壁钻孔灌注桩，因其能够在软弱土层中确保良好的、稳定的孔壁。因此成为较普遍的软弱地层中所采用的工艺，值得广泛推广。但在应用时，需要根据工程的实际情况，合理的安排施工，严格按照工艺要求并把控好质量控制要点，从而保证工程质量。 参考文献：

［1］高广运，时刚，冯世进．软土地基与深基础工程［M］．上海：同济大学出版社，2008． ［2］梁海涛．强夯法在软土地基处理中的应用探讨［J］．山西建筑，2018，44（24）：51-53．