浅谈黏土地质条件下的大孔径钻孔桩

梁勇

摘要：本文主要介绍了大孔径软土地基钻孔桩施工工艺及施工过程中遇到的问题处理。

关键词：钻孔桩黏土钢筋笼泥浆比重

Abstract: this paper mainly introduces the large size of soft ground bored pile construction technology and construction the problems in the course of processing.

Keywords: drilling pile reinforcing cage clay mud proportion

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况：

在建的温福铁路是由铁道部和浙江、福建两省共同出资兴建的高速客运专线铁路，预留时速250Km/h。其中昆阳特大桥全长3.308km。

主桥是为跨越同三高速公路的是（64＋136＋64）m连续梁拱结构，主跨长度136m，其中48、49号主墩基础部分的钻孔桩桩径2.5m，设计桩长分别为84m和92m的摩擦桩。每个墩位12根桩。

二、钻孔平台的布置

48、49号墩位于稻田中，原地面标高＋3.5，桩底标高分别为-84.55和-92.55，单位是米。地质情况基本相同：＋3.5～-0.1：硬塑黏土；-0.1～-15：淤泥，-15～-25：软塑黏土；-25～-33.2：硬塑黏土；-33.2～-36.3：软塑黏土； -36.3～-40.37：硬塑黏土；-40.37～-58.77：软塑黏土；-58.77～70：硬塑黏土；-70～-72：细砂层；-72～-79：飘石夹黏土层；-79～-84.7：全风华花岗岩；由于表面2m多的软塑黏土外，往下都是淤泥所以在考虑到成本问题，平台采用填注混合石料，下层70cm厚片石，上层30cm厚的碎石等找平，在以后的施工中随着挖掘机、吊机、钻机等重型机械的来回碾压，在施工过程中还要不断的补充填石料找平。由于地质情况主要是软塑黏土和淤泥。

三、施工工艺流程

施工平台的填筑 桩位测量放样 埋设护筒 钻机对位钻孔施工 第一次清孔检孔 安装钢筋笼、导管 二次清孔 灌注水下混凝土 桩基检测

四、成孔后的检查

1、通过检孔器检查。检孔器外径2.4m，长度9m。

2、用测量绳测孔的深度，测锤的重量必须大于5Kg,否则无法感觉到孔底沉渣情况。

3、测量泥浆比重、胶体率、粘度、含砂率、PH值等。各项指标要求见下表：

项目 泥浆比重 粘度（s） 含砂率 胶体率％ 酸碱度

一次清孔 1.2～1.4 25～28 ≤6％ 96～98 9～10

二次清孔 1.05～1.15 17～20 ≤2％ 98～100 8～9

五、钢筋笼安装

钢筋笼设计长度41 m，总重量88.3t。我们采用9m一节，用吊机辅助在成孔上焊接起来，每节钢筋笼21t，四个焊工每节需要焊接2个小时。焊完一节后，用吊机放到孔中再拼接下一节。考虑到要固定安装声测管，所以在其他桩径长度配置副钢筋笼，用来固定声测管，

副钢筋笼9米一节，主要有四个竖向Φ25钢筋和2m一个箍筋组成。

主要作用保证声测管能竖直的延伸的桩底。

六、混凝土灌注

（1）、封底混凝土首方混凝土大于等于13m3。

（2）、考虑到钻刀是高腰式的三翼刮刀钻头，桩底是锥型，导管口距桩底小于等于40cm。

（3）、首方混凝土方量的计算：

首方混凝土方量的要求：满足导管初次埋置深度大于1.5m。

V≥

式中：V--------- 首选混凝土所需的方量（m3）

H1-------- 孔内混凝土高度达到Hc时，导管内混凝土柱需要的高度。

Hc--------- 灌注首批混凝土时所需孔内混凝土所需孔内混凝土面至孔底的高度（m）,Hc=h2+h3 ;

hc-------- 孔内混凝土面以上，导管内混凝土柱（计算至漏斗底口）高度（m）

HW--------- 孔内混凝土面以上的泥浆。

PO---------使导管内混凝土下落至导管底并将导管外的混凝土顶升所需的超压力，钻孔灌注桩采用100～150KPa桩径为一米左右时取低限；2m左右时取高限150KPa;

D-----钻孔直径，md------导管内径，0.3m；

Υc------混凝土容重，25KN/m3; Υw------孔内泥浆容重；10.3KN/m3;

h2------导管初次埋置深度，h2≥1.5m；

h3------导管底端钻孔底的间隙，取0.4m。

由以上公式计算得对于直径是2.5m的桩，首方封底混凝土的方量应大于等于13.5m3。

（4）现场施工所遇到的问题。

1、掉钻头。48号墩6号桩，在钻到-74m时，三翼刮刀钻头的刮刀，及腰箍都整体掉到孔底，并卡在那里无法打捞。

分析原因：在-74m遇到飘石层（在钻孔过程中有小于泥浆泵管口的石头被吸上来），和全风化花岗岩。而钻机操作者并没有发现钻机没有进尺，且当时是夜间，操作者责任心不强。

在上个孔成孔后没仔细检查钻机。

解决办法:先用打捞器打捞，发现钻头卡在-74.0m处。找来冲击钻将孔钻到设计标高。

2、安装钢筋笼时钢筋笼放不下去，但是放长为9m外径为φ2.4m的检孔器很正常。

原因分析：①底节的副钢筋笼（固定声测管）卡在孔壁上;②孔的斜率不合格；③钢筋笼安装的不竖直；

解决办法；将钢筋笼整体提起来，发现地下固定声测管的副钢筋笼已拧成麻花状，重新一节节的安装钢筋笼。一个桩钢筋笼的安装需要24个小时。

3，收方封底混凝土灌注过程中，拔球后，混凝土无法顺利的灌注到底。

分析原因：①导管底口到孔底预留的的高度小于30cm。②二次清孔不彻底，孔底沉渣大于20cm，混凝土产生的压力无法冲开沉渣。

4、混凝土导管堵管：

在49－11桩时，计算导管埋置深度是6m时，导管内混凝土堵塞。

分析原因：①导管的埋置深度计算错误，埋管深度过深。②混凝土的和易性不好，混凝土离析使导管堵塞。

解决方法;仔细计算了剩余导管的长度后，测量了混凝土面距护筒顶的距离后，发现多埋置导管2.5m，当拔出了一节25m的导管后，混凝土顺利下到孔底。①优化混凝土配合比，使混凝土具有良好的流动性、不离析性，可以有效的防止堵管。②保证混凝土灌注的连续性，混凝土浇注过程中的间歇时间不宜超过30min。

③控制导管的埋置深度，拆除导管应迅速，准确测量混凝土面到护筒顶的高度。

参考文献：

1、《铁路桥涵施工规范》 TB10203-2002

2、《桥梁施工工程师手册》 杨文渊徐犇编

3、《客运专线铁路桥涵工程施工质量暂行标准》2005-9-17

4、《基础工程》范立础 高等教育出版社

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。