复杂地层条件钻孔灌注桩的施工方法

赵 炜

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)

复杂地层条件钻孔灌注桩的施工方法

赵 炜

(山西省第三建筑工程公司，山西 长治 046000)

针对工程的地质条件，分析了工程施工的重难点，介绍了施工对策与措施，阐述了复杂地层上大直径灌注桩成孔、清渣、灌注等主要的施工技术，以期采用较为合理的工艺方法，达到优质、快速、降低成本的目的。

大直径灌注桩，复杂地层，钻进

近几年钻孔灌注桩在现阶段的施工中得到了广泛应用。大直径桩孔的施工，对于四级以下的土层采用回转钻机钻孔较为适合，对于四级以上的土层及卵石层采用回转钻机钻进较为困难；而冲击钻进，对于卵石钻进效率较高，但对于土层钻进效率低，泥浆护壁较困难，常出现坍孔现象。本文结合工程特点，采用洛阳铲清除地下水位上层杂填土，冲击钻进卵石层，回转钻进土层的施工方法，有针对性地解决了复杂地层大直径钻孔灌注桩的施工难题。

1 工程概况

长治市城区信用联社培训中心位于府后西街，本工程基础为钢筋混凝土独立基础，地基处理采用钻孔灌注桩，桩径1 200 mm，有效桩长20 m，混凝土强度等级C30。

1.1 工程地质条件

场地土自上而下大致分为3层。第①层人工填土为杂填土、素填土、建筑生活垃圾、冲填土、平均厚度7.0 m；第②层土为圆砾、角砾坚土，平均厚度4.0 m；其中圆砾、角砾粒径大于20 mm颗粒质量超过总质量的50%；第③层土为粉质粘土，标贯击数实测值平均为12.3击。

1.2 设计要求

桩基采用钻孔灌注桩，桩身混凝土强度等级为C30，混凝土灌注充盈系数要求大于1。桩位允许偏差不大于50 mm。孔深+300 mm，桩径±50 mm，垂直度不大于0.5%。灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度应不大于50 mm。

1.3 问题分析

施工场地所在位置原为旧河道汇流之处，后将河流改道，人工杂填铺垫而成，地质条件相当复杂。施工场地狭小，拟建工程东侧，南侧又与原有建筑物紧相邻，施工难度大。上部杂填土属空桩部分，若将其全部挖除后进行桩基施工，那么场地布置，设备安放及混凝土浇筑将受到极大限制，且工期紧，所以不能采取。上部人工杂填土其中含有大量建筑垃圾采用回转钻机，不易钻进而且土体本身孔隙率较大，泥浆护壁相当困难，容易造成泥浆漏失孔壁坍塌。第②层以河卵石为主，回转钻机施工难度大容易折断钻杆，钻头磨损严重，施工速度缓慢，工期滞后，费用增大。如采用冲击钻容易穿透卵石层，而且钻机工作振动大后造成上层人工填土部分塌孔。

2 实施对策与措施

根据以上问题分析,采用下述方案进行施工:放线定桩位,埋设护筒上部人工填土采用洛阳铲卷扬机人工挖桩孔,加强钢筋混凝土护壁支护孔壁，防止塌孔,挖除杂填土后注入泥浆,采用CZ-1500型冲击钻机,钻透卵石层进入粉质粘土层移机后用GPS-15型回转钻机钻孔,钻孔深度满足设计要求后,及时采用泥浆循环清孔,清孔后吊车吊放钢筋笼,放置混凝土导管,水下灌注混凝土成桩。本工程采用商品混凝土,浇筑采用导管法水中浇筑。

根据桩位布置及周围场地情况，先进行施工场地平整，合理地安排钻孔及吊车，混凝土运输车的行走路线，建立泥浆循环系统。

根据施工方案，本工程从开孔至成桩先后10道施工工序，其中成孔是关键工序，其他工序的施工安排及衔接均围绕此工序进行。结合本工程的施工工艺，施工过程中设置了成孔过程中的泥浆性能、成孔后的泥浆性能、大体积混凝土灌注等质量控制点进行重点控制，以确保成孔不出现扩径、坍孔现象，浇筑混凝土桩身夹泥芯、断桩等问题。

3 施工方法与主要技术措施

1)回转钻成孔灌注桩施工工艺程序：放线定桩位→埋设护筒→钻孔机就位→成孔、注浆→清孔及排渣→制作及吊放钢筋笼→安放混凝土导管→浇筑混凝土。

2)放线定桩位：根据图纸放出桩位点，采取灌白灰或打入钢筋等定位措施，保证桩位标记明显准确，经现场监理工程师复核无误后进行施工。

3)埋设护筒：护筒一般用4 mm～8 mm厚钢板制成，高度为1.5 m～3 m，钻孔桩护筒内径应比钻头直径大100 mm,护筒顶部应开设溢浆口。

4)钻机就位：钻机就位时必须保持平稳,不得发生倾斜。回转钻应使转盘保持水平，转盘孔中心、钻架上吊滑轮和护筒中心应在同一铅垂线上。机架机管上应做出控制标尺，以便施工中进行观测、记录以及控制钻孔深度。

5)成孔、注浆：调直机架挺杆，对好桩位(用对位圈)，开动机器钻进，出土，达到一定深度(视土质和地下水情况)钻孔，钻进过程中必须保证泥浆的供给，使孔内浆液面稳定。

a.钻机钻进时应根据土层类别、孔径大小及供浆量确定相应的钻进速度。初钻时应低挡慢速钻进，钻至刃脚下1 m并形成坚固的泥皮护壁后，根据土质情况按正常速度钻进，若局部出现坍孔时应加设钢筋混凝土护筒。b.回转钻开始钻孔时宜先在护筒内放入一定数量的泥浆，空钻不进尺，并从钻杆中压入清水搅拌成浆，开动泥浆泵循环，待泥浆拌匀后开始钻进。c.正循环回转钻应符合以下规定：在粘性土层中钻进时，宜选用尖底钻头、中等转速、大泵量、稀泥浆。在砂土或软土等易塌土层中，钻进时宜选用平底钻头，控制进尺，轻压、低挡慢速，大泵量稠泥浆。在坚硬土层中钻进时，宜采用优质泥浆，低挡慢速，大泵量，两级钻进。d.当护筒底土质松软而出现漏浆时，应提起钻头，并向孔内设入粘土块，再放下钻头倒钻，直至胶泥挤入孔壁堵住漏浆后方可继续钻进。e.正常钻进时应根据不同地质条件随时检查泥浆浓度。

钻孔直径应每钻进5 m～8 m检查一次。f.成孔过程中如发现塌孔应停钻，回填粘土，待孔壁稳定后再轻提慢钻。g.钻孔钻至设计深度后，应会同有关部门对孔深、孔径、垂直度、孔位以及其他情况进行验收，符合设计要求后方可移走钻机。

6)清孔及排渣。

a.回转钻成孔后可使钻头空转不进尺，循环泥浆。b.孔壁土质较差，可用泥浆循环或抽渣筒抽渣清孔。c.清孔后泥浆密度，应控制在1.1左右，孔内排出或抽出的泥浆用手触摸应无颗粒感，含砂量不大于4%。

7)制作及吊放钢筋笼。

a.灌注桩钢筋制作时应符合以下规定：钢筋笼制作长度、焊接方法和接头长度应符合设计要求和有关规范的规定。为防止钢筋笼吊放时扭曲变形，一般在主筋外侧每2 m加设一道φ14加强箍。钢筋笼制作的允许偏差：主筋间距：±10 mm；箍筋间距：±20 mm；钢筋笼直径：±10 mm；钢筋笼长度：±100 mm。b.钢筋笼验收合格后方可安放，采用12 t汽车吊下钢筋笼，控制好笼顶标高。钢筋笼吊放前宜在上中下部的同一横截面上，对称或间隔120°绑好砂浆垫块或设置钢筋耳环。吊放时应对准孔位，采用对称吊筋，吊直扶稳，缓慢下沉。钢筋笼放到设计位置时应立即固定，钢筋笼就位后其安装偏差应控制在±100 mm以内。

8)安放混凝土导管。

a.导管内壁应光滑圆顺，第一节底管不宜小于4 m，孔口漏斗下宜配置0.5 m和1 m配套顶管。b.导管连接应竖直，接头加橡胶圈密封，下端宜高出孔底沉渣面300 mm～500 mm。

9)浇筑混凝土。混凝土采用商品混凝土，浇筑采用导管法在水中浇筑。

a.清孔完毕经现场监理工程师验收后，应立即浇筑混凝土。在浇筑混凝土前应复测沉渣厚度，如超过规定必须重新清孔，合格后方可浇筑混凝土。b.混凝土浇筑前，导管中应设置球、塞等隔水；浇筑时，首罐量应保证导管埋深不小于1 m。c.浇筑混凝土应连续施工，边浇筑边拔导管，并随时掌握导管埋入深度，预拌混凝土应保证连续供应。d.混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管，并使混凝土标高大于设计标高一倍桩径且不小于1 000 mm。混凝土浇筑完毕后，应拔出护筒，并用素土填埋桩坑。e.检查每根桩的混凝土实际灌注量，充盈系数要求大于1。

10)试块留置。混凝土抗压试块，应每浇筑50 m3留做一组试件，小于50 m3的桩，每根应做一组试件。

4 结语

本工程共见证取样52组混凝土强度试块，经质量检测中心检测，混凝土强度全部满足设计要求。经大、小应变及桩体钻芯检测，工程质量满足设计及规范要求，工程质量优良。

[1] GB 50300-2001，建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[2] GB 50202-2002，建筑地基基础施工质量验收规范[S].

[3] JGJ 94-94，建筑桩基技术规范[S].

The construction method of bored pile in complex strata condition

ZHAO Wei

(ShanxiThirdConstructionEngineeringCompany,Changzhi046000,China)

According to the engineering geological conditions, this paper analyzed the key and difficult of construction engineering, introduced the construction countermeasures and measures, illustrated the large diameter bored pile hole, slag, cast-in-place and other main construction technology in complex strata, taken together more reasonable process, achieved the goal of high-quality, fast, reducing cost.

large diameter cast-in-place pile, complex strata, drilling

1009-6825(2014)22-0058-02

2014-04-11

赵 炜(1973- )，男，工程师

TU473.14

A