深层崁岩灌注桩在施工中的应用

郑现振

摘要：钻孔灌注桩施工是一种很常用的方法，钻孔灌注桩在各类土木工程中应用广泛，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。但是在实际施工中，灌注桩的崁岩是其中一个难点，特别是深度在5m以上的深层崁岩灌注桩，更是给我们的施工带来难度，本文就自己的实际施工经验，对深层崁岩灌注桩的施工进行阐述，希望可以带给同行一些启示。

关键词：灌注桩；深层崁岩

在灌注桩施工中，碰到复杂地质的施工情况很多，而灌注桩嵌岩却是最叫人头疼的一种，通常给我们的施工带来很大的困难。从施工经验来看，当遇到灌注桩嵌岩或是需要穿透孤石时，是我们施工中的最大难点，很多事故和变更都是由于卡锤时，无法将锤提出孔口，而必须采取变更灌注桩的桩位来解决原桩位废掉的问题，从而导致施工费用增加、工期拖延，给施工带来不可估量的损失。

为了解决这个问题，本人根据过去施打的100多根各种类型灌注桩的施工经验，针对深层嵌岩灌注桩施工过程中的难点等问题总结以下观点：

一、钻机的选择

选择钻机是非常关键的一个步骤，以厦门港后石港区海洋石化码头工程中1.8m灌注桩的施工为例，施工桩长18.5m，经过勘察钻探后，设计要求我项目部嵌岩7～8m，施工难度非常大，几乎达到灌注桩嵌中微风化岩的极限。施工中锤牙平均3天换掉一副，冲孔1天，就需要2天时间来加焊锤牙、边牙，其施工难度可想而知。

这种情况下，我们选择了反循环钻孔法，而且反循环钻孔法具有低振动、低噪音，对相邻结构影响较小，发生有害气体少、泥浆较少且进展速度快等优点。

我们选用泵吸反循环回转钻进成孔，二次换浆清孔，导管灌注水下混凝土的一整套钻孔灌注桩的施工工艺，达到了将桩底沉渣控制在50mm以内，在后来的灌注桩抽芯检测时，灌注桩砼和持力层花岗岩的结合相当紧密，几乎看不到沉渣，保证了桩體质量。

二、施工方法运用

灌注桩嵌岩是施工中的难点之一，特别是嵌岩要求在5m以上的深层嵌岩灌注桩施工，其难度系数加大，出现卡锤、偏孔、缩径等事故的几率也相应增大，对嵌岩深度达到5m以上的灌注桩施工时，总结一下几点：

1 控制锤径

为了保证孔径达到设计要求，起初在选锤的时候，就要选择合适的锤，并且将边牙的直径加大一圈，往往要比设计桩径每边大出5cm，当然所要嵌岩的深度越深，需要增加锤的直径就越大。因为对嵌岩桩施工时，开始冲孔时孔径较大，后来随着锤牙的磨损，孔径会越来越小，最后往往就达不到施工设计要求的孔径了，而且当施工到临近终孔，因为孔壁为坚硬的微风化或中风化花岗岩，这时只要稍微加大锤径就会出现卡锤事故，根本无法再加大锤径施工。只有回填和所嵌岩岩质相同的块石重新冲孔才能将原孔扩孔，费时费力，而且这种方法也不是万能的，一旦卡锤，如果不能提出孔口，结果只能改变桩的位置。所以只有起初就保证锤直径比设计桩径稍大点施工，保证扩孔量，才能确保嵌岩灌注桩桩径达到设计要求。

2 底锤密击

说白了就是冲孔时锤抬得底一点，冲击次数多一点。嵌岩深度超过5m的桩，其岩质基本达到中微风化，其坚硬程度与我们所用的锤牙硬度相差不大，如果提锤高度过大，锤会被击碎散落在孔内，无法继续施工，给施工带来了麻烦，会增加清锤牙碎渣、更换锤牙等繁琐的工序，工料的损耗往往是成倍的增加，而且冲孔效果差。我的经验是确保提锤的高度在20cm左右，一般不能超过30cm为宜。

3 添加块石、二片石

在冲孔过程中经常要添加与嵌岩岩质一样的块石、二片石冲孔，确保扩孔量和孔的圆滑度，同时确保锤不被卡住，还能减少锤的磨损量。因为在冲孔施工时，锤是在旋转中冲击行进的，孔壁并不是标准的圆形，而是程“梅花”形，锤在旋转时很容易被卡住，如果添加块石和二片石30～50cm，在锤的转动冲孔时，与添加的块石、二片石一起与孔壁发生碰撞摩擦作用，就可以避免卡锤事故发生，同时还解决了扩孔的问题。

4及时清除锤渣

即使我们采取了底锤密击的方法施工，在冲击过程中锤牙也会被不同程度的击落一些碎渣。及时将孔内的锤牙渣清除，是能保证快速进尺的必要条件，微风化嵌岩，即使是底锤密击，锤牙损耗也相当大，在冲孔4-5小时后就要进行孔底的锤牙渣清理。一般采用先将锤提出泥浆面孔口处，再放强力磁铁入孔底吸住碎渣，最后将锤渣提出孔口清理。清理锤渣避免了锤牙总是和孔内的碎锤牙渣碰撞磨损，解决了锤牙不能和岩石直接作用进尺微小、对锤牙损伤大等问题。通过这种方式可以保证每天都有理想的进尺，再加上及时清孔，将沉渣清除，便可以收到较好的效果。

5控制泥浆比重

即保持较大的泥浆密度，通过现场试验，泥浆比重越小锤牙伤害程度越快，泥浆比重大可以有效保护锤牙，但是如果太大也会使锤在孔内无法动弹，冲击无力，所以将泥浆比重控制在适合的大小也是至关重要的，通过自己的多次实验，泥浆比重保证在1.6～1.8g/cm3，是比较理想的，如果控制的好，冲击微风化花岗岩，一天的进尺可以达到20～30cm，这是个天文数字，一般没有采用如上的方法时，我们的进尺每天只有5～10cm。

三、结论

通过以上桩机选择、施工工艺方法的改进，其施工效率提高了2～3倍，保证了施工质量，也节约了材料、同时保证了施工工期，在施工过程中如果能合理的加以利用，对类似深层嵌岩灌注桩的头痛问题就可以得到很大程度的解决，这将对我们的施工效率和成本节约都有着非常重大的意义。