浅谈冲孔桩施工过程的沉渣控制

2015-04-16郑巨峰

建材与装饰 2015年27期

关键词：沉渣冲孔清孔

郑巨峰

（福建升恒建设集团有限公司）

浅谈冲孔桩施工过程的沉渣控制

郑巨峰

（福建升恒建设集团有限公司）

随着社会的进步，施工的工艺也在不同程度的改变及施工的机械设备不断的更新模式，越来越多的高层建筑及地下室基础采用冲孔桩基础。冲孔砖桩基础施工适用于地质条件复杂，单桩承载力高的基础工程，如何提高成桩质量成渣过程的质量控制尤为重要。本文主要对冲孔桩施工过程中沉渣的控制进行研分析，提出笔者的思考和建议，仅供参考。

冲孔灌注桩；沉渣；控制

在建筑基础施工过程中，冲孔灌注桩被广泛应用，而在此施工过程中，合理控制好桩底部沉渣的厚度，是保证施工质量的主要因素。一旦出现沉渣太厚的现象，就会影响到桩基部的承力能力，同时还会使建筑发生严重沉降的现象。所以，研究冲孔桩施工过程中沉渣的控制，具有很大的现实意义。

1　造成孔底沉渣过厚的原因

1.1所选用的护壁泥浆不恰当

建筑施工手册是这样规定的：除了在粘土层上能够采用在原土中混入水的方式造泥浆来保护壁外，其他泥浆护壁都应该采用人工制泥浆的方式。可是在现实施工过程中，施工人员会利用原土中混入水的方式来造浆护壁，同时，在施工进行到不同地基层阶段时，没有依照相关的规范来检测泥浆的相应指标，这些施工问题都极易引起塌孔现象，同时使得钻孔施工中出现的沉渣极难被清理[1]。

1.2没有彻底进行清孔清渣

因为没有对泥浆的指标进行合理控制，同时为了防止塌孔现象，使得没能彻底清理孔底，导致孔底残留钻渣；除此之外，因为施工现场用水的限制，为了节约施工用水量，使得孔内部泥浆的置换不够充分，这种行为也会导致孔底部的沉渣过厚。

1.3施工过程过久

施工过程中，各工序间隔时间过长，比如在进行第一次清孔后，经过长时间才进行混凝土的灌注工作，同时施工单位不够重视第二次的清孔工作，很多项目的施工过程中，其只是一种形式，最终使得孔内部的泥浆发生砂颗粒沉淀的现象，泥浆失去水分、砂粒下沉。

1.4第一次注入混凝土的量不够及没有设置相应的隔水栓

在实际施工过程中，如果出现第一次注入混凝土量不足，同时没有设置相应的隔水栓通过抽动式的隔板进行混凝土的灌注，而将混凝土直接灌到填充满泥浆的管内部进行下水混凝土的灌注工作，最终使得桩底端的混凝土出现离析的现象，孔底部的沉渣量增多[2]。

2　控制孔底沉渣厚度的手段

孔底部沉渣厚度直接影响到冲孔灌注桩的受力能力，相关规范规定，孔底部的最大沉渣厚度值许可范围为：对于端承桩，不能超过50mm；对于摩擦桩，不能超过150mm[3]。所以。降低孔底部的沉渣量，将其厚度控制在科学合理的范围内，是控制整个冲孔桩施工质量的关键。

2.1严格控制工序流程

桩基工程在地下工程属于隐蔽工程，工程质量控制难度高，前期的隐蔽把关对后期成桩质量影响大，存在的质量隐患难度及时发现，事后往往造成误工时，因此桩基施工过程只有严格控制工序流程，认真把关，同时工程相关人员还要有丰富的工程经验及很高的判断力和果断的决策力，使整个施工工序环环紧扣。具体做法如下：

（1）开工前准备施工单位应付施工场地进行合理的规划布局，合理安排桩基数量，控制好泥浆池，重点强调泥浆池要两个：①沉淀池；②循环池。沉淀池是做为储备泥浆沉淀颗粒物后面层泥浆可重新回收利用的池；循环池收集沉淀收集沉淀面层泥浆重新循环孔内补充泥浆使用，从而避免更多的颗粒杂质回流孔内，为终孔清渣而节省清渣时间，避免因清孔时间过长而造成塌孔事故。

（2）施工过程孔的沉渣检查工作。冲孔按设计要求及参考地质勘察报告满足设计的持力层要求后，首先进行清孔、测量孔深，测量孔深时使用测绳建议使用φ3～φ4，6股钢丝绳每间隔5、10m处做个固定标记，测孔深采用锥型锤，最后测沉渣时宜采用平底锤，两种测量差即为沉渣。

（3）导管深度的控制和隔水栓选用。下导管深度宜控制在导管底部孔底离孔底300～500cm之间，隔水栓用桩身强度同等级的混凝土制作（俗称硬球），严禁使用软球（一种用纤维袋或水泥袋内装水泥浆做成的隔水栓）和无采用隔水栓浇筑混凝土直接揭盖方式，从而造成混凝土在导管内自由下落时，混凝土在导管内与水直接接触造成砂、石、水泥离析，形成人为造成的再生沉渣影响成桩的质量。

（4）采用高压注浆管。高压注浆是冲孔桩基工程中因承载力达不到设计值时所备用的一种补救及技术手段（多半仍是孔底成渣未能清理干净造成）后注浆管应采用钢管固定与钢筋笼加筋箍上采用绑扎式的焊接，后浇筑管的长度与通长钢筋笼等长，对于非通长配筋桩下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底，后注浆管通常沿钢筋笼圆周对称均布2～3根注浆管。

2.2选择最适的钻孔机具和采用最适的钻孔方式

依据实际工程施工地点的相关地质情况，选择最适合用来钻孔的机具。针对那些土层比较软，容易发生坍塌现象的桩部位，应该选择振动比较轻、负压比较高的钻孔机具进行施工。

机具在钻入的过程中，一定要控制好转动的频率以及速度，而钻入的深度、土壤的性质、钻头、提供浆液的压强以及所提供的浆液量等也会影响到钻机转动的速度和频率。在整个钻入工程中，一定要依据这些影响因素来合理控制转速以及钻进的压强，同时，在不同的土层阶段，也要进行适当的调整，保证钻进过程中成孔的泥土、砂颗粒、砾石以及渣料可以跟随浆液顺利排到孔的外部。

2.3选择比较合理的钻孔泥浆指标

冲孔桩主要是依靠泥浆产生的静压值来使土层对孔壁的压强值得到平衡，所以，在实际钻孔过程中，一定要依据各土层的不同状况来选择最合理的泥浆指标，保证在孔壁周围形成比较有保护作用的泥皮层。而在成孔过程中的泥浆还可以通过粘渣能力为排除渣，而主要影响泥浆粘渣性能的是其密度，所以，为了促进整个钻进阶段所产生渣的排出，可以依照不同的土层以及钻入的深度值来合理改变泥浆的密度。如果使用的正循环成孔方式，当钻到粘土层或者亚粘土层时，泥浆密度一定要在1.1～ 1.2范围内；当钻到砂层或是夹砂层时，泥浆密度一定要在1.1～ 1.3范围内；当钻到砂加上卵石的土层或者极易发生坍孔现象的土层时，泥浆密度一定要在1.3～1.5范围内；而当钻到已风化的岩层时，泥浆密度一定要在1.2～1.4范围内[4]。同时，为了提高其护壁能力，可以按照标准加入合理剂量的外加剂。

2.4保证清孔工作彻底进行

2.4.1初次清孔

之所以进行初次清孔，就是为了排除孔内部的颗粒状残渣，减小孔底部沉渣的厚度，为进行第二次的清孔操作节约时间。第一次进行清孔时，不用改变泥浆的密度值，泥浆的密度一旦过早被调低，在进行吊笼时泥浆所含的颗粒就会很快沉降下来，对第二次的清孔结果造成影响，泥浆的密度最好在1.2～1.4范围内。当检测到孔部底端的沉渣厚度没有超过50mm时，应第一时间进行钢筋笼的吊放操作[5]。

2.4.2第二次清孔

进行第二次清孔的目的是为了去除泥浆中下沉的残渣以及进行钢筋笼的吊放操作时与孔壁进行摩擦而产生的泥砂，进行第二次的清孔时，一定要在循环清理孔的同时检测孔底部沉渣的厚度，在孔底部的沉渣厚度达到标准要求后，应继续在循环过程中调整泥浆的各种指标值，直到各种指标都达到标准要求，其中包括：泥浆的相对密度值在1.05～1.10范围内；泥浆粘度在16～ 20s范围内；泥浆的含砂率应小于4％[6]。在这些指标达标后应及时展开水下混凝土的灌注操作，在混凝土灌注操作进行之前，应一直进行循环清孔操作。

2.5选择最适的清孔方式

2.5.1抽浆清孔法

此种方式可以应用在各种土层、采用不同钻孔方式的支承桩或是摩擦桩，特别适合清理使用反循环方式钻孔和孔底部沉渣直径大的桩孔，在容易发生坍孔现象的桩孔中一定要谨慎采用，防止发生坍孔。

2.5.2换浆清孔法

此种方法适用于使用正循环方式的钻孔、粘性土层以及细砂土层，有清孔不快的缺点，在清孔过程中一定合理控制泥浆的指标以及所用清孔的时间，不然就无法保证清孔的效果。

2.5.3掏渣清孔法

对采用冲击法、冲抓法或者旋转挖法的桩孔，一定要先采用此种方法初步进行清孔，在换别的清孔方式。