冲孔灌注桩成孔质量控制初探-以某工程为例

2018-03-31易永和

四川水泥 2018年10期

关键词：沉渣冲程冲孔

易永和

（厦门象屿工程咨询管理有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

冲孔灌桩成孔技术要求较高，施工过程中容易出现各种问题，因此施工质量控制是其关键点之一。本文以福建福州某小区建筑工程为例，分析冲孔灌注成桩成孔质量控制的问题及措施。

1 工程概况

1 工程情况

福建福州某小区建筑工程，建筑总面积62000m2，共八栋15-16层居民楼，每栋楼包括 1-2层地下室，地基基础设计为乙级，桩基安全等级二级。采用冲孔灌注桩基础，持力层为中风化-微风化型花岗岩，桩端深入持力层深度超过1倍桩径，沿桩身通长放置钢筋笼，桩身混凝土结构为C30水下砼。

2 该工程地质情况

施工前，需要勘察现场地质、水文等条件。该工程地质条件以局部大厚度砂层、起伏变化较大的各类岩层、厚度很高的淤泥质层为主，冲孔灌注桩成孔深度最大值 65m，各土层情况为：2.5-2.8m的杂填土；7.5-14.4m覆盖厚度的淤泥；3.1-8.4m厚度的粉质粘土；1.9-14.8m厚度的粗砂；1.6-27.2m厚度的淤泥质土；1.2-15.9m的碎土质强风化花岗岩；1.2-26.7m碎块型强风化花岗岩；4.0-8.5m的中风化-微风化花岗岩层。

2 冲孔灌注桩成孔质量控制

1 前期控制

项目部人员要认真研究施工图纸与地质、水文勘察报告，分析施工中存在的难点与重点，审核桩基图纸，并做好会审记录与试打桩记录。夯实整平施工场地，保证桩机施工稳定性，避免桩机移位增加偏孔可能性。分析桩位平面设计图，按照图纸中标定的坐标点与工程控制点完成测量放线，确定桩位。根据桩径要求配备相应直径的冲锤若干，做好桩机进场前的检修工作，按照施工平面图、现场情况合理堆放材料，规划好临时用水与用电线路，布置好泥浆沉淀地位置与排浆沟槽。合理划分桩机施工区域，可采用跳打桩的方法施工，每次灌桩结束 72h后再开展相邻桩施工。

2 泥浆质量控制

因本工程场地存在很厚的淤泥层与砂层，泥浆制作时，可用适量膨润土改善泥浆粘稠度，泥浆黏稠度增加会使孔壁更易形成一层泥皮，有效隔断内外壁之间的互相渗流，进而避免塌孔。施工中，需要考察地层状况，分析地层变化情况及施工操作要求，合理调整泥浆黏稠度，并调配泥浆循环，防止因泥浆太稀而降低护壁效果，或泥浆太稠，增加冲钻难度，降低冲钻速度。对强、中、微风化岩层的施工，要注意增加泥浆比重，提高泥浆携渣能力，对于有较高泥浆含砂量与较强携渣能力的风化层，在制定泥浆循环工艺时，需要对滤砂与滤渣进行有效处理，避免泥浆池内形成沉渣，影响泥浆循环，可在排浆沟上设置过滤网。

3 冲孔质量控制

第一，开孔控制，开孔时，考虑工程表层土情况，本工程因存在较深的杂填土、大量条石与乱毛石，开孔时，采用低锤密击法，尽量避免扰动周边土层，避免毛石滑落出现卡钻问题。

第二，控制好主要土层与岩层的冲程，要避免冲程过大形成大冲击力，并增加对孔壁的扰动力。软土层由于对外力振动的抵抗力较弱，易破坏土层结构，引发孔壁坍塌，冲击成孔时，要注意采用小冲程反复冲孔成壁的方法进行施工，冲程以0.5-1.0m为宜。较薄的粗砂层冲孔时，可增加泥浆比重，采用小冲程反复冲孔成壁的方法进行施工；较厚的粗砂层冲孔时，则可采用2.0-3.0m的中冲程施工，减少冲击次数，降低对孔壁砂层的扰动次数，确保孔壁稳定性。强风化花岗岩层，需采用约3m的大冲程进行施工，一旦出现轻微卡锤，及时减少冲程，转换为抵锤密击施工法或间断冲击法，避免卡钻。

第三，控制钻进速度。钻进速度影响冲击频率，冲击频率较快，会持续振动孔壁软土层，因此要注意控制频率，延长冲击间隙，为软土结构的恢复提供更多的时间，进而避免出现塌孔。冲击淤泥土层时，冲击频率尽量控制在20-30次/分钟，以2-3米/小时的钻进速度进行冲击。冲击粗砂层时，则需要适当调整钻进速度与停留时间，尽量减少钻进过程中的停留时间，冲击频率以30-35次/min为宜，钻进速度要控制在1-2m/h以内。冲击强风化岩层时，因其稳定性较强，不会轻易造成塌孔，因此，可适当提高冲击频率与钻进速度，进一步减少钻进过程中的停留时间，冲击频率可适当增加至35-40次/分钟，钻进速度则可以适当提高至0.5-1.5米/小时。

第四，控制泥浆比重。孔壁稳定性、排渣、清孔等操作均与泥浆比重有密切关系，整个成孔过程需控制泥浆比重在1.4-1.6范围内。软土层施工时，可适当增加泥浆相对密度，使土层孔壁能够形成较厚的一层孔皮，增加成孔稳定性。杂填土以1.3-1.5为宜，土层较差时，可加入适量粘土块，泥浆比重增加至1.5，采用1m小冲程冲击；粘性土层可投入适量碎石，避免粘钻，采用1-2m的中小冲程冲击，及时清钻；软土层或塌孔回填重钻时，需采用小冲程反复冲击法，加入土块与小石片，泥浆比重控制在1.4-1.6；粗砂层泥浆比重控制在1.2-1.5，加入粘土块，采用3-4m的中冲程勤冲勤捣渣；强同化岩层泥浆比重控制在1.4-1.6，尽量增加泥浆比重，提高泥浆携渣能力，采用3-4m中高冲程冲击；中、微风化岩层泥浆比重控制在1.3-1.5，采用2-3m的中冲程，增加冲击频率，进行高频密击。

第五，控制桩身垂直度。桩身垂直度不能高于1%，孔深每钻入4-5m睦，就需要及时检查桩锤钢丝绳的垂直度。该工程岩层复杂，需定时监测桩身垂直度，及时调整。若出现偏孔时，可回填片石到偏孔上方的300-500mm位置，再重新冲孔。

第六，判定持力层。该工程持力层是中、微风化花岗岩层，持力层岩面的判定分别以岩样与地堪标高为主要参数与辅助参数。经孔口采集部分泥浆循环时产生的泥浆携渣后，再对携渣岩样进行分析，以此作为判定标准。该工程孔深超过60m，无法以此方法判定持力层，因此，需采取联合判定法：先通过掏渣筒采样分析携渣岩样，岩样中需确保中风化与微风化花岗岩层占比超过碎块型强风化花岗岩岩样；再分析地堪报告并绘制桩孔岩面标高图，并试冲孔至岩面标高处；当试验冲击时进尺速度降至20厘米/小时以下时，即可将此岩面位置为持力层。

第七，控制终孔砍岩。专人负责监督记录砍岩施工操作，每根进入砍岩的桩体均需做好标记，每钻进200-300毫米基岩，即需取样一次并检查，确保成孔质量。

第八，沉渣、清孔。成孔灌注桩需确保桩底沉渣质量，避免降低桩基承载力，沉渣厚度一般采取经验控制法，凭感觉用测锤测量沉渣厚度，感觉到测锤已接触到沉渣顶层时，及时记录深度，感觉到测锤接触到孔底岩层时，再记录一个深度，将两个深度相减就可获取沉渣厚度。该方法存在较大主观性与误差。为提高质量，可在第一次清孔后，先用测锤测量第一次孔深，记录深度，混凝土灌注后再行测量孔深，记录深度，将两次测量结果相减即可获取更为准确的沉渣厚度，提高施工质量。