超厚砂层地质条件下钻孔灌注桩的施工方法探讨

朱学良 熊成金

摘要：在桥墩桩基础施工中，会遇到各种形式的地质条件，其中，厚砂层地质就是常见的一种。遇到厚砂层地质条件进行钻孔灌注桩施工时，很容易对施工质量和效果带来威胁和影响。所以，必须要采取有效的施工技术措施才可以顺利完成施工，同时，扩孔系数拉制到规范要求的合理范围内，减少混凝土超方，创造经济效益。

关键词：厚砂层地质；钻孔灌注桩；施工技术

随着科学技术的不断发展，高层住宅楼、大型建筑物成为现代城市建设中的主要结构类型。大型结构往往需要在其基础埋深范围内具有足够的地基承载力，而箱型基础、筏板基础有时无法满足承载力的要求，此时，地基承载力较大的桩基础应运而生。上部构筑物通过桩基础将荷载传递到桩基周围土体及桩端土层中，可以有效的减小桩体沉降，满足建筑物抗震要求，达到结构正常使用的条件。

一、桩基施工方案

1. 冲击循环钻机与回转钻机在施工过程中的优缺点

钻进口径相同的条件下，冲击循环与回转循环各有优点，一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时，回转钻机要比冲击循环钻机施工快 1 倍左右，冲击钻机自重大搬迁困难、时间长等因素，在土层中施工不如回转正循环钻机快， 但在卵砾石层、基岩施工中，冲击反循环钻进明显比回转钻机要快 3 倍左右，从上述情况分析来看，冲击循环在施工复杂地层即卵石层， 嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显， 尤其在一些丘陵山区地带较为适用，优越性更加显着。

2. 旋挖钻机施工

旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备。旋挖钻机一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、含有部分卵石、碎石的地層，适应于干式（短螺旋）、湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。旋挖钻机行走机动、灵活，施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大，废浆少、低噪音、污染小保护了环境，克服了机械成孔时孔底沉淤土多，桩侧摩阻力低，泥浆管理差的缺点，极大地提高了施工质量。成本方面较冲击钻及回转钻机高。结合本项目地质情况，施工环境、工程规模及成本分析等，选用正循环回转钻机进行桩基施工。

二、超厚砂层地质条件下钻孔灌注桩的施工工艺

1.护筒埋设

用垂直的基坑埋设护筒和桩位保持同心，它的半径要比护筒半径大20cm，进入土中Zm深。用6mm的厚钢板卷制护筒，桩身设计直径要比有钻杆导向的正反循环钻杆护筒内径小200mm，桩位中心同护筒中心应该重合，在Zjmm以下控制其偏差，而且确保护筒是垂直的，在1%以下控制其倾斜度，在地面lm以上设置钻孔护筒上口。

2.钻机成孔施工

（1）设置泥浆循环系统，因为工程处表层是4m左右的粘土粉砂层，剩下的全是密实程度不等的细砂层，所以，泥浆的制备与泥沙循环系统的设置是非常关键的、该桥主要沿桥轴线将泥浆循环系统设置于各个墩位一旁，各个墩位4根钻孔桩共用4个泥浆池，三小一大。钻渣主要通过大泥浆池沉淀，循环泥浆通过其中两个小泥浆池过滤，优质的泥浆用另外一个小泥浆池存储，为二次清孔换浆提供帮助。在钻孔期间，将其中的渣质要有效地清理出去，经常降砂。

（2）制备泥浆。①制作原浆，将清水加入到泥浆搅拌机中，把泥浆泵打开，之后按照1：0.04：10的比例，将优质粘土、纯碱和水加入进去，然后进行搅拌，直到完全溶解。②聚丙烯酸胺泥浆的制备，将一定比例水解之后的聚丙烯酸胺加入到原浆中，令二者有效地混合。为了节约用水和发挥良好的护壁效果，将水解后的20一30kg聚丙烯酸胺加入到每平方米的原浆中，按照现场实侧的泥浆技术指标调整聚丙稀酸胺泥浆用量。有着良好的絮凝作用存在于聚丙烯酸胺泥浆中。所以，泥浆有着较小的失水量，护壁效果优越，泥皮致密。③安装钻机和钻进，按照具体的施工进度对钻机的施工位置进行安放，通过间隔桩位跳钻的方法进行钻进，防止过于严重的扰动砂层。在安装钻机时，一定要水平安放转盘，天车悬吊中心、转盘中心和桩位中心要重合，在5mm以内控制最大偏差。

3.制作与安放钢筋笼

钢筋笼制作前，先调直主筋，并且除锈，严格依据图纸要求控制钢筋间距。焊接时应用双面搭接焊法，在主筋的2D（D是钢筋直径）以内控制焊缝长度。认真清理焊渣，确保焊缝饱满。主筋和螺旋箍筋间一定要满焊或者满扎，防止跳焊或者跳扎。当在Zjmm以上控制主筋直径时，通过墩粗直螺纹进行连接，应该在2D+10mm或者以上控制套筒长度。对钢筋笼进行制作时，钢筋笼上面临近两个主筋错开25倍D，而且应该大于lm。而且在桩身硷强度以上控制保护层垫块的强度。在钢筋笼制作完毕后，需要认真验收与检查，符合标准后才可以被应用，不然需要返工处理。

4.灌注混凝土

浇筑混凝土是整个施工中的关键，在安装完毕钢筋笼之后，将导管立刻安装上去，通过钢导管灌注水下混凝土，在200一300mm之间控制导管内径。根据桩径大小来判断，在应用导管前，需要开展接头抗拉实验与水密承压试验，确保导管的强度及密封性能同有关要求相符，在不存在差错之后，进行混凝土灌注。在灌注混凝土时，将第一批灌注孔段的混凝土需求量准确计算出来。在灌注首批混凝土时，应该将导管的下端进行1m以上的埋设，通过0.5m3的水泥砂浆完成起始部分施工，并且向孔内进行一次性灌注。在灌入混凝土时，需要严格控制导管埋入到混凝土中的具体深度，过大或者过小的埋设导管都不正确。所以，应该勤拆勤提，通常维持在2一6m之间，任何情况下都不能高于6m或者低于1m。

三、结束语

总之，在遇到厚砂层地质条件下进行钻孔灌注桩施工，很容易对施工质量和效果带来威胁和影响。所以，必须要采取有效的施工措施，才可以顺利完成施工，同时扩孔系数控制到规范要求的合理范围内，减少混凝土超方，提高经济效益。其中，钻孔灌注桩施工技术在厚砂层地质条件下施工就表现出了巨大的应用优势。

参考文献：

[1]程千红，王立学.超厚砂层地质条件下钻孔灌注桩的施工方法探讨[J].城市道桥与防洪，2015（08）：125-127+156+16.

[2]王小平. 超厚砂层旋挖扩孔灌注桩施工技术的工程应用[D].石家庄铁道大学，2015.

（作者单位：云南大力地基工程有限公司）