钻孔灌注桩成桩质量解析

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1、钻孔灌注桩成桩质量解析摘要：介绍了泥浆、混凝土的可灌性和灌注技术对钻孔灌注桩成桩质量的主要影响，并提出相应的技术措施。关键词：钻孔灌注桩质量钻孔灌注桩在各种土木建筑工程中的应用越来越广泛，可以说每一个土木工程技术人员都会在施工实践中遇到钻孔灌注桩，而钻孔灌注桩的质量控制直观性差，技术环节多，容易出现问题。笔者通过近年来的施工实践，对影响钻孔灌注桩成桩质量的几个问题作一简略分析。1泥浆性能对成桩质量的影响泥浆在钻孔灌注桩施工成孔中起携带泥渣、平衡稳定孔壁、冷却钻头和冲切土体的作用。泥浆由水、粘土(或膨润土)

2、和添加剂组成，无论是成孔阶段还是灌注阶段，都对成桩质量有着重要影响，使用好泥浆是钻孔灌注桩施工中保证成孔成桩质量的关键因素。泥浆的主要性能指标有:泥浆比重、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率和酸碱度(pH值)等。泥浆的性能指标是钻孔灌注桩施工的重要工艺指标，每一个性能指标的变化都直接影响着机械钻速、孔壁稳定、孔内净化、钻头寿命和预防孔内事故问题等一系列的成孔工艺问题，直接影响着孔深、孔径、孔的垂直度及混凝土灌注前的孔底沉渣厚度等成孔质量指标。特别是对钻孔直径>600ｍｍ，钻孔深度>20ｍ的桩孔的影响更大

3、。影响成桩质量的主要是泥浆的比重指标。在成孔过程中，加大泥浆比重(多在1.25以上)更容易稳定孔壁，维持钻孔和地层间力的平衡，加大悬浮钻渣的能力，但泥浆比重加大，意味着泥浆中无用固相含量较高，这样容易造成附在孔壁的泥皮比较厚，而且泥皮松疏、韧性较低，不但会使钻孔缩径，而且会引起孔壁水化崩塌、泥皮脱落，致使孔内得不到净化，造成清孔困难；在清孔阶段，随着上返泥浆含砂量的减少，应逐渐减小泥浆的比重，以利于下一步灌注混凝土；灌注混凝土阶段，随着混凝土不断地灌注，也不断地挤出孔壁周围的泥皮，使之进入上部泥浆和浮浆中

4、。这样，在整个灌注阶段，管外混凝土面以上泥浆相对密度在不断增大，对混凝土的升顶造成困难，容易造成导管堵塞。所以要求控制泥浆比重，利于导管外混凝土面上升。总之成桩的各个阶段都密切关注和控制泥浆比重，防止对成桩质量造成不利影响。2泥皮对成桩质量的影响泥浆的最大特点是:循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而引起孔内事故。在动水位压力的作用下，泥浆中的自由水不断地向孔壁渗透，同时泥浆中的土质颗粒不断粘附在孔壁表面上，形成一层比较柔韧的粘土膜，抵抗冲刷介质对孔壁的冲刷，直到稳定孔壁、防止坍塌的作用。随着钻孔的加

5、深和循环时间的延长，泥皮也在不断地加厚。它渗透能力差、止水性能好、抗剪强度低，影响了混凝土与天然地基土的直接结合，从而削弱了混凝土灌注桩早期单桩极限承载能力。有资料显示，在相同条件下，沉管桩的单桩极限承载力是钻孔桩的1.5～1.7倍，排除沉管桩桩身截面不规则和对地层挤密作用的影响，其承载能力仍比钻孔桩高30%～40%。泥皮愈厚，单桩极限承载能力愈低。2.1影响泥皮厚度的因素受钻孔灌注桩成桩工艺的制约，在成桩过程中产生泥皮是不可避免的，而影响形成泥皮厚度的因素也是多种多样的。根据工程实践，归纳出以下几个主要

6、方面：（1）泥浆的循环方式与沉淀方式采用长循环槽、大沉淀池、机械式捞砂的方式进行循环和清渣，在充分利用粉土和砂层中细小的胶泥颗粒作为循环介质同时，也可有效地降低泥浆比重，并保证孔壁稳定，有利于成孔和清孔，孔壁上形成的泥皮薄。在混凝土的固化作用下，泥皮内的水分很快被吸收，使桩与桩周原状土有效地结合，提高了桩的早期承载能力。（2）泥浆参数为防止孔壁坍塌，提高泥浆的密度和粘度是最简单的方法，其负作用是成孔和洗孔时间增多，泥皮厚度增加，单桩早期极限承载力降低。2.2降低泥皮厚度、提高单桩承载力的措施（1）优化泥浆

7、循环系统和清渣方法，提高泥浆性能。钻孔灌注桩，不采取泥浆护壁措施，几乎是不可能的；采用泥浆护壁，若泥浆的质量差、性能不好，则又会产生孔壁泥皮厚、成孔速度慢、成孔后沉渣厚度大等不良后果。因此必须优化泥浆循环系统，并采取合适的清渣方法，以提高泥浆性能，消除不良后果。（2）提高成孔速度泥皮是在泥浆动水位压力的作用下，泥浆中的自由水不断地向孔壁渗透，同时泥浆中的土质颗粒不断粘附在孔壁表面上形成的一层比较柔韧的粘土膜，时间的延长，泥皮也在不断地加厚。因此，提高成孔速度，能有效降低泥皮厚度。（3）桩侧高压注浆桩侧高压

8、注浆是预埋注浆管，成桩并达到一定强度以后，通过高压泥浆泵对桩侧注入高压水泥浆液，水泥浆液楔入到桩身和孔壁的环状间隙中，改善桩周土的物理力学性能，使疏松的泥皮挤压密实固结，消除了桩周因泥皮对侧阻力的影响，从而改善了桩土关系，同时增大了桩的平面几何尺寸，使桩侧摩阻力得以充分发挥和相应提高。3混凝土的可灌性对桩身质量的影响在钻孔灌注桩施工中，混凝土的可灌性对成桩质量有直接的影响。可灌性好的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时