钻孔灌柱桩在砾卵石层中的施工探讨

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1、钻孔灌柱桩在砾卵石层中的施工探讨马文忠摘要：钻孔灌注桩是目前常用的一种桩基技术，适用范围广，单桩承载力高，属于非挤土桩，对周边环境影响小；但在砾卵石土层中经常会遇到钻进闲难、坍孔、卡钻、钻孔倾斜等问题，造成质虽:事故，在建筑工程和市政桥梁工程钻孔灌注桩的施工中，我们通过一定的技术措施，如改进钻进工艺、调整钻头加压，优化泥浆配比，合理选収清孔工艺等，有效地解决了成孔困难、质量难于保证的难题。现总结成文，供同行遇到类似情况施工时参考。关键词：钻孔灌注桩；成孔；泥浆；护壁；清孔；砾卵石层在浙北德清地区，由于地质变化较大，高层建筑和市政路桥工程

2、中，一般采用钻孔灌注桩作为基础承载上部荷载。钻孔灌注桩由于单桩承载力高，施工噪音相対较低、振动也较小，对周边环境影响容易控制，加上工程造价适中等优点，而被广泛采用。钻孔灌注桩在填土、淤泥质土、粉土、粘土、砂土及风化岩土中成孔效果较好，施工相对比较容易，质量也易川控制；但在砾卵石土层中经常会遇到钻进闲难、坍孔、卡钻、钻孔倾斜等问题，在遇到该类情况时，如不按实际情况采取相应的冇效捲施，将会严重影响工程质虽及进度。下面我们用一个工程实例的处理经验，说明改进施工工艺的具体做法。1•工程慨况：2014年9月徳清县狮山安直小区酋南两侧空地区域拟建造

3、商住楼，总建筑面积41138m2,共6个单体围绕安置小区呈L形布置。商住楼拟建工程为4・5层，框架结构，南侧为长虹街、四侧为云岫路，与东侧2003年已建的安置小区房屋最近距离为12m。商住楼原桩基工程采用沉管灌注桩，根据场地及周围实际情况，为避免对周围建筑及管道的影响，原桩:基山设计改为钻孔灌注桩，桩径800mm和1000mm,设计桩长19〜25m。岩土工程勘察报告显示，部分单体位于河道填土区域，土层口上而下分布：3〜5m为朵填土和矿渣，15m左右的淤泥或淤泥质粘土，20m左右以下为砾卵石层，砾卵石层屮砾石粒径3-15mm,卵石粒径20

4、-40mm,局部分布瓢石，层面起伏较人。该工程桩端持力层为5层砾卵石夹小砂土，桩端进入持力层为3d,单桩竖向承载力特征值分別为900kN和1200kNo2•桩基工程重点与难点该桩基工程的重点和难点在于一是砾卵石层钻进屮的技术问题，包括：防止漏浆，防止砾卵石层坍孔，防止钻头磨损严重、埋钻，提高砾卵石层钻进效率及清孔质量的控制。二是成孔后的清孔问题，如孔底沉渣厚度大于规范要求，则影响桩棊承载力，这儿个问题直接关系到桩基工程的质量和整个工程项冃的进度。3.成孔问题及采収的措施3.1成孔前，首先要进行探障和清障，对杂填土和矿渣回填土屮粒径较人的

5、块石等障碍物清除，埋设护筒，防止钻孔过程的砖、石掉入孔中。3.2由于砾卵石层是地质氏期沉积形成，粒径相差较大。桩成孔过程中经观察，钻头进入砾卵石层时，产生下述情况，①钻机机体颤动剧烈;②钻进速度缓慢（一般不人于30cm/h）；③钻头磨削砾卵石声响很大；④当砾卵石粒径大于钻杆内径时，大粒径砾卵石难于排出，出渣困难，积少成多砾卵石又增加钻头的阻力，极易造成尺钻和埋钻现彖；⑤钻机振动大钻进缓慢，长时间扰动、清孔，均易造成坍孔。针对以上实际问题，经勘察、设计、施工、监理等多方讨论决定调整施工工艺，改普通钻头为齿牙轮钻，月•施加相应的压力（增加5

6、0%的压重），增加了钻头的切割能力以加快了钻进速度，将砾卵石碾碎后用钻杆排除；对粒径较大的砾卵石使用冲抓锥处理，在钻机底盘上设置网筛，利用网筛将大卵石从钻头顶部带岀。3.3砾卵石层中钻进时，泥浆的性能对钻进效率影响较大，若钻渣不能及时返出孔底,会导致钻头在孔底重复破碎钻渣。根据该工程实际情况，泥浆密度粘度的控制I•分重要，如果粘度低，无法保护孔壁，密度低也难以携带砂、砾卵石；粘度过高则又易形成较厚的泥皮，将影响桩的承载力。经过在试桩过程中多次进行対比试验，综合考虑分析最终确定泥浆密度控制在1.2〜1.26t/m3,粘度控制在25〜30s

7、Z间，当泥浆的含砂率＞4.5%时进行补浆，利用黏土进行调浆。为使砾卵石及时随泥浆排出，不沉积于孔底，也为清孔打好基础，在泥浆屮掺加lkg/m3的水泥。经实践，孔内较大粒径砾卵石多数随泥浆的循环面排出孔外，提高钻进速度。由于加入了水泥成分，使孔壁附近的砾卵石层被固结成具有一定强度的护壁，促进不透水膜在孔壁形成，增强泥膜韧性，取得良好的护壁效果。4.合理选取清孔工艺孔底沉渣值的多少对于钻孔灌注桩的承载力有着至关重要的影响。规范GB50202-2012规定钻孔灌注桩孔底最大沉渣厚度允许值为：端承桩^50mm；摩擦桩^150mmo因该工程在砾卵

8、石层中成孔难度高，为防止坍孔和加快钻进速度，加大了泥浆比密度，孔壁形成了一定厚度的泥皮；孔内还冇少量的未随泥浆循环面排出的大粒径砾卵石；同时当钻孔结束、提杆，放钢筋笼，直至灌注混凝土这段过程屮，泥浆屮的砂、