砂层中钻孔灌注桩的质量控制

唐伟华 周彬彬 魏 娜

钻孔灌注桩作为工业及民用建筑的一种基础形式,具有很多优点,应用范围也极为广泛。由于钻孔灌注桩的施工是在地面以下进行,施工过程无法直接观察,要想保证成桩质量,必须在施工过程中加以控制。针对钻孔灌注桩在砂层中容易发生缩颈、塌孔、沉渣厚等施工质量问题,通过采取针对性措施,严格控制施工工序,保证成桩质量。

1 工程概况

某工程位于南京市建邺区,该工程地下1层,地上建筑物18层。建筑物基础为钻孔灌注桩,共 136根,桩径900 mm,桩长 61 m～62 m。设计要求钻孔灌注桩桩端进入中风化岩3.0 m,单桩承载力2 000 kPa。

2 场地工程地质条件

场地为长江漫滩冲积平原地貌单元,经人工平整后,场地相对平坦,标高在5.55 m～6.80 m之间,自上而下划分为 5个工程地质层,10个亚层(见表1)。

3 施工质量控制措施

施工采用SPJ-300钻机、泥浆护壁、水下混凝土灌注成桩工艺,但在砂层中施工容易发生缩颈、塌孔、沉渣厚等施工质量问题,因此必须采取各种有效措施来预防上述问题。

3.1 钻孔

1)钻机选择平底钻头。施工中选择直径920 mm～930 mm钻头,钻头长度控制在80 cm～100 cm之间,增加钻头翼板和护圈的钢板厚度。在钻头尖端、翼板和护圈边缘增加合金的数量,以适当加强钻头的强度,减少钻头受损。2)制备符合要求的优质泥浆,确保形成良好的护壁。泥浆选用水化快、造浆能力强、粘度大、含水率低的优质黏土进行造浆。黏土的技术指标:胶体率小于95%,含砂率不大于4%,造浆能力大于2.5 L/kg,塑性指数IP＞17。同时保证进入砂层的泥浆指标,泥浆比重不小于1.35,粘度不小于20 s。3)在钻孔过程中,对泥浆比重、粘度和含砂率进行监控监测,采取相应的措施及时调整。如掺入适量的水泥,其掺量为黏土的1/8～1/5,以提高粘度和泥浆的胶体率。

3.2 成孔

1)钻到设计孔深后,进行二次扫孔,避免因钻进时间过长而缩颈。扫孔结束后,提钻时将钻头上下提升,保证提钻顺畅。

2)提钻后,进行首次清孔作业,采用换浆清孔,清孔过程中必须始终保持原有水头,严格控制泥浆指标:泥浆比重不小于1.25,含砂率不大于6%,以防塌孔。由于砂层护壁在钻孔形成过程的特殊性(泥皮薄壁不稳定,泥皮易收缩),所以首次清孔时泥浆比重不小于1.25。

表1 场地地层表

3)钢筋笼安装就位后,再次测量孔深和成孔深度比较。如沉淀超过1.5 m,则应分析是孔壁不稳还是首次清孔不彻底造成的。如是孔壁不稳,起吊钢筋笼重新调制泥浆护壁;如是首次清孔不彻底,在二次清孔时应重点控制清孔质量。

4)二次清孔采用空压反循环的方式清孔。利用空压机强大的压力将孔底的沉渣冲起,利用泥浆循环将沉渣清出。通过施工过程的试验总结,混凝土灌注前孔内泥浆比重控制在1.20左右,含砂率小于6%。

3.3 灌注

二次清孔合格后立即灌注混凝土,在灌注过程中做好混凝土上升记录和观察护筒内的水位。

4 结语

在砂层中施工,由于采用了有效的施工方法,充盈系数均大于1.15,工程桩检测全部合格,满足设计要求,确保了工程质量。

[1]汪正荣.地基与基础施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]余永祯.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3]龚秀峰.浅谈钻孔灌注桩施工工艺[J].山西建筑,2008,34(20):114-115.