浅谈细砂层地质钻孔桩II类桩的防范

刘秀松

摘要：以山西中南部铁路通道将军渡黄河特大桥为例，对黄河河床细砂地质层基础施工中极易出现II类桩的原因分析及应对措施。

关键词：砂层地质；Ⅱ类桩；原因分析；应对措施

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

将军渡黄河特大桥是山西中南部铁路通道工程的重点控制性工程，是我国第一条按30T轴重设计、施工的重载铁路。重载铁路的施工标准、规范要求较高。行车要求线路具有高平顺性，对桥梁结构施工基础沉降控制提出很高的要求。

桥址位于黄河滩地，地质主要为砂层地质，对于深孔大直径桩基快速成孔安全性以及清孔质量控制等均是施工中的重点。桩基质量控制目标为：严格控制Ⅱ类桩数量，杜绝Ⅱ类以下桩，达到I类桩比例95%以上。

一、Ⅱ类桩原因分析

Ⅱ类桩主要是桩的完整性不好，桩体局部存在夹渣夹泥、缩颈、扩孔、鼓包等现象。Ⅱ类桩多出现在桩体的根底部和头顶部。分析造成原因主要有以下几方面：

1. 混凝土和易性较差，坍落度较大，在混凝土离析是汤汤水水的时侯，浮渣或沉淀的泥浆就会掺加进混凝土里面，这两种流塑体就会夹杂在一体，形成桩体混凝土夹泥夹渣。因此，混凝土离析造成Ⅱ类桩的情况较多。

2. 沉渣厚度过厚，泥浆含砂率过大、泥浆比重过大。清孔不彻底，沉渣厚度过厚，或导管口距孔底较高，首盘混凝土不能足以把全部沉渣冲开、托起，部分泥渣就夹杂在混凝土中，这就是很多Ⅱ类桩出现在桩底根部的原因。

3. 泥浆清孔后换浆不彻底，含砂率过高，随着灌桩的时间增加，泥浆内的颗料物质不断沉淀在混凝土上面，厚度不断增加，重量不断增加，部分泥浆和浮渣就会掺加进混凝土里面，这就是为什么Ⅱ类桩在桩上半端部出现较多的原因。

4. 导管埋深过浅，接近泥渣层，混凝土易把部分泥渣夹进去，形成夹层，造成Ⅱ类桩或断桩。

5. 易塌孔地层，桩孔受到长期浸泡：易塌孔地层，如砂类土层，采用不好的泥浆，护壁效果较差，并且受到长期浸泡，，灌桩不及时，在灌注的过程中很容易出现塌孔。

二、预防Ⅱ类桩措施

1. 现场准备组织工作

（1）、根据现场情况，认真编制操作性强的施工方案和应急措施。现场要有明显的操作规程和卡控卡片。

（2）、加强桩基架子队进场前的培训，认真进行对作业层的技术交底，保证现场人员技术力量，熟练工作。

（3）、做好现场的施工组织，准备工作，检查好桩基设备状态及供水、供电情况，保证施工的连续性，避免因准备不足而出现施工间断。

（4）、在陆地埋置护筒时，应在底部夯填50cm厚的粘土，在护筒周围也要夯填粘土，并注意夯实，护筒周围要均匀回填，保证护筒稳固和防止地面水的渗入。

2. 根据地质情况的不同，选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻机速度。如在砂层中钻孔时，应加大泥浆稠度，选用较好的造浆材料，提高泥浆的粘度以加强护壁，并适当降低进尺度速度。

3. 严格进行桩孔二清程序：下钢筋笼后和导管后，认真进行二次清孔和换浆过程。务必使摩擦桩沉渣厚度不得大于10cm，最好使沉渣厚度接近零，泥浆比重不得大于1.1，含砂率不大于2%、粘度17~20s，要达到验标要求值。

4. 在钻进过程中，要密切注意地层变化。对于易塌陷的砂类地层，要加大泥浆护壁，二清结束后，要及时灌桩，不能长期浸泡。

5. 钢筋笼上每隔2m增设一道加劲箍筋，在吊点位置应设置加强筋。在加强筋上加做十字交叉钢筋来提高加强筋的刚度，以增强抗变形能力，在钢筋笼入井时，再将十字交叉筋割除。

6. 钢筋笼要固定好，在灌注过程中，不得扰动钢筋笼。声测管盖好盖子或木塞，以防落入杂物，处理不便且影响桩基检测结果。

7. 导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。使用前试拼试压，不得漏水，并编号按自下而上标识尺度；组装后导管轴线偏差不大于孔深的0.5%，亦不大于10cm，组装时螺帽在上，试压压力为静水压力的1.5倍；在安放导管时，应使导管的中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应做好预防措施，以防止提升导管时灌注钢筋笼，造成钢筋笼上浮。

8. 保证砼的质量

（1）、检验原材料，控制砂石料、水泥及外加剂的质量。特别是外加剂的质量，不稳定时要经常抽查，严禁不合格原材料进场。

（2）、确保混凝土具有较好的和易性、粘稠度，使混凝土的组成物质互不分离，类似橡皮糖，使两种流塑体互不掺杂，所以泥浆和浮渣就不容易被裹进混凝土里面。砼的塌落度要控制在12~22cm、要求和易性好。若灌注时间较长时，可在砼中加入缓冲剂，以防止先期灌注砼初凝，堵塞导管。

（3）、注意测量导管埋深，精细灌桩工艺。检查封底混凝土方量，导管口到孔底一般在0.3~0.4m。首盘混凝土导管埋深应满足1m以上。在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2~6m范围内，抽动导管使混凝土面的力度要适中，操作要均匀速度，升降幅度不能过大，并不得使导管忽上忽下、左右晃荡。混凝土灌注要均匀连续，不能长时间中断。

（4）、在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算盲目提拔导管。

（5）、当所灌注的砼接近钢筋笼时，要适当放慢砼的灌注速度，待导管口提高至钢筋笼内至少2m以上时方可恢复正常的灌注速度；当孔内混凝土进入钢筋笼4~5m以后，适当提升导管，减少导管埋深，以增加钢筋笼在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力；当灌注至距桩顶标高8~10m时，应适当调小混凝土坍落度。

9. 护筒在混凝土初凝后、终凝前挖除，桩顶以上预留不小于30cm混凝土，在承台施工时人工配合小型凿除设备进行凿除，桩头彻底凿除砼浮浆，彻底清理桩头上的浮冰，修正平整，确保桩头干燥无积水，确保所测曲线不会产生异常。

10. 检测声测前，冬季必须把声测管口部位的冰块清除，声测管内要灌满清水，以确保检测结果不受影响。

四、结语

由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，施工质量较难控制，在施工前组织技术人员认真熟悉图纸及有关施工验收规范，核查地质资料，并优化施工组织设计，真正做到科学组织，精心施工，严格管理。由于施组编制科学合理，管理措施落实到位，我部承建的桥梁桩基共施工968根，其中Ⅱ类桩4根，I类桩比例99.6%，质量可控。

参考文献：

[1]铁道经济规划研究院.TB10218-2008铁路工程基桩检测技术规程.中国建筑工业出版社.2008

[2]铁道经济规划研究院.TZ322-2010铁路桥梁钻孔桩施工技术指南.中国铁道出版社.2010

[3]铁道经济规划研究院.TZ203-2008客货共线铁路桥涵工程施工技术指南.中国铁道出版社.2008

[4]铁道经济规划研究院.TB10415-2003铁路桥涵工程施工质量验收标准.中国铁道出版社.2003