钻孔灌注桩沉淀层问题

张昌盛

中冶沈勘工程技术有限公司，北京 110016

0 引言

在钻孔灌注桩的施工过程中往往会遇到如下一些问题：斜孔、坍孔、导管漏水及沉淀层超标等，这些问题的存在会直接影响灌注桩的质量。本文就其中的沉淀层问题进行分析，沉淀层的形成一般分三个阶段，每个阶段沉淀层的形成原因是不同的，同时控制其方法也是不同的。就沉淀层的定义而言，工程上往往将其定义为：1）灌注混凝土前的沉淀层指的是粘土、砂土等与水的混合物，具有一定的流塑性；2）灌注混凝土中和后的沉淀层指的是灌注混凝土前的混合物与砂浆混合之后的产物，也具有一定的流塑性，但是会差于灌注混凝土前混合物的流塑性。实际工程中，沉淀层具有不可见性以及控制难度系数大等问题，所以需要十分注重对其的控制，以便提高施工质量。

1 沉淀层的形成

实际工程中，沉淀层的形成在灌注混凝土过程中主要分为三个阶段，即前、中、后三个阶段。以下就各阶段沉淀层的形成进行一一分析。

1.1 灌注混凝土前的沉淀层

施工中，在桩孔打好后需要进行钢筋笼的安装过程，在这个过程中孔内部的泥浆处于静止状态，使得泥浆中的大部分悬浮颗粒离析而下沉，便形成了沉淀层。就沉淀层的厚度控制而言，对于摩擦桩，需要将沉淀层控制在不大于0.4-0.6D 范围内，其中D 代表桩的设计直径；对于支承桩，则需要将沉淀层控制在设计规定的范围内，一般为5-10cm。研究数据表明：沉淀层的厚度与清孔后的时间并不是正比关系，但是沉淀层的厚度会随着时间的变长而相应的增加。考虑到实际工程中沉淀层的厚度会直接影响桩底的承载力，所以必须严格控制其厚度。

1.2 灌注混凝土中的沉淀层

该阶段沉淀层的形成过程如下：灌入混凝士时，在孔内会产生一定量的高压水流，使得原本的沉淀层被冲散，而残留于孔底部的沉淀物会与灌入的砂浆融合，形成混合物，随着这些混合物的不断上升，便形成了沉淀层。研究表明，该阶段的沉淀层厚度往往会受到以下因素的影响，即泥浆的相对密度；灌注混凝土前的孔底沉淀层的厚度；砂浆的含量；灌注的速度。

1.3 灌注混凝土后的沉淀层

其形成是在桩浇筑完成后，待混凝土的强度基本上达到预定值时，在灌注桩的顶部会产生一定量的沉淀物。研究数据表明，该阶段的沉淀层厚度往往与末批混凝土料的计算有关。在实际工程中，必须对这些沉淀层进行处理，因为其能够直接影响桩的整体承载能力和抗弯矩能力。

2 各阶段沉淀层的控制措施

2.1 灌注混凝土前的沉淀层控制措施

测量该阶段的沉淀层厚度一般有两种方法，即：1）采用取样盒进行量测；2）采用测锤法测量，需要注意的是：测量的起点是倒锥形1/2 高度处。可以从如下几个方面对沉淀层厚度进行控制：

（1）尽量缩短混凝土灌注前的准备工作时间，比如：采用挤压焊来焊接钢筋笼等；

（2）对沉淀层厚度进行多次测定，并取平均值；

（3）在进行清孔这一环节时，需要采用优质泥浆进行置换；

（4）施工过程中一旦沉淀层厚度超标，则需要进行二次清孔，即利用高压水对沉淀层进行冲击，进而降低沉淀层的厚度。

2.2 灌注混凝土中的沉淀层控制措施

该阶段沉淀层的存在可能会导致断桩、夹泥桩以及夹砂桩等现象，就控制措施而言，可以从如下几个方面着手：

1）在进行灌注时，应该保证施工的连续性，尽量避免浇筑出现停顿现象；

2）可以适当地增加第一板料砂浆和混凝土的含量，这样不仅能够在一定程度上提高混凝土的流动性，同时还能处理导管在砂浆中的“假脱空”现象。

3）采用更为合理的混凝土配合比，一方面可以保证混凝土的自身强度，另一方面也能够让其具有更好的和易性；

4）在准备灌注混凝土时，可以添加一定量的缓凝剂，进而延长混凝土的初凝时间，因为当混凝土的缓凝时间长于混凝土的浇筑时间，便能够减少沉淀层的形成；

5）在施工的过程中，应该时刻监测孔内的含水量，避免因为水的不足而导致塌孔现象，造成更多的沉淀物。

2.3 灌注混凝土后的沉淀层控制措施

具体的控制措施如下：

1）在进行末板料的浇灌工程之前，应该对混凝土面的标高进行测量，监测其是否符合施工要求，同时严格按照工程规范进行浇筑；

2）当浇筑工程完成时，则应及时进行清理处理，清理掉沉淀层中的泥浆、夹泥等；

3）当混凝土自身强度达到一定程度时（具体程度应该根据具体工程而言），可以采用空压机来处理沉淀层的最下层。

在实际工程中，就如何更好地控制沉淀层的厚度一直是个问题，其能够体现—个施工单位的施工能力以及管理水平，所以在进行施工时，应时刻关注沉淀层的厚度，并对其进行控制，以达到规范要求。

2.4 施工过程中进行清孔操作时的注意事项

在进行清孔操作时，应该注重以下几个方面：

1）根据具体的要求，选择合理的方法和设备；

2）在利用抽浆清孔法进行操作时，应保护好孔内流水头，防止孔的坍塌；

3）清孔完成后，应该分别从孔口、孔中部以及孔底部进行提取泥浆处理等。

4 结论

虽然钻孔灌注桩在桥梁建设上具有一定的优越性，但是在施工过程中依然会出现一些问题。对于这些问题应该及时地发现，以便可以在第一时间根据实际的情况、采取相应的处理方法，来解决这些问题，确保钻孔桩的质量。总之，在施工的过程中，应该控制好各个环节，确保工程的整体质量。

[1]陈怀任，韩德龙.浅谈钻孔灌注桩沉淀层成因、危害及控制[J].黑龙江交通科技，2008(4).

[2]诚，吕永强.谈钻孔灌注桩沉淀层控制经验[J].森林工程，2000(3).