钻孔灌注桩在淤泥施工中的技术措施

（盘锦职业技术学院建筑工程分院，辽宁盘锦124010）

钻孔灌注桩在淤泥施工中的技术措施

于德国，郑敏丽

（盘锦职业技术学院建筑工程分院，辽宁盘锦124010）

针对钻孔灌注桩在淤泥质土中不易成孔、充盈系数过高等问题，结合工程实例，通过不同成桩方式的分析，选择合适的施工工艺；通过对不易成孔原因的分析，总结出提高泥浆比重、增加护筒长度、提高水头高度等具体的措施.经实践应用，取得了良好的效果，保证了工程的质量.

钻孔灌注桩；淤泥；泥浆；护筒；技术措施

1 工程及地质情况

图1 工程地质剖面图

某体育中心工程，勘察场地所处地貌单元属下辽河河口三角洲及其水下延伸部分，地势自岸向海缓倾，场地北部原为养殖虾池，东侧为一水渠，渠宽15 m左右，中、南部为滩涂，后经人工吹填整平，吹填前场地内有潮沟分布.表层吹填土厚度2.0～3.7 m，平均2.8 m，新近堆积，未完成自重固结.在地勘报告中存在淤泥质粉质粘土粉砂互层（Q4mc）：灰色，淤泥质粉质粘土软塑～流塑，局部为粘土；粉砂饱和，松散，互层厚度多在3～10 mm，局部稍厚，层理明显，干强度及韧性低～中等，无摇振反应，含少量贝壳.该层分布普遍，层厚3.20～11.60 m，层顶埋深2.30～6.80 m，层顶标高0.76～-4.16 m.地下水位埋深0.35～1.40 m，平均0.9 m左右，最高水位高程2.15 m，工程地质剖面图见图1.按Ⅱ类环境类型判别，在干湿交替条件下，地下水对混凝土结构具中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性；在长期浸水条件下，地下水对混凝土结构具中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性.

2 桩基础形式的选择

根据场地的工程地质条件，由于淤泥质粉质粘土夹粉砂互层的存在，考虑到成桩工艺的问题，首先考虑的是采用静压管桩，并且在本地区同类地层中有很多场地(如辽滨经济区宏冠大厦、规划建设与历史展览馆、污水处理厂)都应用了此种方法.但是由于上部结构为体育场，存在着大量悬挑构件，有许多桩为抗拔或抗剪桩.如果采用静压管桩不能满足要求，需要对管桩的桩芯进行灌注.地下水对混凝土结构具中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，需要对管桩预制时采取相应的措施.并且当遇到粉砂夹粉质粘土层等较硬土层时，很难压入.因此采用静压管桩存在一定的问题.

如果采用沉管灌注桩，尽管在成桩时震动大，产生噪音大，但由于该场地周围人烟烯少、地野空旷，不会形成扰民现象，只是粉砂夹粉质粘土层局部地段较密实，沉管桩很难穿透，不能到达理想桩端持力层.

其它形式的灌注桩，如采用旋挖钻成孔，虽然能够很好的克服上述的缺点，但是由于其成孔的工艺对于土层的扰动相对较大，尤其是本工程存在淤泥质粉质粘土粉砂互层，具有较强的流动性，局部基本处于流塑状态，成桩具有一定的难度.如采用长螺旋成孔，由于桩直径较大，且应以粉细砂层作为桩基础持力层，桩长较长.

因此经过综合考察首选反循环钻孔灌注桩成孔.桩径800 mm，桩长40 m，桩端进入持力层不小于2 m，桩身混凝土强度C35，水灰比不大于0.45，抗渗等级不应低于P8，保护层厚度100 mm.由于地下水具有腐蚀性，桩身混凝土强度中应掺入抗硫酸盐的外加剂及钢筋阻锈剂，掺入量不得小于12 kg/m3.采用桩侧桩端后注浆工艺.

3 主要技术措施

在施工过程中正常浇筑混凝土量约为20.5 m3，许多桩实际浇筑量远远超过这一数值，个别桩甚至达到了40 m3.经过现场分析，主要原因在于地下存在淤泥质粉质粘土粉砂互层，并且分布普遍，呈软塑或流塑状态，层厚3.20～11.60 m.由于水头压力不够或者泥浆比重较小，导致在成孔过程中对于周围土体的压力不足，或者泥浆护壁形成的保护层强度不够，导致周围的土层与孔位连通.虽然对于在成孔过程中没有影响，但是在混凝土浇筑过程中导致混凝土在上部压力的作用下，会沿着土层中的孔隙进入，导致了混凝土用量的增加.一般情况下不会断桩，在局部形成了扩颈桩，对于桩基础的承载力不会有太大的影响，但是不可避免的在扩颈部还是会造成泥浆和混凝土的混合，有时还是会影响到桩体的强度.针对这一情况，邀请相关专家到现场进行论证.经过论证采取了以下一些措施.

3.1 提高泥浆比重

要提高泥浆的质量，能够更好的形成护壁的效果［1-2］.泥浆制备选用水、膨润土、并添加一定的外加剂，比如工业碳酸钠(Na2CO3)和聚丙烯酰胺(PAM).要求膨润土相对密度较低，粘度好.添加外加剂能够提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量，提高泥浆的粘度，控制泥浆的粘度在20 s左右，使泥浆在钻进的过程中，能够在孔壁上形成一个良好的保护膜，防止淤泥质土进入到孔内.严格控制泥浆比重为1.1～1.15，现场要用泥浆比重计随时检测，泥浆比重的大小是钻进过程中维持孔内外压力平衡的最主要的指标之一.另外还要注意控制泥浆含砂率小于3%，如果泥浆中含砂量过高，会影响钻进的效果和钻进速度，同时容易增加孔底的沉渣厚度，即使应用反循环工艺，也仍需要进行二次清孔.

3.2 增加护筒长度

增加护筒长度，使护筒能够穿越地层中的淤泥质粉质粘土粉砂互层，由护筒代替泥浆形成良好的护壁效果，这种方法在许多工程中均已采用过［3］.护筒选用4～8 mm厚的钢板制作，内径比钻头直径大100 mm，上部开设2个溢浆孔.护筒的长度根据地勘报告中的土层情况确定，要使护筒的底部穿越淤泥质土层，进入下部粉质粘土层0.5～1 m.护筒采用静力压入，当护筒太长压入困难时，可以使用振动锤，振动时要保证平稳，使钢护筒能够垂直进入到土层中.若需钢护筒较长，可以在现场进行焊接加长.焊口要使用满焊，为了增加护筒的稳定性，可在护筒焊口外侧增加一圈加强带.

3.3 提高水头高度，增加静水压力

在钻进过程中，形成塌孔或者淤泥质土进入到孔内的最主要的原因是钻进的过程中改变了土体的压力，该压力的改变破坏了原有土体的平衡及稳定.原土体虽然是吹填所形成的，但是也经过了几年的自然沉降，基本上达到了固结.因此要维持稳定，就要使孔内泥浆对周围土体所产生的压力与原有土体压力基本保持一致.

采用郎肯主动土压力理论，原有土层土压力计算可采用

取地下6 m处计算土压力值，根据地勘报告可大约取冲填土厚度2 m，取粉砂夹粉质粘土厚度4m，取淤泥质粉质粘土粉砂互层厚度2 m，各层土的指标见表3.1，由于计算土压力和泥浆对土体的压力时都有地下水的存在，因此计算时均不考虑地下水的影响，则原有土体的土压力为：

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中规定施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0 m以上，受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5 m以上，为了平衡原有土压力，取泥浆面高出2.5 m，则成孔后泥浆将对周围土体产生压力为：

通过对比可以看出若提高水头压力，则维持原有土压力，不会造成塌孔，并且由于添加了外加剂，泥浆能够在孔壁周围形成更良好的护壁，保证了成孔的质量.

表1 各层岩土基坑支护设计所需参数

上述方法经过现场实际试验，在淤泥质土中钻孔均取得了良好的效果.现场主要采用提高泥浆比重和提高水头高度的办法，产生了良好的护壁效果，没有塌孔的现象.通过对现场钻孔灌注桩灌注混凝土的实际值测量长度为22～24 m3，充盈系数为1.15左右，完全满足了工程的需要.对于增加护筒长度，由于淤泥质土层深度在不同的位置略有差别，需要仔细的核对地勘报告确定护筒的长度.另外护筒在灌注混凝土前不宜拔出，以防止对成孔的扰动，灌注混凝土之后拔护筒又有一定的困难，钢护筒不能重复利用，增加了工程成本，因此本工程未采用.

4 结语

成桩后，对于成桩质量进行了检测［4-5］.分别对桩进行了低应变桩身完整性的检测，以及桩身承载能力、抗剪、抗拔桩检测，检测结果均达到了设计要求，说明本工程所采取的技术措施是实际有效的.

淤泥质土中钻孔桩的施工是工程中经常遇到的问题，如果采用的施工方法或技术措施不当，将会大大的增加工程造价，同时也会影响工期.因此通过选择恰当施工方法以及技术措施能够很好的避免这一问题.

［1］刘霁,聂赛武.茅草街大桥湖区淤泥质软土地层大孔径钻孔灌注桩施工技术［J］.施工技术,2008,37(4):106-108.

［2］刘彦波.淤泥层及砂层中钻孔施工经验［J］.山西建筑,2009,35(36):115-116.

［3］徐铁民,徐猛.西非沼泽区高压缩性流塑状态地层钻孔桩成桩技术浅析［J］.公路,2010(1):43-47.

［4］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ94-2008建筑桩基技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社,2008.

［5］中国建筑科学研究院.JGJ106-2003建筑桩基检测技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社,2003.

On the bored pile technical measures in the mud

YU De-guo,ZHENG Min-li
（Architecture and Marine Engineering Department Panjin Vocational and Technical College, Panjin 124010,Liaoning,China）

The paper aims to solve the problems such as that bored pile are not easily into the hole in mud soil, and that filling factor is too high as well as other issues.Taking an engineering case as example,by analyzing different ways of the pile,the paper selected the appropriate construction technology.Through the analysis of the causes that why the hole is not easily formed,it summed up that raising mud weight,increasing the length of pile casing,improving water head height and other specific measures could achieve good results,which would ensure the quality of the project.

bored pile;mud;mud fluid;pile casing;technical measures

TU744

：A

：1007-5348（2014）10-0039-04

（责任编辑：李婉）

2014-05-27

于德国（1982-），男，辽宁盘锦人，盘锦职业技术学院建筑工程分院讲师，硕士，主要从事地基基础、施工技术方面的研究.