厚淤泥层条件下的桩基施工探讨

李怀玉 ，滕金花 ，徐 飞

（1.莒南县水利局，山东 莒南 276600；2.莒南县石泉湖水库管理所，山东 莒南 276600）

陡山水库位于莒南县大店镇东9 km处，浔河下游。流域面积431 km2，总库容2.9亿m3，其中防洪库容1.19亿m3，兴利库容1.7亿m3，死库容0.01亿m3，是一座防洪、灌溉、养殖、发电、供水兼用的大（2）型水库。

陡山水库1号桥位于水库上游6 km处，大桥全长240 m，呈直线布置，与主河槽垂直，2013-09开始进行加固。资料显示，大桥桥址处河床表层为淤泥，层厚2.7～3.5 m；中层为花岗岩，强风化层较破碎，为软岩，层厚0.8～5.2 m，弱风化带较完整，为较坚硬岩石，最大厚度9.0 m；底层为正长斑岩，最大厚度10.6 m。1号桥桥梁基础为水下基础，设计采用钻孔灌注桩桩基，以弱风化花岗岩为桩端持力层。

1 钻孔灌注桩基础施工技术

本工程使用HCZ-1500型冲击钻成孔，主要施工工艺流程为：平整场地→测定桩位→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→检孔→制作钢筋笼→吊安钢筋笼→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→桩头处理。

1.1 平整场地

由于1号桥桩基处表层为2.7～3.5 m的淤泥，各种机械设备无法进场，因此必须搭设施工平台。本工程通过回填砂石料，平整后夯填密实的方法搭设施工平台。

1.2 测量定位

测量定位是关系孔位准确性、钻孔垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键环节。在具体操作中，采取施工企业自检和监理人员复验、工程验收相结合的措施，将偏差严格控制在设计或规范允许的范围内 （一般控制在5 cm范围内）。在测量放线中，用全站仪测放桩位，桩位中心插一钢筋，四周各打一根控制桩控制桩位中心，用砂浆固定控制桩，经复核合格后，方可进行下一道工序。用水准仪测出桩位处地面高程。

1.3 埋设钢护筒

护筒采用5 mm厚的钢板卷制而成，高度1.5 m。本工程钻孔桩直径为1.4 m，确定护筒内径为1.5 m，且上部开设1个溢流孔。校核桩位中心后，护筒采用人工挖埋方法埋设，四周用黏土分层回填夯实，护筒中心与桩中心重合，平面偏位允许误差小于5 cm，倾斜度不大于1%。

1.4 泥浆制作

制浆前，先把黏土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的黏土直接投入护筒内，使用冲击锤冲击制浆，待黏土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。孔内水泥浆水平面需高出护筒脚0.5 m以上，但比护筒顶面低0.3 m，多余的泥浆用管子导入泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。

1.5 钻机就位

埋设好护筒后，即可进行钻机就位，本工程使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻。就位时，使冲击锤中心对准桩位中心，其对中误差不得大于5 cm。同时要使钻机平稳、牢固，钻孔过程中如发现钻架移动或倾斜要及时纠正。

1.6 钻孔

开始钻进时，应低锤密击，锤高0.4～0.6 m，直至钻至护筒底以下1.5 m后，才可加快速度，转入正常冲击。为保证钻孔倾斜度小于1%，在钻孔过程中需经常校核钻机底盘水平度。钻孔过程中不断补充泥浆，并定时测试泥浆指标，使之符合规范要求，同时每钻进1.5～2.0 m应取样分析，以便及时提供变更文件。

1.7 清孔

根据本工程地质、孔径及孔深等情况，清孔采用二次循环泥浆清孔。灌注桩成孔达到设计标高后，将泥浆泵管下放至孔底，用泥浆泵将泥浆池中比重较小的泥浆压入孔内，形成自然循环，将孔底沉渣进行第一次清除。清孔后的泥浆指标达到含砂率小于8%、比重1.1～1.2 g/cm3、孔底沉淀厚度小于50 mm时，吊放钢筋笼和导管。由于孔内泥浆中悬浮的沉渣在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程质量。因此，在混凝土灌注前利用导管进行二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。

1.8 钢筋笼和导管吊装

钢筋笼在加工现场制作，钢筋骨架采用箍筋成型法，以确保钢筋笼的外径尺寸和垂直度；对于保护层采用在钢筋笼上下端和中间每隔2 m在同一横截面上焊接4个钢筋“耳朵”进行控制。钢筋笼长7～10 m，采用吊车一次吊装。下放钢筋笼时应防止冲刮孔壁，到位后钢筋笼处于悬吊状态且要固定牢固，防止浇筑过程中被混凝土顶托上冒或偏移。浇注采用直径为30 cm的导管，每节长2～3 m，配备几节0.5～1.0 m的短管，短管位于导管最上端，管端用粗死扣或法兰螺栓连接，接头用橡胶圈密封防水。吊放导管要顺直、居中，导管下口应比孔底高0.3～0.5 cm，以免沉渣堵塞管口。

1.9 水下混凝土灌注

按照设计图纸和施工规范要求，事先配制水下混凝土。混凝土初存量必须按照要求备足，导管埋入深度及导管每次的提升高度设专人现场计算确定，专人指挥操作。坚持连续作业，中途不得中断浇筑，应尽量缩短浇注时间，使浇注工作在首批混凝土初凝前完成。为满足这一要求，可在首批混凝土中掺入适量缓凝剂。

灌注过程中导管内混凝土料不满时，进料应徐徐进入，防止形成高压气囊，同时在首批进料时应连续不间断，以免形成真空，影响正常浇注，造成质量事故。

灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深，导管埋置深度应严格控制在2～6 m范围内。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管。灌注接近桩顶部位时，为严格控制桩顶标高，应高出设计桩顶标高0.5 m，确保凿除后的桩头强度达到设计要求。

2 注意事项

1）成孔质量控制是一个重要环节。成孔的好坏直接关系到成桩质量，尤其是成孔深度和清孔，成孔深度不够会造成灌注桩进入不了持力层而导致承载力不够，而清孔不彻底，导致孔底充满杂物而达不到承载要求。

2）钢筋笼的质量优劣直接关系到灌注桩是否具有足够的承载力。尤其是钢筋笼的吊装，稍不注意就会造成塌孔和钢筋笼变形等现象。

3）水下混凝土的灌注是桩质量好坏的关键，水下灌注混凝土的施工工艺显的尤为重要。特别是首批灌注混凝土数量应能满足导管初次埋置深度和填充导管底部的需要，且要连续进行灌注。在浇注中拆除导管也要注意埋管深度（拆后不小于2 m）。

3 结语

钻孔灌注桩施工大部分在水下进行，其施工过程无法观察，任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，施工队伍要切实落实好施工技术措施，加强施工质量管理，密切抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。