泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩施工技术分析

冯海侠

【摘 要】本文主要从施工的角度出发，对Ф400泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩的施工技术、安全、质量保证措施、质量验收等方面浅谈Ф400泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩的施工工艺，并根据现场实际可能遇到的质量问题及质量问题的处理方法进行分析。

【关键词】泥浆护壁；钻孔灌注；抗拔桩 技术分析

1.前言

改革开放以来，随着经济的发展，社会的变迁，我国建筑的迅猛发展，建筑地基的要求越来越高，尤其对建筑物的上浮问题难以解决，因此泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩就成了首选方案之一，得以在地下建筑物的建设中广泛应用。

2.概况

由于地下水位较高，建筑物埋深较深，建筑物的自身重量无法抵消建筑物受到的上浮力，因此，为解决建筑物上浮，采用泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩的办法就能解决上浮问题，抗拔桩在设计时根据实际需要设计成不同的桩类型及孔径，该工程根据建筑物的实际需要，设计成桩底进行扩孔（孔底扩成Ф600）的Ф400泥浆护壁钻孔灌注桩，大大节约了工程成本。

3.工艺流程

4、施工安全、技术保证措施

4.1产品保护措施

4.1.1由于灌注后混凝土标高低于地表，但建筑物施工时还得开挖土方，在此，严禁灌注后马上就开挖，必须待混凝土养生一段时间后（一般至少一周）方可开挖。

4.1.2由于桩基桩径过小，开挖时与开挖后严禁大型机械碰撞桩身。

4.2安全技术保证措施

4.2.1施工前严格按程序报请业主确认地下管线情况，保证地下管线不被破坏，施工中机械操作手注意力集中，服从指挥，严禁随意离岗，确保质量及安全。

4.2.2钻机就位時，必须垫平置稳，以免施工中由于电机转动时的振动造成钻机移位。

4.2.3钻机操作手操作时必须严格遵守机械操作手册，尽量消除安全隐患。

4.2.4成桩完毕后，由于混凝土未灌注出地面，为确保安全，必须覆盖孔口，以防人员掉进井中而发生伤亡事故。

4.2.5现场严禁电线乱拉乱搭，随意拖拉在地上，同时电线接头必须有漏电保护，防止人员触电伤亡。

4.2.6现场由于施工机械较多进行平行作业，同时地面多水，为确保安全，机械必须分闸，严禁多机一闸和一闸多用，同时电工必须是专业电工，持证上岗。

4.3质量要求

4.3.1成孔质量标准

清孔质量：当钻孔达到设计标高后，在砼灌注前，孔底沉渣厚度必须符合设计要求及规范规定要求。清孔分二次：一次为钻机钻杆清孔，在钻孔完毕将钻头提离孔底10cm慢速旋转进行清孔；二次为导管清孔，清孔完毕泥浆指标应达到规范规定要求：相对密度：1.03-1.10；粘度：17-20Pa.s；含砂率：<2%；胶体率：>98% 。

4.3.2成桩质量标准

4.3.3其他一般项目质量标准

由于孔径过小，在钢筋笼及混凝土的制作上要求比较高。

4.3.3.1钢筋笼质量标准

①钢筋笼材质必须达到设计要求，同时箍筋间距严格按设计布置，偏差控制在20mm范围内，以防钢筋笼下孔后变形，造成导管挂钢筋笼。

②直径要求控制在10mm范围内，同时布置时严格按设计要求布置，确保工程的质量。

③钢筋笼的安装深度偏差控制在10mm范围内。

4.3.3.2灌注用混凝土的质量要求

由于该项目桩经为Ф400，同时又配有钢筋笼，灌注时采用Ф180的导管，而设计时钢筋笼的保护层厚度为50mm，经计算导管与钢筋笼的净距离为50mm，因此对混凝土的拌料要求非常高。

①混凝土的粗骨料严格控制用10～20mm的碎石，配料时骨料必须过筛，严格控制混凝土的骨料粒径，确保灌注顺畅。

②混凝土的塌落度严格控制在160～220mm之间，并保证混凝土的流动性、和易性良好。

5、Ф400泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩施工中常见的质量问题

5.1护筒四周冒泥浆，主要是在钻机钻孔的过程中，由于孔内压力不够，引起地表下降，护筒不均衡受力倾斜和移位，钻机倾斜，造成成孔倾斜。

5.2孔壁坍塌地面下沉，主要表现为在成孔的过程中，孔中泥浆突然不断的冒泡，同时泥浆面突然下沉。

5.3桩孔偏斜垂直度超标，主要表现为钻孔偏移、倾斜或成孔后不直，出现严重的垂直偏差及弯曲。

5.4孔底扩孔不够，达不到抗拔的效果。

5.5钢筋笼位置不符合设计图纸要求，主要为钢筋笼上浮、偏位、变形、保护层不够，深度及放置位置不符合设计图纸要求。

5.6缩颈、断桩，主要表现混凝土灌注后检测时不连续，可能是灌注时导管拔得过快或孔壁鼓包造成缩颈。

6、Ф400泥浆护壁钻孔灌注抗拔桩施工质量问题常见的处理方法

万物出现问题时都是有前兆的，尤其是对于施工质量问题，只要把好过程关，我个人认为这些质量问题完全可以消除在施工过程中。

6.1护筒四周冒泥浆产生的原因及处理办法

6.1.1产生的原因：

a、护筒在埋设时没有分层夯实，护筒周围的土不密实；

b、换钻杆时钻头碰撞护筒。

6.1.2处理方法：

a、护筒埋设时，在桩位线定好后，严格按规范及设计要求挖护筒坑，在埋设时选用含水量最佳的粘土进行分层夯实，并根据规范要求选用适用的护筒，800～1000mm高。

b、提钻头时，当快接近护筒底部时，放慢提钻速度，并配合人工尽量让钻头居中提出，钻头入井时严禁机械手“轰”一下将钻头往下落。

c、若发现护筒冒水，先停止钻进，并用粘土在四周人工夯填压实，若地表沉陷严重，造成护筒下沉或偏位，则考虑取出护筒并重新埋设，确保工程质量及安全。

6.2钻机倾斜、移位，造成成孔傾斜、偏位的原因及处理方法

6.2.1产生倾斜、偏位的原因：施工中钻机就位不垂直，钻机钻盘磨损严重，钻杆弯曲，钻进中遇到探头石及大孤石。偏位主要是由于钻机在就位后由于地基未处理好或钻机由于自身动力振动移位，造成孔位偏位。

6.2.2处理的办法：钻机就位时对钻机各零部件仔细检查、校准，遇特殊土层或异常，慢速钻进，采用扫孔的方式钻进，确保孔位垂直，同时在钻孔中专人严格观察钻机是否移位，一旦移位勒令停机，重新定位，确保孔位不偏位。

6.3孔壁坍塌地面下沉

6.3.1产生的原因：主要是护筒未按要求埋设，地质土松散，泥浆浓度（比重）未控制好及孔内水位过低造成，同时在钻进时空钻时间过长，钻速过快、灌注空闲时间过长等都是造成塌孔的原因。

6.3.2处理的方法：严格根据设计及规范要求按土质不同，选用相应的护筒高度并按要求埋设，钻进中选用适中的泥浆比重，遇漂石或砂粒土层时适当加大泥浆的浓度，利于钻孔时带出漂石及砂粒，同时起到护壁的效果，在钻进中钻机始终不离人，尽量避免钻机空转，并根据不同的土质，制定钻进的速度，在灌注混凝土时，尽量避免停留时间过长，泥浆浓度变小，护壁泥浆层脱落，造成塌孔。

6.4孔底扩孔不够，达不到抗拔的效果。

6.4.1产生的原因：主要由于扩孔钻头在扩孔时不能打开，或打开的角度不够，造成扩孔不到位，抗拔效果差。

6.4.2处理的办法：根据设计要求设计相应的扩孔钻头（原理是利用离心力将钻头张开一定角度进行孔底扫孔，达到孔底扩大的效果），在钻头安设时，慢速试空运转，看效果是否明显，若空转时都不张开角度或张开不明显，必须重新设计钻头，直至达到预期的效果。

6.5钢筋笼位置不符合设计图纸要求

6.5.1产生的原因：钢筋笼上浮主要由于灌注时导管挂钢筋笼及灌注混凝土时操作手在导管底未超出钢筋笼底时就抖动导管，致使钢筋笼上浮，保护层未按要求设计制作保护层块并按要求布置，造成钢筋笼偏位、保护层不够，箍筋未按设计要求布置，钢性不够造成钢筋笼变形，钢筋笼吊放放置位置不符合设计图纸要求。

6.5.2处理的方法：由于孔径过小，导管与钢筋笼之间的间隙非常小，因此灌注时导管选用丝扣接头导管，严禁采用法兰接头导管，确保钢筋笼不被挂住而上否，同时保证灌注顺畅，同时机械操作手在灌注混凝土时，当导管底部未露出钢筋笼底部时，严禁大范围抖动导管，使混凝土上翻将钢筋笼顶得上浮，同时为确保钢筋笼不上浮，由于孔径过小，可采用骨架筋点焊在主筋的外围（如图钢筋笼断面图所示），能避免导管挂钢筋笼，预防钢筋笼上浮并确保混凝土灌注顺畅，一气呵成；在施工中建议采用下图（如圆柱形砂浆垫块图）圆柱形的砂浆垫块作保护层，既解决了钢筋保护层的问题，同时保证钢筋笼不偏位并在钢筋笼吊装时能减轻对孔壁的擦伤，防止塌孔，在施工中，由于本身孔径过小，钢筋笼下放时绝对不能变行，这样在施工中必须严格按设计要求布置箍筋，箍筋的型号不低于设计要求，确保钢筋笼的刚性，使其在吊装时不变形。

6.6成桩后经检查有缩颈、断桩

6.6.1发生的原因：二次清孔时泥浆浓度过小，护壁泥浆层被扰动，致使孔壁压力不够，孔壁鼓包，造成缩颈，而在二次清孔后由于提留时间过长，清孔泥浆浓度过小，造成塌孔或清孔后未立即进行灌注混凝土，在清孔时清孔不彻底，孔底沉渣未清干净，而在安放钢筋时，刮擦孔壁，造成大量泥石掉落孔底，等都有可能造成断桩现象，最严重的是由于机械操作手在操作时拔管过快，在灌注中将导管拔出混凝土而造成断桩。

6.6.2预防处理方法：做好灌注准备工作，清孔完毕达标后，以最短时间进行灌注，同时注意保证孔内水位，保证孔壁压力，防止孔壁压力过小塌孔。钢筋笼安装时人工配合吊车安放，防止钢筋笼碰撞孔壁，在灌注中严格控制灌注混凝土的塌落度，保证混凝土的和易性、流动性，确保灌注中混凝土不堵管，同时灌注过程中，机械操作手在抖动导管时注意小幅抖动，以防导管冒出混凝土面，同时在灌注混凝土时，技术人员随时测设混凝土面，给机械操作手提供资料，以防机械操作手将导管拔冒混凝土面，造成断桩。

结论

抗拔桩在整个工程中属于隐蔽工程，成桩的好坏直接影响到地下构筑物的安全和使用效果，施工中还必须注意抗拔桩与构筑物的连接，特别注意施工质量，施工中严格按规范要求及设计要求施工，并与监理人员密切配合，人员合理安排，机构合理，保证抗拔桩的成桩质量，确保构筑物的安全使用。

参考文献：

⑴ JGJ94-94，建筑桩基技术规范[s]

⑵ JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范

⑶ GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[s]