地质条件对灌注桩施工的影响

靳 马 超

(山西冶金岩土工程勘察总公司第十分公司，山西 太原 030002)



地质条件对灌注桩施工的影响

靳 马 超

(山西冶金岩土工程勘察总公司第十分公司，山西 太原 030002)

结合太原市保利梧桐语住宅楼的岩土工程及水文地质条件，介绍了灌注桩的施工工艺流程，分析了影响施工质量、进度及成本的因素，并针对工程的特殊地层，提出了相应的施工措施。

岩土工程，灌注桩，地质条件，混凝土

本项目为保利梧桐语住宅楼桩基项目，拟建场地位于山西省太原市晋源区晋祠路改线和吴家堡南街交叉口西南方向。灌注桩成孔的作业环境复杂，灌注桩成孔质量及效率受场地岩土工程地质条件及水文地质条件的制约，复杂的地质条件将造成施工成本的急剧增加，工程进度滞后，甚至存在质量隐患。

1 岩土工程地质情况

杂色，有异味，由大量砖块、混凝土块、碎石、灰渣等建筑垃圾混生活垃圾组成，该层底部局部夹褐灰～黑色淤泥质土，厚度为0.5 m～2.0 m。该层物质成分杂乱，结构松散，均匀性差，堆积年限近10年。平均厚度5.5 m。

褐黄色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夹有薄层粉土，软塑～可塑状态，具中～高压缩性。压缩系数a1-2=0.166 MPa-1～0.622 MPa-1，平均0.367 MPa-1；标准贯入试验实测锤击数3.0击～8.0击，平均5.7击。静力触探锥尖阻力qc厚度加权平均值为0.71 MPa。平均厚度8.9 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，混夹粉土、粉砂，局部地段夹有粉土及粉细砂薄层或透镜体。可塑状态，具中压缩性。压缩系数a1-2=0.192 MPa-1～0.510 MPa-1，平均0.323 MPa-1；标准贯入试验实测锤击数7.0击～13.0击，平均10.30击。静力触探锥尖阻力qc厚度加权平均值为1.91 MPa。平均厚度3.2 m。

褐黄～褐色，主要矿物成分为石英、长石及云母，混夹粉土、粉质粘土。饱和，稍密，颗粒级配不良。标准贯入试验实测锤击数11.0击～18.0击，平均14.9击。静力触探锥尖阻力qc厚度加权平均值为13.03 MPa。平均厚度3.5 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，混夹粉土、大量粉砂，局部地段夹有粉土及粉细砂薄层或透镜体。可塑状态，具中压缩性。压缩系数a1-2=0.151 MPa-1～0.432 MPa-1，平均0.250 MPa-1；标准贯入试验实测锤击数11.0击～16.0击，平均13.3击。静力触探锥尖阻力qc厚度加权平均值为5.60 MPa。平均厚度9.1 m。

褐黄～褐色，主要矿物成分为石英、长石及云母，混夹粉土、粉质粘土。饱和，稍密，颗粒级配不良。标准贯入试验实测锤击数15.0击～19.0击，平均16.9击。平均厚度4.5 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夹有薄层粉土。可塑状态，具中压缩性。压缩系数a1-2=0.135 MPa-1～0.370 MPa-1，平均0.236 MPa-1；标准贯入试验实测锤击数20.0击～26.0击，平均23.2击。平均厚度6.7 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夹有薄层粉土透镜体。可塑状态，具中压缩性。压缩系数a1-2=0.139 MPa-1～0.388 MPa-1，平均0.233 MPa-1；标准贯入试验实测锤击数24.0击～33.0击，平均28.6击。平均厚度9.3 m。

2 水文地质情况

首层地下水为孔隙潜水，含水层为第①层杂填土，主要以大气降水及侧向径流补给。第③层以下为承压水，其含水层主要为粉细砂、细砂层，主要靠侧向径流补给，相对隔水层为粉质粘土。上部潜水水位与下部承压水水头相近，本次勘察期间测得水位埋深在现地面下2.80 m～3.90 m之间，随季节性变化幅度约1.0 m。

3 施工工艺

本工程为水下灌注混凝土灌注桩，成孔工艺采用旋挖钻机成孔。具体工艺如下:

1)定位放线。根据甲方提供的控制点，使用全站仪对每个桩位进行放样。

2)护筒埋设。护筒采用钢护筒，根据地层情况，护筒埋设长度为4.0 m～7.5 m。桩位经监理验收确定后，利用十字交汇法从定位点将桩位引至护筒外侧，然后钻机开始进尺开挖，进尺3.0 m左右进行护筒埋设，护筒埋设保证垂直度，埋设完成后，再用十字交汇法从定位点将桩位引入护筒内，确保桩位准确，同时，测量护筒标高并记录。

3)成孔。根据地层情况控制进尺速度，成孔过程中为防止护筒底部坍塌，确保钻孔内浆液面不能低于护筒底部，钻进速度均匀，保证孔径尺寸及孔壁圆滑，并防止缩径发生。

4)钢筋笼制作、吊放。钢筋笼按设计图纸要求制作，确保钢筋笼长、加强箍筋间距、绕筋间距、钢筋搭接长度、保护层厚度、焊缝质量等满足规范及设计要求。成品钢筋笼的存放及运输防止变形。根据笼长采取分段制作，吊放过程中孔口对焊，钢筋笼吊放时采用三点起吊，入孔时应对准孔位中心，轻放并慢慢下孔，严禁钢筋笼猛冲和强行下放。根据护筒与桩顶的标高差确定钢筋笼吊筋长度，为防止笼顶偏斜，每根钢筋笼用两根吊筋吊放。

5)导管安放。导管接口采用密封圈确保密封良好，导管在孔内要居中，底部距孔底0.3 m～0.5 m，单节长度为3.0 m，底节长度为4.0 m。

6)灌注混凝土。灌注混凝土作业要连续进行，灌注时，不允许导管横向移动，当灌注的混凝土面接近钢筋笼底部时，放慢混凝土灌注速度，防止钢筋笼上浮。每次拔管前要测量混凝土面的深度，确定满足埋管深度后方可拔管。混凝土超灌高度应大于0.5 m。

4 施工情况分析

施工现场所需水源不足及场区的特殊地质条件给施工质量、进度、成本带来影响，具体分析如下：

1)上部杂填层中存在回填的混凝土桩头、混凝土梁基础等障碍物，测量定位后进行开孔，进尺3.0 m左右遇到大粒径混凝土块或混凝土梁基础，造成钻头损坏、报废，不能继续进尺。需开挖去除障碍物并回填后重新放线定位、开孔，工作效率降低，制约工期，加大施工成本。

2)上部回填层松散，含大量砖块及大粒径混凝土块，开孔坍塌严重，护筒安放困难。回填层的不均匀性易造成护筒安放倾斜，桩位偏差过大，为保证桩位偏差在允许范围内，护筒埋设速度需大幅度降低。总之，因上部回填地层影响，施工效率大幅度降低，施工成本加大，进度滞后。

3)回填层底部的淤泥质土及其下部的粉质粘土在成孔过程中随钻头及钻杆的上下串通不断坍塌，护筒埋设后进尺过程中，自3.0 m～7.5 m，每钻进尺0.9 m，提起钻头倒渣后再次下钻，发现塌孔0.4 m，这样钻进造成孔径上部增大，混凝土严重超方，并且成桩后桩头截面过大且不规则。混凝土的超方增加施工成本，同时给后期的土方开挖、挖桩间土、截桩头、桩头外运带来施工困难，施工效率降低，致使成本大幅度增加并且制约工期。

4)地层存在较厚砂层，成孔后沉淀速度快且沉渣较厚，必须提高造浆质量，确保泥浆的性能指标(比重、含砂率等)满足要求，否则造成沉渣过厚不能保证施工质量。因上部回填层过厚导致泥浆护壁施工的成孔过程中漏浆严重，大量浆液流失，并且在混凝土浇筑过程中返出的浆液全部渗入上部回填层中，浆液不能二次利用，带来施工成本的大幅度增加。因场区水源不足，造浆施工严重制约工期。

5 针对特殊地层采取的措施

1)由于上部回填不明的大体积混凝土块易造成开孔时钻头损坏、报废，所以在开孔时要放慢进尺速度并放慢转动速度，观察钻机显示屏显示的作业扭矩，发现超负荷时及时停钻。针对此处进行开挖，确认不明物后再进行成孔作业。

2)因上部回填物的松散及不均匀性，在护筒埋设时易造成桩位偏差不能满足要求。护筒埋设前，在桩位周围钉4根钢筋采用十字交汇法确定桩位，护筒埋设后，用钉好的4根钢筋棍拉十字线校核护筒位置，同时，采用吊坠测量护筒垂直度。护筒位置及垂直度同时满足要求后方可进尺，不满足要求需拔出护筒重新安放，直至满足要求。

3)针对上部塌孔形成大头桩问题，采用加长护筒进行施工，护筒底部穿透杂填及淤泥层进入粉质粘土1.0 m左右。根据不同位置回填层厚度的不同，采用对应长度的护筒进行施工。本项目需护筒长度为8.0 m，旋挖钻机一次性安装8.0 m长护筒极其困难，护筒安装分两节进行，采用孔口对接，大大增加了护筒的埋设时间。

4)对于漏浆的问题，采取调整施工部位顺序，首先是场区周围的桩，周围桩施工过程中对上部杂填层的空隙用浆液充填，逐步达到饱和，后期施工中间部位的桩时，浆液渗漏轻微，并且灌注时浆液能够返出进行二次利用，减少造浆投入的费用，同时，缓解了水源不足的问题。

综上所述，根据本项目场地的岩土地质条件和水文地质条件，灌注桩施工成孔难度较大。为保证灌注桩施工质量，针对开孔、护筒埋设、上部塌孔造成大桩头、回填层漏浆等问题采取相应措施，造成施工成本投入较多，工期滞后，将给施工单位带来大量的成本支出及经济损失，并且造成工期严重滞后。

On influence of geological conditions on bored piles

Jin Machao

(TenthBranch,ShanxiMetallurgicandGeotechnicalEngineeringSurveyCorporation,Taiyuan030002,China)

Combining with the geotechnical engineering and hydrological conditions of Baoliwutongyu residential buildings of Taiyuan, the paper introduces the construction craft procedure of the bored piles, analyzes the factors affecting the construction quality, progress and cost, and points out the respective construction measures according to the special stratum of the project.

geotechnical engineering, bored pile, geological condition, concrete

1009-6825(2016)18-0065-03

2016-04-13

靳马超(1981- ),男，工程师

TU473.14

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