超长大直径钻孔灌注桩施工中的问题及施工建议

袁 超

（贵州中建建筑科研设计院有限公司， 贵阳 550000）

关键字：超长大直径；钻孔灌注桩；施工建议

0 引言

综合性大型超高层建筑桩基工程，超高层塔A 栋约35 层（168 米高），荷载较大，地勘单位建议以比较完整的中风化花岗岩层或微风化花岗岩层作为基础持力层。采用冲击钻孔灌注桩基础，桩基础嵌入岩石深度宜为3 倍桩径及以上，地勘单位建议采用“一桩一孔”进行超前钻探。设计单位桩基设计长度约为100m 左右，设计桩身直径在1.4m 到2.8m 之间，桩数约200 根左右，属于超长大直径钻孔灌注桩。对于百米左右的超长基桩，由于其桩长大、直径大，桩身容易产生各种质量问题，现结合工程实际对超长大直径冲击钻孔灌注桩施工中的问题就行研究，为相关工程提供参考。

1 施工中的主要问题与施工建议

1.1 掉钻和卡钻

钻孔灌注桩，在成孔钻进过程中可能出现的钻头卡钻和掉钻现象。不同的地质变化环境和地质条件，是可能导致钻孔过程中出现卡钻、掉钻的重要原因之一，具体表现如下：

钻孔时遇到结构层地质条件变化而没及时采取相应措施。如砂土层钻孔时遇到粘土夹层常常会引起缩径而导致钻头提升不畅。

嵌岩桩钻头探入岩层内，因缩径或孔壁不光滑[1]。

钻孔过程中遇到漂卵石、孤石等体积较大石块 而形成歪孔、偏孔、斜孔。在这类孔中易出现事故[2]。

施工建议：在超高层建筑施工项目中，由于桩长较长，穿过较长的土层和砂层，在成孔完成后钢筋笼下放和混凝土灌注衔接上如果出现问题，根据过往经验，必须使钻机继续空打以保证整体钻孔稳定性，如果钻头长时间停留在桩底可能造成钻头上拔出现困难。

另外，钻孔过程中，钻机施工队伍的选择是至关重要的，可以预见或者应对钻孔过程出现的各种问题。是否钻到基岩的判断，需要技术人员和钻机操作人员有丰富的技术经验，根据泥浆的置换情况和钻机的钻进进度等综合评判。

1.2 泥浆问题

泥浆的配制，是超长桩基灌注桩施工技术应用的基础和前提。众所周知，泥浆的质量直接影响着超长钻孔灌注桩施工技术应用水平。

通常来说，在超长钻孔灌注桩的施工过程中，泥浆的主要作用是护壁、排渣并且冷却钻头。除此之外，在超长钻孔灌注桩施工技术的应用过程中，性能良好的泥浆，一般失水量会较小，不仅可以使得泥皮相对较薄，也可以使得泥浆具有较高的粘结力，能够更好地对孔壁进行维护，确保其稳定性，同时防止塌孔现象的出现，从而在泥浆的水化作用下，更好地加速粘土和泥浆的分散效果，有效提高粘土的造浆率，保证施工的稳定进行。

施工建议：应特别注意泥浆的配比情况，场地的腐蚀性是否对泥浆配比选择有影响。泥浆配比对护壁稳定性，对超长桩的成孔起到很大作用。还有需要引起注意的是泥浆池的设置位置和安全问题，在过去的检测工作中几乎每一个泥浆护壁钻孔施工现场总是发生泥浆池造成的安全事故，在超高层建筑施工项目中应避免安全事故的发生。

1.3 钢筋笼控制

钢筋笼控制是超长桩基灌注桩施工质量控制措施的重要内容。通常来说钢筋笼上浮或者下沉都是因为钢筋笼位置出现变化，钢筋笼位置高于设计位置或者低于设计位置造成的。在钢筋笼的上浮情况较为严重时往往会降低超长桩基灌注桩的桩体抗水平剪切能力。但是钢筋笼下沉过多这会给工程施工带来更多的麻烦和损失。

施工建议：钢筋加工过程中对加劲箍进行加强，并在起吊前在钢筋笼内绑扎几根杉木杆，以增加其整体刚度；在钢筋笼部分主筋上， 应每隔一定距离设置混凝土垫块控制保护层厚度， 桩孔本身偏斜、 偏位应在下钢筋笼前往复扫孔纠正；浇灌混凝土时，应将钢筋笼固定在孔壁上或压住。钢筋笼的起吊和焊接，以及下钢筋笼包括对孔壁的破坏等需要特别的注意。

1.4 声测管的安装

钢筋笼绑扎或焊接的声测管的连接是极其重要的，因为对于1.4m 到2.8m 直径，桩长100m 左右的混凝土灌注桩，如果声测管出现问题导致声波透射法的检测无法进行，从而导致桩基质量无法判定。虽然钻芯法可以起到检测作用，但对于100m 左右桩基，保证钻芯的垂直度是很困难的。同时钻芯费用的增加和工期的推后造成一系列间接损失，所以声测管的畅通请务必引起重视。

施工建议：声测管在每一节连接完好后，在管内灌满水，一定要采用干净的水，泥浆水等对后续检测换能器耦合影响很大，容易对桩身质量判定造成影响。发现有漏水现象需要将声测管重新提起来检 査接头，顶、底口必须封闭严实，声测管与钢筋笼用钢筋箍连接，确保声测管在下放 过程中不移位不弯曲开焊。声测管下到位后，再用测绳检测是否到底，确保每根都能够检测到底。

声测管建议采用专用的声测管，每一节声测管的连接方式采用套管连接，焊接容易造成焊孔，漏水，焊渣造成声测管不畅通，在后续的检测中，容易使换能器提升不畅，卡管造成检测失败。

1.5 混凝土的灌注

对于大直径钻孔灌注桩而言，水下灌注混凝土是很关键的工序，因灌注时间长、难度大，极易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题。在混凝土上升后，阻力逐渐增大，灌注事故多。需要防止钻孔桩混凝土浇筑时出现堵管、断桩等问题。混凝土水下灌注过程中需要注意的混凝土供应的连续性问题，间隔过长可能导致导管不能上拔，从而导致灌注终止。目前二次封底和二次水下灌注混凝土是一个最经济可行的方式，但是风险很大，现场操作人员需要有极其丰富的经验，如果二次水下灌注失败，将导致更大的经济损失和影响。

施工建议：对导管埋深进行记录，同时用浇注方量校核混凝土面标高，始终保持导管埋深在2m-6m。提高搅拌站的生产能力，保证混凝土能够进行连续浇筑。并且应当保证混凝土的质量，它的和易性、粘稠度、坍落度应符合相关规范要求。

对于混凝土充盈系数问题，设计单位给出的是1.15-1.25 之间，根据过往在珠三角地区桩基检测情况，现场调查得知，类似100m 左右，1.4m-2.8m 大直径混凝土灌注桩，由于各种原因会出现混凝土灌注超方现象，也就是充盈系数超过1.25的情况，有的甚至达到1.5 的情况。这一现象涉及到桩基扩径，对于超长桩的侧摩阻力有影响，是否均匀扩径还是 “葫芦桩”、“大头桩”等不均匀桩型需要审慎判断。同时超方对工程量计算计价有直接关系，务必提前关注，避免工程量计价损失。

2 结语

在综合性大型超高层建筑实际施工过程中，群桩影响是值得关注的，施工中要也要引起注意。在大量的桩基础检测工作中，根据检测中发现的问题，现场调查施工过程、施工工艺情况并结合相关施工、检测等文献资料总结了以上超长大直径灌注桩施工质量控制建议。