钻孔灌注桩桩底沉渣分析处理

任俊勇，汪东林

（安徽建筑大学土木工程学院，安徽合肥230601）

由于钻孔灌注桩施工工艺的特殊性，其承载力受施工过程中的因素影响较大，特别是沉渣层严重影响桩承载力的发挥[1]，所以必须严格控制沉渣厚度，提高钻孔灌注桩施工质量。本文以江苏省某工程为例，分析沉渣产生原因，并提出本工程解决方法。

1 工程概况

江苏省某工程位于南京市浦口区，拟建工程功能为办公、配套商业、实验室，主要由高层办公楼及配套商业、地下室三部分组成。整个项目分为13 个子项，其中地下室二层，每层层高5 m；地上结构有2 栋100 m 高主楼，其他10 栋小高层7～12层。本项目工程桩的型式采用钻孔灌注桩，其中工程桩的形式有两种，一种为抗拔桩，另一种为抗压桩。抗拔桩直径为700 mm，桩长34 m，共2 007根；抗压桩直径为800 mm，桩长为54 m，共1 876根。

根据工程地质勘探报告，场地下伏基岩分布比较稳定，一般在61.50～65.70 m 之间，基岩组成为泥岩。据地质资料，该工程地处宁镇弧形构造与宁芜盆地交接部位，地质构造复杂。由于该项目的土层在10～40 m 之间为淤泥质粉质黏土夹粉砂，粉砂及细粉砂层，土层含砂量大并且桩长较长，所以工程桩底部沉渣比较难以控制。按照GB50202-2018《建筑地基基础工程施工质量验收规范》要求，端承桩沉渣厚度≤50 mm，摩擦桩沉渣厚度≤150 mm[2]。因此，在本工程土层条件较差的情况下，如何保证钻孔灌注桩底部沉渣厚度在允许值范围内是工程桩质量控制的重要部分，有必要对钻孔灌注桩底部沉渣进行分析研究。

2 桩基检测

在本工程的基桩检测方法和程序上，灌注桩施工完28天后，按国家规范规定进行检测：(1)桩身质量检测采用低应变法，检测桩数不得小于总桩数的30 %，且不少于20 根，每根柱下承台的抽检桩数不得少于1根。(2)单桩竖向承载力检测采用静载荷试验检测，检测桩数不得小于同条件下总桩数的1%，且不得小于3根[3]。(3)对于800 mm直径桩，应在第(1)款规定的检测桩数范围内，按不少于总桩数10%的比例采用声波透射法或钻芯法检测。

3 桩基检测结果及原因分析

在项目工程桩施工完成后通过低应变法、声波透射法及静载荷试验对工程桩的桩身质量、竖向抗压承载力及桩长等做出检测，得出大多数工程桩的施工质量基本都满足设计要求，但少数工程桩检测得出存在质量缺陷。通过对缺陷的钻孔灌注桩取芯检测，得出大部分缺陷桩都是因为桩底部的沉渣过厚而不符合设计要求。通过查找近年来有关钻孔灌注桩底部沉渣的产生与控制的资料，并结合本工程施工工艺得出产生沉渣过厚有4个方面原因。

3.1 泥浆比重较小

桩基工程中泥浆的作用是护壁、携渣和冷却润滑作用[4]。泥浆比重较小会导致泥浆的携带能力上很差，导致岩块以及钻渣等不能随着泥浆流出钻孔，也会造成桩孔无法形成护壁，容易塌孔。通过分析发现本工程泥浆比重上也存在着比重较小的问题，由于本项目地质含砂层较厚，泥浆比重较小影响更为严重。

3.2 部分钢筋笼未垫混凝土保护块

混凝土保护块的厚度为钢筋笼的保护层厚度，其作用是保护钢筋笼在浇筑成型时桩的钢筋不会外露，还可以减少下钢筋笼时孔壁的刮伤。但在本工程中，由于工人偷懒，部分桩基下笼子时未设垫块，导致孔壁破坏，孔底沉渣过厚。

3.3 桩的初灌量不够

桩的初灌量的作用是在混凝土灌注之前，在孔底会有泥浆和钻渣沉淀，混凝土初灌量就是保证灌入的混凝土能够将导管埋置一定的深度，从而保证整根桩混凝土的连续性，并且把沉渣全部返上来[5]。但在本工程中，存在混凝土初灌量不足，导管埋深不够，从而导致孔底沉渣过厚，不满足规范要求。

3.4 二次清孔不彻底

在进行混凝土浇筑前必须进行二次清空处理环节，这也是对桩底沉渣的最后一次清理，为桩基工程重要的施工工艺[6]。但是在本工程中，砂层比较厚。部分桩机清孔时，由于混凝土有时不能供应及时，为了避免塌孔，停泵等待时间过长，导致泥浆沉淀，影响桩的质量。

4 桩底沉渣处理方法

根据本工程的实际情况并结合其他项目施工经验，对不符合设计要求的工程桩底部沉渣的组成进行分析确定，得出本工程的桩底沉渣多为粉砂和泥浆。通过与设计院和公司专家沟通确定先将沉渣清除，然后采用高压旋喷注入水泥浆，以满足设计要求。沉渣处理过程为：

（1）钻孔。首先在桩截面上钻2 个孔，一个孔为取芯验沉渣厚度的孔，直径为110 mm。另一个孔在取芯孔的对称位置取一个大小一样的孔，孔深为沉渣界面以下0.5 m。取芯柱及钻孔，见图1。

图1 取芯桩及钻孔

（2）清空。使用高压旋喷机注入清水，冲洗桩底沉渣，从返上来的水判断，是否清理干净。如果水中不含砂和泥浆，表示清理干净，如果含有砂和泥浆，在继续清理。

（3）高压注浆。首先配置好水泥浆密度和控制高压旋喷机的压力。然后下放注浆导管，使用高压注入水泥浆。当桩底部清水全部被置换上来时，且孔内水泥浆密度与配置浆料一致时，停止注浆，拔出导管，用水泥浆封住孔口，注浆结束。

（4）检查。当注浆完成28 天后，进行取芯检查，判定是否达到设计要求。本工程取了2个桩进行取芯检查,结果全部符合设计要求。

5 结论

通过依托江苏省某工程钻孔灌注桩桩底沉渣分析研究，得出工程桩沉渣过厚是由于泥浆比重较小、下钢筋笼时部分钢筋笼未垫混凝土保护块、桩的初灌量不够和二次清孔不彻底等原因造成，提出通过高压注浆，使缺陷桩满足设计要求。