钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的监测与控制

钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的监测与控制 摘要： 分析钻孔灌注桩施工中导致孔底沉渣超厚的主要因素，介绍中铁十六 局集团路桥京沪高铁路管区内桥梁桩基有 2428 根， 土体大多为灰岩且岩溶发育， 沉渣厚度的检测方法，提出选择合适的清孔方法、严格控制清孔泥浆标准、有效 固孔及尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的间隔，控制孔底沉渣厚度的具体措施。 关 键 词：钻孔灌注桩 ；沉渣；厚度；检测；控制 钻孔灌注桩以其适应范围广、单桩承载力高、施工噪音低、振动小及单 价低等优点，在各类建筑工程中到广泛应用。随着高层建筑的日益增多，对桩基 承载力的要求也越来越高。 但由于钻孔灌注桩施工工艺的特殊性，其承载力受施 工中的因素影响较大，特别是孔底沉渣层严重影响桩承载力的发挥。因此，施工 过程中加强孔底沉渣厚度的检测与控制， 是保证钻孔灌注桩施工质量和桩基承载 力的关键措施之一。 1．孔底沉渣对桩基承载力的影响 桩的竖向荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承受，对于采用泥浆护壁的钻孔 灌注桩，在清孔后至混凝土灌注前，孔底将产生一定厚度的沉渣，该沉渣层强度 低、压缩性高。单桩竖向静力荷载试验表明，对桩端有一定沉渣的钻孔灌注桩， 其端部一般呈刺入性剪切破坏， 接近于纯摩擦桩， σ-S(荷载一沉降)曲线呈陡降型， 破坏特征点明显(如图所示)。根据 2008 年施工的包神铁路海勒斯 1 号特大桥钻 孔灌注桩的实测资料，桩的端部承载力均发挥较少 A—孔底沉渣过厚 B—正常桩型 单桩静载实验的 Q—S 曲线 为此， 现行施工验收规范对钻孔灌注桩孔底沉渣厚度提出了更高的要求。 《GB50202-2002》 规定， 钻孔灌注桩孔底最大沉渣厚度允许值为： 端承桩≤50mm； 摩擦桩≤150mm。而《GBJ202-83》和《JGJ94-94》规范对摩擦桩孔底最大沉渣厚 度允许值均为 300mm。 2、导致孔底沉渣过厚的主要原因 （1）清孔方式选用不当 钻孔灌注桩常用的清孔方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、空压机喷射和砂浆 置换等。施工单位应根据现场具体地质条件、施工工艺方法等合理选用。选用方 法不当、不合理，就不能有效清除孔底钻渣和置换孔内泥浆，无法控制孔底沉渣 层厚度。 （2）清孔不彻底 清孔不彻底或持续时间不够，未能将孔底钻渣清除干净，或孔内泥浆置换不 充分，均会造成孔底沉渣厚度过大。 （3）清孔泥浆指标控制不当 清孔过程中采用的泥浆指标 (主要是密度，一般控制在 1.05—1.10；粘度， 一般控制在 19——21 秒，含砂率，一般控制 98％ 。 4．4 采取有效固孔措施 （ 1） 根据现场条件和规定要求设置护筒，施工过程中加强对护筒的保护， 防止碰撞或振动造成孔口坍塌。 （2）施工过程中保持孔壁任何部位静水压力不小于 0.02MPa，即始终保持 孔内水位高于地下水位(或河水位)不小于 1.5-2.0m。 （3）选择合适的钻孔及清孔机具。对土层松软、易坍塌的桩孔，应尽量避 免采用振动大、负压过低的施工机具和工艺方法。 ． （4）钻具拆卸、钢筋骨架和导管安装过程中应尽量避免碰撞孔壁。 （5）选择合适的钻孔泥浆指标，确保在孔壁形成有效的泥皮保护层。 4.5 缩短施工历时 在确保清孔效果的同时，应加强工序衔接，提高工作效率，尽量缩短清孔至 混凝土灌注之间的的时间间隔。 4.6 进行二次清孔 首批混凝土灌注前，再次探测泥浆指标即孔底 沉渣层厚度。如超过规定要 求时，应立即进行二次清孔，直至符合要求方可灌注水下混凝土。 5 结语 虽然影响钻孔灌注桩孔底沉渣层厚度的因素较多， 但只要在施工过程中视具 体施工工艺、机具设备及土层条件，认真分析、研究，采取有效控制措施，加强 施工检测， 完全可以将孔底沉渣层厚度控制在规范允许范围以内，确保钻孔灌注 桩的施工质量及承载能力。 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。