砂层较厚地区超长钻孔灌注桩施工

钟威

【摘 要】结合广州南沙区十九围湿地游览区景观桥的桩基施工,论述了超长细钻孔桩施工的原理.

【期刊名称】《广东建材》 【年(卷),期】2010(026)009 【总页数】3页(P47-49)

【关键词】砂层厚;超长;钻孔灌注桩;施工 【作 者】钟威

【作者单位】广州市第三市政工程有限公司 【正文语种】中 文 【中图分类】TU7

1 工程概况

广州南沙区十九围湿地游览区景观桥项目位于南沙区十九围湿地游览区内，利用灵新公路原有路线的基础上新建桥梁，将湿地公园东西两部分的水体连通。桥梁主受力体系为5跨简支梁，采用高80cm、长15.7m的预应力混凝土空心板梁70片。桩基采用桩径为φ120cm桩长为60m的钻孔灌注桩共24根，设计要求桩端进入中风化花岗岩2.5m以上。桥址地处出海口珠江西岸，为软土地基，有较厚的粗砂层、淤泥层，附近密布水道、河涌。

2 施工工艺

2.1 工艺流程图(见图1) 2.2 施工方法

⑴场地准备。在原道路西侧修建长100m、宽6m的临时道路后，使用PC200液压炮锤机对原道路混凝土路面（桩顶位置）进行局部破除，完成钻孔灌注桩机施工平台。

⑵桩位放样。首先对设计图纸中的坐标及水准基点数据进行核算，确定无误后，用全站仪测出钻孔桩的准确位置，经人工挖好桩位，再复核确定该桩位中心偏差，误差在允许范围内方可施工埋设护筒。

⑶护筒埋设。因护筒较长，采用10mm厚的环形加筋钢护筒。埋设护筒时，既要做到牢固可靠，又要保证位置准确，施工中采用挖坑法埋设。护筒周围土回填好坏对超长桩尤为重要，由于成桩时间长，孔口发生塌孔可能性极大。孔口一旦出现塌孔钻进就必须停止，处理起来既复杂又费时。根据以往经验，采用粘土对护筒周围回填夯实。

⑷钻机就位。根据工程的特点，采用上海金泰钻机厂GPS-22反循环一体式钻机。要求钻机支垫牢固，钻尖对中(偏差小于10cm），钻杆垂直（钻孔垂直度偏差不得大于1/300），采用相应精度的水平尺测量。为保证钻孔垂直度，机架滑车中心、磨盘中心、桩位中心3点必须成一直线。开钻前应检查钻机的钻头尺寸是否与设计尺寸的要求一致。

⑸泥浆调制。因桩孔深度大，清孔困难，对泥浆性能要求高。施工中采用膨润土制备泥浆。泥浆的性能以表1指标控制。

⑹钻孔。钻速是保证孔不倾斜的关键因素，开钻时应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进人地层，方可加速钻进，当遇地层软硬变换时，应轻压慢钻，以防钻孔偏斜。

需要注意：在粉砂土地层要慢速钻进，防止扩孔系数过大，或在地层变化处出现缩径现象。在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。钻进采用增重减压钻进，保持孔底承受的压力不超过钻具重量之和（扣除浮力）的80%，以避免斜孔、弯孔和扩孔现象。护筒内外水头差保持在2.0m以上。成孔过程中，必须做好泥浆的维护管理工作。每0.5h测一次泥浆的稠度和相对密度。根据泥浆成分的变化，分析孔内、护筒脚等部位的变化而做出相应的处理措施。钻进时孔位倾斜检查用水准仪、经纬仪、水平尺配合进行。

表1 项目 比重 粘度Pa·s静切力(mg/cm2)含砂率n(%)酸碱度PH 胶体率% 失水量(ml/30min) 泥皮厚(mm)一般地层 1.0～1.2 18～22 0～6 <4 7～9 >96 14～20 <2易坍地层 1.3～1.6 22～30 0～4 4～8 7～9 >96 14～20 <3

⑺清孔。当钻孔达到设计桩底标高后，应立即进行清孔，根据沉淀情况，不断补充新浆，适当减小泥浆比重，泥浆比重宜控制在1.20～1.25之间，清孔后沉淀厚度应达到设计要求，即不大于0.2d(d为桩的设计直径）。第一次清孔完成后，对孔深、孔径、孔位、孔形和倾斜度等进行检查，待以上指标均满足设计要求后，再放置钢筋笼及声测管。为了保证桩基质量，在钢筋骨架安放完毕，下放完导管后，应立即进行第二次清孔，不断补充新浆，逐步减小泥浆比重，泥浆比重宜控制在1.10～1.15之间，粘度：19～28 Pa·s，含砂率不大于 4%，胶体率不小于96%。 ⑻钢筋笼制作和安装。钢筋笼在专门的场地分节制作。按设计的要求，桩须经超声波检测，需在桩中设检测用钢管，每桩埋3根φ57的钢管，长度同桩长；平面呈正三角形布置，绑扎在钢筋笼上。为保证保护层的厚度，在钢筋笼的环形箍筋上安装砂浆圆盘作为保护层。采用吊车安装，分段焊接；运输及吊装时均加密支点，保证钢筋笼不变形。就位后钢筋笼与钻架焊接固定，防止钢筋笼下沉和上浮。 ⑼灌注水下混凝土。本工程采用商品混凝土，水下混凝土的性能得到保证。灌注时采用常规垂直导管提升法灌注水下混凝土，导管直径φ25cm的管节组成，标准节

长 2.5m,底节长 5.0m，并设有 0.5m、1.0m、1.5m的调整节。每节之间采用法兰、橡胶密封圈和高强螺栓连接，安装拆卸采用加力板手。导管使用前进行水密承压和接头抗拉试验。灌注过程中应经常用测深锤探测孔内混凝土面位置，及时调整导管埋深，同时要做好浇灌水下混凝土原始记录，在浇筑混凝土过程中要注意以下几点：

①保证商品混凝土的连续供应能力，合理解决交通因素对混凝土供应的影响，确保混凝土浇筑连续进行。

②钻孔位于淤泥层时，地质条件差，易造成缩颈现象，浇灌该层时要适当增加导管埋置深度。

③导管放入孔内，下口离孔底30～50cm，在浇灌水下混凝土过程中导管埋深宜控制在2～6m之间，导管要求垂直提升，以免引起钢筋笼上浮。

④当混凝土面接近钢筋骨架底部时，为防止钢筋笼上浮，采取以下措施：管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。当孔内混凝土面进入钢筋骨架l～2m后，适当提升导管，减小导管埋置深度，增大钢筋骨架下部的埋置深度，当导管下口超过钢筋骨架底部lm后，以正常速度灌注。当浇筑混凝土快到桩顶时，导管上口必须高出桩顶或护筒内水面不小于4～6m，并增大导管埋置深度，以保证桩头混凝土质量。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（不小于1.0m）和填充导管底部的需要。

⑽凿除桩头。当灌注混凝土快完成时控制好桩顶标高，灌注混凝土标高一般高出设计标高80～l00cm，达到一定强度后将其凿除。 3 施工经验和体会

⑴提高成孔质量，防止塌孔，施工中采取以下方法：①在淤泥层及流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度好、胶体率高的泥浆。②吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。③清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。

⑵缩短成孔后作业时间。砂层在水中浸泡过久，泥浆性能再优越，也会引起坍塌而诱发其他事故。因此在成孔移机后，尽量缩短下笼和导管时间，二次清孔后迅速灌注，方可保证成桩质量。缩短作业时间，有利于混凝土与地层的接触，提高单桩承载力。因粉细砂层在上部水头压力作用下，泥浆中的自由水不断地向孔壁渗透，同时在孔壁上留下泥皮，成孔时间和等待时间愈长，泥皮也愈厚，严重影响了混凝土与土层的固结力，直接影响制单桩承载力。

⑶实行全面质量管理，是提高成桩速度和保证质量的关键。施工之前，项目部认真研究了各种地层对成孔速度和成桩质量的影响因素，编制了详细的施工组织设计和质量保证措施。针对砂层厚是影响成桩质量、钢筋笼质量是影响下导管和起拔导管的主要技术间题，成立了专门QC技术攻关小组，使各工序质量合格率100%，解决了砂层厚、直径小、桩长等不利因素，提高了成孔速度和工程质量。 4 结束语

广州南沙区十九围湿地游览区景观桥桩基础施工中，钻孔深，桩径小，入岩深度大。采用旋挖钻进工艺，经采取严格的技术质量管理措施，成孔快，经后期进行的超声波检测以及钻芯取样，检测结果全部达到规范要求，为Ⅰ类桩。实践证明以上工法用于软土地基超长钻孔桩是合理的，能够保证桩基的施工质量。●