浅谈淤泥层钻孔灌注桩的施工质量控制要点

　　摘要：本文结合宁常高速公路WJ2标滆湖西特大桥桩基施工采用挤淤法进行桩位处理后进行钻孔灌注桩的施工实践，总结了淤泥区施工钻孔灌注桩从施工准备工作到砼灌注等方面的与众不同之处，提出了施工质量控制要点。

　　关键词：总结;淤泥层;钻孔灌注桩;施工质量控制要点

　　目前钻孔灌注桩的施工工艺已相对比较成熟，但要在施工过程中真正控制好其施工质量还是很不容易的，因为钻孔灌注桩的施工大部分都是在地下、水中进行的，看不见、摸不着，成桩后又不能进行开挖检查。施工过程中任何一个环节出现差错，都将直接影响到整个构造物的质量和进度，甚至会给工程造成重大经济损失。影响钻孔灌注桩施工质量的因素较多，有人的因素，有施工机械的因素，也有地质条件的因素。其中地质条件的因素是比较重要的一个因素，对不同的地质条件，要采取不同的施工工艺才能收到事半功倍的效果，进而达到控制工程质量目的。

　　宁常高速公路WJ2标采用围湖施工，将水上钻孔桩改为陆地钻孔桩，为钻孔桩施工创造良好的条件。但由于湖底地质复杂，特别是在61号墩～94号墩位于淤泥区，淤泥深度为2～6米不等，地质情况依次为亚砂土、砂土、亚粘土、粉砂和粘土，地质情况极为复杂，如何进行桩基施工成为工程的难点。

　　1、桩位处理

　　首先墩位底部采用素土进行挤淤，淤泥顶部采用5%的灰土进行填筑，直至能上压路机进行碾压，轮迹不得大于4cm。但在开挖护筒时发现淤泥并未彻底挤开，一般开挖直80cm后露出淤泥层，很轻易将3m长竹竿插入淤泥中，钻机不能就位。若将淤泥完全清理的工程代价远大于在桩位处搭设排架。经过周密考虑，分析土壤的性能，决定将桩位处4×5m的范围进行开挖2.5m，掺8%的生石灰处理，待土质板结(7天)后再就位钻机。通过施工证明该方法有效，所以在桩位处理十分关键。

　　2.泥浆

　　2.1泥浆的作用

　　谈到钻孔灌注桩施工，就不能不谈到泥浆，因为钻孔灌桩施工离不开泥浆。泥浆的主要作用有：一是护壁不塌孔，二是悬浮钻渣保证清孔后沉淀层厚度符合设计要求。特别是在不良地质层中施工钻孔灌注桩，泥浆的作用就显得尤为重要，离开泥浆是难以想象的。

　　2.2泥浆的制备

　　2.2.1制作泥浆的原料

　　在本工程取土场粘土充足，且成本较低。所以我们在实际施工中按以下条件取用粘土，以确保泥浆的性能，一般可选用塑性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于50%的粘土制浆。略差的粘土，可掺入30%的塑性指数大于25的粘土。若用亚粘土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。若采用较差的粘土或亚粘土调制的泥浆，其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标，掺入量与原泥浆情况有关，最好是由试验确定，一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆的0.1%～0.4%，加入碳酸钠可使酸碱度PH值增大，使粘土颗粒分散，使粘粒表面负电增加，为粘土吸收外界的正离子颗粒提供条件，可增加水化膜厚度，提供泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率。

　　2.2.2泥浆的制备数量

　　在粘性土层中施工钻孔灌注桩时，事先只要制作不多的泥浆，就可在钻进过程中利用该地层粘土造浆。而在淤泥层中施工钻孔灌注桩中钻孔时，必须事先制备泥浆，不能靠在钻孔过程中自身产生的泥浆护壁，制作泥浆的粘土数量开钻之前，一般要制备数量为1.5倍桩体积的新鲜泥浆。一是为了保证在钻孔过程中用新鲜泥浆护壁，二是在清孔过程中只有用新鲜泥浆才能使较深的钻渣上浮保证清孔后沉淀层厚度达到设计要求。没有足够的新鲜泥浆护壁、清孔，钻到设计深度后，沉淀厚度总是远远超标，砂率含量高，需加入较浓的泥浆进行置换，清孔时间较长。为此泥浆的控制不但只控制泥浆的比重和粘度，在淤泥和砂土层钻孔桩施工尤其注意砂率，只用通过新鲜泥浆才能更好的控制泥浆三大性能指标及沉淀厚度。制备足够数量的新鲜泥浆成了一种自觉的工作内容，工程进展得非常顺利，经检测桩的质量都达到了优良。

　　3.护筒及底部的处理

　　3.1护筒底部护壁的重要性

　　增加护筒的长度，一般控制在四米左右，在淤泥层中施工钻孔灌注桩时，最重要的护壁是要将护筒底部的孔壁护住，因为这里是护筒与土衔接的部位，也是整个孔壁的最薄弱部位。而且淤泥层又有很强的透水性，实际施工中,如果这个部位没有护牢，在水下砼灌注完成之前任何时候都有可能发生塌孔事故。为此，护筒的四周必须用粘土分层夯实。

　　3.2如何进行护筒底部的护壁

　　将护筒底部的孔壁护采取干抛粘土法比较有效，就是将制浆用的干粘土抛入护筒内，干抛粘土体积为护筒内水的体积的二分之一到三分之二，抛完后基本能看见粘土块露出水面即可，然后静置4至6个小时，让粘土吸水胀湿，开动钻机进行搅拌，直至钻机钻动非常困难为止，再静置1至2个小时即可按正常程序进行钻孔，但一开始要慢，尤其是在护筒底部1米范围内要慢，要上下来回往返几次，使护壁效果更好。

　　4.钻进速度

　　控制钻进速度既能加快施工进度又能保证工程质量，在淤泥层的钻进速度是成孔的关键。要求在淤泥层钻进速度控制在50cm/小时，泥浆比重控制在1.3以上。正常以后可以适当加快一点，这要通过具体的施工实践来确定。

　　5.清孔后泥浆相对密度的控制

　　如何控制清孔后泥浆的相对密度指标?作者认为工程技术人员不能机械地理解规范内容，更不能教条地照搬规范条款。只有通过工程实践，本着实事求是的态度去执行。《公路桥涵施工技术规范》表6.8.3中要求清孔后泥浆相对密度值为1.03～1.10，作者认为此值作为淤泥层钻孔灌注桩清孔后泥浆相对密度的控制指标有点偏小，因为当时孔内情况比较复杂，谁也不能定性地说清楚，应根据具体的地质实际情况确定泥浆相对密度控制指标。考虑到钻孔灌注桩地处淤泥层在下水位高、淤泥地质较差特点，将清孔后泥浆相对密度指标控制在1.10～1.20之间比较符合实际。这样既可避免护壁不好而出现塌孔，又可避免出现卡管等意外事故，尤其是桩长较长孔径较大的桩更是如此。在钻孔灌注桩的施工过程中，按1.10～1.20作为清孔后泥浆相对密度的控制指标，未发生一根因清孔后泥浆相对密度指标超标而引发的工程事故。与此相反，严格按规范指标来施工的桩倒有几根出现了塌孔事故。

　　6.砼灌注前的准备工作

　　6.1准备工作的重要性

　　钻孔灌注桩的砼灌注时间一定要严格控制，越短越好，如果时间拖得过长就容易造成塌孔、堵管、卡管等意外事故。因为地质情况差很容易塌孔。而准备工作的充分与否直接关系到砼灌注时间的长短，所以相关准备工作就要特别认真、细致、全面。

　　6.2做好相关的准备工作

　　①　原材料的质量要认真检验，严把进场关;②　各种粒径原材料的数量要备足，要以防扩孔;③　根据现场原材料的含水量确定施工配合比;④　砼的拌和能力、运输能力要有富余，还要有备用设备;⑤　机械设备包括备用设备的完好性要认真检查，要进行试运行;⑥ 要有应急预案和措施。所有这些准备工作都要落实到位，不能有半点侥幸思想，因为这些都有可能直接影响到砼灌注时间的长短，进而直接影响到工程质量。

　　7.小结

　　综上所述，在淤泥层中施工钻孔灌注桩的过程中一定要注意：①要制备足够数量的新鲜泥浆，尤其是大孔径钻孔桩，数量应不少于1.5倍桩身的体积;②准备工作要特别认真细致全面，特别是护筒周边的夯实，不能有半点马虎;③清孔后泥浆相对密度指标宜控制在1.10～1.20之间;④护筒底部的护壁工作一定要做好，干抛粘土法不失为一种行之有效的方法;⑤在淤泥层中施工钻孔灌注桩，钻进速度不能一味求快，控制在50cm/小时为宜;

　　上面所谈的是作者从工程实践中初步总结的在淤泥层中施工钻孔桩要注意一些施工质量控制要点，当然在钻孔灌注桩过施工程中还有其他重要控制要点：如钢筋笼的制作、桩的放样定位、孔内水头的控制、成孔验收、砼的灌注等等也都是非常重要的，但这些在其他地质类型钻孔桩的规范、文献讲得较多，这里不再赘述。以上观点仅供同行们参考。

　　参考文献：

　　(1)《桥梁施工工程师手册》 杨文渊 徐犇 人民交通出版社

　　(2)《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 人民交通出版社