港口工程钻孔灌注桩施工有关问题研究|港口工程灌注桩设计与施工规程
【摘 要】本文针对港口工程钻孔灌注桩施工中常见的断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等问题进行了分析，并提出的几点防治措施。仅供参考。 【关键词】港口；钻孔灌注桩；质量控制；通病防治
钻孔灌注桩具能将上部结构传来的所有动载和静载均匀地传递至深层稳定的土层中，在很大程度上减少了基础沉降和不均匀沉降，特别适用于由素填土、砂土、粘性土及淤泥等多种土层组成的复杂型地基中。因此在港口工程中得到了广泛的应用。然而由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。本文浅析港口工程钻孔灌注桩施工常见质量通病防治。
1 桩的垂直度和桩位中心偏差
对于受轴心力的桩，现行施工质量检验标准允许偏差，垂直度和弯曲矢高为H／100(H=桩长)中心距偏差为D／6-D／4(D=桩径)
出现垂直度和弯曲矢高值不符合规定的桩，大多是因为钻进成孔在地基各地层变异段时，未控制钻进速度所致。通常钻机从软土层进入硬土层时，容易出现钻机偏斜，造成斜孔或弯曲孔。灌注混凝土后，桩的形状必不理想。因此当钻机钻进到地层变异段时，必须控制钻进速度，减少切削量，令钻机削出平面台阶后，再以正常速度钻进，已发生的斜孔或弯曲孔，应予以拔正、扫直。桩位中心距偏差，主要靠钻机定位和护筒埋设加以控制。洞口护筒具有固定桩位、导正钻头、保护孔口及维持水头压力等功能，是特殊的工艺措施。
2 桩的缩颈与超径
桩身局部断面缩颈现象，必然影响桩的稳定性和降低承载力。反之，大幅度超径或局部超径，徒耗工料，与提高桩的承载力并无多大益处。所以，保证桩径是必须解决的工艺技术课题。
防止缩颈和超径，宜从以下三方面着手。
第一，钻机技术状况。钻具磨损过大和钻具同心度差，分别是导致缩颈和超径的原因之一，应于更换或校正。
第二，钻进速度。针对不同的地层段，选择适当的钻进速度。一般来说杂填土或夹有流砂层的表层，钻机转速宜小于40r／min，淤泥质亚粘土及粉砂层，钻机转速宜小于70r／min，褐黄色粘土时，转速可为120r／min，暗绿色极韧性泥质土层，钻机转速宜控制在10r／min左右。具体施工时可根据不同的土层控制不同的钻进速度，选用恰到好处的转速与进尺，对钻孔灌注桩成孔质量至关重要。所以每一新开工项目最好能进行典型施工积累试钻资料，为确保桩径提供数据。
第三，泥浆护壁。利用泥浆护壁，是成孔成槽施工的重要工艺技术措施。制作普通泥浆的粘土技术指标为：a、胶体率≥95％；b、含砂率≤4％；c、造浆能力≥2．5L／kg；d、塑性指数>25；e、颗粒小于0．005mm 占50％。这种粘土具备水化快、粘性大、造浆护壁能力强等优点。在施工中粘土和亚粘土层钻孔时，以清水钻进用原土造浆护壁为宜，其比重控制在1．1～1．20间；钻进到砂层时，适当提高泥浆比重和粘度，比重一般在1．2～1．4间，粘度一般在11～24间配制。
穿越流沙层或在砂性土中由于泥浆比重不够或孔内泥浆面维持高度不够导致孔壁部分崩坍，极易形成超径。在膨胀性土体中，土体吸水膨胀导致孔径缩小(缩颈)；同时因浸泡时间太长，孔壁土体与原土体粘着力减少，而孔壁土形成的附着层自重增加引起崩塌。浸泡时间越长崩塌面越大，而形成较大扩孔。敏感性土层如饱和淤泥质粘土，成孔时桩太长，孔壁也会由于主动土压力产生缩颈。如果缩颈太多也会导致崩塌而出现扩孔。因此采用普通泥浆护壁时，应维持泥浆面高度高出地下水位1m以上，并及时监测泥浆质量，随时调整泥浆指标。成孔后立即浇注砼，以减少缩颈和超径扩孔。
3 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土应及时、连续地进行。待清孔完成返浆比重符合规定后，及时迅速地灌入第一斗混凝土，随后不间断地灌注直至桩顶。遇意外待灌时间最长不得超过4h。据我们的实践，待灌时间缩短到0．5h是可以做到的。这样可以避免静止状态时孔内泥浆附着于钢筋表面和孔壁，提高握裹力和克服缩颈或塌孔，同时减少残余沉渣潜底淤泥。
为了防止因泥浆渗入而导致混凝土离析锐减强度，应严格检验导管密封性能。灌注时宜使导管人混凝土2-4m深度，特殊情况埋深不小于lm，但也不要超过6m，随着混凝土面逐步升高，每次提升导管的高度不要过快，过猛。工程中所谓“断桩”就是因为导管提升超限，混凝土夹泥所致。
4 混凝土流失
灌注混凝土过程中，混凝土流失、无法成桩或混凝土量远远超过计算所需方量。
4.1 通病致因
孔底遭遇地下暗流，混凝土灌注下去后被地下水冲走。
4.2 防治措施
成孔后， 发现孔中水位明显低于其他临近的孔或水位突然降低较多时，可往孔中投入一定量的较大的石块，待孔中水位上升后，马上灌注混凝土；首次灌注混凝土的强度等级比设计要求提高一个等级；适当加大水泥用量，使混凝土与原先投入的石块能较好混合在一起，确保桩的质量。
5 试桩
通过静载试验、超声波探测试验等手段，进一步证实成桩质量和承载力。目前除了特殊需要进行静载试验外，一般都只做桩的小应变、大应变动测试验。
动测试验是利用锤击或自由落体对桩施以瞬间外力，由超声波仪器测定震波传递，给出波形，从而推算出桩的承载力、形体，这种混凝土强度的近似测试方法具有操作简便、可随机抽样、成本低廉等优点，已在工程建设中广泛应用，效果较好。但它不如静载试验结果精确、直观，对于重要工程，条件许可的话，宜同时采用两种试验手段进行试桩。
6 结束语
钻孔灌注桩施工是一项相对而言较为敏感的工艺，每一道工序的施工都必须认真严格的进行，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。通过对钻孔灌注施工工艺的研究，可以更好的指导施工，加快施工进程，减少质量事故，保证质量安全，提高社会 经济效益，对实际工程具有重要的理论指导意义和应用价值。
参考文献：
[1]赵海津，许晶，钻孔灌注桩施工中的质量事故原因及预防措施[J]， 华章，2010.
[2]张秀丽，浅谈钻孔灌注桩的施工[J]，黑龙江科技信息，2010.
[3]张东平，浅议钻孔灌注桩质量控制[J]，南方金属，2009.
点击下载文档文档为doc格式