摘 要：本文針對滬寧城際鐵路無錫東特大橋部分鉆孔灌注樁施工因處于粉砂土層及地下水位偏高等不利情況下造成縮孔、斷樁、卡鉆、露筋等病害現象的問題進行探討，并結合試驗樁的經驗從施工工藝方面提出措施，以確保樁基施工質量。
關鍵詞：鉆孔灌注樁 地質 工藝 質量 控制
前言
本地區屬濱海沖積平原，地質條件相對復雜，在橋梁樁基施工過程中，經常出現縮孔、斷樁、卡鉆、露筋等病害現象，面對不利施工條件，項目部多次組織召開方案論證會，并通過試驗樁摸索行之有效的施工工藝，經過不斷探索和努力，現采用的施工工藝已基本完善成熟，目前鉆孔灌注樁的質量已得到有效控制。本文就是在試驗樁有關數據成果和大量施工實踐基礎上，對鉆孔灌注樁的施工工藝進行一些探討。
一、 地質概況
本工程區域地層結構以黏土、粉質黏土、粉砂、粉土和粉砂夾粉土為主。黏土層內粉土含量較高，并夾粉砂，且處于軟~塑狀，地層情況相對復雜。地下水主要為第四系孔隙潛水，水位受季節及氣候條件的影響較大，主要受大氣降水及地表水的補給。下圖為區域內較為典型的88#敦承臺所處地質情況表：
成
因
時
代 |
地
層
編
號 |
層
底
標
高
(m) |
層
厚
(m) |
巖性描述 |
σ0
（Kp） |
|
Q41+h |
（1） |
1.92 |
3.1 |
人工填土，灰黑色，由工業、生活垃圾混合物組成。 |
|
|
Q41+h |
（3） |
-4.45
|
6.37
|
黏土，局部為粉質黏土，褐黃色，硬塑，局部軟塑。 |
160
|
|
Q41+h |
（4） |
-9.33 |
4.88 |
粉砂，局部為粉土，褐黃色、深灰色，稍密~中密，局部夾細紗，粉砂主要礦物成分為云母、石英機長石。 |
110 |
|
Q3Al |
（6） |
-25.33 |
16 |
黏土，局部為粉質黏土褐黃色夾灰色、灰白色硬塑，局部軟塑，夾粉砂、粉土 |
180 |
|
Q3Al |
（7） |
-32.33 |
7 |
粉質黏土、黏土，深灰色、褐灰色，軟塑，局部流塑，局部夾粉土、粉砂 |
120 |
|
Q3Al |
（7）2 |
-33.48 |
1.15 |
粉砂夾粉土，深灰色、褐灰色，局部夾黏土、細砂 |
120 |
|
Q3Al |
（7） |
-37.79 |
4.31 |
粉質黏土、黏土，深灰色、褐灰色，軟塑，局部流塑，局部夾粉土、粉砂 |
120 |
|
Q3Al |
（9）2 |
-41.53 |
3.74 |
粉土，局部為粉砂，深灰色，淺灰色，夾薄層粉質黏土及粉砂 |
120 |
|
Q3Al |
（9） |
-51.23 |
9.7 |
黏土，局部為粉質黏土，褐黃色，淺灰色，局部夾薄層粉土及碎貝殼 |
200 |
二、地質構造對鉆孔灌注樁施工的影響
1、由于濱海沖積平原地質構造形成的特點，地層主要構成是黏土、粉質黏土、粉砂、粉土和粉砂夾粉土，孔隙比大，透水性能比較好，而且還具有遇水膨脹的特點，在砂類土層中極容易引起縮孔。
2、黏性土的成分比較少，在鉆探過程中泥漿漩渦的擾動容易引起塌孔。
3、由于該土層的透水性能比較好，一旦與地下水形成水頭，容易產生潛水，這就是產生流砂現象的主要原因。
4、在粉砂類土中進行鉆探，泥漿中呈懸浮狀態不容易沉淀，此時泥漿中的比重甚高、含砂率偏高，促使泥漿起不到良好護壁作用，在灌漿時混凝土的置換也會產生困難。
三、質量控制措施
針對橋梁樁基施工中的不利地質條件的現狀，通過試驗樁的工藝改進成果及實踐積累，現提出相應的對策措施如下：
1.應做好鉆孔灌注樁施工必要的施工準備。首先編寫合理的施工組織設計，對施工人員進行技術交底必不可少。并在施工現場開挖三級泥漿池，即沉淀池、循環池和儲備池，準備好足夠的符合要求的黃土和陶土原料，人工配置優質泥漿和管理好泥漿。為使配置泥漿能重復利用，且使泥漿中懸浮的粉砂顆粒沉淀或過濾掉，必要時配置泥漿過濾泵。
2.泥漿管理在施工質量控制中起到關鍵作用。在鉆孔灌注樁的施工過程中，為了防止坍孔，穩定孔內水位及便于攜帶鉆碴，采用高塑性粘土或膨潤土和水拌和制備成泥漿進行護壁，泥漿主要作用除了利用它大于水的相對密度，增大靜水壓力對孔壁產生支撐作用外，還會在孔壁形成一層泥皮層，促使孔壁膠結，隔斷孔內外水的互流，從而防止坍孔。為了保證泥漿的質量，現場必須加強對泥漿性能及各項指標的檢測，隨時調整泥漿的有關指標。本工程對泥漿指標的要求如下表：
砂性土泥漿性能指標要求
相對密度
（g/cm3） |
粘度
(s) |
靜切力
（pa） |
含砂率
(%) |
膠體率
(%) |
失水率
(ml/30min) |
酸堿度
(PH) |
|
1.2~1.45 |
4.9~28 |
3~5 |
〈8~4 |
〉90~95 |
〈15 |
8~10 |
從試驗樁的經驗來看，開孔前制成的泥漿比重宜控制在1.30g/cm3以下，在黏土和粉砂土互層中鉆進時，泥漿比重宜控制在1.30~1.40g/cm3,在粉砂中鉆進時，泥漿比重宜控制在1.40~1.45g/cm3。當泥漿比重過大，含砂率過大時，應及時進行泥漿置換，方法是先將沉淀池中的泥漿排空，循環池中的泥漿也排走一部分，然后用儲備池中的泥漿補充到循環池中即可鉆進。
3.成孔過程中的質量控制要點
鉆機鉆頭匹配宜同設計樁徑，過大或過小均不適宜，鉆頭的剛度要保證，以減少擾動。護筒長度應在2.5~3m，且在埋設時，周邊必須用粘土填實固定。為提高水頭，護筒口應高于地下水位2.5~3m以上，盡可能保持泥漿面高度，以增加泥漿對孔壁的壓力，增加護壁能力。在鉆孔過程中也應注意控制鉆進速度，首先開鉆時采用慢鉆慢進的方法對原孔壁反復掃孔，在粉砂層時也應采用慢鉆慢進的方法，以提高護壁質量，減少擾動，防止坍孔和流砂的發生。另外，針對上部孔段鉆進中易產生的提鉆時的“卡鉆”現象，應邊打孔邊提鉆，必要時采用二次成孔法。
4.成樁過程中的質量控制要點
成孔后，應加快施工節奏，控制工序間的時差，盡可能縮短間隔時間，如下鋼筋籠、下導管、二次清孔等。鋼筋籠每節長度宜在10m以上，接頭宜采用冷擠壓接頭。吊裝鋼筋籠時必須保持垂直，以防碰撞孔壁，待放鋼筋籠、下導管等各項工序完成時，應進行二次清孔，二次清孔主要以降低泥漿比重為目的，清孔時間控制在2~3小時以內，清孔時回漿均采用回漿池中的優質泥漿，灌注前的泥漿比重控制在規范要求以下。首批灌注混凝土的數量應滿足導管初次埋置深度1.0m以上。灌注要連續緊湊進行，導管埋深宜控制在2~6m范圍內。當孔內混凝土面接近和進入鋼筋籠時，應使導管保持稍大的埋深，并放慢速度灌注，以減小混凝土的沖擊力。在灌注末期時，導管上口的漏斗底口應高出樁頂不小于4~6m，以達到使導管內混凝土流布到導管外并將管外的首批混凝土頂升所需的超壓力，以防止樁基上段產生縮孔、露筋現象。
四、結論
本文提出的在粉砂土層中鉆孔灌注樁施工中要注意的一些質量控制措施，是根據大量工程實踐和試驗樁成果數據中得出來的，施工技術人員應結合工程的實際情況選取合理的指標進行施工，才能獲得巨大的社會效益和經濟效益。同時，應采取一整套系統的管理體制和施工工藝進行控制，以確保樁基礎的質量。
參考文獻
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