钻孔灌注桩基底沉渣厚度测量施工技术

钻孔灌注桩基底沉渣厚度测量施工技术
摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对钻孔灌注桩技术的应用也越来
越广泛。

灌注桩施工过程中产生的桩底沉渣会降低桩侧摩阻力和桩底端阻力，是
影响钻孔灌注桩桩基质量的重要因素之一，基于钻孔灌注桩沉渣问题对桩基承载
力的危害性，对沉渣厚度精准检测属于灌注桩施工中的重要环节。

本文首先分析
钻孔灌注桩工艺流程，其次探讨钻孔灌注桩基底沉渣厚度测量施工技术，对钻孔
灌注桩沉渣检测技术的发展进行总结和展望。

关键词：深基础；钻孔灌注桩；沉渣；厚度测量
引言
我国对于基础工程建设投入的力度不断加强，钻孔灌注桩技术在不同类型的
工程中得到广泛的应用。

主要是由于这种施工技术的施工速度，承载力以及质量
等方面都具有一定的优势。

由于建筑基础结构所用到的灌注桩的数量比较多，是
一笔不小的投入，其施工质量直接影响到工程建设的总体质量。

在实际的施工中，施工工艺和施工技术都受到严重的限制，很容易出现孔底清理不彻底的现象，桩
底的沉渣会直接影响到状体的承载力。

进而造成严重的经济损失，因此，对其进
行研究具有一定的现实意义。

1工艺流程
首先完成测量的准备工作，平整场地。

各种相关材料应该准备到位。

开工前
召开现场技术交底会，使所有参与测量的施工人员明确具体技术要求。

钻孔灌注
桩基底沉渣厚度测量装置，包括测绳，其上设有刻度，刻度精度为0.1mm。

还包
括吊环、螺旋杆身、测板和测针。

吊环为圆形连接环。

吊环连接在测绳的底部。

螺旋杆身连接在吊环的底部，螺旋杆身上设有外螺纹。

支撑架的顶部连接有调节环，调节环与螺旋杆身螺纹连接。

测板与支撑架和调节环焊接成为整体。

测针连
接在螺旋杆身的底部。

测针的底部呈圆锥形。

测绳的顶部设有转动手柄。

利用上
述钻孔灌注桩基底沉渣厚度测量装置能够准确测量沉渣厚度，具体分两步进行。

先将测针安装在螺旋杆身的底部，拧紧螺旋丝扣帽，下放测绳，直到测针底部接
触孔底，记下测绳的刻度h1。

然后取下测针，装上测板，下放测绳，直到测板的
下表面接触沉渣表面，记录测绳的刻度h2。

如果孔底有沉渣，则测板4测到的是
沉渣顶面的高度。

计算出沉渣厚度h=L0+h1-h2。

2钻孔灌注桩基底沉渣厚度测量施工技术
2.1电容法
根据泥浆和沉渣等介质的电容差异，可利用电容法检测沉渣厚度，电容法测
定仪器由电缆、测头、放大器、激振器构成，测头内部装有电容板和电机装置，
在电机的带动下偏心轮产生横向振动，测头一旦接触沉渣表面，介质电解率发生
变化，根据电容量和电解率的正比关系得出电容发生相应变化。

测头继续往下运动，若测头重量较轻不能继续向下深入时，可利用激振器产生水平振动，让测头
进入更深的部位。

测出的沉渣厚度为实际成孔深度和电容值突然变化时的孔深之差。

2.2气举反循环清孔工艺原理
在应用钻孔灌注桩的时候，空气压缩机是一种不可或缺的重要工具，可以将
压缩的空气输入到风管中，风管的底部有排出混合物气体的阀门。

钻孔的底部会
有悬浮的气体，由于导管内部和外部存在着比重差，这时，孔内存在着三种重要
的物质，包括泥浆、空气、沉渣等等，将这些成分排出孔内，进入到沉渣的接收
篮中，对沉渣进行过滤。

然后泥浆要重新进入到孔内，多次重复进行，最终将沉
渣的厚度控制在标准的范围内。

①气举反循环清孔工艺的实施的首要前提就是要
将管外的泥浆控制在稳定的状态下，同时不断增强气压量，在次过程中，三相流
的比重明显降低。

可见，送往孔内的空气气流量和气举反循环排渣的能力之间存
在着密切的关系。

②在孔内出现严重缺浆的现象时，反循环效果无法形成，所以，保证孔内浆体的容量具有一定的必要性。

某工程采用气举反循环清孔技术的灌注
桩抽芯取样结果可知，持力层与基岩已经紧密连接，桩底基本上不存在沉渣。

2.3取芯法
取芯法是利用钻机设备从桩顶沿垂直方向钻孔，直至桩基持力层，将钻取的芯块取出后根据芯块外表面的沉渣分布情况判定沉渣厚度。

该方法查看沉渣分布状态比较直观，但一定程度上破坏了桩体，属于有损检测。

当钻孔角度产生偏差时，钻机会偏离桩体，所取芯块涉及不到沉渣分布，从而不能对沉渣厚度做出有效判断。

侧钻法在离钻孔一定的范围内进行斜向钻进，钻进轨迹为一条斜线，这样可保证钻机经过沉渣层后进入持力层，由此得到混凝土层、沉渣层、持力层三层分布情况，而且可以减少取芯对桩体结构的破坏，提高了取芯质量，回填灌浆量大大减少。

使用取芯法要注意以下问题：①桩内取出的芯块底部可能受较大扰动，存在应力释放松弛，所取芯块为非原状沉渣土体，与桩底实际沉渣厚度存在差异，所以取芯法只适用于沉渣层分布均匀，芯块完整的情况；②被抽取的桩基必须具有代表性，不能以点盖面盲目判断；③桩体混凝土须养护28ｄ以上，且达到标准强度后才可进行取芯检测。

2.4波的反射与透射
假设测试杆为连续均匀的弹性杆件，研究测试杆顶在激振力作用下弹性杆纵向波动的动态响应．自然状态下，杆顶受激振后将产生向下传播的应力波(即入射波)，在波阻抗差异界面处(测试杆与沉渣交界面处)，部分应力波将反射并向上传播，部分应力波则会透射继续向下传至杆端，在杆端处又会产生反射向上传播．由安装在杆顶的速度计接收初始入射信号及各种反射信号，经数据接收处理装置得到速度时程曲线。

2.5成桩后桩底沉渣检测技术特点概括
现有检测方法中只有取芯法可直观了解沉渣厚度，低应变动测法和声波透射法检测不能对沉渣厚度进行定量判断，若要发展桩底沉渣检测技术，需做到以下几点：（1）规范沉渣定义，建立桩底沉渣检测技术理论。

（2）加强对取芯法的改进，解决应力松弛对沉渣厚度判断的影响。

（3）加强声波法和应力波理论的研究，提高沉渣检测的直观性和可靠度。

3减少沉渣影响的措施
桩底沉渣主要由场地土层、泥浆密度和施工工艺等原因导致。

沉渣厚度对超长灌注桩施工技术与工艺产生影响。

泥浆泵排渣效率影响正循环工艺，从而影响沉渣的处理效果。

另外，正循环工艺采用较大的泥浆密度和较厚泥皮，以增强砂浆悬浮砂砾的能力，这也导致了桩侧摩阻力损失较大。

反循环工艺选用较小泥浆密度，清理沉渣时。

可以根据钻孔深度用泵吸反循环或是气举反循环对沉渣进行清理。

该方法清理效果较为理想，因此单桩的承载能力可以正常发挥。

本文选择的两个试验桩中，S3桩采用的是反循环工艺对沉渣进行清理，处理后桩底沉渣厚度变薄，单桩承载力变大，桩底沉降随之减小。

桩底高压注浆工艺时，利用高压水泥浆对沉渣起物理作用，沉渣强度有所增加，从而消除沉渣的不利影响。

结语
综上所述，随着钻孔灌注桩技术的广泛应用，该测量灌注桩沉渣厚度的方法前景也越来越好。

沉渣检测技术目前分为成孔沉渣检测和桩底沉渣检测，成孔沉渣检测属于施工质量控制。

与现有技术相比，该方法能够准确测量出灌注桩基底沉渣厚度，显著提高施工效率。

使用本方法操作简单方便，节约成本，提高施工效率，保证施工进度，具有极大的创新意义。

目前国内传感器技术发展较好，可结合位移式传感器开发新型检测技术。

参考文献
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