超长钻孔桩施工中主要指标控制

超长钻孔桩施工中主要指标控制
论文导读：济南黄河大桥钻孔灌注桩超过100m，最长140m，属于超
长钻孔桩，本文结合现场的施工情况，分析了成孔和成桩施工中具有较高
要求的控制指标，对其相互影响进行了研究，提出了相应的质量控制措施，希望对同类工程的施工具有借鉴作用。

关键词：超长桩，主要指标，控制1工程简介
青银高速济南黄河大桥是国道主干线青岛-银川公路跨越黄河的一座
特大桥，同时也是京沪高速公路复线的关键工程之一。

桥梁全长
4473.04m，基础形式为钻孔桩，其中跨大堤桥67#、68#钻孔桩为群桩基础，桩长分别为126和132m，为目前国内同类工程最深桩。

2主要控制指标
2.1成孔
表1：成孔主要指标
项目平面位置孔径某垂直度某沉碴厚度指标偏位5cm（规范10cm）不
小于设计值1/100（设计值）30cm（规范值）
2.2清孔后泥浆指标：
表2：清孔后主要指标
项目比重粘度某含砂率某胶体率指标1.03～1.12(规范1.03～
1.0)17～20＜1%＞98%
2.3某成桩要求：超声波检测及钻芯取样要求合格。

注：带某者为关键且较难控制指标
3问题分析及控制措施
一般指标易于控制，且在施工过程中容易发现，可以及时纠正。

本文
结合工程实际，就关键控制指标分别进行阐述，分析引起控制指标偏离的
原因和处理措施。

3.1垂直度:
垂直度控制是超长钻孔桩成孔质量的关键指标，也是钻孔施工中需解
决的最大难题。

3.1.1根据施工过程分析，影响垂直度的原因有：
3.1.1.1钻杆自身刚度底，杆壁薄、重量轻，钻进中挠度过大，钻头
自由摆幅过大引起孔斜。

3.1.1.2护筒埋设不牢靠，自身变形较大。

3.1.1.3钻杆自身弯曲，造成钻头摆幅过大形成斜孔。

3.1.1.4钻机底座位移或不均匀沉降，使得钻杆未保持铅直状态。

3.1.2针对以上原因，可以采取如下处理和预防措施：
3.1.2.1钻前控制
⑴护筒埋设：根据地表地质情况选择合适的护筒长度；通过桩位放样，在护筒四周设置固定护桩，用以随时检校。

⑵钻机就位：硬化场地，固定钻机，防止钻机作业时位移或不均匀沉降；严格控制钻尖、转盘中心、钻机动力头或机架滑轮中心与桩中心重合；以精密水准仪控制钻架水平，并在钻进中采用水平尺随时检校。

3.1.2.2钻进中控制
⑴钻杆使用前检查杆体和法兰，变形的钻杆进行修复或淘汰。

⑵坚持全程减压钻进，使钻杆保持垂直自由状态。

⑶通过接换钻杆工序，对孔斜进行检测。

按照终孔1/300的要求，推
算不同孔深的垂直度指标并进行监控。

如孔深140m，则在35m时孔斜的
标准应该控制在1/1200。

3.2泥浆问题:
泥浆是桩基施工自始至终的难题，对超长钻孔桩更是如此，泥浆控制
不好，极易引起坍孔、缩径等现象。

为保证钻进和灌注前的泥浆指标，施
工中采取如下措施进行控制：
⑴开孔前试配、调制优质泥浆，采用粘土、膨润土、PHP、CMC及火
碱配置泥浆。

⑵砂层适当增加泥浆比重和粘度，提高携碴能力。

对泥浆比重和粘度
的控制，应综合分析利弊，并结合现场实际适当调整，即要满足正常钻进
和灌注需要，又不因此产生负面影响。

⑶在钻进中按照不同地层采用不同的泥浆指标，一般在大段地层一致。

3.3沉碴问题:
沉碴问题和泥浆各项指标息息相关的，按照规范要求的指标，采用一
般的正循环很难达到。

在超长桩施工中，主要采用了如下措施：
3.1.1在钻进中，采用正循环开孔（20m范围），反循环钻进。

在终
孔前10m范围，根据地层为粘土层的特点，提前进行换浆，这样既保证了
钻进的速度，又能节约清孔时间。

3.1.2钻进中气举反循环清孔。

科技论文。

由于孔深，正循环清孔时
可以将孔内泥浆扰动，但由于泥浆比重过小，不便于钻碴排出，比重过大，影响钻进速度和灌注前清孔。

科技论文。

采用气举反循环利用高压空气在
钻尖形成的负压，将钻头切削的土体及时排出孔外，孔内泥浆始终保持不
因钻进而额外增加沉淀。

3.1.3气举反循环二次清孔，这是减小沉淀的最有效和直接的方法，
一般在30min内即可完成。

3.4成桩质量控制:
成桩质量决定于成孔质量和灌注混凝土质量，而成孔质量又是决定灌
注混凝土过程是否顺利的先决条件。

一般来说，成桩质量控制主要在于预
防缩径、坍孔和夹泥断桩等质量缺陷。

3.4.1成孔阶段控制：
3.4.1.1在开孔阶段采用空钻或低档慢速钻进，使孔口部位有坚固的
泥皮护壁，防止孔口或护筒底坍塌。

3.4.1.2保证孔内必须的水头压力，派专人监控并及时补浆。

3.4.1.3缩短成孔提钻至灌注的时间间隔。

3.4.2灌注过程控制
3.4.2.1对导管进行切实有效的水密性能试验和接头抗拉检算，对导
管内壁、接头、外观进行仔细排查，防止因导管缺陷造成的灌注事故。

3.4.2.2控制导管埋深。

不拘泥于规范规定值，要根据导管强度计算
结果，按照最不利情况，确定合适的导管埋深。

本项目钻孔桩导管采用
=10mm无缝钢管制作，埋深10～12m。

3.4.2.3合理确定不同部位灌注速度，在笼底、孔壁突变等处控制灌
注速度。

3.4.3混凝土质量要求
混凝土在灌注过程中，存在的主要问题是按照同一配合比拌制的混凝
土塌落度偏差过大。

在灌注过程中，由于塌落度不一致，也可能造成混凝
土上升速度不一致，从而造成混凝土表面沉淀不均，产生夹沙裹泥。

为保证混凝土质量，首先对拌和设备进行标定检修，确保处于正常工
作状态。

在拌和混凝土时，对骨料含水量精确测量，提供可行的施工配合比。

采用双掺技术，延长混凝土初凝时间，增加混凝土物料胶体率，改善
其工作性能。

4结语
济南黄河大桥48根超长钻孔桩，通过上述措施，有效地控制了成孔、成桩的各项指标，顺利完成了施工任务。

经过山东铁正试验检测中心超声
波检测，山东交通科学研究所复测，并通过钻芯取样，所有钻孔桩均满足
了检测指标要求，评定为Ⅰ类优良桩。

笔者认为，以上措施只是超长钻孔
桩施工控制的必要条件，在现场施工中，还应对人员、机械设备、材料等
进行宏观、全面地控制和调节，才能有效地控制好各工序指标，从而保证
工程质量。