软弱地质条件下二次导管灌注施工技术

软弱地质条件下二次导管灌注施工技术
摘要：针对沿海地区淤泥地质、溶洞发育的条件下，灌注桩施工时成孔困难，
常规泥浆护臂效果不理想，操作困难，受溶洞影响，混凝土灌注后液面下陷，易
出现短桩，本文对此地质条件的灌注桩施工进行研究，提出了超长护筒成孔，二
次导管灌注的施工技术，有效解决了沿海软弱地质条件下成孔困难、易塌孔、短
桩等质量缺陷。

关键词：软弱地质；钻孔灌注桩；超长护筒；二次灌注
1、前言
伴随着目前城镇化的快速发展，建筑用地紧缺，较多的建筑行业开始向城镇
周围扩展，沿海地区即面临着淤泥地质、溶洞地质等，地下条件不可预见。

当多
淤泥多溶洞的填海地基上进行桩基施工时，成孔困难，易塌孔，由于溶洞的存在，地下水丰富，常规泥浆护臂在此地质较难操作。

受溶洞的影响，浇筑混凝土后经
常会出现混凝土液面下陷的情况，造成短桩。

本项目提出超长护筒、二次灌注施
工工艺，利用超长护筒施工工艺，可有效保证淤泥层及溶洞层的成孔质量，降低
塌孔率。

灌注桩遇有溶洞，拔出护筒后混凝土液面下陷，采取特制导管进行二次
灌注，保证了灌注桩的桩身质量，避免了“短桩”的出现。

2、超长护筒二次灌注施工流程
图2-1工艺流程图
Fig.2-1 Process flow chart
3、超长护筒埋设
超长护筒埋设采取分节埋设方式，利用旋挖钻机分节钻孔，每节长度宜控制在4~5m。

长
度4m以内的钢护筒，采用厚4—6mm的钢板制作，长度大于4m的钢护筒，采用厚6～
8mm钢板制作。

具体埋设方法如下所示：
3.1采用十字交叉法定位，校正护筒。

以桩位为中心，以大于桩径20cm为直径，划一圆
作边界，利用旋挖钻机选择大直径钻头钻孔至一定深度。

用吊车配合钻机安装护筒，筒口应
高出硬地坪10cm。

3.2首节护筒埋设完毕后，利用旋挖钻机继续钻孔至一定深度，埋设下节护筒，直至穿越
碱渣层及淤泥质层，满足孔壁稳定要求。

上下节护筒用同一直径规格，中间采用焊接的形式。

3.3周边素土填实，稳固周正。

护筒中心线与桩位中心允许偏差不大于20mm。

4、成孔与清孔
4.1确保清孔彻底、充分
清孔的目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。

因此，必须确保清孔彻底、充分。

4.2清孔工艺
图4-1清孔工艺流程图
Fig.4-1 Hole cleaning process
4.3沉渣厚度测定
沉渣厚度测量必须使用正确的测量方法，测量方法不当，造成沉渣厚度误判，就不能对
沉渣厚度进行有效控制，要准确测量孔底沉渣厚度，首先需准确测量桩的终孔深度，桩的终
孔深度应采用钢测绳的方法测定，钢测绳长度应采用标准的卷尺进行复核。

沉渣厚度=终孔深度-清孔后深度，清孔直至沉渣厚度满足规范要求。

图7-1二次灌注原理示意图
Fig.7-1 Schematic diagram of the two perfusion principle
4.4清孔方法
当钻孔至设计深度后，先进行孔深测量，再利用专用的捞渣钻斗清理孔内的沉渣，减少
孔底沉渣，节省二次清孔时间。

在测得孔底沉渣厚度小于50mm时，及时抓紧时间吊放钢筋笼。

5、桩身一次混凝土灌注
5.1导管埋入混凝土面的深度
水下混凝土灌注过程中，导管应始终埋在混凝土中，严禁将导管提出混凝土面。

埋入深
度除按规范执行外，还应观察孔口返浆情况，如果孔口不能自动返浆，说明导管已埋入太深，应适当拔除导管。

5.2导管捣插方法
拔管时，用上拔1m，下插0.5m的方法逐渐升降导管捣插混凝土，使桩身混凝土密实和
桩周混凝土饱满。

5.3防止钢筋笼上浮
混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应控制在2～3m内，并降低混凝
土灌注速度。

待混凝土面进入钢筋笼1～2m后，可适当提升导管。

导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩挂钢筋笼。

6、超长护筒及导管拔除
在桩身混凝土一次灌注完毕后，用吊车将导管及超长护筒缓慢拔出。

如图5.2.9-1超长护
筒拔除示意图所示。

卸导管前，应用重锤测绳量混凝土面位置，并根据混凝土灌注量计算复核无误后，方可
卸管。

混凝土面位置大于40米时，每次宜卸一节
超长护筒中间采用焊接方式连接，拔除时整体拉出即可。

7、桩身二次混凝土灌注
7.1二次导管灌注
在拔出护筒后，用吊车安装特制导管，在导管前端安装特制单向出浆头。

保证当导管插
入时，可穿透上部浮渣层，且不会将泥渣带入桩身混凝土中，将导管插入桩混凝土表面以下
2~3m开始二次导管注浆。

7.2桩顶处理
当混凝土灌注达到设计桩顶标高时，应继续灌注一定的超灌高度，赶出浮浆，以保证设
计桩顶标高以下的混凝土质量符合设计要求。

水下混凝土灌注完毕后，回填密实空孔部分，
恢复硬地坪。

8、结语
利用超长护筒和二次导管的灌注施工工艺，成功解决了多淤泥、多溶洞复杂地质条件灌
注桩混凝土灌注标高的控制。

摒弃传统泥浆护臂成孔所需的泥浆池，解决了泥浆现场污染问题，有利于环境保护。

与传统一次灌注工艺相比较，混凝土充盈系数得到有效控制，超长桩
的工程造价显著降低。

参考文献：
[1]宫振堂，姜大鹏.浅谈桥梁工程钻孔桩施工[J].黑龙江交通科技.2004.27（2）：50-51
[2]何振华，王学甫复杂地质条件下钻孔桩施工方法的探讨[J].铁道建筑.2001.10
[3]张建红钻孔桩施工中出现的问题及处理措施. 山西建筑.2009.35（7）：126-127
[4]蔡明雷浅谈旋挖钻机在钻孔桩施工中的应用.黑龙江交通科技.2003.26（9）：22-22
作者简介：
艾晓东，中建三局集团有限公司，项目总工程师，中级工程师。