钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的应用要点

钻孔灌注桩在建筑软土地基处理中的应用要点

摘要：大直径桩钻孔灌注桩是当前软基地区高大建筑物或构筑物建设的重要施

工工艺。通过对软土地基影响大直径钻孔灌注桩质量的因素分析，分别从护筒埋设、桩基成孔、泥浆的调配和使用等方面对大直径钻孔灌注桩施工质量的过程控

制措施作了深入的探讨。

关键词：软土地基大直径钻孔灌注桩施工质量

目前，在软土地区高大建筑物或构筑物的建设中，大直径桩钻孔灌注桩由于

其较高的单桩承载力得到了广泛应用。但在实际操作过程中，由于地质环境恶劣，土体特性如土层物理力学指标等存在较大差异，以及施工工艺等因素的影响，深

厚软基区的基桩成孔质量仍需在成孔、灌注阶段加强控制，否则，处置失当的施

工工艺极易导致桩位偏位、缩径、坍孔等问题的出现。因此，加强桩位区域地层

勘查，采用科学、恰当的施工参数与施工工艺，对于桩基施工的顺利进行尤为重要，本文即联系工程实际，就上述问题作一些简单探讨。

1 软土地基对大直径钻孔灌注桩质量的影响

实践操作及检测均显示，软基钻孔灌注桩的病害频率远高于常规地区非软土

地基，要预防软土地基异常桩的出现，首要的问题是把握好钻孔灌注桩质量在软

基地质环境下时可能受到的各方面影响，降低软基区段Ⅱ、Ⅲ类桩的出现几率。

影响因素主要包括：

①成孔时软土层的护壁效果，包括泥浆品质、稠度，钻机类型及钻进速度等；

②软土层厚度、层次深度，以及流塑性、压缩性特征强度；③钢筋骨架布置以

全筋、半筋或无筋穿越流塑状态的淤泥质软土层次；④混凝土灌注的工艺控制，如混凝土计量准确性、清孔至灌注的间隔时间、导管埋置深度等。

如上述钻孔灌注桩质量影响因素处于不利状态或未能得到有效控制，灌注桩

极易出现缺陷或病害。

2 软基大直径钻孔灌注桩施工的过程控制措施

2.1 护筒埋设

为增加护筒刚度，防止变形，应选用长度2.5m、直径1.7m、壁厚5mm以上

钢护筒，护筒上下端及中部应于外侧加焊一道加劲肋。由于软基地质条件差，护

筒开挖深度不宜太大，埋设时用粘土回填夯实，采用4根φ20钢管以激振锤压入，施工完毕后再连同护筒一并提起，循环使用。施工时护筒质量须注意以下几点：

护筒垂直度不得超过1%，中心偏差应低于50mm，护筒内径变形超过10cm的应

及时更换。

2.2 桩基成孔的主要技术要点及措施

①钻进成孔应注意控制好桩径、桩孔垂直度，保证泥浆循环通畅、钻进效率，防止出现糊钻。如成孔过程中发生缩径现象，这通常是由于软硬地层过渡段钻进

时冲锤补焊不及时所导致的，作业组应上下反复扫孔来解决该问题。

②钻进技术参数。钻头加直径950mm保径圈，普通矛式钻头改为锥状，增

焊加劲片；钻头线速度14～18m/min，钻压20～40kN，钻速30～60r/min。

③开孔时为防止出现超径现象（桩径过大）导致混凝土用量及成本增加，应采用小压力慢钻速，钻至护筒下方4m处再加速。注意软粘土层钻进时要复钻扫孔；粉细砂层宜采用慢钻速、中等压力，低钻速有助于防止出渣过多并造成扩孔；

有倾斜的软硬土层交接处则应当做好桩孔倾斜的预防措施，要控制进尺，辅以经伟仪以便及时校正钻杆的垂直度，并吊住钻杆使其处于受拉状态。

④成孔时间过长过短都不适宜，宜控制在36～50h内。否则，成孔时间过长,易发生坍孔、孔底沉淤多的情况；时间过短则易发生斜孔，桩径很难得到保证，正循环清孔也很难达到清淤标准。

2.3 泥浆的调配和使用

①在软土地基进行钻孔灌注桩作业，泥浆的比重与粘度控制会直接影响到成孔、成桩的质量。钻孔泥浆材料通常选择膨润土，并以机械、人工相配合的方法进行循环使用，护壁泥浆应选用塑性指数＞20、细小颗粒含量≥50%的粘土造浆，将约钻渣1/3体积的泥浆均匀投放至孔中；护壁泥浆用土量在钻至淤泥层时须增加50%，使足量粘土与钻渣形成粘稠状泥浆，在钻头钢圈的旋抹作用下涂贴于孔壁内侧，由此形成泥浆护壁，起到维护孔壁稳定性的作用。

②废弃泥浆。由于泥浆的循环使用，所携带的钻屑也会逐渐增多，上升至饱和状态后会影响到钻进速度，并导致泥皮疏松，孔壁摩阻降低。因此，当泥浆失去继续携带钻屑能力时，需要及时废弃，其具体标准为泥浆比重＞1.2，失水量＞

0.025L，胶体率＞95%。

③钻进时泥浆的稠度控制。粘土、粉土自造浆能力较强，注射清水即可；砂层中则须投入适量粘土以便增加泥浆稠度，保证足够的侧压力以便维持孔壁的稳定性。同时，泥浆池需定期注入清水并补充纯碱等化学外加剂，使泥浆性能得到有效保持。此外，对于混凝土灌注过程中被顶回的泥浆，由于其结构遭到破坏且带有大量有害元素，为避免其与循环使用的泥浆相混合，作业人员应及时采取措施，将顶回的泥浆排入废浆池，以储罐车运抵指定地点后再作排放。

2.4 清孔

桩基成孔后需要及时清孔，这需要参照桩基施工区域地质情况、设计要求进行确定。如该段地层粉砂层、砂砾层厚度较大，清孔时应首先通过泥浆泵将泥浆压入孔内，当泥浆排出与吸入的颜色相一致时，再用清水压入钻锥。在此过程中作业人员须每隔10min检测一次泥浆性能指标及沉渣厚度，直至满足技术规范要求，确保混凝土灌注前无沉淀。应注意的是，粉砂层钻孔灌注桩清孔时间应尽量控制在2h以内，超过2h仍未满足相应技术标准的，作业组须及时将膨润土、水泥直接加入孔内以增加泥浆比重。清孔完毕后，作业组应及时吊装钢筋笼，考分两节吊入，为防止钢筋骨架出现变形、扭曲现象，可加焊补强钢筋。

2.5 混凝土灌注工艺

由于大直径钻孔灌注桩直径大,桩孔超深，为确保混凝土浇灌质量，作业施工时应尽量做到连续、快速灌注，将每根桩的灌注时间控制在6h内。除要求混凝

土拌合料各项指标满足强度要求外，混凝土还应具备较高的流动、缓凝等特性，可掺入适量的缓凝剂以保证混凝土运输过程中不出现离析现象。

混凝土浇灌过程中，应保持导管插入混凝土的深度≥2.0m，并以此标准确定

导管每次提升的高度及拆除节数。同时，混凝土浇灌时要注意勤提导管的做法，测量、控制好混凝土的上升高度。终灌时由于桩顶部位砂浆多、石子少，并混有泥浆，因此需要采用超灌的方法使浮浆体上升，超过设计桩顶，使顶面标高超过设计标准1.0m左右，柱身施工时再行凿除。

3 结语

深厚软基区域进行钻孔灌注桩施工，由于软土土层特性的影响，成孔相对困难，特别是大直径钻孔灌注桩工艺流程相较于一般灌注桩，工序作业持续时间及