微型钻孔灌注桩

微型钻孔灌注桩在地基工程中的应用

【摘要】本文通过工程实例，介绍φ400的钻孔灌注桩在地基工程中的应用。该桩型采用勘察钻机成孔，具有成孔快、轻便灵活、造价低等优点。

【关键词】微型钻孔灌注桩；工程；应用

1 工程概况

汉口客整所增建动车应用检修设施应急工程位于湖北省武汉市

汉口客整所内。拟建建筑物动车组检查棚为一层弧形门式钢架结构，总长498米，跨度16米，柱距9.0米，柱顶高度8.5米，两边柱均设两层动车检修平台。检查棚跨两股火车股道，两股道在棚内设动车检查地沟。该工程为铁道部重点工程之一，工期紧，施工条件复杂。

2 场地地质概况

根据地质勘察资料，该工程地处江汉平原长江一级阶地，地形平坦开阔，场地上部以淤泥质土为主，工程性质差。上层滞水主要赋存于人工填土及第四系冲积粘性土中，主要受大气降水及地表水补给，地下水位随季节变化，地下水埋深约0.5～6米深。具体地层分布如下：

2.1 人工填土:成分为粘性土、碎石、建筑垃圾，杂色，结构松散，厚0～3m。

2.2 粘土夹淤泥质粘土透境体，褐黄色间灰褐色，软塑，平均厚

8m。

2.3 淤泥质粉质粘土，往下渐变为淤泥质粉土，夹薄层粉砂，灰褐色，流塑，厚8~18m，平均厚约12m。

2.4 细砂，往下渐变为粗砂、砾砂，局部具粘性土透境体，灰绿色，中密饱和，厚16~30m，平均厚25m；

2.5 基岩，侏罗系（j）泥岩，灰绿、全风化，厚大于10m。

3 方案选择

本工程淤泥层20米左右，设计桩端持力层为细砂层。根据工程地质实际情况，地基处理勘察报告提出了三种地基方案：第一种采用钻孔灌注桩。第二种采用人工挖孔桩。第三种采用搅拌桩、cfg 等地基加固措施。以上三种方案存在的问题：（1）客整所位于京九线与麻汉联络线之间，进入客整所必须穿过涵洞。因涵洞限高低，钻孔桩机无法穿过涵洞。且检查棚之间两股道地沟已大面积开挖，地沟施工完毕，若采用钻孔桩需将场地回填或架设平台，这样投资太大。（2）客整所处于长江附近，地下水丰富，且持力层为细砂层，容易塌孔，对人身安全无法保证。（3）目前正在施工的铁路工程较多，绝大部分的搅拌桩、cfg桩设备被调往合武、武广等铁路路基工程。

根据该工程为钢结构，单桩承载力较低的特点，并结合武汉地区现有的施工条件，设计采用微型钻孔桩的方案。该桩桩机可大量调用，占地小、轻便灵活、成孔快。

4 方案设计

4.1微型钻孔灌注桩采用勘察钻机成孔。采用直径400mm的锥形钻头钻孔。成孔直径不小于400mm。选择细砂层为持力层，设计有效桩长约20m。根据本工程地质勘察报告，按《建筑桩基技术规范》jgj94-94（

5.2.8条），即公式（1）计算桩的竖向极限承载力标准值:

quk=qsk+qpk=u∑qsikli+qpkap

quk=3.14x0.4x18x20+3.14x0.2x0.2x1200

=527.52kn

考虑到该工程地下水丰富，单桩的极限承载力特征值取150kn。柱底反力设计值为300kn，柱底弯矩设计值为220knm。单桩桩顶竖向力为：

qik=(fk+gk)/n±mxkyi /∑yi2±mykxi /∑xi2

=(300+211)/4+220x1.15/(4x1.15x1.15)＝176 kn＜

150x1.25=187.5kn，

满足设计要求。

承台下桩布置图如下图所示，总桩数512根。

4.2 成孔工艺按先后顺序依次为：勘察钻机成孔－清孔－下钢筋笼及注浆管－投瓜米石－二次清孔－注浆成桩。

4.3 设计桩身混凝土强度为c25，注浆水泥浆水灰比为0.45，注浆压力为0.3－0.5mpa。碎石粒径必须控制在5－25mm，材料均应

检验合格后方可使用。

4.4 设计钢筋笼长12.0m，其中注浆管可代替一根主筋），钢筋笼直径为300mm，纵向主筋采用6 12。

4.5 设计混凝土充盈系数应≥1.15，当为软弱土层时，应为1.3。

5 注意事项

5.1钻孔时，应根据孔深、地质情况合理选择钻速和钻压。靠近涵洞边及既有房屋基础时，钻孔难度加大，个别桩需采取特别措施，保证顺利完成钻孔。

5.2 孔底沉渣直接影响到工程质量，如果沉渣过大，势必在桩加载时发生大量沉降，同时使桩承载力失效。本工程桩在软土层上，所以清孔特别重要，必须两次清孔，保证孔底沉渣≤150mm，才能保证桩的承载力达到要求。

5.3 钢筋笼吊装时，严禁碰撞、挤压，下放时应平稳、缓慢进行，不可强压、硬拉，以免挂伤孔壁而引起塌孔，还应调整好笼子在孔中位置及标高。

5.4 为保证灌注桩工程施工的连续性，确保工程质量，使用高压往复式柱塞泵注浆。可选用bw－200，最大泵力为4 mpa，最大流量12m3/h，或bw－150泥浆泵，粘度大的水泥浆（滴流状态）。注浆量通过电脑流量计计量。

5.5 注浆以水泥原浆漫出孔口大于2分钟为宜。注浆水泥浆水灰比为0.45，注浆压力为0.3－0.5mpa。桩身注浆质量以设计注浆量

与压力值双控。

6 执行标准及验收标准

6.1 桩径允许偏差：＋50mm-20mm（负值指个别断面）。

6.2垂直允许偏差：1％

6.3 桩位允许偏差：单桩和群桩基础边桩的偏差应小于70mm 6.4 钢筋笼长度偏差不大于20mm,笼径不大于20mm，加密区按设计要求不大于10mm

7 桩检测与建筑物的沉降观测

微型钻孔灌注桩施工完毕后按设计和规范要求进行复合地基承载力试验。本工程选取6根进行静载试验，微型钻孔桩全部做低应变动测试验。检测结果均符合设计和规范要求。

8 结语

尽管微型钻孔桩很少在工程中使用，且在施工中还有些问题要解决，但其采用勘察钻机成孔，钻机可大量调用，施工时独立性强，可大面积施工，而且该桩型具有造价低、轻便灵活等优点，对于工期紧迫、场地小的工程比较适用。

参考文献

[1] gb50007-2002:《建筑地基基础设计规范》

[2] jgj79-2002:《建筑地基处理技术规范》

[3]jgj94-2008:《建筑桩基技术规范》