关于正循环钻孔灌注桩施工的几点认识

2016-10-21杨明

装饰装修天地 2016年1期

杨明

摘要：在混凝土灌注桩施工中，正循环钻孔、正循环清孔是常用的施工工艺，适用的土层范围广，应用较多。本文简要分析我单位施工的几根试桩不合格的原因，并对此地质条件下正循环钻孔及清孔工艺的适用性做简要的分析和探讨。

关键词：灌注桩；正循环钻孔；正循环清孔；Q-s曲线

一、工程概况

我单位施工的钻孔桩试桩工程，共6根。A700mm直径3根，入中风化砂岩0.7m，设计承载力特征值3800kN。A 800mm直径3根，入中风化砂岩0.8m，设计承载力特征值4900KN，桩身混凝土强度等级C40，采用正循环钻机成孔，正循环清孔，水下浇筑混凝土工艺。后经基桩检测发现3根基桩承载力不满足设计承载力要求。

二、场地地质条件

根据勘察单位提供的勘察报告（中间资料）场地地质条件概述如下：

第①层-人工填土：灰黄色、灰褐色，主要由粉质粘土回填，呈稍湿～湿、松散～稍密状态，局部为耕植土，含植物根茎，局部含少量碎石。

第②层-粉质粘土：灰褐色，呈湿、软塑状态，切面稍光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等，局部夹薄层可塑状粉质粘土。

第③层-淤泥质粉质粘土：灰色、灰褐色，呈很湿，流塑状态，局部呈软塑状态，稍有光泽，摇震反应弱，干强度较低，韧性较低，局部夹薄层软塑状粉质粘土，局部夹薄层状粉土、粉砂。

第④层-粉质粘土：灰褐色、灰黄色，呈湿、可塑状态，切面稍光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等，局部夹薄层硬塑状粉质粘土，局部夹薄层状粉土。

第⑤层-粉质粘土：灰黄色、黄褐色，呈稍湿、硬塑状态，切面稍光滑，摇振反应无，干强度高，韧性高，局部层底含少量砂石，局部夹薄层可塑状粉质粘土，局部夹薄层状粉土。

第⑥层-强风化砂岩：灰黄色、灰褐色，母岩成份强烈风化，颗粒矿物成分主要是石英、长石、方解石，砂质胶结，胶结松散，手易掰碎，岩体节理、裂隙发育，岩体破碎，岩芯主要呈砂状，局部呈块状、柱状，风化程度不均匀，局部夹中风化块石，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

第⑦层-中风化砂岩：灰白色、青灰色、红褐色，局部有硅化现象，柱状及块状结构，层状构造，颗粒矿物成分主要是石英、长石、方解石，砂质胶结，胶结较好。该层岩石主要属较软岩，局部为软岩、较硬岩，岩芯呈柱状，少量呈碎块状，岩体节理、裂隙较发育，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级，母岩成份风化程度中等。

勘察报告（中间资料）桩基设计参数如下表：

桩基设计参数如下表

[層号＼&岩土名称＼&泥浆护壁钻孔灌注桩＼&＼&＼&qsik＼&深度（m）qpk（KPa）＼&＼&＼&（KPa）＼&15≤l<30＼&30≤l＼&②＼&粉质粘土＼&38＼&＼&＼&③＼&淤泥质粉质粘土＼&26＼&＼&＼&④＼&粉质粘土＼&68＼&＼&＼&⑤＼&粉质粘土＼&84＼&＼&＼&⑥＼&强风化砂岩＼&160＼&1800＼&⑥-1＼&中风化砂岩＼&800＼&9000＼&⑦＼&中风化砂岩＼&900＼&11000＼&]

三、不合格灌注桩描述及分析

S3#试桩，桩径800mm，桩身混凝土等级C40，设计桩长34.0m，实际桩长34.9m，设计极限承载力9800KN。根据静载Q-s曲线加载至3920kN时，陡降14.33mm，单级沉降量超过上一级5倍，超出规范要求，判定不符合，继续加载至第五级累计沉降53.15mm。

根据勘察报告提供试桩设计参数，参考桩基技术规范公式，计算侧阻力=5063kN。根据计算结果推测如果勘察提供参数准确的情况下，桩身应力应该没有传到桩底。结合取芯报告，19.23米发现有30cm无混凝土芯样，且芯样下端头夹有水泥土，判定19.23处出现断桩。

S3桩4月17日晚8点开孔，终孔时间4月20日下午4点，4月21日0点第一车混凝土到现场，0点30分开始浇筑，1点30分第二车混凝土到现场浇筑，2点混凝土补充浇筑完成。结合我项目管理人员回忆，此桩原因在于浇筑混凝土时操作工人将导管拔出混凝土面所致。

S2#试桩，桩径800mm，桩身混凝土等级C40，设计桩长33.0m，实际桩长32.8m，设计极限承载力9800KN。根据静载曲线加载至5880KN沉降量达到46.42mm，超出规范要求，加载至第六级累计沉降67.89mm，继续加载至第七级91.78mm，停止检测。

根据勘察提供试桩设计参数，参考桩基技术规范公式，计算侧阻力=5583kn。根据计算结果推测如果勘察提供设计参数准确的情况下，桩身应力应该传到桩底但是没有发挥。结合取芯报告，27米～27.7米偏出桩身取出泥土，27.7米～29米取出土与石子，29米～29.9取出土、碎石、混凝土块；29.9～33.9取出岩层样。判定此桩桩底出现问题，可能桩底出现塌孔或沉渣较厚。

S2#试桩4月21日11点18分开钻，4月24日早晨6点进入岩层，终孔时间2015年4月25日上午9点，终孔深度32.8米， 11点10分第一次清孔清孔完成，14点下放钢筋笼、导管完成，二次清孔下午3点40分完成，4月25日下午3点40分第一车混凝土灌注，4点30分第二车混凝土灌注，5点30分混凝土补充浇筑完成。结合我项目管理人员回忆，此根桩原因在于二清结束至浇筑混凝土前出现孔底塌孔或者沉渣过厚。

S6#试桩桩，径700mm，桩身混凝土等级C40，设计桩长35.0m，实际桩长36.6m，设计极限承载力7600KN。根据静载曲线加载至5880KN沉降量达到46.42mm，超出规范要求，加载至第六级累计沉降67.89mm，继续加载至第七级91.78mm，停止检测。

四、分析

建设单位针对上述不合格桩进行了取芯、小应变等检测并组织召开专家论证会。我单位仔细查阅了所有灌注桩的施工记录，结合勘察报告，图纸及专家意见，经计算分析发现：

1、试桩设计根据勘察报告中间资料设计，勘察中间报告与取芯单位所给出的地层划分和风化岩层桩基设计参数出入较大。

2、设计单位试桩承载力以桩身混凝土强度控制，对桩底沉渣要求较高。

根据上述分析在采用正循环钻机施工软塑～流塑状土层较厚的端承桩时，提出几点建议：

1、施工前现场技术员应根据勘察报告和设计图纸计算基桩承载力，如果计算的结果和设计承载力相差不多，应严格控制成孔质量，保证孔底沉渣在5cm以内。

2、现场应配置泥浆指标测量仪器，严格按设计和规范要求控制泥浆指标，防止出现缩颈、塌孔、沉渣过厚等问题。

3、缩短一次清孔结束至混凝土灌注间隔时间，水下混凝土灌注严格按照规范要求，保证初灌量，设置隔水栓。

4、采用回旋钻成孔进尺较慢，施工过程中应加强对机台操作人员的监督管理，防止将钻头悬空不按规程钻进成孔。

5、重视二次清孔，严格按照操作规程测试孔底0.5m内泥浆指标。

6、此种地层建议采用正循环成孔反循环清孔工艺。