超深钻孔灌注桩施工要点

罗浩方 李 翔 李永康

(1.湖北清能投资发展集团有限公司，湖北 武汉 430070；2.湖北文理学院，湖北 襄阳 441053； 3.咸宁雷霆智能汽车有限公司，湖北 咸宁 437000)

1 概述

随着社会经济的高速发展和城市的更新升级，越来越多的桥梁、城市高架、高层建筑拔地而起，由于钻孔灌注桩的高承载力、广适应性等特点，也将越来越多地应用于各类桥梁、市政、民用建筑工程中，并且桩的尺寸也会愈发的深与大。在钻孔灌注桩被广泛应用于不同工程中的同时，由于钻孔灌注桩施工工艺的复杂性、受工程地质条件影响较大、工程隐蔽性强等原因，钻孔灌注桩在施工过程中难免会出现一些问题，而超深桩较一般钻孔灌注桩更容易出现质量问题。

2 超深桩施工可能出现的问题

根据以往施工经验超深钻孔灌注桩在施工过程中，除去施工工艺、工程地质条件等因素外而导致的问题主要有桩底沉渣过厚、桩身夹泥、断桩、堵管、开启料斗封闭阀混凝土未能下落等。

1)桩底沉渣过厚。桩底沉渣是采用钻孔灌注桩在完成成孔后残留钻渣、泥浆沉淀、桩孔壁塌落等因素产生沉渣，并且在成孔后第一次清孔和下完钢筋笼后二次清孔未完全清干净产生的。在《建筑桩基技术规范》[1]中规定钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：a.对端承型桩不应大于50 mm；b.对摩擦型桩不应大于100 mm；c.对抗拔、抗水平力桩不应大于200 mm。存在较厚沉渣的工程桩将严重影响单桩极限承载力[2]，特别是端承桩和端承摩擦桩，危害上部结构的安全。

2)桩身夹泥。桩身夹泥是采用泥浆护壁工艺的钻孔灌注桩在浇灌混凝土过程中泥浆未全部压出混凝土面，而使泥浆包裹在混凝土中，待混凝土完成凝固后泥浆成为桩的一部分。夹泥将影响桩身的完整性，使得单桩竖向承载力小于设计者，影响桩身质量。

3)断桩。断桩是由于初灌时导管埋深不够、拆卸导管时计算测量不准确将导管拔出混凝土面、混凝土离析不能形成高强度合格桩身等原因产生的。断桩与桩身夹泥的产生有相似之处，都是在浇灌过程中泥浆未全部冲出孔外产生的，不同的是桩身夹泥是桩身混凝土包裹的一小部分泥浆，而断桩是泥浆或不成型混凝土将工程桩完全分断成两节甚至数节。在《建筑桩基技术规范》中规定断桩是桩身存在严重缺陷，属于Ⅳ类桩，需作补强措施[2]，甚至作补桩处理。

4)堵管。采用水下混凝土浇筑时，需采用导管进行浇筑，在浇筑过程中时常会发生导管内混凝土堵塞，无法继续进行混凝土浇筑。出现堵管有几种原因：a.混凝土和易性差、离析、骨料粒径过大等质量问题造成堵管；b.混凝土浇筑不连续，使得混凝土在导管中发生初凝而造成堵管；c.未及时拆卸导管，导管埋入混凝土面过深。

5)开启料斗封闭阀混凝土未能下落。在混凝土浇筑过程中有时会出现开启料斗封闭阀混凝土未能下落，这种事故主要是由于未完成对导管的泄压，特别是在超深桩浇灌中，完成清孔后导管内外还存在较大压力差，或是由于桩底沉渣未清干净，料斗太小首灌混凝土量不足以将桩底沉渣压上来。如此需将料斗拆下，重新泄压或更换料斗再浇灌混凝土，将会造成夹泥等桩身质量问题。

3 超深桩施工要点

针对以上因非施工工艺、地质情况、机械等原因造成的超深钻孔灌注桩质量问题，给出以下几点可以通过人工控制来降低或避免超深钻孔灌注桩施工质量问题的发生。

1)检查导管长度。检查导管深度是在开始浇灌混凝土前进行，在《建筑桩基技术规范》规定导管底部至孔底的距离宜为300 mm～500 mm，这样是为了保证混凝土能将桩底沉渣压出，保证成桩质量。这就要求管理人员严格按照程序进行质量检查，检查导管深度，常用检查方法是在下导管过程中数一下导管节数，再乘以单节导管长度就可以得到导管长度，再与终孔深度比较即可得出导管底部至孔底距离；另一种方法是在安装料斗前让悬吊导管的吊装设备将导管放至孔底(钢丝绳处于松懈状态即可判定放至孔底)，测量导管顶部至泥浆面距离，即为导管底部至孔底距离。第二种方法较为快速便捷，故在工程中应用较多。

2)浇灌混凝土前完成对导管泄压。在完成二次清孔后，要对导管进行泄压。水下灌注桩一般采用正循环进行清孔，超深桩在清孔过程中需要更大压力进行清孔，这将在导管内与导管外的泥浆形成较大的压力差，在安装料斗之前需要将此部分压力卸载掉，否则在开始浇筑过程中首斗混凝土可能不会下落。工程实践中泄压的方法是将导管顶部放至与泥浆面齐平，使导管内泥浆自然喷出，反复提放多次直至导管内外压力一致。

3)放置隔水栓。在混凝土浇灌之前应使用隔水性良好，并能顺利排出的隔水栓，如球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土。隔水栓的作用是将泥浆和混凝土隔离,以确保灌注的混凝土能将孔底沉淤冲击泛起，防止泥浆和混凝土混合后离析，产生堵管和桩身夹泥等桩身质量事故。

4)混凝土浇灌连续施工，保证混凝土供应量。灌注水下混凝土必须连续施工，混凝土应有足够的储备量，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制。同时混凝土初灌量也要控制好，混凝土初灌量应保证埋管深度2 m以上，即π×R2×2(R为桩身半径)。这样能保证有较大混凝土冲击力将桩底沉渣冲出孔外，使桩底沉渣厚度符合要求和防止桩身产生夹泥。

5)严格监控混凝土灌注面变化情况。混凝土浇灌过程中应勤量混凝土灌注面高度和勤拆导管，导管埋入混凝土深度宜为2 m～6 m。严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，导管埋入混凝土深度过少容易将混凝土与泥浆混合产生夹泥甚至断桩；导管埋入混凝土深度过多不利于灌注的流畅性，容易堵塞导管或者将导管埋入混凝土拔不出来。

4 结语

根据超深钻孔灌注桩施工过程中，指出了可能出现的质量问题并分析了产生质量问题的原因，提出了超深钻孔灌注桩施工要点，得出以下结论：1)在钻孔灌注桩施工过程中，特别是超深钻孔灌注桩施工过程中容易出现沉渣过厚、夹泥、断桩、堵管、开启料斗封闭阀混凝土未能下落等质量问题。2)在超深钻孔灌注桩施工过程中应该在混凝土浇灌前检查导管埋深、对导管进行泄压、放置隔水栓、浇灌连续施工、保证混凝土供应量、严格监控混凝土灌注面变化情况，以保证成桩质量。3)加强项目管理，对管理人员、施工人员进行技术交底，严格对成桩每道工序的检查与验收。