挤扩多支盘钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的控制

赵青海

近几年来，随着科技的发展以及人们对灌注桩认识的不断深入，在传统等截面灌注桩的基础上发展了一种挤扩多支盘灌注桩。所谓挤扩多支盘灌注桩就是在等截面灌注桩桩身伸展出去支盘，该支盘提供了比该段桩身更大的侧阻力，从而大大提高了桩本身的承载力。该施工工艺具有技术简单，施工方便，无挤土、振动、强噪声污染等优点。然而，由于多支盘施工的特殊性，这对孔底沉渣厚度的控制增加了一定的难度，本文结合我公司在济南西客站施工的住宅楼挤扩多支盘灌注桩，对影响孔底沉渣的主要原因、检测方法及控制方法进行分析。

1 孔底沉渣过厚的原因分析

1)清孔方式选择不合理。清孔方法应根据现场具体地质条件、施工工艺方法等合理选用。清孔方法直接影响清孔效果，清孔方法选用不合理，将不能有效清除孔底钻渣和置换孔内泥浆，也就无法控制孔底沉渣层厚度。2)清孔泥浆指标控制不准。清孔过程中采用的泥浆指标(主要是指密度、粘度、含砂率等)不符合要求，或孔内泥浆指标未达到终止清孔标准即结束清孔，也会导致孔底沉渣厚度过大。3)孔壁泥皮掉入孔底。施工机具碰撞孔口或孔壁，导致孔口坍塌或孔壁泥皮剥落，使孔底沉淀物增多。4)清孔结束与混凝土灌注时间间隔太长。清孔结束与混凝土灌注时间间隔过长，造成孔内泥浆中砂粒沉淀，使孔底沉淀物增多。5)清孔时间不够。清孔持续时间不够，不能有效地将孔底钻渣清除干净，或孔内泥浆置换不充分，造成孔底沉渣厚度过大。

2 实际施工中对孔底沉渣控制的方法

2.1 成孔方面的控制

1)根据现场条件和规定要求设置护筒，施工过程中加强对护筒的保护，防止碰撞或振动造成孔口坍塌。2)钻进成孔过程中经常检查泥浆循环情况，泥浆相对密度控制在 1.15～1.25。3)钻进时根据地层情况适当调整钻进参数，控制钻进速度。4)施工过程中保持孔壁任何部位静水压力不小于0.02 MPa，孔内泥浆面应高出地下水位1 m以上。5)上下钻具、钢筋笼和导管安装过程中应尽量避免碰撞孔壁。

2.2 泥浆的指标控制

1)清孔过程泥浆指标。清孔时泥浆密度一般应比钻孔泥浆密度小，但泥浆密度及粘度过小，会影响孔壁的稳定性;采用正循环清孔时，泥浆密度及粘度过小，还会影响泥浆悬浮钻渣的能力，降低清孔效果。清孔过程中泥浆指标控制为:相对密度1.05～1.10;粘度 16 Pa◦s～ 20 Pa◦s;含砂率小于 4%。2)终止清孔泥浆指标。终止清孔泥浆指标一般控制在以下范围:相对密度1.03～1.15;粘度 17 Pa◦s～ 20 Pa◦s;含砂率小于 4%。3)清孔的方式(采用三清孔法)。本工程清孔分三次进行:a.当孔深达到设计要求后进行一次清孔，一清利用钻具进行。待孔口泥浆密度1.15 g/cm3～1.25 g/cm3、漏斗粘度18 s～28 s、孔底沉渣小于100 mm时，经质检员检查验收合格后提钻具下挤扩机进行支盘施工。b.挤扩支盘成型后，提出挤扩机下钻具二次清孔，确保孔内泥浆及挤扩掉块、孔底沉渣符合要求。二次清孔完毕提钻具下钢筋笼、安放导浆管。c.三次清孔利用导浆管进行。钢筋笼在孔内固定完毕，导管全部入孔后，将导管底口提离孔底约0.30 m，采用正循环工艺进行第三次清孔。当泥浆密度在 1.03～1.15、孔底沉渣小于50 mm后，经质检员、现场监理检验合格签字后，进行下道工序(水下混凝土灌注)施工。

3 沉渣厚度的检测

对于泥浆护壁的钻孔灌注桩而言，混凝土灌注前，如果孔底沉渣太厚，不仅会影响桩端承载力的正常发挥，而且也会影响桩侧阻力的正常发挥，从而降低了桩的承载能力。根据《建筑桩基技术规范》规定:孔底沉渣厚度应满足以下要求:端承桩不大于50 mm;抗拔、抗水平力桩不大于200 mm;摩擦桩不大于100 mm。

因为支盘桩是以端承为主的桩，可以按照端承桩的要求进行沉渣厚度的控制，也就是沉渣厚度应控制在50 mm以内。由于目前孔底沉渣厚度的测定方法不够成熟，所以介绍我们施工的具体测定方法——垂球法。

测量孔底沉渣所用的垂球是采用钢质材料做成的小圆柱体。在垂球的上端系上测绳，然后把球沉入孔内的泥浆中，慢慢下放，凭操作人员的手感判断沉渣的顶面位置，感觉垂球到达沉渣顶面时，及时记录所放测绳的长度 HC(包括垂球的高度)，然后，与钻孔深度 HZ比较，两个数值之差ΔH就是沉渣的厚度，ΔH≤50 mm，孔底沉渣厚度满足要求。

值得注意的是，每次测量后必须复合测绳的长度，以消除由于垂球的下坠引起的测绳伸缩，避免产生误差。

4 检测结果

所有桩在混凝土灌注前均进行了沉渣测量，孔底沉渣最大为40 mm，满足有关规范和设计要求，合格率100%。

桩的高、低应变动力检测由济南市工程质量与安全生产监督站检测中心完成;按设计要求，现场随机抽取了39根桩进行了高应变动力检测，检测结果表明单桩竖向抗压承载力满足设计要求。

对189根桩进行了低应变动力检测，检测结果表明桩身完整性均良好，166根为Ⅰ类桩、23根为Ⅱ类桩;无Ⅲ，Ⅳ类桩，满足设计要求。

5 结语

影响多支盘钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的因素是多方面的，但在施工中只要我们能够根据现场的地质条件、施工工艺、机具设备等具体情况，具体问题具体分析，采取有效控制措施，加强施工检测，就可以将孔底沉渣厚度控制在规范规定及设计要求的范围以内，就能确保多支盘钻孔灌注桩的施工质量及承载能力。

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