浅谈易塌地层桩基施工技术及常见问题处理方法

王山坡 赵志钢

摘要：桩基施工在建筑工程基础领域占有重要地位，是建筑工程基础施工的重要方法。钻孔、清孔、吊装钢筋骨架、浇注水下混凝土应连续快速完成，施工过程严格控制技术要点，掌握常见问题的处理方法，对桩基施工质量有着重要意义。本文结合易塌地层桩基施工情况，详细介绍各个工序技术要点及常见问题的处理方法。

关键词：易塌地层  桩基施工  问题  处理方法

1 工程概况

某黄河大桥引桥含B001-B020，共计20个墩，单墩钻孔桩17根，共340根，均属直径1.5米摩擦桩。桩基施工的最大特点及难点为：地质松散，地下水位高，且水位易变化，容易引发坍孔。据钻孔揭示，该地区以第四河流相粉、细、中砂为主，其间多夹粉土、粉质粘土薄层或透镜体。特别是第二层为全新统冲积上层，岩性主要由软塑的粉土、粉细砂组成，其属于弱透水层或透水层。该深度范围直接受大气降水和黄河水的补给，地下水量丰富，以蒸发或向下渗透的形式排泄，其水位、水量不稳定。水位变化时，易引发流沙现象发生，属于易塌底层。

2 钻孔方法的选定

引桥B001-020#墩为滩地墩，属易塌地层，采用常规滩地施工方法，即正反循环旋转法施工，即前20米由于地质情况影响，要求采用正循环，泥浆性能要求高，可以防止坍孔;20米后要求使用反循环钻进，泥浆粘度小，形成较薄的泥皮，对摩擦桩质量有保障。旋转钻孔的施工程序如下：护筒埋设，钻机就位（开钻、造浆、抽检泥浆、钻机水平检查、钻进、一次清孔），终孔（检查孔深、孔径、沉淀、提钻、移钻机，复核孔深），下放钢筋笼（接头检查），下放导管（导管长度、密封圈检查、二次清孔），二次清孔，浇注水下混凝土。

3 钻孔桩施工

3.1 钻孔准备 制作钢护筒。护筒直径宜大于孔径20-

30cm。护筒长度大于2.0米。埋设护筒时，护筒刃脚四周要换填足量密实黏土或水泥土并分层夯实。钻孔桩施工对于易塌地区和水位较高的地区，应注意的要点是：①保持孔内水头：孔内水位高于护筒底脚0.5米以上或高于地下水位1.5-2.0米。对于低洼地区，可以换填修筑平台以满足孔内水位要求。②提高泥浆性能：通过将泥浆比重加大对孔壁产生侧压力，从而防止塌孔。泥浆粘度可以增加泥皮，防止翻砂，阻隔渗漏，增强护壁。

3.2 钻进过程 对扩孔、斜孔要求严格按照减压钻进，并起落钻头速度均匀。减压的钻压要小于钻头的80%（扣除水浮力），以中低速钻进，保证孔的垂直度，在变土层位置和护筒口位置更要采用低速钻进。

对于塌孔，要注意孔内水头变化，发现水位突然下降，要及时用测绳测量深度变化，确认是否塌孔，如果不是很严重，可迅速向孔内撒膨润土或黏土或在浆液里加锯末，增强护壁作用或经循环堵塞新塌孔壁空隙。同时提高孔内水头，观察孔口护筒周围土层情况，发现土体出现裂纹或局部沉降情况，即可判断护筒下沉或者孔壁坍塌。此时应采取护筒跟进，下内护筒等方法进行施工。若塌孔严重，应尽快提出钻头采用黏土并加入适当的碱和水泥进行回填，回填高度应高于塌孔处2-4米，待其固化后，提高泥浆比重快速穿越该地层，为了防止塌孔过程中埋护筒现象发生，给后期重钻造成不便，可采用将护筒连接在钻架上，不可固死，只用连接。

对于缩孔，一般发生在软塑状亚黏土地层中，若地质图显示有该地层，经过时，可采用小钻压，中等转速钻进成孔，控制进尺。若已发现钻孔缩径时，可通过提高泥浆性能指标，降低泥浆的失水率，以稳定孔壁，同时在缩径孔段进行多次扫孔，以确保成孔孔径。

3.3 成孔检测 通过一次清孔，技术人员要用测绳测量孔深是否到位，并复核钻杆长度，确保有效孔深满足后，方可匀速提钻。提钻完毕，通过成孔质量检测仪器对孔的孔径，孔深，垂直度，孔底沉淀厚度进行检查。成孔质量检测合格方可进行下一道工序。一清要将孔底沉淀，泥浆比重，含砂率等指标降低至规定范围内，为二次清孔做好准备。

3.4 钢筋笼安装 钢筋笼待检查合格后可运至现场，进行孔内安装，安装时要将吊机副钩挂到笼上，防止主钩意外造成钢筋笼坠落事故。钢筋笼运输过程中要支护十字支撑，吊装时采用主副钩结合，防止其骨架变形及端部弯曲。

每节笼子接好后要对声测管进行灌水，灌满之后提出1-2米，观察数分钟，待确定声测管内水位不下降，方可进行下节笼子的安装，如水面下降，则提出笼子，查找漏水位置，进行补焊。

3.5 清孔及下放导管 第一次下放导管前要先做水密试验，水密实验时水的压力不小于井孔内水深1.5倍压力，进行拉力实验时水压力不能小于导管管壁可能承受的最大内压力Pmax（导管总重+管内堵满混凝土时重量总和），试验方法是：将拼装好的导管两端封闭，压入计算的水压力经15分钟不漏水即为合格。实验合格后将导管按顺序进行编号并标定长度，按照编号下放导管。导管下放完毕，进行反循环清孔，清孔后的泥浆比重不大于1.10，含沙率控制在2%以内，粘度17-20s，通过测绳多点测量孔深，与一清时孔深相比较，确定孔底沉淀厚度，当孔底沉淀厚度≤15cm，泥浆比重，含沙率达到规范要求时，可进行报检，为下一步浇筑混凝土作准备。

3.6 浇筑混凝土 首先重要的是确定导管悬空，导管悬空要考虑的是首灌之后混凝土首埋达到要求。若悬空过小，可能造成砍球困难，下灰不顺;悬空过大可能造成两种情况：①洗澡混凝土过多，桩底质量差。②导管没有首埋，泥浆直接进入导管，导致砍球失败。规范要求悬空要在25-40公分，情况需要可以适当变化。导管悬空确定后，要保证首灌混凝土有≥1.0米的埋深，且满足填充导管底部的需要。首批混凝土灌入孔底后，立即探测孔底混凝土面的高度，计算出导管的埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。浇筑开始后要连续，紧凑进行，严禁中途停工。要避免混凝土从导管口外边落入孔内（即从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底），使泥浆内含有水泥而变稠凝固，浮浆过厚，致使测深不准。

3.7 常见问题及处理方法 ①堵管：浇筑速度不易过快，避免发生气堵。若发现导管内混凝土不满时含有空气，后续混凝土要徐徐灌入，不可大批量快速的下料，以避免孔内形成高压气囊，造成导管内混凝土压力不够而不能排出。气堵可能引发的另一种结果是，高压气囊挤出导管节间的橡皮垫，而使导管漏水，进而洗澡混凝土，造成严重的混凝土离析堵管。解决方法：a换大漏斗。向内储存大批量的混凝土料，从而加大对导管内的混凝土压力，当气囊上部的料重大到一定程度时，可使管内混凝土向下排出，其间可升降导管或使导管快速下落，通过混凝土惯性，使混凝土流动。b对于气堵，也可以向导管内插入排气管的方法进行针对性处理。c捶击导管可以使混凝土与导管间的摩擦力减小，也可采用在导管内混凝土上施加压力的方法使混凝土流动。d在混凝土浇筑过程中要求下灰过程要快速连续，若由于客观因素，中间时间间隔较长时，要在保证导管埋深的基础上，间断性的上下提动导管，防止已灌混凝土表面硬化或初凝。发现堵管要及时处理上报，以免贻误战机。②钢筋笼上升：钢筋笼上升原因：a导管上拔，导管钩挂钢筋笼所致，解决方法是旋转导管，使其脱离钢筋笼骨架后，移至孔位中心。b混凝土浇筑速度过快，使其下落冲出导管口时向上反冲，其顶托力大于钢筋笼重力所致。此问题多发生在半素半钢筋混凝土的钻孔桩施工过程中。解决方法是改善混凝土的流动性，初凝时间及浇筑工艺。也可采用的方法是：a将钢筋笼上方连接在钢护筒上或在笼顶增加配重，部分抵消混凝土的顶托力。b适当加大初灌混凝土的塌落度及和易性，掺入缓凝剂以延长混凝土的初终凝时间，可避免钻孔桩顶层形成强度较高的“硬壳”，减小混凝土面上升时对钢筋笼的顶托作用。c当混凝土拉近钢筋笼顶时，上下升降几次导管，将混凝土面上可能形成的硬壳破坏掉，减小顶托。同时，应保持较大的导管埋深，放慢浇筑速度，以减小混凝土向上冲击力。当混凝土超过钢筋笼底2米左右时，应减小导管的埋深，使导管口处于钢筋笼底标高附近，并加快浇筑速度，以增加钢筋笼的埋深。当混凝土面高于钢筋笼底2-4米后即可正常浇筑。

4 结语

易塌地区钻孔桩施工能够保持内外水压差，使用优质的泥浆，并在钻孔过程中注意不同地层、不同钻孔阶段采用合理的钻速、钻压，对于成孔的质量有着很大的保证。本工程对易塌地层施工技术要点及常见问题：塌孔、扩孔、缩孔、堵管、钢筋笼上浮等进行了介绍，希望能够指导类似施工。

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