灌注桩孔底沉渣超标原因分析及控制措施

灌注桩孔底沉渣超标原因分析及控制措施【摘要】：钻孔灌注桩孔底沉渣过厚是桩承载力不足的重要原因，而在实际施工过程中往往由于施工工艺操作的不当，出现桩基底部沉淀层厚度超过规范和设计要求，造成桩基质量事故。本文对造成钻孔灌注桩孔底沉渣厚度超标的主要原因及提出控制孔底沉渣厚度的具体措施。【关键词】：钻孔灌注桩、沉渣、控制引言灌注桩以其适应范围广、单桩承载力高、施工噪音低、振动小及其造价较低等优点，目前在各类建筑工程中得到广泛应用。随着高层建筑的日益增多，对桩基承载力要求也越来越高。但由于钻孔灌注桩施工工艺的特殊性，其承载力受施工中的因素较大，特别是孔底沉渣层严重影响桩基承载力的发挥，因此，施工过程中加强孔底沉渣厚度的检测与控制是保证钻孔灌注桩施工质量和桩基承载力的关键措施之O一、孔底沉渣厚度超标的主要原因1、孔壁剥落、坍塌(1)施工过程中没有进行有效的加固桩基的措施，或加固孔位的措施未能一致保持好。(2)钻孔机具或杆件在施工中碰撞了孔口或孔壁，导致孔口坍塌或孔壁泥皮剥落，使孔底沉淀物增多。(3)浇筑混凝土前，在下放钢筋笼和导管时不垂直，导致对孔壁的碰撞，使较大的泥块掉入孔底，造成桩底沉渣。(4)护筒埋设过浅，孔内水位不高。(5)土质松散，泥浆护壁不好2、首盘混凝土控制不足灌注混凝土过程中，为增加混凝土在灌注中的上升流动性，首批混凝土的第一板料通常为纯砂浆。导管活塞打开后，首批料迅速下沉，产生高压水流，冲击桩底沉淀层，沉淀物被冲散成颗粒和软塑块状等,随水流上升悬浮，残留的沉淀物与第1板料的砂浆形成混合物，在后续的混凝土顶托作用下逐渐上升，同时随水流上升悬浮的沉淀物、泥浆和坍孔的土块渐渐下沉在该混合物上，形成沉淀层。3、清孔选用方式不对或不彻底钻孔灌注桩常用的清孔方法有掏渣法、抽浆法、换浆法、空压机喷射和砂浆置换等，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，如果方法选用不对，将不能有效清除孔底组钻渣和置换孔内泥浆，无法控制孔底沉渣层厚度。另外如果清孔不彻底或持续时间不够，未能将孔底钻渣清除干净，或孔内泥浆置换不充分，均会造成孔底沉渣厚度过大。4、施工工序间连接不紧凑灌注混凝土前，清孔后安装钢筋笼、导管，需要时间过长，加上施工时不够重视二次清孔，悬浮颗粒逐渐离析下城，导致孔内泥浆中的砂粒沉淀，泥浆失水沉淀。二、孔底沉渣厚度控制措施1、选择合适的清孔方式如上所述，清孔方式对孔底控制有直接影响，因此施工中应结合工程实际情况选择合适的清孔方式。①抽浆法。该法清孔块且较彻底，适用于各类土层、各种钻孔方法的灌注桩，尤适用于反循环钻孔机孔底沉渣颗粒较大桩孔的清孔。②掏渣法。该清孔方法适用于冲击、冲抓、旋挖钻进的桩基，待清理完大颗粒沉渣后可换用换浆法做进一步清理，同时降低孔内泥浆密度。③换浆法。该法适宜于采用正循环钻进、以粘性土及细颗粒砂性土层为主的桩孔的清孔，优点是不易造成坍孔，但清孔速度较慢。④喷射法。该法一般作为辅助手段进行，在已安装好的导管等混凝土灌注设备却发现孔底沉渣厚度超出规定或设计要求，且二次清孔费时费力情况下可采用该法进行清孔。⑤砂浆置换法。该法操作较难，因此除了在柱桩等一些有些特殊要求的桩基中使用外，实际工程中较少应用。2、严格控制清孔泥浆指标①清孔过程泥浆指标：清孔过程中泥浆密度一般应比钻孔泥浆密度小，但泥浆密度粘度过小，影响孔壁稳定；采用正循环清孔时，泥浆密度及粘度过小，还会影响泥浆泥浆悬浮钻渣的能力，降低清孔效果。在粘性土、粉土及粉砂土为主的土层中，清孔过程中输入泥浆指标宜控制为：相对密度1.05〜1.10；粘度16〜20Pa.s；含砂率V4%。②终止清孔泥浆指标：终止清空前应在孔底取泥浆进行性能指标检测,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17〜20Pa.s；含砂率＜4%；胶体率＞98九3、首盘混凝土的控制若混凝土首灌量控制不好，就会造成桩身混凝土夹泥，以至于沉渣厚度达不到要求。因此，施工中应结合规范要求，增大混凝土首盘初灌量，确保首盘混凝土埋管深度在0.8m以上，且第二盘连续灌注,以增大混凝土对孔底残余沉渣的冲击力，使孔底沉渣在不间断的冲击下顺利排出孔外。4、缩短施工历时在确保清孔效果的同时，应加强工序的衔接，提高工作效率，尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的时间间隔5、进行二次清孔由于孔内泥浆在吊装钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状的颗粒再次沉到桩底部，原来悬浮在泥浆中的泥、砂粒和石屑会沉入孔底，同时，安装钢筋笼和导管时也会擦碰孔壁，而使泥沙落入孔内,为此，在混凝土灌注前需利用导管进行第二次清孔。二次清孔应做到边循环清孔边测孔底沉渣。三、结语虽然影响钻孔灌注桩孔底沉渣层厚度的因素较多，但只要在施工中根据具体施工工艺、机具设备及土层条件，认真分析、研究并采取有效控制措施，加强施工检测，完全可以将孔底沉渣层厚度控制在规范允许范围以内，确保钻孔灌注桩