砂卵石地质旋挖钻孔灌注桩施工质量问题探讨

砂卵石 地质旋挖钻孔灌注桩 施工 质量问题探讨

贺维

重庆巨能建设（ 集团）有限公司 重庆 401120

摘要：浦里新城整体城镇化综合建设项目-浦里大道（古迹至福城段）桥梁及桩板墙桩基施工采用旋挖钻机成孔、汽车吊整体吊装下放钢筋笼、导管法灌注水下混凝土。本工程桩基施工位于高桥河边，存在较厚的砂卵石地层，旋挖钻进施工较为困难，但通过攻坚克难，取得了较好的成效。笔者通过现场实践经验和查阅相关资料，对砂卵石地质旋挖钻孔灌注桩施工过程中存在的主要质量问题进行深入研究，对其形成原因进行全面分析，以及提出了相应的预防措施及建议。

关键词：砂卵石地质；旋挖钻法；钻孔灌注桩；质量问题；原因分析；预防措施

Abstract:the pile foundation construction of bridge and sheet pile wall of Puli Avenue (historic site to Fucheng section) is a comprehensive urbanization construction project of Puli new city. The rotary drilling rig is used to form holes, the truck crane is used to lift and lower the reinforcement cage, and the tremie method is used to pour underwater concrete. The pile foundation construction of this project is located in Gaoqiao River, there is a thick sandy cobble stratum, so the rotary drilling construction is more difficult, but through tackling difficulties, good results have been achieved. Through on-site practical experience and access to relevant information, the author makes an in-depth study on the main quality problems existing in the construction process of sand gravel geological rotary drilling cast-in-place pile, comprehensively analyzes the causes, and puts forward corresponding preventive measures and suggestions.

Key words：sandy gravel geology; Rotary drilling method; Bored pile; Quality problems; Cause analysis; preventive measure

随着我国基础设施建设的飞速发展，钻孔灌注桩已成为一种常用的基础结构形式，常见的机械钻孔方法有旋挖钻法、冲击钻法、回旋钻法。^[1]旋挖钻法是国内一种较为先进的桩基施工工艺，施工效率相对较高，广泛应用于市政、公路及建筑工程的桩基础施工。但针对施工条件相对较差的砂卵石地质，采用旋挖钻法若因施工操作不当以及过程管控不到位极易出现质量问题，为此，加强对砂卵石地质旋挖钻孔灌注桩的施工质量控制研究具有极其重要的意义。

1工程概况

浦里新城整体城镇化综合建设项目-浦里大道（古迹至福城段）是重庆开州区政府重点投资项目，属于开州区的第一条双向8车道，作为打开浦里新区开发建设的核心要道之一。道路起点（K5+336.219）位于与浦万大道交叉口附近，然后向东延伸，分别与规划道路平交，止于与天虎路平交口附近（K8+765.658）处，全长约3.429公里，工程总造价约1.8亿元，合同工期1年。道路设计速度60km/h，标准路幅宽度为45m，道路等级为城市主干路，全线构筑物主要为跨高桥河桥梁2座及桩板墙6段。

桥梁及桩板墙桩基共计89根，桩径主要为φ1.5~2m，桩长为10~20.7m，桥梁及桩板墙桩基混凝土设计标号分别为C35水下混凝土和C30水下混凝土。桥梁桩基应嵌入完整的中风化泥岩≥3d，嵌岩襟边宽度≥5m，同时应满足基底持力层岩石抗压强度要求。1#~3#挡墙桩基嵌固段长度≥悬臂段长度的一半加1m，且嵌入基岩长度≥2m；4#挡墙桩基嵌固段长度≥悬臂段长度的一半加1m，且嵌入砂卵石层≥3d；5#挡墙桩基嵌固段长度≥悬臂段长度的一半加3m，且嵌入基岩长度≥2m；6#挡墙桩基嵌固段长度≥悬臂段长度的一半加2m，且嵌入中风化基岩≥3d。

2水文地质条件

本工程高桥河两岸地下水类型主要为潜水，有统一地下水位，地下水与河水有水力联系。桥梁及桩板墙位置的地质从上至下依次为细砂、砂卵石、泥岩，具有代表性的地质情况详见下表：

表1：工程地质概况表

3主要质量问题原因分析及预防措施

3.1塌孔

3.1.1原因分析

（1）因为细砂及砂卵石地层结构较松散、自身粘结性较差、整体稳定性较差，属于相对较差的工程地质条件，钻进过程中本身容易出现塌孔现象。^[2]

（2）因为砂卵石层与其它地层交界处存在薄弱部位，岩层分界处有滑动面、不稳定容易引起塌孔现象。

（3）因为钻孔灌注桩钻进直接采用旋挖干作业施工，未采取泥浆护壁或采取泥浆护壁的浓度不够不足以平衡稳定护壁容易引起塌孔现象。

（4）因为存在浅层地下水和河道潜水冲刷孔内护壁，导致护壁失稳容易引起塌孔现象。

（5）因为旋挖钻进遇细砂、砂卵石等相对较差地质或岩层交界部位，施工时钻进速度过快、钻进进尺较大容易引起塌孔现象。

3.1.2预防措施

（1）针对砂卵石地层旋挖钻孔灌注桩施工，可以采取埋设长钢护筒钻进穿越过砂卵石地层或采取钢护筒全程跟进钻孔，浇筑混凝土后及时拔出钢护筒。^[3]

（2）针对细砂、砂卵石等相对较差的地质施工条件，成孔方式可以直接采取湿作业旋挖钻孔，利用泥浆护壁循环钻进，施工过程中严格控制泥浆浓度。护壁出现局部塌孔，可以采用回填黏土、水泥、页岩及片石等，然后继续重新钻进。

（3）对于旋挖钻进出现较为严重的塌孔现象时，可以采用回灌低标号C20混凝土，直接形成混凝土护壁。

（4）对于细砂、砂卵石等相对较差地质或岩层交界部位，施工时应严格控制旋挖钻进速度及钻进进尺，若发现有塌孔迹象时，立即对孔壁进行加固处理。

（5）旋挖钻进成孔后及时清孔，经参建各方验收合格后，及时利用导管法灌注水下混凝土，避免因间隔时间过长引起孔壁坍塌。

（6）在钻孔灌注桩施工之前，可以对细砂、砂卵石等较差地质进行钻孔注浆加固，固结松散地层从而形成整体，避免钻孔过程中出现塌孔现象。

3.2桩基偏位

3.2.1原因分析

（1）因为桩位放线时直接采用GPS仪器测量，测量精度不高引起的测量误差。

（2）因为埋设钢护筒时回填不对称或填筑不密实，未能及时对钢护筒进行测量拉线复核校正。

（3）因为对测量护桩保护不到位或造成损坏，旋挖钻进过程中未能及时对桩位进行复核校正。

（4）因为岩层交界部位，旋挖钻进速度过快，钻进进尺不均匀引起的桩位偏差。

（5）因为下放钢筋笼后未及时复核校正并采取固定措施，浇筑混凝土时导管碰撞钢筋笼引起倾斜偏位。

3.2.2预防措施

（1）采用精度较高的全站仪进行测量，采取至少2人复核，应尽量避免测量误差。

（2）埋设钢护筒时必须做到对称回填密实，及时对钢护筒利用测量护桩进行拉线复核校正。

（3）加强对施工作业人员的技术交底，做好对测量护桩的保护，旋挖钻进过程中应对桩位进行随时复核，及时调整校正旋挖钻头位置。

（4）施工人员必须熟悉地勘资料，了解地质情况，旋挖钻进至岩层交界处时应放慢钻进速度及进尺，加强桩位的测量校正频率。

（5）在钢筋笼四周设置限位钢筋，下放到位后应及时进行复核校正并采取固定措施，加强对施工作业人员的交底，浇筑混凝土时应避免导管碰撞钢筋笼。

3.3钢筋笼下沉

3.3.1原因分析

（1）因为桩板墙局部抗滑桩设计未要求勘入基岩，只要求满足嵌固段长度及嵌入砂卵石层的深度后直接置于砂卵石地质上。

（2）因为钢筋笼吊装下放到位后直接置于孔底，未采取有效的固定措施，未悬空留设桩底混凝土保护层，钢筋笼自重较大引起沉入砂卵石层。

3.3.2预防措施

（1）建议设计单位增加抗滑桩的设计长度，直接置于基岩上，或者桩板墙局部置于砂卵石层上的抗滑桩不应按照端承桩进行设计，应当严格按照摩擦桩进行设计。

（2）钢筋笼下放到位后，可以采用“井字架+葫芦”、横穿型钢等方式对钢筋笼进行悬空固定，并对钢筋笼位置进行调整校正，严格按照设计要求留设混凝土保护层厚度。

3.4沉渣厚度偏大

3.4.1原因分析

（1）桩基成孔验收合格后未能及时浇筑混凝土，间隔时间较长引起泥浆静置后沉淀。

（2）桩孔护壁不稳定，存在浅层地下水渗入引起孔壁局部坍塌导致沉渣厚度偏大。

（3）吊装钢筋笼时未能居中下放，擦挂护壁泥土下沉导致沉渣厚度偏大，且未进行第二次清孔。

（4）采用导管法浇筑混凝土时，导管底部距离孔底距离较大，灌注混凝土速度过快，引起砂卵石层冲向四周引起沉渣厚度偏大。

3.4.2预防措施

（1）当桩基成孔验收合格后，准确测算钢筋笼吊装下放及导管安装完成的时间，同步根据商混站的路途距离提前通知发料，确保混凝土能够及时的连续浇筑，应尽量避免因间隔时间过长（建议间隔时间控制在1h以内）引起泥浆静置沉淀，以及浅层地下水渗入造成孔壁坍塌。

（2）吊装钢筋笼时应居中下放，避免擦挂护壁，钢筋笼下放到位后应立即对沉渣厚度进行复测，端承桩控制在5cm以内，如沉渣厚度超标，及时进行第二次清孔。^[4]

（3）导管安装下放到位以后，严格控制导管底部距离孔底高度在0.3~0.5m范围内，经计算确定首盘料方量，导管的初始埋深达到1m以上，施工过程中控制导管埋深在2~6m范围内，同时严格控制混凝土的浇筑速度在0.6m³/min以内。^[5]

4结语

旋挖钻孔灌注桩属于地下隐蔽性工程，施工过程中不可预见因素较多，若因质量管控不到位极易导致质量事故，造成经济损失。特别是对于细砂、砂卵石等施工条件较差的地质，只有熟练掌握常见的主要质量问题形成原因及预防措施，方能有效的预防内似质量问题发生，从而保证整个工程的工期以及节约施工成本。

参考文献：

[1]吴芳芳,李永涛.钻孔灌注桩施工中存在问题及解决措施[J].中国科技投资,2013, 000(028):188-188.

[2]王昱,王岩,栾文伟,等.砂卵石地层旋挖桩施工常见问题分析及质量控制[J].市政技术,2013(S1):142-144.

[3]孙健.全护筒旋挖灌注桩施工技术的应用[J].住宅与房地产,2019,No.553(30):182-182.

[4]贺勋.浅谈钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的控制[J].建筑工程技术与设计,2015(33).

[5]邵金刚.浅谈泥浆护壁成孔灌注桩施工中常见问题及处理措施[C]// 2015年8月建筑科技与管理学术交流会论文集. 2015.

作者简介：贺维（1993.01-），男，本科，道桥工程师，注册一级建造师。