擠擴多支盤鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度的控制

趙青海

近幾年來，隨著科技的發展以及人們對灌注樁認識的不斷深入，在傳統等截面灌注樁的基礎上發展了一種擠擴多支盤灌注樁。所謂擠擴多支盤灌注樁就是在等截面灌注樁樁身伸展出去支盤，該支盤提供了比該段樁身更大的側阻力，從而大大提高了樁本身的承載力。該施工工藝具有技術簡單，施工方便，無擠土、振動、強噪聲污染等優點。然而，由于多支盤施工的特殊性，這對孔底沉渣厚度的控制增加了一定的難度，本文結合我公司在濟南西客站施工的住宅樓擠擴多支盤灌注樁，對影響孔底沉渣的主要原因、檢測方法及控制方法進行分析。

1 孔底沉渣過厚的原因分析

1)清孔方式選擇不合理。清孔方法應根據現場具體地質條件、施工工藝方法等合理選用。清孔方法直接影響清孔效果，清孔方法選用不合理，將不能有效清除孔底鉆渣和置換孔內泥漿，也就無法控制孔底沉渣層厚度。2)清孔泥漿指標控制不準。清孔過程中采用的泥漿指標(主要是指密度、粘度、含砂率等)不符合要求，或孔內泥漿指標未達到終止清孔標準即結束清孔，也會導致孔底沉渣厚度過大。3)孔壁泥皮掉入孔底。施工機具碰撞孔口或孔壁，導致孔口坍塌或孔壁泥皮剝落，使孔底沉淀物增多。4)清孔結束與混凝土灌注時間間隔太長。清孔結束與混凝土灌注時間間隔過長，造成孔內泥漿中砂粒沉淀，使孔底沉淀物增多。5)清孔時間不夠。清孔持續時間不夠，不能有效地將孔底鉆渣清除干凈，或孔內泥漿置換不充分，造成孔底沉渣厚度過大。

2 實際施工中對孔底沉渣控制的方法

2.1 成孔方面的控制

1)根據現場條件和規定要求設置護筒，施工過程中加強對護筒的保護，防止碰撞或振動造成孔口坍塌。2)鉆進成孔過程中經常檢查泥漿循環情況，泥漿相對密度控制在 1.15～1.25。3)鉆進時根據地層情況適當調整鉆進參數，控制鉆進速度。4)施工過程中保持孔壁任何部位靜水壓力不小于0.02 MPa，孔內泥漿面應高出地下水位1 m以上。5)上下鉆具、鋼筋籠和導管安裝過程中應盡量避免碰撞孔壁。

2.2 泥漿的指標控制

1)清孔過程泥漿指標。清孔時泥漿密度一般應比鉆孔泥漿密度小，但泥漿密度及粘度過小，會影響孔壁的穩定性;采用正循環清孔時，泥漿密度及粘度過小，還會影響泥漿懸浮鉆渣的能力，降低清孔效果。清孔過程中泥漿指標控制為:相對密度1.05～1.10;粘度 16 Pa?s～ 20 Pa?s;含砂率小于 4%。2)終止清孔泥漿指標。終止清孔泥漿指標一般控制在以下范圍:相對密度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)。本工程清孔分三次進行:a.當孔深達到設計要求后進行一次清孔，一清利用鉆具進行。待孔口泥漿密度1.15 g/cm3～1.25 g/cm3、漏斗粘度18 s～28 s、孔底沉渣小于100 mm時，經質檢員檢查驗收合格后提鉆具下擠擴機進行支盤施工。b.擠擴支盤成型后，提出擠擴機下鉆具二次清孔，確保孔內泥漿及擠擴掉塊、孔底沉渣符合要求。二次清孔完畢提鉆具下鋼筋籠、安放導漿管。c.三次清孔利用導漿管進行。鋼筋籠在孔內固定完畢，導管全部入孔后，將導管底口提離孔底約0.30 m，采用正循環工藝進行第三次清孔。當泥漿密度在 1.03～1.15、孔底沉渣小于50 mm后，經質檢員、現場監理檢驗合格簽字后，進行下道工序(水下混凝土灌注)施工。

3 沉渣厚度的檢測

對于泥漿護壁的鉆孔灌注樁而言，混凝土灌注前，如果孔底沉渣太厚，不僅會影響樁端承載力的正常發揮，而且也會影響樁側阻力的正常發揮，從而降低了樁的承載能力。根據《建筑樁基技術規范》規定:孔底沉渣厚度應滿足以下要求:端承樁不大于50 mm;抗拔、抗水平力樁不大于200 mm;摩擦樁不大于100 mm。

因為支盤樁是以端承為主的樁，可以按照端承樁的要求進行沉渣厚度的控制，也就是沉渣厚度應控制在50 mm以內。由于目前孔底沉渣厚度的測定方法不夠成熟，所以介紹我們施工的具體測定方法——垂球法。

測量孔底沉渣所用的垂球是采用鋼質材料做成的小圓柱體。在垂球的上端系上測繩，然后把球沉入孔內的泥漿中，慢慢下放，憑操作人員的手感判斷沉渣的頂面位置，感覺垂球到達沉渣頂面時，及時記錄所放測繩的長度 HC(包括垂球的高度)，然后，與鉆孔深度 HZ比較，兩個數值之差ΔH就是沉渣的厚度，ΔH≤50 mm，孔底沉渣厚度滿足要求。

值得注意的是，每次測量后必須復合測繩的長度，以消除由于垂球的下墜引起的測繩伸縮，避免產生誤差。

4 檢測結果

所有樁在混凝土灌注前均進行了沉渣測量，孔底沉渣最大為40 mm，滿足有關規范和設計要求，合格率100%。

樁的高、低應變動力檢測由濟南市工程質量與安全生產監督站檢測中心完成;按設計要求，現場隨機抽取了39根樁進行了高應變動力檢測，檢測結果表明單樁豎向抗壓承載力滿足設計要求。

對189根樁進行了低應變動力檢測，檢測結果表明樁身完整性均良好，166根為Ⅰ類樁、23根為Ⅱ類樁;無Ⅲ，Ⅳ類樁，滿足設計要求。

5 結語

影響多支盤鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度的因素是多方面的，但在施工中只要我們能夠根據現場的地質條件、施工工藝、機具設備等具體情況，具體問題具體分析，采取有效控制措施，加強施工檢測，就可以將孔底沉渣厚度控制在規范規定及設計要求的范圍以內，就能確保多支盤鉆孔灌注樁的施工質量及承載能力。

[1] 武 熙.擠擴支盤樁及其成型設備——技術與應用[M].北京:機械工業出版社，2004:343.

[2] JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范[S].

[3] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[4] 《樁基工程手冊》編委會.樁基工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，1995.

[5] 黃 海.擠擴支盤灌注樁樁身變形對樁頂位移的影響[J].山西建筑，2008，34(23):100-101.