不良地質鉆孔樁成孔工藝及質量控制的分析

李平

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100123）

1 工程概況

蘇通大橋北接線工程位于長江三角洲地區，該地區陸地由長江沖積而成，平均海拔2.1m，地下水位較高，且受降雨和長江水位影響較大。張江公路分離立交橋基礎采用鉆孔灌注樁。

根據地質剖面圖來看，該地區只有表層為1m的亞粘土，大多為粉砂、細砂和亞砂土，故選用正循環回轉鉆孔成孔工藝。

2 施工準備

2.1 泥漿攪拌機

泥漿攪拌機是一個兩端封閉的圓鼓，內部裝有焊著金屬葉子的水平軸，一端上方有進料斗，斗口設有8～10mm的篩子，另一端下方有可啟閉的出漿口。若無泥漿攪拌機也可用灰漿攪拌機代替。

2.2 泥漿循環系統

盡可能增加循環線路，加大泥漿池和沉淀池的容積，減少掏渣次數。在沉淀池和泥漿池間修筑小壩，在含砂率較高時可加高壩的高度，抬高沉淀池泥漿的液面高度，加快砂子沉淀。

2.2.1 沉淀池

根據地質柱狀圖計算孔中砂子的體積，沉淀池容積宜為砂子體積的1.2倍，若受場地限制沉淀池過小不能滿足使用要求時，必須及時掏渣。鉆一個孔沉淀池最少應掏渣兩次，在終孔時或快終孔時和砼灌注后掏渣較好。也可用兩個沉淀池輪換使用，一個池沉淀，另一個池關閘清渣。

2.2.2 儲漿池

在泥漿池旁修筑儲漿池，以保證能及時向孔中輸送優質泥漿。

若施工現場未配備泥漿攪拌機和儲漿池，而采用鉆錐攪拌粘土方法制漿不適用砂土層鉆進成孔。因為砂土層鉆進過程中含砂率很高，且現場不具備儲漿池，不可能及時補充大量的優質泥漿。鉆錐攪拌粘土制漿需往護筒里加入大量粘土，鉆錐攪動泥漿形成漩渦，在離心力作用下部分粘土形成爛泥粘在孔壁上，提鉆時鉆錐的護圈將爛泥刮落，致使孔底沉渣超標；還有部分粘土顆粒不能充分溶解形成泥漿，落到孔底，難以清凈。

3 成孔

3.1 護筒埋設

護筒平面示意圖2

圖1 泥漿循環系統示意圖

圖2 護筒平面示意

3.1.1 護筒一般采用4～6mm的鋼板制作，直徑宜比樁徑大200～400mm。為增加護筒剛度防止變形，可在護筒上、中、下三個部分的外側各焊一道加勁肋。

3.1.2 砂土層埋設護筒時，先在樁位處挖出比護筒外徑大80～100cm、比護筒埋置深度深50cm的圓坑，然后在坑底填筑50cm的粘土，安放護筒，護筒底部和四周所填粘土必須分層夯實，以免地下水位增高引起護筒沉陷，若含水量較大，可摻入少許石灰夯實。

3.1.3 對于旱地或淺水處，護筒埋置深度一般取2.0～4.0m；對于深水及河床軟土、淤泥層較厚處，護筒埋置深度應取孔內泥漿柱壓力與孔壁外的靜土壓力的平衡點處。

3.2 鉆機就位

鉆機就位后沿鉆機前后和左右兩個方向檢測轉盤平整度，并使轉盤中心線與樁中心線重合，注意鉆機的整體穩定性，嚴禁產生平面位移。

3.3 砂性土不能自造漿，開鉆前應調制大量優質泥漿，泥漿體積宜大于孔體積的一半，檢測泥漿的相對密度和粘度，合格后方可開鉆。并在泥漿過少時，及時從儲漿池輸送優質泥漿到孔中。

3.4 先啟動泥漿泵，使之空轉一段時間，待泥漿輸進孔中形成循環時，方可開始鉆進。

3.5 開始進尺時，在護筒刃腳處應低檔慢速鉆進，使刃腳處有堅固的泥皮護壁，待導向部位或鉆頭全部進入地層后，方可加速鉆進。為避免鉆桿受壓彎曲而導致斜孔、彎孔和擴孔現象，應采取減壓鉆進。

3.6 在進尺過程中應每小時檢測一次泥漿的相對密度、粘度和含砂率。

3.6.1 若粘度過小，應及時從儲漿池輸送優質泥漿到孔中。若粘度過大，可在孔出口2m處逆泥漿流動方向加入清水，清水循環一周到孔中時已充分摻和到泥漿中，以免急劇降低孔中泥漿比重，造成孔壁滲漏，坍孔。

3.6.2 若含砂率較大，可稍提鉆錐離孔底10～20cm，不停鉆，不進尺，保持泥漿正常循環，降低含砂率。另外泥漿過少時（沉淀池泥漿液面與沉渣表面間距小于5cm），含砂率也會增高，可輸送優質泥漿到孔中或加高沉淀池和泥漿池之間的壩，抬高泥漿液面。

3.7 在進尺過程中應經常（每小時）注意地層變化，在地層變化處均應撈取渣樣，判明后記入鉆孔記錄表中并與地質剖面圖核對，選擇更為適合的泥漿、鉆進壓力和鉆進速度，可加快成孔速度，避免或減少坍孔。

3.7.1 鉆進粘土層時，采用相對密度1.05～1.20、粘度 16～22的泥漿。若鉆進過程中粘度過大，可按4.6.1降低泥漿粘度。若粘土層鉆進速度過慢，造成地層軟化膨脹，易產生縮徑或坍孔，可適當加快鉆進速度。

3.7.2 鉆進砂土層（粉砂，細、中、粗砂，含少量礫石、卵石的土）時，采用相對密度1.20～1.45、粘度19～28的泥漿。若鉆進過程中粘度過小，孔壁易翻砂、滲漏，應及時從儲漿池輸送優質泥漿到孔中。當孔內有滲漏時，可在泥漿中加入鋸木屑、稻草末、石棉等纖維質物質；若孔內有承壓水或地下水位高，滲漏嚴重時，可加入水泥、重晶石粉（BaSo4）。若含砂率過大，可按4.6.2降低含砂率。

3.8 終孔檢測

檢測孔徑和孔深，合格后方可清孔。

3.8.1 孔徑

用籠式檢孔器檢測孔徑，檢孔器可用鋼筋制作，其外徑略小于孔徑，長度等于孔徑的4～6倍，若檢孔器重量不夠，可用鐵塊配重，為避免檢孔器下端破壞孔壁，應在檢孔器下端收口。檢測時，將檢孔器吊起，使其中心線與孔中心線重合，緩緩放入孔中，上下暢通無阻則表明孔徑符合要求。

3.8.2 孔深

用測錘檢測孔深，測錘一般采用倒錐形錘，錘底直徑為 13～15cm，高 20～22cm，質量4～6kg，測繩采用鋼絲測繩（若為尼龍測繩應用鋼尺經常校驗測繩），用測得孔深與計算孔深（鉆具總長減去余尺）做比較，若發現出入較大，及時校驗測繩。

4 清孔

4.1 清孔的方法

正循環鉆孔采用換漿清孔法。終孔后，稍提鉆錐離孔底10～20cm，不停鉆，不進尺，并保持泥漿正常循環，以中速將相對密度1.03～1.10的較純泥漿壓入孔中，把孔中內懸浮鉆渣較多的泥漿置換出孔外，充分循環后檢測泥漿泵入口處和孔出口處的含砂率，直至兩處的含砂率較為接近時，方可加入清水降低泥漿的粘度，否則不利于含砂率的降低，清孔時間較長。清水應在孔出口2m處逆泥漿流動方向加入，使之充分摻和到泥漿中。嚴禁用加深鉆孔深度的方式代替清孔。

4.2 清孔檢測

檢測泥漿的相對密度、粘度和含砂率（各項指標是從樁孔的頂、中、底部分別取樣檢驗的平均值）（按JTJ041-2000表6.8.3查）。

檢測沉淀厚度，用底部帶圓錐的籠式錐頭時，沉渣的測算基準面為錐頭下端的圓錐體高度中點，將測錘慢慢沉入孔內，憑人的手感探測沉渣頂面的位置，測算基準面與沉渣頂面之差即為沉淀厚度。

4.3 提出鉆桿后檢測沉淀厚度，若沉淀厚度大于1m，則吊入鉆錐重新清孔。

4.4 鋼筋骨架加工、吊裝

吊裝就位時嚴禁鋼筋骨架接觸、破壞孔壁，造成坍孔。長樁骨架分段焊接時間較長，注意保持孔內水頭，防止坍孔。

4.5 吊入鋼筋骨架后檢測沉淀厚度，若沉淀厚度大于1m，則提出鋼筋骨架，吊入鉆錐重新清孔。

4.6 二清檢測

在吊入導管后，灌注砼前應再次檢測泥漿的相對密度、粘度、含砂率（各項指標是從樁孔的頂、中、底部分別取樣檢驗的平均值）（按JTJ041-2000表6.8.3查）和沉淀厚度，如超出規定，應進行第二次清孔，符合要求后方可進行砼灌注。

[1]公路橋涵施工技術規范(JTJ041-2000).路橋集團第一公路工程局.人民交通出版社，2000.10.

[2]橋涵.路橋集團第一公路工程局.人民交通出版社，2000.

[3]康軍，李林，徐濤.短螺旋鉆機鉆孔成樁在紅-博廣場工程中的應用 [J].交通科技與經濟，1999.12.25.