鉆孔灌注樁在淤泥施工中的技術措施

（盤錦職業技術學院建筑工程分院，遼寧盤錦124010）

鉆孔灌注樁在淤泥施工中的技術措施

于德國，鄭敏麗

（盤錦職業技術學院建筑工程分院，遼寧盤錦124010）

針對鉆孔灌注樁在淤泥質土中不易成孔、充盈系數過高等問題，結合工程實例，通過不同成樁方式的分析，選擇合適的施工工藝；通過對不易成孔原因的分析，總結出提高泥漿比重、增加護筒長度、提高水頭高度等具體的措施.經實踐應用，取得了良好的效果，保證了工程的質量.

鉆孔灌注樁；淤泥；泥漿；護筒；技術措施

1 工程及地質情況

圖1 工程地質剖面圖

某體育中心工程，勘察場地所處地貌單元屬下遼河河口三角洲及其水下延伸部分，地勢自岸向海緩傾，場地北部原為養殖蝦池，東側為一水渠，渠寬15 m左右，中、南部為灘涂，后經人工吹填整平，吹填前場地內有潮溝分布.表層吹填土厚度2.0～3.7 m，平均2.8 m，新近堆積，未完成自重固結.在地勘報告中存在淤泥質粉質粘土粉砂互層（Q4mc）：灰色，淤泥質粉質粘土軟塑～流塑，局部為粘土；粉砂飽和，松散，互層厚度多在3～10 mm，局部稍厚，層理明顯，干強度及韌性低～中等，無搖振反應，含少量貝殼.該層分布普遍，層厚3.20～11.60 m，層頂埋深2.30～6.80 m，層頂標高0.76～-4.16 m.地下水位埋深0.35～1.40 m，平均0.9 m左右，最高水位高程2.15 m，工程地質剖面圖見圖1.按Ⅱ類環境類型判別，在干濕交替條件下，地下水對混凝土結構具中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具強腐蝕性；在長期浸水條件下，地下水對混凝土結構具中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性.

2 樁基礎形式的選擇

根據場地的工程地質條件，由于淤泥質粉質粘土夾粉砂互層的存在，考慮到成樁工藝的問題，首先考慮的是采用靜壓管樁，并且在本地區同類地層中有很多場地(如遼濱經濟區宏冠大廈、規劃建設與歷史展覽館、污水處理廠)都應用了此種方法.但是由于上部結構為體育場，存在著大量懸挑構件，有許多樁為抗拔或抗剪樁.如果采用靜壓管樁不能滿足要求，需要對管樁的樁芯進行灌注.地下水對混凝土結構具中等腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性，需要對管樁預制時采取相應的措施.并且當遇到粉砂夾粉質粘土層等較硬土層時，很難壓入.因此采用靜壓管樁存在一定的問題.

如果采用沉管灌注樁，盡管在成樁時震動大，產生噪音大，但由于該場地周圍人煙烯少、地野空曠，不會形成擾民現象，只是粉砂夾粉質粘土層局部地段較密實，沉管樁很難穿透，不能到達理想樁端持力層.

其它形式的灌注樁，如采用旋挖鉆成孔，雖然能夠很好的克服上述的缺點，但是由于其成孔的工藝對于土層的擾動相對較大，尤其是本工程存在淤泥質粉質粘土粉砂互層，具有較強的流動性，局部基本處于流塑狀態，成樁具有一定的難度.如采用長螺旋成孔，由于樁直徑較大，且應以粉細砂層作為樁基礎持力層，樁長較長.

因此經過綜合考察首選反循環鉆孔灌注樁成孔.樁徑800 mm，樁長40 m，樁端進入持力層不小于2 m，樁身混凝土強度C35，水灰比不大于0.45，抗滲等級不應低于P8，保護層厚度100 mm.由于地下水具有腐蝕性，樁身混凝土強度中應摻入抗硫酸鹽的外加劑及鋼筋阻銹劑，摻入量不得小于12 kg/m3.采用樁側樁端后注漿工藝.

3 主要技術措施

在施工過程中正常澆筑混凝土量約為20.5 m3，許多樁實際澆筑量遠遠超過這一數值，個別樁甚至達到了40 m3.經過現場分析，主要原因在于地下存在淤泥質粉質粘土粉砂互層，并且分布普遍，呈軟塑或流塑狀態，層厚3.20～11.60 m.由于水頭壓力不夠或者泥漿比重較小，導致在成孔過程中對于周圍土體的壓力不足，或者泥漿護壁形成的保護層強度不夠，導致周圍的土層與孔位連通.雖然對于在成孔過程中沒有影響，但是在混凝土澆筑過程中導致混凝土在上部壓力的作用下，會沿著土層中的孔隙進入，導致了混凝土用量的增加.一般情況下不會斷樁，在局部形成了擴頸樁，對于樁基礎的承載力不會有太大的影響，但是不可避免的在擴頸部還是會造成泥漿和混凝土的混合，有時還是會影響到樁體的強度.針對這一情況，邀請相關專家到現場進行論證.經過論證采取了以下一些措施.

3.1 提高泥漿比重

要提高泥漿的質量，能夠更好的形成護壁的效果［1-2］.泥漿制備選用水、膨潤土、并添加一定的外加劑，比如工業碳酸鈉(Na2CO3)和聚丙烯酰胺(PAM).要求膨潤土相對密度較低，粘度好.添加外加劑能夠提高泥漿的膠體率和穩定性，降低失水量，提高泥漿的粘度，控制泥漿的粘度在20 s左右，使泥漿在鉆進的過程中，能夠在孔壁上形成一個良好的保護膜，防止淤泥質土進入到孔內.嚴格控制泥漿比重為1.1～1.15，現場要用泥漿比重計隨時檢測，泥漿比重的大小是鉆進過程中維持孔內外壓力平衡的最主要的指標之一.另外還要注意控制泥漿含砂率小于3%，如果泥漿中含砂量過高，會影響鉆進的效果和鉆進速度，同時容易增加孔底的沉渣厚度，即使應用反循環工藝，也仍需要進行二次清孔.

3.2 增加護筒長度

增加護筒長度，使護筒能夠穿越地層中的淤泥質粉質粘土粉砂互層，由護筒代替泥漿形成良好的護壁效果，這種方法在許多工程中均已采用過［3］.護筒選用4～8 mm厚的鋼板制作，內徑比鉆頭直徑大100 mm，上部開設2個溢漿孔.護筒的長度根據地勘報告中的土層情況確定，要使護筒的底部穿越淤泥質土層，進入下部粉質粘土層0.5～1 m.護筒采用靜力壓入，當護筒太長壓入困難時，可以使用振動錘，振動時要保證平穩，使鋼護筒能夠垂直進入到土層中.若需鋼護筒較長，可以在現場進行焊接加長.焊口要使用滿焊，為了增加護筒的穩定性，可在護筒焊口外側增加一圈加強帶.

3.3 提高水頭高度，增加靜水壓力

在鉆進過程中，形成塌孔或者淤泥質土進入到孔內的最主要的原因是鉆進的過程中改變了土體的壓力，該壓力的改變破壞了原有土體的平衡及穩定.原土體雖然是吹填所形成的，但是也經過了幾年的自然沉降，基本上達到了固結.因此要維持穩定，就要使孔內泥漿對周圍土體所產生的壓力與原有土體壓力基本保持一致.

采用郎肯主動土壓力理論，原有土層土壓力計算可采用

取地下6 m處計算土壓力值，根據地勘報告可大約取沖填土厚度2 m，取粉砂夾粉質粘土厚度4m，取淤泥質粉質粘土粉砂互層厚度2 m，各層土的指標見表3.1，由于計算土壓力和泥漿對土體的壓力時都有地下水的存在，因此計算時均不考慮地下水的影響，則原有土體的土壓力為：

《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008中規定施工期間護筒內泥漿面應高出地下水位1.0 m以上，受水位漲落影響時，泥漿面應高出最高水位1.5 m以上，為了平衡原有土壓力，取泥漿面高出2.5 m，則成孔后泥漿將對周圍土體產生壓力為：

通過對比可以看出若提高水頭壓力，則維持原有土壓力，不會造成塌孔，并且由于添加了外加劑，泥漿能夠在孔壁周圍形成更良好的護壁，保證了成孔的質量.

表1 各層巖土基坑支護設計所需參數

上述方法經過現場實際試驗，在淤泥質土中鉆孔均取得了良好的效果.現場主要采用提高泥漿比重和提高水頭高度的辦法，產生了良好的護壁效果，沒有塌孔的現象.通過對現場鉆孔灌注樁灌注混凝土的實際值測量長度為22～24 m3，充盈系數為1.15左右，完全滿足了工程的需要.對于增加護筒長度，由于淤泥質土層深度在不同的位置略有差別，需要仔細的核對地勘報告確定護筒的長度.另外護筒在灌注混凝土前不宜拔出，以防止對成孔的擾動，灌注混凝土之后拔護筒又有一定的困難，鋼護筒不能重復利用，增加了工程成本，因此本工程未采用.

4 結語

成樁后，對于成樁質量進行了檢測［4-5］.分別對樁進行了低應變樁身完整性的檢測，以及樁身承載能力、抗剪、抗拔樁檢測，檢測結果均達到了設計要求，說明本工程所采取的技術措施是實際有效的.

淤泥質土中鉆孔樁的施工是工程中經常遇到的問題，如果采用的施工方法或技術措施不當，將會大大的增加工程造價，同時也會影響工期.因此通過選擇恰當施工方法以及技術措施能夠很好的避免這一問題.

［1］劉霽,聶賽武.茅草街大橋湖區淤泥質軟土地層大孔徑鉆孔灌注樁施工技術［J］.施工技術,2008,37(4):106-108.

［2］劉彥波.淤泥層及砂層中鉆孔施工經驗［J］.山西建筑,2009,35(36):115-116.

［3］徐鐵民,徐猛.西非沼澤區高壓縮性流塑狀態地層鉆孔樁成樁技術淺析［J］.公路,2010(1):43-47.

［4］中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ94-2008建筑樁基技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社,2008.

［5］中國建筑科學研究院.JGJ106-2003建筑樁基檢測技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社,2003.

On the bored pile technical measures in the mud

YU De-guo,ZHENG Min-li
（Architecture and Marine Engineering Department Panjin Vocational and Technical College, Panjin 124010,Liaoning,China）

The paper aims to solve the problems such as that bored pile are not easily into the hole in mud soil, and that filling factor is too high as well as other issues.Taking an engineering case as example,by analyzing different ways of the pile,the paper selected the appropriate construction technology.Through the analysis of the causes that why the hole is not easily formed,it summed up that raising mud weight,increasing the length of pile casing,improving water head height and other specific measures could achieve good results,which would ensure the quality of the project.

bored pile;mud;mud fluid;pile casing;technical measures

TU744

：A

：1007-5348（2014）10-0039-04

（責任編輯：李婉）

2014-05-27

于德國（1982-），男，遼寧盤錦人，盤錦職業技術學院建筑工程分院講師，碩士，主要從事地基基礎、施工技術方面的研究.