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浅谈密排钻孔灌注桩在防汛墙工程中应用
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内容提示：钻孔灌注桩作为一种成熟施工工艺,广泛应用于水工建筑、房屋建筑、桥墩基础等结构工程基础和深基坑围护。桩与桩之间间距通常在1m～3m、孔径0.5m～2.5m。在特定条件下钻孔灌注桩既要求作为结构工程的基础起承载作用,又要具有板桩作用——挡土止水。密排钻孔灌注桩(桩与桩间距理想状况小于5cm)作为适合的施工工艺被采用,但其施工方法又不同于常规条件下施工方法。该文结合实例分析密排钻孔灌注桩应用过程中存在问题及注意事项。
1 钻孔灌注桩适用地质条件
不同的土质条件，钻孔灌注桩成孔的方法不同，常用的成孔方法如表 1 所列。（参考《建筑中文网》）
2 密排钻孔灌注桩施工工艺不同之处
2.1 护筒段成孔控制
常规钻孔灌注桩护筒直径比桩孔径大 100～150 mm，如图 1 所示。密排灌注桩护筒直径要求和桩孔径同尺寸，否则不能密排，如图 2 所示。所以护筒段成孔不能直接用原桩钻头，施工方法有两种：一是采用人工直接挖除的办法；二是采用比原桩钻头小一个规格的钻头成孔，至护筒以下部分采用原桩钻头施工直至完成成孔。如果护筒直径大于桩孔直径，混凝土浇筑完成后护筒部分直径明显大于桩直径，造成相邻桩无法密排。
2.2 桩垂直度控制
现行规范要求桩的垂直度为 1/100 桩长，垂直度控制方向有纵向和横向两个方向均可。但对密排灌注桩须严格控制轴线方向的垂直度，如果轴线方向垂直度产生一定偏差，顺轴线方向桩与桩之间形成缝隙而无法密排。
为避免桩倾斜，首先，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。其次，对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。第三，导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。
2.3 熟悉地质资料，严格控制泥浆浓度，预防扩孔如在施工过程中形成扩孔，孔内混凝土终凝形成强度后会妨碍相邻桩的成孔和混凝土灌注，使之无法形成密排。
施工过程中如出现未知的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下放钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等，都能产生孔壁坍塌形成扩孔。为解决和避免此类现象，首先，必须熟悉工程地质报告，对钻孔的地质情况做到心中有底。其次，按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，钢筋笼焊接牢固、成笼圆直，下放时必须保持顺直，防止偏斜。第三，要控制成孔和成桩速度，原则上保持孔壁不塌，越快越好。但钻进速度应视土质情况而定。在淤泥质粘土层以控制孔径为主，速度应在 4～5 m/h。在淤泥质粘土层至粘土层带要上下来回扫孔以求上下畅通。当进入粘土夹砂层时，可加快钻进速度。对土质较松软的地区，钻具直径可小点（5 cm 左右），对风化或强风化岩盘最好是等于或稍大于设计孔径为好。第四，成孔和灌注混凝土的间隔时间越短越好。二次清孔利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，灌浆时间以不超过 30 min 为宜，每根桩灌注混凝土应控制在 5 h 左右。第五，钻孔时采用泥浆护壁应控制好比重。在粘土和亚粘土层钻孔时，应以清水钻进原土造浆护壁，比重控制在1.10～1.20 之间；钻进到砂层时可适当提高泥浆比重和粘度，比重在 1.20～1.40 之间，粘度在11～24 间进行配制。当停钻时间超过 24 h 后，泥浆会出现离析、沉降、孔壁垮塌等现象，故需在一定间隔时间内泥浆进行循环，防止孔内泥浆漏失或沉淀，失去护壁效果。第六，出现特殊地层时采用优质冲洗液护壁，或用正循环钻进、反循环排渣来抑制不稳定段地层的坍塌。第七，在不稳定的地层中，不要过早换浆，可在下完钢筋笼后第二次清孔时替换高比重的泥浆，并及时灌注混凝土。
3 实例分析
某段防汛墙维修加固工程，墙后渗水，原结构强度不足，须进行加固和防渗处理。但因墙后建筑物影响无法实施板桩沉入桩的施工，故设计采用密排灌注桩的施工工艺，作用有两个，一是对原防汛墙进行加固，二是利用密排功能起到防渗效果。实际施工完成后对桩间距进行测量，桩间距在3～20 cm 之间，未能全部达到设计要求的指标。
3.1 质量控制
该段防汛墙建成时间较长，在该维修工程之前零星进行过维修加固，特别是墙前进行过抛石处理，但由于部分块石埋深较深，未能清除干净，故对后期钻孔灌注桩的成桩产生很大影响。另外，施工工期要求紧，对成孔等步骤未能严格按施工工艺控制。
3.2 完善措施
施工完成后对间距超过设计要求部分采取完善措施，桩与桩之间杂物清除至设计要求的防渗标高，顺轴线方向沿桩外边线立模板，桩与桩间隙浇筑混凝土进行封堵，以期达到防渗效果。
4 效果分析
该段防汛墙施工完成后，历经高潮位潮水和台风考验，墙后未出现渗水现象，达到了设计预期效果。
5 经验与建议
5.1 严格控制各施工工序
由于密排钻孔灌注桩在施工工艺上比普通钻孔灌注桩要消耗更多的时间。特别在工期较紧的情况下，施工企业为了赶进度而放松对施工质量的控制。对此，须严格控制各工序施工工艺，严把质量关。
5.2 加强施工工艺改进的研究
行业内选择有一定技术优势的企业进行施工工艺改进的研究。其内容包括两个方面：一是工艺改进研究，二是施工机械的改进研究，争取密排灌注桩在防汛墙建设中发挥更好的作用。 来源: 《建筑中文网》.
不同的土质条件，钻孔灌注桩成孔的方法不同，常用的成孔方法如表 1 所列。（参考《建筑中文网》）
2 密排钻孔灌注桩施工工艺不同之处
2.1 护筒段成孔控制
常规钻孔灌注桩护筒直径比桩孔径大 100～150 mm，如图 1 所示。密排灌注桩护筒直径要求和桩孔径同尺寸，否则不能密排，如图 2 所示。所以护筒段成孔不能直接用原桩钻头，施工方法有两种：一是采用人工直接挖除的办法；二是采用比原桩钻头小一个规格的钻头成孔，至护筒以下部分采用原桩钻头施工直至完成成孔。如果护筒直径大于桩孔直径，混凝土浇筑完成后护筒部分直径明显大于桩直径，造成相邻桩无法密排。
2.2 桩垂直度控制
现行规范要求桩的垂直度为 1/100 桩长，垂直度控制方向有纵向和横向两个方向均可。但对密排灌注桩须严格控制轴线方向的垂直度，如果轴线方向垂直度产生一定偏差，顺轴线方向桩与桩之间形成缝隙而无法密排。
为避免桩倾斜，首先，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。其次，对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。第三，导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。
2.3 熟悉地质资料，严格控制泥浆浓度，预防扩孔如在施工过程中形成扩孔，孔内混凝土终凝形成强度后会妨碍相邻桩的成孔和混凝土灌注，使之无法形成密排。
施工过程中如出现未知的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下放钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等，都能产生孔壁坍塌形成扩孔。为解决和避免此类现象，首先，必须熟悉工程地质报告，对钻孔的地质情况做到心中有底。其次，按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，钢筋笼焊接牢固、成笼圆直，下放时必须保持顺直，防止偏斜。第三，要控制成孔和成桩速度，原则上保持孔壁不塌，越快越好。但钻进速度应视土质情况而定。在淤泥质粘土层以控制孔径为主，速度应在 4～5 m/h。在淤泥质粘土层至粘土层带要上下来回扫孔以求上下畅通。当进入粘土夹砂层时，可加快钻进速度。对土质较松软的地区，钻具直径可小点（5 cm 左右），对风化或强风化岩盘最好是等于或稍大于设计孔径为好。第四，成孔和灌注混凝土的间隔时间越短越好。二次清孔利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，灌浆时间以不超过 30 min 为宜，每根桩灌注混凝土应控制在 5 h 左右。第五，钻孔时采用泥浆护壁应控制好比重。在粘土和亚粘土层钻孔时，应以清水钻进原土造浆护壁，比重控制在1.10～1.20 之间；钻进到砂层时可适当提高泥浆比重和粘度，比重在 1.20～1.40 之间，粘度在11～24 间进行配制。当停钻时间超过 24 h 后，泥浆会出现离析、沉降、孔壁垮塌等现象，故需在一定间隔时间内泥浆进行循环，防止孔内泥浆漏失或沉淀，失去护壁效果。第六，出现特殊地层时采用优质冲洗液护壁，或用正循环钻进、反循环排渣来抑制不稳定段地层的坍塌。第七，在不稳定的地层中，不要过早换浆，可在下完钢筋笼后第二次清孔时替换高比重的泥浆，并及时灌注混凝土。
3 实例分析
某段防汛墙维修加固工程，墙后渗水，原结构强度不足，须进行加固和防渗处理。但因墙后建筑物影响无法实施板桩沉入桩的施工，故设计采用密排灌注桩的施工工艺，作用有两个，一是对原防汛墙进行加固，二是利用密排功能起到防渗效果。实际施工完成后对桩间距进行测量，桩间距在3～20 cm 之间，未能全部达到设计要求的指标。
3.1 质量控制
该段防汛墙建成时间较长，在该维修工程之前零星进行过维修加固，特别是墙前进行过抛石处理，但由于部分块石埋深较深，未能清除干净，故对后期钻孔灌注桩的成桩产生很大影响。另外，施工工期要求紧，对成孔等步骤未能严格按施工工艺控制。
3.2 完善措施
施工完成后对间距超过设计要求部分采取完善措施，桩与桩之间杂物清除至设计要求的防渗标高，顺轴线方向沿桩外边线立模板，桩与桩间隙浇筑混凝土进行封堵，以期达到防渗效果。
4 效果分析
该段防汛墙施工完成后，历经高潮位潮水和台风考验，墙后未出现渗水现象，达到了设计预期效果。
5 经验与建议
5.1 严格控制各施工工序
由于密排钻孔灌注桩在施工工艺上比普通钻孔灌注桩要消耗更多的时间。特别在工期较紧的情况下，施工企业为了赶进度而放松对施工质量的控制。对此，须严格控制各工序施工工艺，严把质量关。
5.2 加强施工工艺改进的研究
行业内选择有一定技术优势的企业进行施工工艺改进的研究。其内容包括两个方面：一是工艺改进研究，二是施工机械的改进研究，争取密排灌注桩在防汛墙建设中发挥更好的作用。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201012/14622.htm
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