浅谈不良地质条件下冲孔灌注桩施工技术doc.docx
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浅谈不良地质条件下冲孔灌注桩施工技术doc
浅谈不良地质条件下冲孔灌注桩施工技术
cOnSTRUCTiOnSAffETY建筑盔金2010年第12期施工技术
不莰地质
.金志坚
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桩施工技术
公司）
【摘要】本文主要介绍了冲孔灌注桩在不良地质条件下的施工和施工要点,并对主要的施
工环节进行了阐述.
【关键词】不良地质泥浆护壁灌注桩施工
深圳市轨道交通地铁龙岗线,线路长32.859km,
本标段施工的里程桩号为YCK26+150.00（区问路
基填挖分界点）~YCK33+162.00（爱联站端,不含爱
联站）,全长7.0126km.本标段不良地质的分布位置
主要集中在大运站～爱联站区间.
笔者结合冲孔灌注桩施工的经验,以（大运站～
爱联站区问施工的194根）~b1200mm桩施工为例,谈
一
谈在不良地质条件下冲孔灌注桩的施工及质量
控制,与同行交流.
一
工程地质及基础情况
本标段桩基范围上覆第四系冲洪积（Q4）淤
泥质黏土,粉细砂,残积土层,下伏基岩为泥质砂
岩,板岩,变质砂岩,灰岩等.沿线地层分布有不良
地质,如:
岩溶,岩溶地面塌陷,砂土液化及断层破
碎带,给桩基施工带来许多不可预测的因素,也加
大了施工难度.
本区间桩基设计均为嵌岩桩,桩端持力层为微
风化岩层.桩孔1200—1500mm,设计桩长大致为
24~32m（~I]遇到溶洞,断层要穿过溶洞及断层,桩端
必须进入设计持力层,人岩深度不小于2倍桩径）,单
桩承载力设计值为1100t,砼强度等级为C30.
二,不良地质条件下的施工
（一）溶洞处理
根据地质勘察资料显示,本标段部分不良地质
位置主要集中在大运站一爱联站区间（为岩溶地
区）,桩基施工需穿越溶洞,最大洞径高达7.3m.对
于存在溶洞的桩基施工,本工程采用了CK--1800
冲孔桩机成孔,桩锤重量选用6～8t.
1.冲孔桩机成孔
（1）护筒安装.护筒的埋置深度,一般情况下,
在黏土中不小于1000mm,砂土不小于1500mm,护
简顶面应高出地面300mm.护筒安装后,先在护筒
内投入粘土,桩锤以小冲程反复冲击造浆.冲程大
小和泥浆稠度应按土层情况掌握.
（2）冲孔检查与测量.冲进过程中,经常检查成
孔情况,用测锤检测孔深及桩孔倾斜度,为保证孔
形正直规则,冲进中必须经常用检孔器检孔.
（3）根据冲进过程中实际土层情况控制进尺快
慢和泥浆性能指标.在粘土和软土中,宜采用中冲
程冲进;在粉砂土,粗砂,粉砂岩,泥岩,风化岩中采
用大冲程冲进.
（4）施工作业分班连续进行,施工过程一气呵成,
不得中途停顿.如发生故障及时通知区间主管工程
师,采取措施解决;若停止冲进时,必须将锤头提起.
（5）施工时认真填写冲孑L施工记录,交接班时
交待冲进情况及注意事项.
（6）在冲进过程中,必须注意补充水量（泥浆）,
维持护筒内应有的水头高度,防止孔壁坍塌.如发
现有漏水现象,护筒内水位缓慢下降,应及时加浆
补水,不得使水位急剧下降,然后再针对漏水原因
进行处理.
在冲孔时若发生孔内水位骤降,很可能是遇到
鬻i囊
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溶洞,必须进行处理.
2.溶洞处理方法:
（1）施工前准备
①施工前根据地勘资料对可能有溶洞的桩进
行超前钻探,详细记录地质状况,溶洞宽度,高度,
画图列表,为制定相应专项方案提供详实依据;
②对溶洞内的填充物进行土工试验,分析其物
理力学特性,检测容重,含水量,孑L隙率等,为注浆
参数计算提供依据;
⑧根据地质超前钻探资料和溶洞内的填充物情
况,制定出相应的溶洞处理方案,成孔方法及施工措
施;
④对每种处理方案,进行详细的计算和分析,并
在施工前在墩柱基础以外位置进行溶洞注浆及钻孔
试桩试验,取得经验数据后再组织指导桩基施工;
⑤遇到大溶洞时（溶洞高度大于1.5m以上）,必
须报请监理工程师,业主和设计单位核查,明确处
理方案,并报监理批准后实施.
（2）具体处理方法
①对于封闭的比较小的溶洞,采用注浆的方
法,提供成孔条件穿过溶洞.若洞内无填充物或填
充物不满,则采取先填充碎石或干砂,然后注浆;若
充填物呈松散或软塑状态时,直接注浆固结即可;
若充填物已固结呈硬塑状态时,则可以直接冲孔,
但需加强泥浆护壁.
②溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填
充砂子,选择合适的孔位,放入并固定钢套管,将注
砂管与钢套管相连接,在注浆前灌砂.根据成桩直
径,围护体积的最小直径及堆积体成形规律,计算
填砂量.用压风机将干砂压入,为防止洞内高压阻
止灌砂,利用其它孔作为减压孔.待达到计算的填
充体积,压力稳定时,即可停止.若设计要求灌人碎
石则必须钻一个大孔（直径不小于qb3OOmm）放入钢
管并固定,钢管上置碎石料斗,碎石粒径不大于
20mm,投料时振动钢管,以防止堵塞.填充量控制
与填砂控制方法相同.
⑧对于一些溶槽,溶沟,小裂隙等,冲孔时可采
取投放片石,碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞
起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孑L』顷利通过
岩溶区.
④对于一些较大的溶洞,均采用钢护筒的成孔
方式.具体做法是根据溶洞的高度制作钢护筒,将钢
护筒用桩锤,打入溶岩至穿越溶洞底层至不透水层.
（二）主要施工方法及检验
1.注浆施工
①根据地质情况在每一根桩的中心位置或墩
柱承台的四角钻注浆孔,钻注浆孔也是对地质情况
的进一步勘探,通过取芯探明溶洞的高度及填充物
的详细情况.
②用压浆泵注浆,注浆压力不宜太大,控制在
0.5MPa～1.OMPa范围,注浆速度为15L/min～20L/min,
其目的是使浆液渗透到填充物内（包含灌入的砂或
碎石）,然后固结,渗透最小直径约为3.Om,以保证
冲击成孔时有足够的固结体.
⑧单花管注浆,管头花管段长度为lO00mm,孔
眼直径和间距根据现场试孔后确定,注浆管外径为
~b7Omm,比钢套管内径要小.注浆时,通过注浆泵上
的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间,压入量
根据渗透半径,固结体积计算,公式为:
Q=R2Hp（1-'y）入.
式中,R为渗透半径;H为溶洞高度;IX为填充物
的孔隙率;Ot为超灌系数;入为地区性经验系数;,p
为充填率与充填系数.这些参数和系数可根据现场
试验确定.
④为防止浆液流失太远造成浪费,可采用间歇
注浆方式,循环注浆多次,直至达到规定最小注浆
量和注浆压力控制值为止.
⑤注完一个孔后,继续对其余孔进行注浆.后
注浆的压力必须调高,最后封孔.注浆顺序由现场
主管工程师根据注浆方案控制.
2.溶洞位置桩的成孔
①对于溶洞较大的桩,采用钢护筒成孔.我们
的具体做法是根据溶洞的高度制作钢护筒,将钢护
筒用桩锤轻锤慢击,打入溶岩至穿越溶}同底层至不
透水层.
②冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行,一般
等待时间为7d左右.
⑧为防止泥浆泄漏,冲孔前备好材料,一旦泥
浆泄漏,及时向孔内投放粘土,水泥和片石,靠冲挤
在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙,保持孔内
泥浆高度,使得冲钻顺利进行.
④加大泥浆质量和密度.采用优质泥浆,当缺少
优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥,烧碱和锯
末,以提高泥浆胶体率和悬浮能力,配合比为黄土:
水
泥:
烧碱=1:
0.2:
0.4,锯末按黄土体积的10%掺入.
⑤当岩面的倾斜角度较大时,钻头摆动撞击护
筒或孔壁,这时,回填片石,可使孔底出现一个平面
后再转入正常冲孔.
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⑥在接近岩溶地段,采取轻锤冲击,加大泥浆
密度的方法成孑L,以防卡钻和掉钻.
3.桩的成孔检验
对于岩溶地区,全岩面的正确判定成为本标段
成孔的关键.影响全岩面判定的因素较多,主要从
以下四个方面来进行全岩面的综合判定:
以冲孔实际见岩高程开始,至少进尺500ram
后,可申报全岩面检验,超前钻孔柱状图揭示的岩
面高程只能作为参考.
②查阅桩机施工记录,可将基岩进尺速度
0.1m/h～0.2m/h作为进入全岩面的控制速度.
⑧可观察井口钢丝绳的摆动情况,锤头触岩面
时会出现轻微反弹.
④使用细目筛网捞取岩渣,岩屑含量50%～
70%,且含泥,含砂量小于4%时,判为人岩.如出现
特殊情况或判断标志不明显,采用钻探揭露的办法
来证实,即在桩孔中心四周均匀布设4个勘探孑L,用
工勘钻机进行钻探,用触探到的各点岩面高程进行
比较,判断出全岩面.
三,砼灌注过程中特殊情况的处理方法及施工
要点
在水下砼灌注过程中,一旦出现问题,应立即
分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救,冷
静处理,不得轻易中止砼灌注.
（一）导管进水
1.原因
①首批砼储量不足,安置导管距孔底间距过大,
砼下落不能埋住导管底口,以致泥浆从底口进入;
②导管接头不严或螺杆断折,焊缝破裂,泥浆
从接口或焊裂处进入;
⑧导管提引过猛或测深错误,导管口提离砼面.
2.处理方法
对于第一种原因采用提起导管,重新清孔;
②对于第二种,第三种应重新插人导管.
（二）卡管
1.原因:
初次灌筑时隔水栓卡管,或由于砼的各种
原因造成.处理方法和原则:
用长杆冲捣和捣动导
管,或用附着式振动器振动,如不落下,则必须将导
管提出清孔,然后重新安装导管灌注砼.
②机械故障或其它原因使砼已初凝,增大了
砼下落阻力,砼堵在管内.处理方法:
若砼已初凝,
则拔出导管,停止灌注,制定处理方案,报业主及监
理审批后予以实施.
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（三）坍孔
1.原因:
灌注过程中泥浆性能的变化易造成坍
孔.
2.处理方法:
对于小坍孔,保持加大水头,防止续继坍孔,若
坍孔稳定则恢复正常灌注,加大导管埋深,将坍孔
泥砂排出;如坍孔严重应立即中止灌注,将导管提
出,用粘土回填,待坍塌稳定后,再商定处理方案.
（四）埋管
1.原因:
导管埋置过深,或提管过猛,将导管拉
断.
2.处理方法
导管埋深不得大于4.Om,导管埋人砼的长度取
决于灌注速度和砼的性能,任何时候不得小于Im,
一
般控制在2～4m内.提升不能过猛,应视现场实际
情况由主管工程师处理.
（五）砼灌注质量控制
1.砼施工前要有配合比报告,砼要有良好的和
易性,坍落度控制在180mm+20mm.
2.钢筋定位,第二次清孔完毕,检查合格后,下导
管,并检查气密性,长度符合要求,保证底端距孔底
300-500mm,应在30min内开始灌注砼,不得停留时间
过长,以免塌孔.首次灌注的砼量必须保证封底成功.
3.砼灌注必须连续作业,不能中断,严禁导管
提升过猛或导管埋入过深,造成断桩.砼灌沣量要
有专人记录,砼灌注时的充盈系数应控制为至1.05.
4.灌注桩的顶面标高应比设计标高高出0.5～
8.0m,以保证桩头砼的强度,多余部分浮浆必须凿除.
5.砼试块留置,每根桩留置试块不得小于3组
（9块）,且每个工作班不得少于一组.
四,灌注桩施工质量控制,检查及检测
1.灌注桩施工必须按《建筑地基基础工程施工
质量验收规范》（GB50202—2002）,《建筑桩基技术
规程》（JGJ94—94）,《深圳地区基桩质量检测技术规
程~（SJG09—99）的要求进行.
2.抽芯试验时,使用地质钻机取桩身砼芯样作
抗压强度试验,同时检查桩尖沉渣实际厚度和桩底
土层情况.要求钻进深度超过桩端进入持力层
1.2m,钻取芯样110ram.
3.对进行超声波检测的桩,预埋超声波检测
管,检测管标准长度6m,外径57ram,接头采用焊接,
上端应高出桩顶50em,下端用钢板焊接,不得漏水.
浇注砼前在管内灌满水,上口用塞子塞住.每桩设
置检测管3根.
CONSTRUCTiOnSAFETY建筑盔金2010年第12期施工技术
【摘要】现代城市建设中,对于施工中的沉降变形问题越来越重视,但是,由于各种原因,导
致施工中的有关沉降变形往往会缺失,在这样的情况下,如何对沉降监测间断的资料进行插补,成
为工程质量,安全的重要工作环节.现在针对间断资料的插补已经建立起一系列的插补方法,但
是,随着现代城市建设的快速发展,对于插补资料的准确度,概括性的要求越来越高,原有插补方
法已经很难满足实际需要,本文建立了一套修正灰色模型,用以实现对沉降监测间断资料的插补.
【关键词】沉降监测间断资料插补修正灰色模型应用
随着城市建设的快速发展,建筑施工作业越来
越规范,施工中越来越重视沉降变形问题.在进行
高层建筑施工的过程中,建筑基础往往会出现沉
降,甚至明显的不均匀沉降现象,严重威胁到了建
筑物的安全.在这样的情况下,在施工期间通过监
测以及已有观测数据来对建筑物地基及其本身的
沉降变形情况进行预测,是保证施工及建筑物安全
4.桩身检测.本标段冲孔灌注桩均采用无破损
检验方法进行了桩身检测,其中超声波检测58根,
低应变检测194根,钻芯取样15根,检测结果一类
桩179根占总数的92.27%,二类桩15根占总数的
7.73%,桩身砼强度全部符合设计要求,平均强度达
N35.4MPa,桩的承载力均大于设计要求的承载力.
五,施工质量控制及体会
质量控制一般分为三个阶段,即为事前控制,
事中控制,事后控制,在工程施工中,事前控制尤为
关键,也是最为有效的控制手段.
六,结束语
冲孔灌注桩的施工技术及工艺比较成熟,但施
工环节多,质量控制点也比较多,尤其是在不良地
质条件下施工,稍不注意,就会造成质量事故,安全
事故.施工质量的好坏直接关系到上部结构的安全
的工作重点.但是,对于部分工程,由于受到各种主
客观条件限制,实测资料往往会出现漏测的现象,
此时,需要利用已有的相邻测次或测点的可靠资料
进行插补.,
一
建筑物沉降监测实施步骤
1.监测基准点的布设
准确地选择基准点是沉降观测的基础,它是技
使用和桥梁的沉降,因此施工中必须重视每一个环
节,对冲孔灌注桩施工的各个环节必须严格控制,
按规范和设计要求精心组织施工,及时解决施工过
程中出现的各种问题,就能保证冲孔灌注桩的施工
质量达到设计要求.
参考文献
1.《建筑工程施工质量验收统一标准}（GBS0300-
2001）
2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
（GB50202—2092）
3.《建筑桩基技术规程》GJ94～94）
4.《深圳地区基桩质量检测技术规程》（sJG09-
99）
（本文收稿:
2010-10-22）
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