钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的检测与控制

技术园地文章编号：１６７１－３７０２（２００８）０６（Ａ）－００３３－０３

钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的检测与控制张志华

丁

杰

（通州市基础工程有限公司，江苏通州２２６３００）

【摘要】分析钻孔灌注桩施工中导致孔底沉渣过厚的主要因素，介绍沉渣厚度的检测方法，提出选择合适的清孔方

法、严格控制清孔泥浆指标、有效固孔及尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的时间间隔等减小和控制钻孔灌注桩孔底沉渣厚度的具体措施。

【关键词】钻孔灌注桩；沉渣；厚度；检测；控制【中图分类号】ＴＵ４７３．１【文献标识码】ＢＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＴｈｅＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎＴｈｉｃｋｎｅｓｓ

ａｔＴｈｅＢｏｔｔｏｍｏｆＢｏｒｅｄＣａｓｔ－ｉｎ－ＰｌａｃｅＰｉｌｅ

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钻孔灌注桩以其适应范围广、单桩承载力高、施工噪音低、振动小及单价低等优点，在各类建筑工程中得到广泛应用。随着高层建筑的日益增多，对桩基承载力的要求也越来越高。但由于钻孔灌注桩施工工艺的特殊性，其承载力受施工中的因素影响较大，特别是孔底沉渣层严重影响桩基承载力的发挥。因此，施工过程中加强孔底沉渣厚度的检测与控制，是保证钻孔灌注桩施工质量和桩基承载力的关键措施之一。

剪切破坏，接近于纯摩擦桩，Ｑ—ｓ（荷载—沉降）曲线呈陡降型，破坏特征点明显（见图１）。根据一些公路、铁路桥梁钻孔灌注桩的实测资料，桩的端部承载力均发挥较少。

１孔底沉渣对桩基承载力的影响

桩的竖向荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承受，对于采用泥浆护壁的钻孔灌注桩，在清孔后至混凝土灌注前，孔底将产生一定厚度的沉渣，该沉渣层强度低、压缩性高。单桩竖向静力荷载试验表明，对桩端有一定沉渣的钻孔灌注桩，其端部一般呈刺入性

图１单桩静载试验的Ｑ—ｓ曲线

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ｅｃｈｎｉｃａｌＳｃｏｐｅ

技术园地为此，现行施工验收规范对钻孔灌注桩孔底沉渣厚度提出了更高的要求。ＧＢ５０２０２－２００２规定，钻孔灌注桩孔底最大沉渣厚度允许值为：端承桩

２）取样盒检测

在清孔结束后将取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待混凝土灌注前取出，测量沉淀在盒内的渣土厚度。

≤５０ｍｍ；摩擦桩≤１５０ｍｍ。而ＧＢＪ２０２－８３和ＪＧＪ９４－９４

规范对摩擦桩孔底最大沉渣厚度允许值均为３００ｍｍ。

３）沉渣仪检测

包括桩孔检测器、沉渣检测仪等，该设备较先重点工进，使用前应预先进行标定。已在一些大型、程中应用。

２导致孔底沉渣过厚的主要原因

１）清孔方式选用不当

钻孔灌注桩常用的清孔方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、空压机喷射和砂浆置换等，应根据现场具体地质条件、施工工艺方法等合理选用。清孔方法直接影响清孔效果，清孔方法选用不当，将不能有效清除孔底钻渣和置换孔内泥浆，无法控制孔底沉渣层厚度。

４控制孔底沉渣厚度的措施４．１选择合适的清孔方式

应根据不同的钻孔方法、施工设备、设计要求及地层条件，来合理选用清孔方法。

１）抽浆法清孔

抽浆法清孔较彻底，且清孔速度快，可适用于各类土层、各种钻孔方法的摩擦桩或支承桩，尤适宜于采用反循环钻孔及孔底沉渣颗粒较大桩孔的清孔。但在孔壁易坍塌的桩孔中应谨慎使用，以防坍孔。

２）清孔不彻底

清孔不彻底或持续时间不够，未能将孔底钻渣清除干净，或孔内泥浆置换不充分，均会造成孔底沉渣厚度过大。

２）换浆法清孔

对采用正循环钻进、以粘性土及细颗粒砂性土层为主的桩孔可采用换浆法清孔。采用该法清孔不易引起坍孔，但清孔速度慢，须控制好泥浆指标及清孔时间，否则清孔效果难以保证。

３）清孔泥浆指标控制不当

粘清孔过程中采用的泥浆指标（主要是密度、度和含砂率等）不符合要求，或孔内泥浆指标未达到终止清孔标准即结束清孔，也会导致孔底沉渣厚度增大。

坍塌４）孔壁剥落、

施工过程中未采取有效固孔措施，或固孔措施未能保持连续；施工机具碰撞孔口或孔壁，导致孔口坍塌或孔壁泥皮剥落，使孔底沉淀物增多。

３）掏渣法清孔

对于冲击、冲抓、旋挖钻进的桩孔，应先采用掏渣法进行初步清孔，待较大颗粒沉渣清理完毕后，可换用换浆法进一步清孔，同时降低孔内泥浆密度。

４）喷射法清孔

在导管等混凝土灌注设备已安装，实测孔底沉渣厚度超出规定或设计要求，但超出范围不大，进行二次清孔费时费力，且影响孔壁稳定的情况下，可采用喷射清孔法进行处理，并立即灌注水下混凝土。该法仅宜作为其他方法清孔的辅助手段。

５）施工历时过长

施工工序之间不紧凑，清孔结束至混凝土灌注之间的间隔时间过长，导致孔内泥浆中砂粒沉淀，或泥浆失水、沉淀。

３沉渣厚度的检测

钻孔灌注桩孔底沉渣厚度是指清孔结束至混凝土灌注前的孔底沉渣层增加的厚度，只有对沉渣厚对于沉度进行准确测定，才能对其实施有效的控制。渣厚度的检测方法，目前规范尚无统一规定，一般有以下几种：

５）砂浆置换清孔

该法操作不便，实际应用较少，可在柱桩等一些有特殊要求的桩基中使用。充分４．２确保清孔彻底、

清孔持续时间应根据具体清孔方式、地质情况及孔底排出的泥浆指标确定，抽浆法清孔的速度较快（一般不少于１０ｍｉｎ即可），换浆法清孔速度较慢（３０ｍｉｎ至数小时不等）。无论采用何种清孔方式，均应确保清孔持续时间，否则难以达到清孔效果。

１）测绳（重锤）检测

测绳应采用标准水文测绳，使用前及使用过程中数字不清或标数位移时应及应经常校核，当出现磨损、

时更换；测锤采用重锤（一般不小于１ｋｇ），体积不宜太大。该法检测孔底沉渣层厚度较直观、方便，是目前常用的一种测量方法，但在具体操作中人为因素影响较大，应由专人负责，采用专一重锤。

４．３严格控制清孔泥浆指标

１）清孔过程泥浆指标

清孔过程中泥浆密度一般应比钻孔泥浆密度

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小，但泥浆密度及粘度过小，影响孔壁稳定；采用正循环清孔时，泥浆密度及粘度过小，还会影响泥浆悬浮钻渣的能力，降低清孔效果。在粘性土、粉土及粉砂土为主的土层中，清孔过程中输入泥浆指标宜控制为：相对密度１．０５￣１．１０；粘度１６￣２０Ｐａ．ｓ；含砂率＜４％。

有效的泥皮保护层。

４．５缩短施工历时

在确保清孔效果的同时，应加强工序衔接，提高工作效率，尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的的时间间隔。

４．６进行二次清孔

首批混凝土灌注前，再次探测泥浆指标即孔底沉渣层厚度。如超过规定要求时，立即进行二次清孔，直至符合要求时方可灌注水下混凝土。

２）终止清孔泥浆指标

终止清孔前应在孔底取泥浆进行性能指标检测，终止清孔泥浆指标一般控制在以下范围：相对密度１．０３￣１．１５；粘度１７￣２０Ｐａ．ｓ；含砂率＜４％；胶体率＞９８％。

５结语

虽然影响钻孔灌注桩孔底沉渣层厚度的因素较多，但只要在施工中根据具体施工工艺、机具设备及土层条件，认真分析、研究，并采取有效控制措施，加强施工检测，完全可以将孔底沉渣层厚度控制在规范允许范围以内，确保钻孔灌注桩的施工质量及承载能力。

４．４采取有效固孔措施

１）根据现场条件和规定要求设置护筒，施工过

程中加强对护筒的保护，防止碰撞或振动造成孔口坍塌。

２）施工过程中保持孔壁任何部位静水压力不小

于０．０２ＭＰａ，即始终保持孔内水位高于地下水位（或河水位）不小于１．５￣２．０ｍ。

对土层松软、易３）选择合适的钻孔及清孔机具。

负压过低的施坍塌的桩孔，应尽量避免采用振动大、工机具和工艺方法。

钢筋骨架和导管安装过程中应尽４）钻具拆卸、量避免碰撞孔壁。

参考文献

编委会．桩基工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工［１］《桩基工程手册》业出版社．１９９５．

［２］ＪＴＪ０４１－２０００，公路桥涵施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社．２０００．

［３］ＧＢ５０２０２－２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规范［Ｓ］．北京：中国计划出版社．２００２．

５）选择合适的钻孔泥浆指标，确保在孔壁形成

地震发生时，如何自我保护

地震发生时，通常你会躲在哪里？如果依照以前我们掌握的方法躲在桌子、床铺底下，那将会发生怎样的情景呢

以某仿真地震试验为例，在即将爆破的一栋废弃大楼里，试验人员在桌子、床铺等家具下，放置了十具模特儿；在桌子、床铺等家具旁，同样放置了十具模特儿。炸药引爆后大楼顷刻倒塌变成断垣残壁，依序找到二十具模特儿，发现在桌床下的十具模特儿有八具已被压成全毁，而放置在家具旁的十具模特儿，则损伤很小。

专家解释，建筑物天花板因强震倒塌时，会将桌、床等家具压毁，人如果躲在下面，后果不堪设想；如果

人以低姿势躲在家具旁，家具可以首先承受倒塌物品的重力，即使被压毁，家具残骸也能起到支撑作用，让躲在一旁的人取得一定的生存空间。因此，当地震发生时不要躲在桌子、床铺下，而要以比桌、床高度更低的姿势，躲在桌子、床铺等家具的旁边，增加在灾难发生时的生存机率，减少伤害。

另外，若开车时遇到地震，请尽快离开车子；强烈地震发生时，如果你正在停车场，千万不要留在车内，以免垮下来的天花板压扁汽车，造成伤害；应该以卧姿躲在车旁，掉落的天花板压在车上，不致直接撞击人身，有可能形成一块“生存空间”，增加存活机会。

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