摘要：机械成孔灌注桩在工程中的应用已非常广泛，尤其是泥浆护壁冲击成孔方法工艺简单、技术成熟，适用范围广，但在人工碱渣回填地区采用机械（冲击）成孔灌注桩，在大连地区乃至东北老工业区改造建设中尚属首例，本文简要阐述在施工中处理塌孔、沉渣过厚、基岩溶洞发育等采用的施工方法及要点。
关键词：碱渣、冲击成孔、塌孔、沉渣、溶洞
Abstract: the mechanical into holes in the project of filling pile in the application has very widely, especially slurry supporting impact hole method into simple process, mature technology, application range, but in removing backfilling area) by mechanical (impact) into holes filling pile in dalian area and even the northeast old industrial zone in the construction of reform which is first, this paper briefly expounds the construction in treatment of hole collapse, too thickness of sediment, bedrock cave development of the construction methods and key points.
Keywords: removing, impact into holes, hole collapse, sediment, cave
中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A 文章编号：
一、 引言：
本工程处于碱渣、粉煤灰回填地区，基岩为石灰岩，钻孔灌注桩塌孔、漏浆现象非常严重，清孔难度大，工程桩间距离较近，施工及灌注砼过程中容易造成穿孔，现场溶岩地质复杂，溶沟溶槽发育，基岩面起伏大，施工补充勘察多，均增加了施工难度。
二、 施工方法要点：
1、成孔过程的控制：
根据现场实际情况，四种桩型（桩径700~1000mm）、溶岩较发育等特点，四种桩型同时开工，其中10%桩有溶洞的桩用6台6T实心钻头冲击钻机以正循环法施工。其他桩采用40台空心钻头的“乌卡斯”冲击钻机施工。因主楼位置桩距2~4米，施工中跳桩施工，间距在四米以上。根据不同情况采取不同工艺施工。
1.1钻孔机械采用冲击钻机，并配套使用实芯或空芯冲击钻头。
1.1.1场地准备
在钻孔场地首先开挖至基底下1米，并在碱渣层上回填1.5米石渣，做开钻场地，桩顶标高2.4m，场地降水至1.7m。平整场地并清理干净后即可埋设护筒，适当挖土1~2米后埋设。护筒采用比设计桩径大20-30CM的钢护筒。
1.1.2桩位测量
钻机进场前要完成桩位的测量工作，采用GPS进行桩位定位测量放样，埋设牢固桩标志，并进行统一编号，记录其坐标及高程并妥善保护。
1.1.3护筒埋设
1）护筒埋置深度为1～2m，特殊情况应加深以保证成孔和灌注混凝土的顺利进行，须夯填粘性土至护筒底0.5m以上。
2）护筒采用8mm厚钢板卷制而成，外设加强筋，护筒内径比桩径大100～300mm。
3）护筒埋放就位后，将护筒外侧用粘土回填压实，以防止护筒四周出现漏水现象，借助粘土压力及其隔水作用，保护护筒稳定，护筒平面位置与桩中心偏差一般不大于5cm，倾斜度偏差不大于1%。
4）护筒高度宜高出地面300mm左右。
1.1.4钻机定位
钻机为滚筒式，下垫枕木方可行走定位。枕木应垫平垫实，便于控制钻机定位和钻架垂直。钻机定位时，要确保钻杆中心对准桩位中心。
1.2成孔
1）钻机就位后，底座和顶端平稳，不产生位移和沉陷。钻机架顶部的起重滑轮槽缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者保持在同一铅垂线上。
2）开钻须待邻孔混凝土灌注完毕，并达到一定强度后，才能开钻。开始时用小冲程冲击钻进，低锤勤打，少抽渣，使开口圆顺。
3）当钻孔钻至护筒底时，加入小于5～12厘米的片石和粘土，反复冲击，挤密护筒底部周围土层。钻进至护筒底2.0m～3.0m后以正常冲程钻进。
4）在钻进过程中，保持孔内有1.5m～2.0m的水头高度，并防止扳手、管钳等金属工具或其它异物掉落孔内，损坏钻机钻头。钻孔泥浆采用的优质粘土在泥浆池里制备。
5）钻孔作业分班连续作业，钻孔达到设计初见岩深度后，技术质检人员先行自检，在孔深、孔径、孔位、孔斜等技术指标达到设计及规范标准要求后，会同桩勘、设计、监理单位进行检查验收。
6）塌孔处理：成孔过程中塌孔，一般须回填片石或碎石后重新成孔，如砼浇筑过程中塌孔则废桩。
7）溶洞处理：溶洞根据施工情况采用采用在泥浆中掺加片石或碎石等，填充溶洞，并观察泥浆护壁不再漏浆，方可终止回填，继续成孔。
2、泥浆制备和固孔
1）泥浆系统布置
泥浆系统由泥浆泵、泥浆池等组成。泥浆作用在于在钻孔过程中可增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，防止孔壁坍塌；在钻机成孔后至灌注混凝土前，使泥渣的沉淀迟缓，减少沉渣量。
2）护壁泥浆应选用高朔性粘土或膨润土，其性能指标符合JTJ248-2001附录C规定。固壁泥浆各项技术指标见下表。
固壁泥浆性能指标
地层
情况 相对
密度 粘度
（Pa.S） 含砂量
（％） 胶体率
（％） 失水率
（ml/30min） 静切力
(Pa) 泥皮厚
（mm/30min） PH
一般地层 1.1～1.2 18～24 ≤4 ≥95 ≤20 1.0～2.5 ≤3 8～11
易坍地层 1.2～1.4 22～30 ≤4 ≥95 ≤20 3～5 ≤3 8～11
3）泥浆护壁钻孔钻进期间，护筒内泥浆面应高出地下水面1.0m以上；在受水位涨落影响时，应加高护筒至高水位1.5～2.0m以上。并应采取稳定护筒内水头的措施。
4）钻进过程应不断置换泥浆，保持浆液面稳定。
5）浇筑灌注桩混凝土前，应进行二次清孔，并检验泥浆性能，检测内容包括密度、含砂率和粘度等。
3、清孔
清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序，清孔质量的好坏直接影响水下混凝土灌注、桩质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，清孔应满足下列要求：
1）采用二次清孔，即在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。
2）第一次清孔在终孔后进行，采用泵吸或气举的方法施工，将调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻渣，以泥浆性能参数控制。
3）第二次清孔在下好钢筋笼和导管后进行，利用导管或泵吸的方法进行清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。最终沉渣厚度小于50mm及泥浆比重小于1.25。
4）清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5～2.0m防止塌孔。
4、成桩过程控制：
1、混凝土浇筑
混凝土灌注采用导管法。
（1）导管采用刚性导管，采用快速套接接头，接头处必须用橡胶垫圈密封防水。
（2）导管使用前，应按实际使用节数和长度进行试拼，并进行压水试验，试验压力不应小于工作压力的1.5倍。
（3）混凝土灌注开导管方法采用预制圆柱形混凝土隔水塞，混凝土塞用16钢丝绳挂在吊车小勾上，上盖一层砂浆，然后向导管上部下料斗内进行混凝土上料，当达到经计算确定的首批混凝土量后，拉起隔水塞，灌注首批混凝土，灌注时导管下口至孔底的距离控制在30cm～80cm，且使导管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注开始后，连续不断地进行混凝土浇注。
（4）灌注混凝土应一根桩连续进行，严禁中途停顿；浇注时应注意孔内混凝土下落情况，及时观测孔内混凝土面的高度；导管提升应勤提缓提，保持位置居中，轴线垂直逐步提升，当混凝土灌至护筒顶端时，排出含有淤泥等杂质的混凝土，溢出新鲜的混凝土时，停止浇注，拔出导管，拆下的导管立即冲洗干净，堆放整齐。
（5）浇灌的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上，待基础开挖时人工凿掉高出的桩头。桩顶标高按设计要求，桩顶要大致平整。
三、灌注桩施工时注意事项
（1）在施工时防止塌孔，要确保泥浆比重合理；
（2）根据地勘报告在有溶洞桩成孔要提前备好片石与黄泥，并及时填充；
（3）当遇到早见岩、偏岩、孔底软硬不均等特殊情况须及时反映情况，必要时做二次补勘，已便明确判定基岩情况；
（4）清孔采用换浆法进行，做到二次清孔，检查孔底沉渣须小于50mm，砼应及时浇筑，否则二次清孔后超过1小时，应在保持返浆循环下做第三次沉渣测量。
（5）清孔排渣时，必须注意保持孔内水头高度，防止坍孔。
（6）必须确保首灌混凝土的方量使导管埋入混凝土的深度不小于1m。严禁浇灌过程中导管拔出造成断桩，否则按照废桩处理。要确保混凝土供应连续。
四、结语
通过以上要点控制，本工程经压桩静载、动载小应变检测，检测合格率100%一次性通过，实践证明，采用成熟工艺灵活运用、严格把控是完全可以攻下碱渣回填区实施机械成孔灌注桩难题。
参考文献：
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003
《岩土工程勘察规范》GB50021-2001
《地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。