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摘要：結合工程實例，介紹了在卵石層中鉆孔灌注樁的施工技術，并針對工程難點、重點較為詳細地闡述了采取的防止漏漿、防止坍孔、提高卵石層鉆進效率等質量控制措施，實踐證明取得了良好的效果，可供類似工程參考。...

鉆孔灌注樁在卵石層中的施工技術

陳建華1，胡詩國2

(1．溫州市龍灣區公用事業工程建設指揮部，浙江溫州325000；

2．溫州中廈建筑安裝工程有限公司，浙江溫州325000)

    在樁基礎中，鉆孔灌注樁以其單樁承載力大，對各種地質條件適應性強，具有無擠土效應、無震害、無噪聲，施工機械簡單、造價低、沉降小、輕便、靈活和效率高等優點，被經常采用。但在地表下的厚卵石層進行鉆孔灌注樁的施工要承擔相當大的風險，工藝和技術要求有一定的難度，筆者結合工程實例及多年來經驗談點個人見解。

1.工程概況

    本工程設計樁徑為Φ800 mm，抗壓樁進入持力層(卵石層)6 m，抗拔樁進入持力層(卵石層)3 m。根據地質勘探報告可知，此部位的卵石層厚度在37～46 m，卵石層中卵石、圓礫主要成份為硬質火山巖，呈中風化，次圓狀，卵石粒徑一般70～120mm，大者達150mm以上，含量50％～75％，礫石粒徑一般5～20 mm，含量10％～25％，黏性土含量5％～l0％，其余為砂，土質不均，局部為粒徑達300 mm以上的漂石，低壓縮性，力學性質較好，場地內全場分布，分布較穩定，此土層作為持力層較好。

2.工程難點

    本工程難點與重點在于卵石層鉆進中技術問題：如何防治漏漿；如何防止卵石層坍孔；如何提高卵石層鉆進效率；如何解決漂石層鉆進。這幾個問題直接關系到樁基的質量與整個項目的進度，如要解決這四項技術難題，關鍵先要解決漏漿問題。前面兩項技術問題是由地質條件造成的，主要是通過調節泥漿性能來解決；后兩項技術問題主要通過選擇合理設備，調整鉆進參數，鉆頭結構和采用多型式鉆頭組合來解決。

3.針對工程難點采取的措施

    3.1防止漏漿

    漏漿過程是泥漿因失水被稀釋沿卵石孔隙擠入，因此要解決漏漿應該提高泥漿粘度，降低失水量與封堵卵石間縫隙相結合辦法，根據施工經驗，漏漿主要發生在樁基施工前期，一旦卵石縫隙被黏土顆粒充填，漏漿量會越來越少，甚至全部消失，故前期卵石層鉆進時必須高度重視。具體方法如下：

    (1)在鉆孔周圍儲漿池準備好2～3倍孔容積的優質泥漿。

    (2)在快進入卵石層時，先停止進尺，置換成優質泥漿鉆進，然后觀察、記錄漏漿情況；

    (3)若漏漿嚴重，除進一步補充泥漿外，漿液中可適當加0．5％水泥粉，或向孔內泵送球狀黏土，同時保持孔內水頭大于地下水位2～3 m。

    (4)若以上方法仍無法解決，通過水泵正循環將準備好的鉆孔堵漏片送入孔底，該堵漏片是一種水溶性樹脂為主的復合劑，遇水產生快速濕粘和交聯熱化反應。一般情況下5 min內可收到效果，或者使用聚丙酰胺溶液，配方為：聚丙酰胺l％～2％，水泥0.75％～l.0％，該方法經多次實驗效果很好。

    3.2防止坍孔

    在不同地層的鉆進施工中，現場部分主要參數指標每2 h和每一地層抽檢比重、粘度、含砂率及 PH值不少于一次，全面掌握了孔內泥漿性能的變化情況是否在設計試驗的泥漿指標范圍內，以便及時調整，同時通過泥漿面觀察孔壁的穩定情況，保證孔壁的安全。

    若解決了漏漿問題，只要保持孔內水頭大于地下水位2～3m和泥漿優質性能，就能確保鉆進過程中不會發生坍孔事故，保持水頭差要做到鋼護筒底部進入黏土層20～50cm，外圍用黏土夯實，同時水泵能正常工作。盡管鉆機在鉆進卵石層以上地層時也能自然造漿，但該泥漿性能達不到卵石層鉆進要求，需要對其粘度、含水率、失水量、泥皮厚度等指標進行優化，具體制作優質泥漿方法如下：

    泥漿的配制：為保證中層易液化坍塌砂質層的成孔質量和最終能將孔底清理干凈，對泥漿的比重與粘度制定了嚴格的指標，經過泥漿配比試驗，決定采用當地的膨潤土，泥漿配合比為水：膨潤土：黏土：NaOH：CMC=1000：100：60：1.5：1.5。泥漿的好壞是成孔質量的重要保證之一，由于配置了高質量的泥漿，在長期停鉆的情況下，沉積物很少，此外，優質的泥漿可使孔壁形成一層粘性好、密度大、滲透性差的泥皮，這層泥皮可防止孔內泥漿外滲，大大減緩孔內水頭降低的速度，這也是使孔壁穩定的有效措施。

    (1)先在儲漿池中制作好原漿，具體配比為：泥漿1m3、水l000kg、黏土200 kg、膨潤土60kg，若能利用鉆孔自然造漿，須先降低含砂率至4％以內，則黏土含量可減少為l00kg，將原漿攪拌均勻。

    (2)然后制作CMC(鈉羧甲基纖維0H8)濃度1％溶液適當加入0.5％NaOH攪拌均勻2～3 h。

    (3)配優質泥漿：泥漿：CMC=10：1配比混合或以每立方泥漿CMC含量約1．5 kg用量混合。

    (4)另外，在卵石層鉆進過程中也有可能由于局部層泥漿護壁效果不好，或機具擾動造成坍孔事故，或停鉆時間過長，泥漿循環不合理等。所以在該地層鉆進時，首先要調節好泥漿性能，還要選擇好鉆進機械參數，如鉆壓、轉速、泵量等。

    3.3提高卵石層鉆進效率

    卵石層的鉆進效率取決于鉆頭對卵石的破碎效率與泥漿攜渣、排渣效率，故通過選擇合適的鉆頭和改變鉆頭結構、調整合理鉆進參數，可以提高其破碎卵石效率，而調整泥漿性能與加大泥漿量可以提高攜渣、排渣效率。

    (1)選擇合適鉆頭：根據對勘探現場調查得知，對卵石層前5～6 m不漏漿，平均粒徑小于9.5 cm適合用全面合金鉆頭；對于7m以下的卵石層漏漿嚴重，而且粒徑大于15cm，局部有漂石，可鉆性低，應選擇牙輪鉆頭或滾刀鉆頭。

    (2)對于合金鉆頭翼板數量，鉆頭直徑在1m以內可選擇四翼即可，對大于1 m鉆頭配置6片翼板較合適，翼板材質應選用強度高和耐磨性好，最好經熱處理的錳鋼，厚度不小于4cm，翼板的仰角不宜大于20，用反循環鉆進時仰角可增大至30o左右。

    (3)翼板上應鑲焊高強度的合金刀具，在鑲焊刀具時要求合金底出量l～2 mm，內外出量不超過1.5 mm，合金刀具切削角取900～1000，刃尖角取70o～90o較合適，以防崩刃，合金刀具的布置應內疏外密，靠近外緣部位增加補強翼板。

    (4)在卵石層中鉆進，切削線速度不宜大于1.0 m／s，轉盤轉速宜l0～15 r／min。但應盡量加大鉆壓，鉆壓宜大于50kN，對于牙輪滾頭鉆可以適當加大鉆壓，防止鉆頭跳動蹦離合金。

    (5)在卵石層中鉆進，泥漿的性能對鉆進效率影響較大，若鉆渣得不到及時返出孔底，會導致鉆頭在孔底重復破碎鉆渣，根據我公司在卵石地層鉆進的施工經驗，現提供泥漿性能指標為：泥漿比重1.20～1.25，粘度20～50s，砂率控制在<1％，失水量<1 ml／min，膠體率不小于90％。

    (6)泵量也是影響泥漿排渣的關鍵因素，對于孔徑中1 000 mm的樁若上部存在不穩定地層，則泵量不宜大于780／min，若地層經過處理已經處于穩定狀態，泵量可調至2300／min，根據現場施工經驗，宜選擇4PNL水泵，但必須在水泵出水15附近安裝泵量可調節的控制閥。另外，在循環池周邊必須設置沉淀池，以防破碎后的沉渣重新流入孔內。

    (7)另外，也可采用“小徑打、大徑擴”的措施成孔。在圓礫層鉆進時，一旦出現憋車、鉆具跳動、進尺緩慢等現象，立即下人小徑筒狀鉆頭鉆過該層，再換大徑刮刀鉆頭擴孔。粒徑小于5cm的圓礫可由大比重、高粘度泥漿攜帶出口，粒徑大于5cm的圓礫采用帶鋼絲網的筒狀鉆撈出。

    3.4解決漂石層鉆進難題

    從地質勘探現場了解到，卵石層埋深7～17 m之間存在粒徑超過30(31T1漂石，此時漏漿情況嚴重，根據施工經驗，常規的翼狀合金鉆頭難以鉆進，主要是因為該鉆 頭無法對大的漂石進行破碎，如果加大鉆頭回轉力，可能造成偏孔、扭斷鉆桿、毀鉆頭等事故發生。所以當鉆至這層時，應減壓慢鉆進，使渣石能盡可能地吸出，在遇30 mm漂石無法破碎，不能吸出孔時采用撈渣筒打撈后再進行鉆進。應立即更換滾刀鉆頭，同樣通過增加鉆壓，宜超過70kN，當發現鉆機抖動厲害時，應立即提鉆檢查牙輪是否掉離，同時密切注意泥漿面，防止坍孔。

4.結  語

    混凝土鉆孔灌注樁在卵石層中施工較難，但只要掌握好一定的施工方法，準備好必要的材料及工具，在此層鉆進應該較順利。當然，不同的工程地質條件有很大的差異，施工方法不可能相同，在施工中應及時總結經驗教訓，逐步積累在此類地層的施工經驗。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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