浅谈在巨厚砂层中钻孔灌注桩成孔工艺

word文档可自由复制编辑浅谈在巨厚砂层中钻孔灌注桩成孔工艺摘要：通过对一工程实例的分析，从钻机选型到试桩、工程桩施工成孔效率的对比，总结了在巨厚砂层中钻孔灌注桩成孔工艺，较好解决了这一施工难题。关键词：巨厚砂层；成孔工艺；正循环成孔，反循环清孔在构筑物修筑过程中，当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足构筑物对地基强度、变形和稳定性等方面的要求时，往往需要采用深基础。钻孔灌注桩基础是一种应用广泛的深基础类型，其成孔工艺主要有：正循环成孔、反循环成孔、旋挖成孔、冲击成孔。根据不同的地层选择与之相对应的成孔工艺是确保工程进度及效益的前提，现就内蒙古鄂尔多斯市某一煤制甲醇厂项目桩基工程的成孔工艺做一简要分析。一、工程概况该工程含试桩在内计有20个单位工程，其中试桩10根，桩径0.8米，其中桩长30米的5根，桩长20米的3根，桩长15米的2根；工程桩961根，桩径0.8米，其中桩长30米的356根，桩长20米的588根，桩长15米的17根。工期要求：试桩施工、检测完毕后即进行工程桩施工，两月内完成。二、工程地质及水文地质条件1.场地工程地质条件该工程位于鄂尔多斯台地毛乌素沙漠的东缘，拟建场地形北高南低，地面绝对标高变化在1300.66-1306.16m，相对高差5.50m。=1\*GB2⑴、根据其成因和岩性不同，天然地层由上而下分为四大层，具体描述如下：第：（Q4ml）素填土，以素填粉细砂土为主要成分，不均匀，不宜做持力层，施工时应挖除。本层厚度变化在0.30-4.60m，层底标高变化在1299.57-1305.16m。第②层：（Q4eol）粉砂，黄褐色，以长石-石英为主要成分，稍湿-湿，均粒结构，松散状态，为典型的风积砂，本层厚度变化在0.40-3.80m，层底标高变化在1298.07-1303.21m。第③层：细砂（Q4a1+p1）黄褐色，以长石-石英主要成分，稍密-中密状态，含有少量云母，湿-饱和状态，本层厚度变化在3.60-8.70m，层底标高变化在1291.89-1297.46m第④层：细砂（Q3h+l）灰褐色，以长石-石英为主要成分，湿-饱和，中密—密实状态，含腐植质，具有腥味，在钻探40.0m深度范围未穿透此层。=2\*GB2⑵、地震设防烈度为6度，故建议一般建筑按Ⅱ类场地土进行设计，重要建筑（或特殊的建筑）按Ⅲ类场地土进行设计。=3\*GB2⑶、场地内无断层、滑坡、泥石流、饱和土层液化等不良地质作用。2、场地水文地质条件地下水埋藏较浅，类型为潜水，主要补给源为大气降水。地下水埋深1.50-7.0m，水位标高在1299.06-1299.16m，根据水质分析报告，该地下水对砼无腐蚀性。三、成孔工艺的确定1.钻机选型依据工勘报告，场区内地层上部为素填土、风积砂，呈松散状；下部为细砂，中密—密实状。该类地层成孔钻进时不能自然造浆，进尺虽快，但易坍塌，孔内钻渣积淀多，所以护壁、携带钻渣出孔满足成孔质量要求成为确定钻机选型的关键。综合考虑，郑州产DW-150型正循环回转钻机能有效解决护壁、排渣这一砂层中成孔的瓶颈：=1\*GB3①孔内投入粘性土造浆护壁，泥浆比重1.20—1.25，正循环钻机回转钻进在孔壁形成有效的粘性土薄膜（泥皮），防止孔壁坍塌；②大比重泥浆携带钻渣出孔，经循环槽、泥浆池沉淀，有效解决孔内沉渣，满足成孔质量要求；③该型钻机能自行移动就位，下放钢筋笼，下放导管，灌注混凝土，经济方便。2.试桩施工依据设计要求，该工程先施工试桩，试桩10根，桩径0.8米，其中桩长30米的5根，桩长20米的3根，桩长15米的2根，选用一台DW-150型正循环回转钻机施工。试桩于5月20日开始，6月3日结束，施工过程很不顺利，主要原因是：①当地的粘性土资源差，含砂率高，钻进所需的泥浆比重难以达到技术要求（1.20—1.25），不足以有效护壁及排渣，导致成孔速度慢，主要体现在孔内钻渣多，添加钻杆困难，屡屡扫孔，甚至出现埋钻事故；②成孔后，二次清孔时间长。规范要求灌注混凝土前沉渣厚度不得大于10cm，下放钢筋笼及导管后，孔内沉渣严重超标，花费大量时间调理泥浆二次清孔；③成孔过程中纯钻进时间少，主要消耗在调浆、扫孔、清孔方面。据统计15m、20m桩平均12小时成桩1根，30m桩需24小时，这样的施工进度难以保证工程桩的施工工期，若选用优质膨润土造浆，成本过高，经济效益无从谈起。通过对10根试桩成孔过程分析对比，认识到钻渣的排出是成孔的关键，一是决定成孔速度，二是决定二次清孔速度。考虑到反循环钻机成孔工艺，在砂层中钻进时虽护壁能力差，但排渣能力极强，是通过反循环泵直接从孔底将含有大量钻渣的泥浆抽到泥浆池，经泥浆池沉淀后，泥浆经泥浆槽再流回孔内。受到反循环钻机成孔机理的启发，DW-150型正循环回转钻机虽未配设反循环泵，但钻进到某一深度，孔内钻渣过多影响加钻进尺时，停钻不停泵，同时在孔内安放一排污泵，下放到孔底，将泥浆直接抽到泥浆池沉淀，这样就会极大降低孔内泥浆的含沙量，保证成孔质量。按照这一设想，进行试成孔，孔深20米，在钻进至10m时，孔内钻渣明显过多，停钻，下放排污泵抽浆，半小时后将泵提出，继续钻进，至终孔深度20米，再下放排污泵抽浆，半小时后将排污泵提出，将钻头提离孔底2-3m，停泵观察孔内沉渣量半小时，沉渣厚度不超过30cm时，提钻，进行下道工序施工，总计时间6-7小时。这一试验的成功极大的增加了对工程桩施工的信心。3.工程桩施工根据工期要求，投入8台DW-150型正循环回转钻机，7月下旬进场，进行开工前的准备工作，并对成孔工艺进行详细的技术交底，着重强调①上部6-7m地层松散，易坍塌，必须加大粘性土投放量，护好孔壁，以使混凝土不超方；②必须下放排污泵清孔排渣，以保证成孔速度及质量；③及时清理泥浆池钻渣，防止泥浆泵将钻