钻孔灌注桩孔底沉渣控制技术要点20140626

钻孔灌注桩孔底沉渣控制技术目录一、孔底沉渣的定义和沉渣厚度超标的危害二、沉渣厚度允许值三、孔底沉渣控制措施四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理一、孔底沉渣的定义和沉渣厚度超标的危害定义：钻孔灌注桩孔底沉渣是指钻孔和清空过程中沉淀或塌孔留下的，未被循环泥浆带走的沉淀物，一般是较粗颗粒，沉渣厚度即这层沉渣的层高。危害：对于钻孔灌注桩而言，孔底沉渣厚度的控制是桩基施工质量控制的关键，沉渣厚度超标不仅会造成桩基承载力不足，还会产生结构物的过大沉降等严重后果。一、孔底沉渣的定义和沉渣厚度超标的危害二、沉渣厚度允许值二、沉渣厚度允许值以三环线西段综合改造工程、东风大道快速化改造工程为例，设计要求均为：端承桩≦50mm；摩擦桩≦100mm。施工及验收采用《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008)，规定：清孔后的沉渣厚度应符合设计要求。设计未规定时摩擦桩的沉渣厚度不应大于300mm；端承桩的沉渣厚度不应大于100mm。三、孔底沉渣控制措施三、孔底沉渣控制措施1．准确测定沉渣厚度要控制孔底沉渣的厚度，首先必需能正确测量出孔底沉渣的厚度。沉渣厚度测量必须使用正确的测量方法，测量方法不当，造成沉渣厚度误判，就不能对沉渣厚度进行有效控制。三、孔底沉渣控制措施沉渣厚度=终孔深度–清孔后深度。桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度或钢测绳的方法测定。清孔后深度一般采用钢测绳的方法测定。三、孔底沉渣控制措施※钻杆长度或钢测绳长度应采用标准的卷尺进行复核。2．采取有效固孔措施1）根据现场条件和规定设置护筒（采用旋挖钻时护筒比钻头直径大20cm；冲击钻40cm），施工过程中加强对护筒的保护，防止碰撞或振动。三、孔底沉渣控制措施2）施工过程中保持孔壁任何部位静水压力不小于0.02MPa，始终保持孔内水位高于地下水位不小于1.5～2.0m。静水压力≥0.02MPa；孔内水位高于地下水位不小于1.5～2.0m。三、孔底沉渣控制措施3）钻具拆卸、钢筋笼吊放和导管安装过程中应尽量避免碰撞孔壁。三、孔底沉渣控制措施3．确保清孔彻底、充分1）一次清孔钻孔至设计标高后，应对孔径、孔深进行检查，确认合格后立即清孔，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔清孔后应对泥浆试样进行性能指标试验。测得孔底沉渣厚度等各项指标满足规范及设计要求时，及时吊放钢筋笼。※清孔时要保证孔内水头，防止塌孔。三、孔底沉渣控制措施2）二次清孔第一次清孔是在终孔后进行，后经过安放钢筋笼、焊接、下放导管等过程会擦碰孔壁，使泥砂落入孔内。《城市桥梁工程施工与质量验收规范》第10.3.5规定：灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔，有条件时应优先采用反循环清孔。三、孔底沉渣控制措施三、孔底沉渣控制措施反循环：泥浆由孔口进入，利用泵吸、气举等措施抽吸泥浆，泥浆携带钻渣由钻杆上升进入泥浆池。正循环：泥浆由泥浆泵往钻杆输进泥浆，钻渣随泥浆沿孔壁上升，从孔口溢出进入泥浆池。三、孔底沉渣控制措施当采用正循环清孔时，前阶段应采用高粘度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后，应把孔内泥浆密度降低。三、孔底沉渣控制措施清孔整个过程应有专人及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析并负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度。三、孔底沉渣控制措施4．采取有效的清孔措施及机具桩基成孔采用旋挖钻的情况下，应不断的分析、研究、改善清孔措施。三、孔底沉渣控制措施当遇到粉细砂层等不利地质情况，可采用泥沙分离机辅助清孔。三、孔底沉渣控制措施5．确保混凝土首灌量开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。三、孔底沉渣控制措施应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m，最大限度的排净桩底残余沉渣。三、孔底沉渣控制措施6．缩短施工时间在确保清孔效果的同时，应加强工序连接，提高工作效率，尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的时间。三、孔底沉渣控制措施四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理•检测成桩后可以利用声波透射法进行桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及其位置（包括判断桩底沉渣是否超标）。※声测管埋设要点•声测管内径宜为50～60mm。•声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。•应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理•声测管埋设数量应符合下列要求：•声测管应沿桩截面外侧呈对称形状布置，按上图所示的箭头方向顺时针旋转依次编号。D≤800mm800mmD≤2000mmD2000mm四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理注意：因设计差异，声测管与钢筋笼底部标高并不一定相同，下图分别为三环线西段综合改造工程和东风大道快速化改造（二期）工程的现场照片。四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理也可以利用钻芯法检测桩底沉渣厚度和桩身完整性。根据沉渣检测结果，如桩基沉渣厚度超标，通过相应计算，将被判定为Ⅱ类或者Ⅲ类桩，其中Ⅱ类桩比例不应大于设计及规范要求，如出现Ⅲ类桩则应进行处理。四、成桩后桩基沉渣厚度检测及处理•处理方法如桩底沉渣厚度超标，可采用桩底压浆措施进行处理，桩底压浆的作用是利用浆液加固沉渣和桩底土体，在桩底形成扩大头,增加桩端面积，改善桩身周围部分土体，使桩的承载力得以提高。