探讨地质不良情况下钻孔灌注桩施工防止坍孔措施

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摘要：钻孔灌注桩一直是工程建设中不可缺少的重要环节，由于它成本低、适应性强、作用重要、施工简单等特点已被广泛应用于交通道路建设和其他工程建设中。目前随着社会和科技的发展，在房屋建造、公路桥梁和其他工程建设领域开始涉及地质条件差和施工难度高的地域施工建设。对于不良地质状况下的钻孔灌注桩的施工，其技术要高于正常地质的施工难度。在日常施工中要严格按照不良地质的施工技术标准进行，并及时监测相关的地质数据关注坍孔产生原因及征兆及时采取有效措施防止或降低事故的发生和工程建设的安全进行。

关键词： 钻孔灌注桩；工程建设；交通道路建设；地质不良；坍孔

中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

1. 钻孔灌注桩的简介

钻孔灌注桩是在工程建设中采用机械钻孔在施工地基上打出桩孔，在桩孔中放置钢筋笼之后填入灌注混凝土而成的桩。钻孔灌注桩的应用范围较为广泛，在工程施工过程中所产生的噪音和震动都比较低，其直径可以随具体工况进行较大范围的调整，但是钻孔灌注桩在施工中较难控制混凝土灌注桩成桩的质量，因此，灌注桩的质量与工程的施工质量密切相关。泥浆护壁方式法和全套管施工法是采用两种不同护壁型式的钻孔灌注桩的施工方式，两种方法相辅相成可以解决大部分的工程问题。

2.钻孔灌注桩的孔壁坍塌现状分析

在钻孔灌注桩的整个施工过程中，特别是在不良地质状况下进行钻孔施工是最易出现孔壁坍塌现象的。此外在具体施工中，下放钢筋与灌注混凝土两个作业步骤的施工中也易发生孔壁坍塌。孔壁坍塌的发生不仅会严重影响工程建设质量还会延长工期造成一系列的经济损失。此外，一些潜在的坍塌现象更会在之后道路工程的运营中造成重大事故的发生。为此有效防止预防孔壁坍塌就显得尤为重要。近年来，随着我国建设工程不断建设发展，而局部地区地质条件较为恶劣增多，在钻孔灌注桩施工中常有坍孔现象的发生。这不仅在一定程度上影响了工程项目的进度，也造成了项目成本的增加。如何在不良地质条件下进行钻孔灌注桩的顺利施工已经倍受业内人士的普遍关注，相关预防坍孔措施正在逐步的完善。因此，在不良地质条件下的工程建筑势在必行，而不良地质更易造成孔壁坍塌现象的发生，为此深入研究不良地质条件下的钻孔灌注桩施工技术，并在实际工程中不断摸索积累经验就显得格外重要与紧迫。

3.不良地质条件下钻孔灌注桩防坍塌的技术措施探讨

任何事故的发生都是由事物的内因和外因相互作用产生的结果，钻孔灌注桩中的坍塌孔也是由内因和外因组成。其内因来自孔内外水压差造成受力不均而产生坍塌现象，外因是在钻孔阶段对钻孔技术方法的选用，钻具的型号，清孔方式与灌注混凝土的步骤等施工过程中来自人为的干扰，此外沙砾、碎石等不良地质也会使土粒间的黏连力度减小，极易发生土层坍塌现象。因此，在不良地质条件下依据具体施工环境条件选择科学合理的施工设计方案，注重每一个钻孔灌注桩的施工步骤是杜绝外因产生坍孔发生坍塌的关键。其次，在具体钻孔灌注桩的施工中细致分析具体地址条件预测分析可能产生坍孔的内因，并在施工中采用相应的技术防患于未然，尽量减少引起坍孔的内外因素，保证建设工程的安全正常进行。

3.1钻孔步骤防坍孔的措施

粉碎性、沙土性等不良地质由于土质疏松不易成型土粒移动性较大，在这样的地质条件下进行钻孔作业时极易发生坍孔现象。坍孔发生的征兆表现为，孔内水位猛然降低向外冒出多而密的小水泡，钻头钻探速度骤降钻机负荷猛然增大或直接导致停机。通过大量实践研究表明，造成上述现象出现的原因有以下几个方面：孔内水深较浅造成的水压力不足；钻孔前所放置的护筒较浅或者是孔周围所回填的土夯实不够；所选择的护筒型号不能满足当地地质条件的要求造成护筒受力过大变形或护筒自身的形状与实际施工所要求的形状不符合；孔内泥浆密度不够；施工当地地下水位的影响；在施工进度中人为触动孔周围的土层等等。当然不同的地质条件会有其他一些不同的原因，这需要依据具体的工程施工环境确定。

上述在粉碎性、沙土性等不良地质所造成的坍孔因素在具体的施工中应当予以重视，减少或杜绝此类现象的发生尤其是减少人为因素或是技术因素造成的影响。因此，在不良地质段的建设工程施工中，要分析当地的地质特点，必须清楚所要施工地的地层结构，地下水压力分布情况，流动性沙土是否存在以及流动性程度。与此同时，还要参考类似工程的工程技术经验，在灌注桩遇到不透水层时，采用什么样的钻孔技术和在钻孔中采用怎么样的有效措施可以最大程度的防止坍孔的发生。对于地质条件相对特别恶劣的地质，可以采用膨润土造浆，成孔时泥浆粘稠度应当在1.2左右（正负不超过0.1）。

在施工的过程中要根据不同的地质不间断地对孔内泥浆比重和粘稠度进行调整。①增大泥浆比重，在钻孔最开始阶段，使用普通粘土为原料制配泥浆，经现场检测，泥浆的性能指标基本满足规范要求，泥浆性能指标决定了其能否形成均质，造成土体失稳。为了增大泥浆比重，在原粘土泥浆中加入5％的膨润土，同时严格控制泥浆比重在1．5—1．6之间，并不断调整粘土及膨润土的掺量，保持泥浆比重稳定在1．5左右。②增加泥浆的粘度，钻孔过程中，添加千乙烯基聚合物，将聚合物慢慢的撒在泥浆泵的进口，泥浆泵将聚合物和泥浆的混合体压人钻孔塌孔处，依次循环15分钟-30分钟后，泥浆粘度就会增加。为改善泥浆性能，提高泥浆稳定性、胶体率，可在泥浆中掺加0．1Kg／m，纯碱和1Kg／m 水泥，使泥浆的胶体率和稳定性大大提高，增强了泥膜的韧性。

在遇到在砾石层成孔过程中产生大量漏浆时应当采用加套管施工。由于钻孔一般需要较多步骤，在中断成孔施工时应当密切关注跑浆漏水等情况。并要事先准备好必要的急用设备（如给水泵）。成孔工程的进度应当依据具体的土质特点进行，对于沙砾土质若成孔速度过快会造成孔壁坍塌现象的发生。对于灌注桩较深，需要穿越冻土层、沙砾层、碎石层和黏土层等多土层的工程，应当分析每层土质的结构特点，科学合理安排各土层的施工技术标准和方案设备选用。

3.2在对钻孔放置钢筋笼时的防坍塌措施

在前期的钻孔施工完成后，需要放置钢筋笼于孔内，此时也存在着坍孔威胁。这是因为前期钻孔虽然完成但是孔的内部还存在受力不均衡，如果在下放钢筋笼架时用力过猛过大或者角度不合适都会有坍孔现象的发生。因此在放置钢筋笼架时应当轻缓进行，并根据成孔的具体形状和深度选择合适的角度进行放置，并在放置过程中观察孔中的情况，在出现坍孔的征兆时就要及时采取必要的防护措施防止坍孔现象的发生或者降低坍孔的程度。

3.3在对成孔灌注混凝土时防坍孔的措施

混凝土的灌注阶段不易受人为的控制，因此混凝土的灌注阶段也是坍孔的频发阶段。在具体的施工中应当特别注意：（1）护筒要有足够的长度；（2）消除钻孔灌注桩周围的振动源；（3）时刻对孔内外的水压力进行监控。

这是因为护筒过短、震动造成底部漏水，孔内外水压力的变化以及地下水的影响都是坍孔发生的原因。所以应当在施工中不间断观察护筒内水位情况，护筒位置是否上升或下降，有无密而小的大量气泡涌出，当这些坍孔前的征兆出现时就应当用专用的探测仪器进行核实，一旦核实，必须立即采取加深护筒高度，去除振动源，加大水头等相应应对措施，并查明坍孔出现的原因。对已经出现坍孔时，在处理坍塌孔时，要对深部采取拔出钢筋笼架后回填黏土至坍塌部位，待稳定之后重新进行钻孔的步骤，对于较浅部位时可采取排出孔内泥浆，下压导管，直到坍塌停止恢复灌注混凝土。在混凝土的灌注过程中要符合稳准快的要求，并保证过程的连续性，避免因设备故障、停水停电、混凝土料不够造成的灌注长时间停断。

另外，严格遵守工程施工步骤也是保证在成孔灌注混凝土防止坍孔发生的有效措施。

4.结束语

建设工程的顺利进行离不开灌注桩的正常施工，钻孔灌注桩以其自身的特点被广泛地应与各种工程桥梁道路建设中。钻孔灌注桩施工中的坍孔时有发生，特别是在不良地质上的钻孔灌注桩施工中更是增加了施工的技术难度，和坍孔发生的不确定因素。在不良地质段进行施工时要考虑灌注桩所经不同土质的地层并根据土层的特点科学合理地采用在不同地层段采用不同的钻孔施工技术。在施工的过程中要严格监控坍孔发生前的征兆及时采取相关有效措施，防止坍孔的发生或减小坍孔发生的可能性，尽量降低坍孔所造成的工程延期和经济损失。在施工前期也应当依据具体工程地层条件参考同等地质条件下的施工技术经验，并结合现场具体情况进行设计施工。

参考文献

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