钻孔灌注桩中影响充盈系数的因素分析及对策

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摘要：分析钻孔灌注桩施工时影响充盈系数的因素，充盈系数较大影响钻孔灌注桩的成本控制，而探讨降低充盈系数的措施，为今后钻孔桩施工中控制充盈系数、创造良好的经济效益提供了较为可靠的参考方法。

关键词：钻孔灌注桩充盈系数降低措施控制成本

Abstract: analysis of bored pile construction influence coefficient factor when filled with, filling coefficient great influence on control the cost of the cast-in-place pile, and discusses the measures of reducing filling coefficient, and for the future of bored pile construction control and create good coefficient filled with economic benefit provides more reliable reference method.

Keywords: cast-in-place pile coefficient reducing cost control measures abound

中图分类号：F406.72文献标识码：A 文章编号：

1.充盈系数概述及作用

充盈系数一般用于地下工程的钻孔灌注桩浇灌混凝土，也可用于人工挖孔桩。灌桩的混凝土充盈系数是指一根桩实际灌注的混凝土方量与按桩管外径计算的桩身体积之比。在实际施工过程中成孔有偏差大于设计尺寸部分，以及由于土壤不密实，就会发生实际灌入量大于理论计算量。所以对灌注桩充盈系数的合理控制，以降低混凝土浪费的方量是最为重要和直接取得经济效益的手段之一。

充盈系数是判定成桩质量的一个依据，若充盈系数小于1，则说明实际灌入混凝土量小于理论计算量，说明桩身质量存在一定的缺陷。充盈系数还是结算的依据，若实际施工中，充盈系数大于定额充盈系数，一般来说允许调整。具体怎么调整，参见各地有关定额规定。

2.工程概况

循礼门站配套改造工程位于武汉市京汉大道与江汉路交叉口以东，为武汉市轨道交通二号线一期工程，为实现武汉市轨道交通一号线和二号线连接的换乘车站工程。工程主要包括：换乘平台，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号出入口，站厅、站台等改造、部分拆除新建，付费区增设换乘平台，钢屋面结构、卫生间、疏散楼梯，各出入口雨棚拆除，新建雨棚，消防泵房的改造等工程内容，一层为全现浇钢筋混凝土框架结构，二层以上为轻钢结构。

本工程桩基为钻孔灌注桩，总桩数为76根，混凝土强度等级为C35，桩身直径为600mm，其中在E轴线上3’轴与1轴之间共8根工程桩（地下防空洞范围内桩基）桩长为28.5m，其余68根桩桩长均为23.5m。

3.工程地质条件

根据该工程岩土工程勘察报告，本场地土类型为中软土，场地类型为Ⅱ类，属于可进行建设的一般地段，本场地可不考虑地震液化的影响。本车站区地下水按埋藏条件主要为上层滞水和层间承压水两种类型，本场地地下水对混凝土结构不具腐蚀性。设计图纸要求灌注桩的充盈系数不小于1.1。

4.施工中发现问题

工程钻孔灌注桩采用泥浆护壁旋挖钻机钻进成孔，第一根桩基D-1-2成孔浇筑混凝土9.5m3,比理论混凝土方量0.3×0.3×3.1416×23.5=6.65m3多2.85m3,即使考虑充盈系数影响6.65×1.1=7.3m3,也多浇筑了2.2m3,其充盈系数为9.5÷6.65=1.43，远远大于设计规定的1.1，也大于湖北省建筑定额中的1.167。

虽然说作为判定成桩质量的一个依据，这根桩的充盈系数1.43大于设计规定的1.1，满足了设计要求，可是每方C35混凝土345元，每根桩多浇筑2.2m3，那么整个工程76根桩基就相当于施工成本增加了2.2×345×76=5.77万元。如何降低灌注桩的充盈系数，降低混凝土浪费，从而控制施工成本是提高经济效益的关键。

5.原因分析及相应对策

为什么这根桩基的充盈系数这么大，是施工过程没有控制好？还是设计给的不小于1.1有问题？如果设计有问题，那么就得找到依据，争取设计变更。通过了解，本工程京汉大道对面的和记黄埔的老浦片项目的桩基工程于去年施工完成，其工程地质条件和本工程一样，设计规定钻孔灌注桩的充盈系数也是不小于1.1，他们施工单位的充盈系数一般都在1.1～1.2之间。那么应该是施工过程控制中出现了问题。

桩基施工前技术负责人已对施工工序、施工方法、质量保证措施进行了详细周到的技术交底。项目部及时组织管理人员针对可能影响充盈系数的因素进行了研究分析。

（1）钻头直径选取

钻头直径大小直接影响成孔的孔径，选取适当的钻头直径，避免成孔孔径超过设计桩径，是控制充盈系数的一个重要因素。循礼门站配套改造工程项目钻孔灌注桩施工中选用的钻头直径比设计桩径小20mm。

经检查发现实际上施工人员对旧钻头自行焊接的麻花钻头不平直，使得钻头直径有的位置大于了规定的580mm，也就是说成孔直径大于理论桩径造成了混凝土的浪费。项目部及时要求分包单位更换合格的钻头。

（2）泥浆护壁厚度控制

刚开始由于钻机钻孔还不能自行产生泥浆，泥浆的制作是利用购买的膨润土粉末和水搅拌而成，经检测泥浆池中的泥浆比重为1.08，规范规定的入空泥浆比重可为1.1～1.3，而泥浆比重小有可能导致塌孔，不利于孔壁安全。泥浆池中的泥浆粘度为15s，也不在规范要求的一般地层入孔泥浆粘度为16～22s内。这说明泥浆的稠度偏稀使泥浆护壁厚度偏薄，而使成孔孔径相对加大，混凝土浇筑量相对增加。

项目部立即要求施工队伍加大膨润土的用量，保证泥浆的比重和泥浆的粘度符合设计要求。并要求施工队伍在后续钻孔灌注桩施工过程中，从泥浆制备到整个钻孔期间对泥浆的比重和泥浆粘度进行检测，并要求质检员及时见证。还应该根据岩层情况合理地进行调整，这样才可有效降低充盈系数。

（3）根据岩层调整钻进速度

虽然说旋挖钻机可由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整。但是施工过程中仍然看到钻机带动桅杆在摇动，经询问机械操作手发现他觉得这里为一般土层，开孔到终孔基本上都是采用三档钻进，以保证钻进速度。可是不按照规范控制钻进速度，钻进速度太快，很可能导致孔径偏大，从而增大了充盈系数，浪费了混凝土。项目部立即要求施工队伍整改，在钻孔过程中，钻头起落速度要均匀，不要出现起落过猛或骤然提速的现象，根据具体岩层按规范调整钻进速度，保证钻进时钻机的稳定。

（4）护筒埋设

根据施工方案要求，钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至一定深度取出土后下护筒。护筒直径1m，埋深至少2m；有地下防空洞范围内的桩基护筒要埋至防空洞底板以下，埋深达7.5m。护筒埋设完成必须进行复核方可开始钻进要求。实际上该施工队伍本工程使用的护筒直径是1000mm的，是上个工地用于800mm桩基的护筒，这样无形中使得桩顶孔径变大了200mm，从而使得充盈系数变大，浪费了混凝土。项目部于是要求施工队伍必须尽快更换护筒，保证后续施工的桩基不出现此问题。

（5）桩顶标高及超灌长度控制

为了保证有效桩长，去除桩顶浮浆的影响，一般灌注桩设计及施工规范中均要求超灌一定长度。根据本工程桩基桩径及桩长，超灌长度为500mm。经检查发现第一根桩超灌长度达到了1000mm，也就是说因为这一点及采用直径为1000mm的护筒导致浪费了0.4m3混凝土。灌注混凝土时现场施工人员是采用测绳探测混凝土高度的，导致的误差。项目部要求浇筑混凝土时，现场人员要用测深铅锤随时检查浇筑标高，以便及时了解浇灌顶标高情况，从而控制超灌长度。

6.成效

通过对以上几个措施的落实，循礼门站钻孔灌注桩的充盈系数得到了合理控制。后期施工的钻孔灌注桩的充盈系数基本控制在1.2左右，相对节约了混凝土用量，控制了施工成本，取得了良好的经济效益。

参考文献:

[1]ISBN: 9787560841069 应惠清、谈至明《土木工程施工》

[2]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S]。

[3]CJJ 1-2008，城镇道路工程施工与质量验收规范。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。