談反循環成孔灌注樁施工

張向華

(陜西建工集團機械施工有限公司，陜西 西安 710043)

近年來，隨著我國建筑業的迅速發展，高層建筑越來越多，高層建筑對地基承載力的要求越來越高，高層建筑的樁基礎采用了反循環成孔灌注樁基礎。反循環成孔灌注樁施工原理是利用砂石泵的抽吸作用，在鉆桿內腔形成負壓，在孔內沖洗液和大氣壓力的作用下，孔壁與鉆桿內腔的沖洗液流向孔底，將孔底的鉆渣帶進鉆桿內腔，再經過砂石泵的抽吸作用流到地面沉淀池內，等沉淀鉆渣后，沖洗液再流向孔內，形成反循環。孔達到設計要求深度后進行清孔，待沉渣厚度在規范要求范圍之內安放鋼筋籠、下導管，最后進行水下混凝土灌注即成樁。

1 反循環成孔灌注樁適用范圍

反循環成孔灌注樁適用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂礫、基巖等地層。

2 反循環成孔灌注樁的特點

反循環成孔混凝土灌注樁的特點:振動小、噪聲低，成孔時間短，效率高，清孔徹底，可有效克服孔底沉渣和孔壁泥皮過厚而導致承載力折減的質量通病，提高樁基的豎向承載力。

3 反循環成孔灌注樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

3.2 操作要點

3.2.1 泥漿循環系統

1)為保證泥漿的供應質量，在施工現場設置制漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。

2)施工時，在基坑周圍設一圈循環槽，循環槽寬為800 mm，深為800 mm。在施工過程中便于泥漿就近進入循環系統。

3.2.2 埋設護筒、泥漿制備

1)護筒采用鋼板制作，要求平面圓順，縱向平直，直徑比樁徑大100 mm，在護筒頂部開設20 cm×20 cm的溢漿口。護筒埋設均采用人工挖孔，十字交叉法定位下入，護筒中心線應對準樁位中心，偏差不得大于20 mm，并保證護筒垂直，護筒外圍粘土分層回填夯實。

2)采用原土造漿，鉆至砂層之前配置泥漿，砂層鉆進時減小鉆進速度。

圖1 反循環成孔灌注樁施工工藝流程

3.2.3 鉆機就位

在埋設好護筒和備足護壁泥漿后，安裝鉆機設備，鉆頭對準樁位，檢查鉆桿垂直度，鉆機平臺的水平度。保證鉆具中心和護筒中心重合，其偏差不應大于20 mm。

3.2.4 鉆孔

1)將鉆頭提高距離孔底20 cm～30 cm，通過砂石泵的抽吸作用，在鉆桿內腔形成負壓，在孔內沖洗液和大氣壓力的作用下，孔壁與鉆桿內腔的沖洗液流向孔底，將孔底的鉆渣帶進鉆桿內腔，再經過砂石泵的抽吸作用流到地面沉淀池內;等沉淀鉆渣后，沖洗液再流向孔內，形成反循環。

2)鉆孔前先向孔內注入泥漿，只空鉆而不進尺，使泥漿與孔壁充分接觸。泥漿比重指標依地質情況而定，一般控制在1.2～1.4 左右。

3)開孔時鉆機輕壓慢轉，隨著深度增加而適當增加壓力和速度，在土質松散層時采用比較濃的泥漿護壁，且放慢鉆進速度和轉速，輕鉆慢進以控制塌孔。待導向部位或鉆頭全部進入地層后，方可加速鉆進。

4)采用減壓鉆進，即鉆機的主吊鉤始終要承受鉆具的重力，而孔底承受的鉆壓應不超過鉆具之和(考慮浮力)的80%。

3.2.5 清孔

1)孔深要求:要求成孔深度比設計計算孔深大30 mm～50 mm。2)沉渣厚度標準:當孔深達到要求后，以鉆桿長度加上鉆頭高度可記錄為H;則H值為實際孔深，拔出鉆頭后，在樁體中間測出孔深L1，則L－L1為沉渣厚度。3)沉渣處理:停止進尺后，將鉆頭提起20 cm～30 cm，并保持泥漿的正常循環，將鉆孔內懸浮較多的泥漿換掉，清孔時間根據泥漿比重及清孔過程中測量沉渣厚度來定。

3.2.6 鋼筋籠制作及安放

1)鋼筋籠制作:根據設計計算箍筋用料長度、主筋分段長度，將所需鋼筋調直后用切割機成批切好備用，切斷允許偏差為±10 mm。根據設計圖紙及規范要求進行鋼筋籠制作。

2)鋼筋籠安放:把制作好的鋼筋籠放入孔內，安放時要對鋼筋籠中心進行定位，采用四根鋼筋對稱焊在護筒上，以保證鋼筋籠頂面標高和中心位置偏差在允許誤差范圍內。

3.2.7 導管安裝、二次清孔

1)導管安裝前要進行水密、承壓試驗，保證在澆筑過程中不漏水，吊裝就位時導管應位于孔口中央，導管下口至孔底距離宜為30 cm～50 cm。

2)當導管安裝完畢，灌注混凝土前應再次測量沉渣厚度，沉渣厚度超標時，應進行二次清孔，清孔至沉渣厚度達到設計和規范要求，轉入混凝土灌注作業。

3.2.8 水下混凝土灌注

1)在澆筑水下混凝土前須對孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度等項指標進行復核，若有不符要求之項，要經過處理后才可澆筑混凝土，其坍落度應控制在16 cm～22 cm。

2)澆筑混凝土時，各工序連續施工，鋼筋籠放入孔中后4 h內必須灌注混凝土，整個單樁混凝土的灌注時間不宜超過8 h。

3)導管底部距孔底保持30 cm～50 cm，整根導管頂面高出水面3 m左右，與漏料連接，導管的第一節底管長度應不小于4 m，第一次澆筑混凝土時，應保證導管底端埋入混凝土中的深度不小于0.8 m，且連續供料。

4)在實際澆灌混凝土過程中，經常檢查導管埋置深度。要連續澆灌混凝土，不得中斷，導管埋置深度最小不得小于2 m，最大不得大于8 m。

4 反循環樁施工中出現的問題和防治措施

4.1 護筒冒水

原因:埋設護筒周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞。

防治措施:在埋護筒時，坑地與四周選用最佳含水量的粘土分層夯實，在護筒的適當高度開孔，使護筒內保持1.0 m～1.5 m的水頭高度。鉆頭起落時，應防止碰撞護筒。發現護筒冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固。

4.2 縮徑

原因:塑性土膨脹。

防治措施:成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時間后，孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹;如出現縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

4.3 孔壁坍陷

原因:鉆孔速度過快，空鉆時間較長，成孔后待灌時間較長。

防治措施:提升下落錘、放鋼筋骨架時保持垂直上下;護筒周圍用粘土填封密實以防漏水，鉆進中及時添加泥漿密度，不要使進尺過快或空轉時間過長。輕度塌孔，加大泥漿比重和提高水位;嚴重塌孔，用粘土膏投入，待孔壁穩定后采用低速鉆進。

4.4 沉渣量過大

原因:清孔不徹底;清孔后，待灌時間較長，使泥漿沉積。

防治措施:清孔時，不斷用測繩和測錘測量，如果不符合要求，要繼續進行清孔，直到沉渣量符合規范要求。

4.5 斷樁

原因:受地下水活動的影響或導管密封不良，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現混凝土不凝體;由于在澆筑混凝土時，導管提升和提拔過多，露出混凝土面，或因待料等原因造成夾渣，出現樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現象;澆筑混凝土時，沒從導管內灌入，而從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬。

防治措施:成孔后孔底進行徹底清孔，清孔時間應根據沉渣情況而定，沉渣量符合規范要求后要及時灌注混凝土。混凝土灌注過程中要連續、快速，提升導管要控制混凝土面的標高和導管的埋深。灌注混凝土時要保證導管的密封性。

5 結語

反循環成孔灌注樁在西部地區已應用于多項工程，反循環成孔灌注樁具有提高單樁承載力，提高工程樁質量的優點，所以，反循環成孔灌注樁施工工藝可在具備條件的工程中推廣。

[1] JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范[S].

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[3] JGJ 18-2003，鋼筋焊接及驗收規程[S].

[4] GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[5] DBJ/T 61-29-2005，J 10692-2006，建筑地基基礎工程施工工藝標準[S].