[科普中国]-沉渣控制

概述

钻孔灌注桩广泛使用于高层建筑、重要构筑物及荷重较大建筑物。近年来在施工机械、施工工艺等方面都有创新与发展，它适用于各种土质条件。本文将对浙江沿海地区及杭州钱江两岸地区常见的三段式土层的组合特征、适用的施工机械、施工工艺等方面的重要环节对成桩过程中沉渣控制作用进行综述与分析。根据实践工程所总结的经验将有助于在三段式土层中钻孔灌注桩桩基质量的提高。此外，也对钻孔灌注桩桩基质量检测的静载试验中存在的问题进行剖析。1

对沉渣的影响三段式土层分①，②，③三段：①段为上部大多属近代河口相冲击、海积粉土、砂土；②为中段：中上部为滨海相或海相软黏土层，中下部为海陆交互相粉砂夹粉质黏土，或粉质黏土夹粉砂层；③段为下段：属河床相冲、洪积砂砾层，卵砾层。三段式土层总厚达40~70m不等，其下部为强风化或中风化基岩。绝大多数深桩基均以卵砾石层为持力层。

三段式土层组合特征如图1所示工程实践中分为Ⅲ-A及Ⅲ-B两种类型：

土层组合特征对沉渣影响Ⅲ-A剖面中黏土层厚达30m，占孔深内土层总厚度的60%，粉土、卵砾石占40%。此类土层组合中黏性土占60%，本身具造浆作用，在不补充两新鲜泥浆条件下，其泥浆胶体率始终可保持>95%。在此基础上，适当控制泥浆比重、含砂率、黏度及稳定性，即能控制好沉渣，实现自造浆成孔（但开孔时①段中钻进需外加泥浆）。

Ⅲ-B剖面黏土层厚度占孔深总厚度的37%，本身造浆能力不足，如不及时补充新鲜泥浆钻进至②层下部及③层时，胶体率可降至74～90%（①层时亦靠外加泥浆）。

综上所述，土层组合特征表明Ⅲ-A型具备自造浆功能对控制沉渣有利，Ⅲ-B型如不及时补充新鲜泥浆，会产生大量沉渣，曾多次发生埋钻。2

对沉渣的控制施工机具选择三段式土层施工中有以下两个特点：（1)上部均为粉土、砂土，极易坍孔；机具应有利于防止坍孔。（2）Ⅲ-B土层中黏土粉土、粉砂与卵砾层占孔深总厚度的63%，要求钻机具较大功率，且稳定性好。因此施工钻孔应具备正循环与反循环两种功能，钻孔过程采用正循环，而清渣阶段采用反循环。故选用GPS-15，GPS-25几种类似型号为宜。

施工工艺对沉渣的控制**（1）钻进中泥浆循环方式的选择**

由于采用反循环必须具备以下三个条件：①护筒内水位高出地下水位2m以上；②泥浆比重小，1.05~1.10，有利于泥浆造壁与处理沉渣；③保持与土层相匹配的钻进速度与泥浆流速。

实际工程中，尤其地下水位较高时，无法满足上述条件，故采用正循环钻孔，反循环清孔的综合循环方式对沉渣清除有较好效果。

（2)控制沉渣的泥浆质量指标

泥浆质量指标对沉渣控制起决定性作用，但不同施工工艺及不同施工阶段有些指标允许在一定范围内调整，如反循环对泥浆比重要求为1.05～1.10，正循环为1.1~1.25，实际钻进接近终孔时，可达1.30~1.35，清孔时应逐步调整至孔底泥浆比重