钻孔灌注桩孔底沉渣检测方法应用研究

第２６卷第１期　资源环境与工程　Ｖｏｌ＿２６．Ｎｏ．１　２０１２年２月　Ｆｅｂ．，２０１２　钻孔灌注桩孔底沉渣检测方法应用研究　刘立志，熊　艺，何　凤，徐卫权　（湖北省地质实验研究所，湖北武汉４３００３４）　摘要：在施工过程中加强孔底沉渣厚度的检测与控制，是保证钻孔灌注桩施工质量和桩基承载力的关键　措施之一。概述沉渣产生的原因、沉渣厚度的检测方法及推广应用产生的影响，为类似工程问题提供参考。　关键词：钻孔灌注桩；成孔；孔底沉渣　中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—１２１１（２０１２）０１—００６９—０２　０　引言　间太长，造成孔塌现象，从而使孔底淤积，造成桩底　沉渣；　钻孔灌注桩孔底沉渣厚度是成孔质量的重要指标　（３）成孔完毕后，静置时间长孔内水位下降，泥浆　之一。桩底沉渣过厚会导致桩的承载力不足，造成不　沉淀比重变小，造成孔壁坍塌使孔底淤积，造成桩底　必要的经济损失，因此，在施工过程中加强孔底沉渣厚　沉渣；　度的检测与控制，是保证钻孔灌注桩施工质量和桩基　（４）在下方钢筋笼和导管时碰撞孔壁，有较大的　承载力的关键措施之一。　泥块掉入孔底，造成桩底沉渣；　１　孔底沉渣对桩基承载力的影响　（５）在砂层较厚的地层钻孔，泥浆浓度不够会引　起泥浆的承砂性差，泥浆中的砂沉淀过快造成沉渣。　桩的竖向荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承受，对　从以上原因分析可将钻孔灌注桩沉渣分为两类：　于采用泥浆护壁的钻孔灌注桩，在清孔后至混凝土　一类是在成孔过程中土砂或石渣未能及时排出孑Ｌ口，　灌注前，孔底将产生一定厚度的沉渣，该沉渣层强度　而滞留在孔底附近，待停止成孔后，这些残渣沉到孔　低，压缩性高。单桩静载试验表明，对桩端有一定沉　底，形成桩底沉渣；另一类是浮在循环泥浆或孔内水中　渣的钻孔灌注桩，其端部一般呈刺人性剪切破坏，即　的微细颗粒，待成孔结束后经过一段时间之后，沉到孔　Ｑ—Ｓ曲线呈陡降型，影响了桩端承载力的发挥。因　底，形成桩底沉渣。　此，现行施工验收规范对钻孔灌注桩桩底沉渣厚度　提出了一定的要求。《建筑地基基础工程施工质量　３沉渣厚度的检测　ｊ　验收规范》¨　（ＧＢ５０２０２－－２００２）规定“钻孔灌注桩孔　钻孔灌注桩沉渣厚度是指清孔结束后至混凝土灌　底≤５０　ｍｍ，摩擦桩≤１５０　ｍｍ”；《建筑桩基技术规　注前的孔底沉渣层增加的厚度，只有对沉渣厚度进行　范》　（ＪＧＪ９４－－２００８）中规定“灌注混凝土之前，孔底　准确测定，才能对其实施有效地控制，目前一般采取如　沉渣厚度指标规定，对于端承型桩不应＞５０　ｍｍ，对　下几种方法测试。　摩擦型桩不应＞１００　ｍｍ”。　３．Ｉ重锤检测法　２沉渣产生的原因　测锤采用重锤（一般≥１　ｋｇ），体积不宜过大。采　用同一种吊锤、同一种吊法，将球沉入孑Ｌ内的泥浆中，　从钻孔灌注桩的施工过程来说，造成桩底沉渣的　慢慢下放，凭操作人员的手感判断沉渣的顶面位置，感　原因主要有以下几点：　觉锤球达到沉渣顶面时，及时记录所放测绳的长度Ｈｃ　（１）钻孔结束后的一次清孔不彻底，桩底沉渣淤　（包括锤球的高度），然后，与钻孔深度Ｈｚ比较，两个　积太厚，颗粒较粗，在二次清孔时不能完全清除，造成　数值之差△Ｈ即为沉渣的厚度。该法检测孑Ｌ底沉渣厚　桩底沉渣；　度较直观方便，但在具体操作中人为因素影响较大，测　（２）在清孔过程中，清孔泥浆比重过小或清孔时　量精度较差，大型重要工程一般不采用此方法。　收稿日期：２０１１—０３—２５；改回日期：２０１１—１２—２９　作者简介：刘立志（１９６６一），男，高级工程师，计算机专业，从事计算机及相关管理工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｔｕ８８＠１６３．ｃｏｒｎ　７０　资源环境与工程　３．２取样盒检测法　伸出的探针测量孔底沉渣的厚度。探针是一种阻力感　在清孔结束后将取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待　混凝土灌注前，测量沉淀在盒内的渣土厚度。该方法　现场操作麻烦，测量精度较低。　３．３测针测饼法　应器（类似于地质勘探中的触探探头），能把遇到的阻力　转换为相应的电信号，通过地面的电脑程控采集系统，　记录探针向下触探的整个阻力变化曲线，当探针遇到比　较坚硬岩石的时候，阻力曲线会异常加大，此时探针刺　入的深度即为沉渣的厚度。实际检测曲线见图１。　下放测针（底端尖的测锤，一般用钢筋），测得深　度作为孔底深度；下放测饼（底端平的测锤），测得深　度作为沉渣顶面深度。两个数据之差为沉渣厚度。　该公司采用的是ＣＺ２型探针式沉渣仪。该仪器是　对“测针测饼法”的优化和智能数字化。　检测设备见照片１。　…ｉ　：　Ｉ　　．　ｌ・　’　；　　一　～ｊ…　一　…　《一　一…　：：　：　‘　｛　●　：　…‘ｔ　●　　Ｉ　ｌＩ　Ｉ　Ｌ＿＿　～　ｋ一一．－Ｌ一－一一　一＊一一，　一＾．　　Ｉ●　．Ｊ。　｛　－－一Ｉ　一ｊ．　　●Ｉ　Ｊ．．．　Ｉ　一一｝一｝＿～｝一　…　●　●　　Ｉ　●ｔ　‘　ｔ　…　抽”　…　～　才一…”～…抽～　一　图１实际检测曲线　Ｆｉｇ．１　Ａｃｔｕａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｃｕｒｖｅ　该仪器原理设计合理，使用方便，智能化高，可操　作性强，测量精度高。其测量范围为０～２０　ｅｍ，测量误　差≤１　ｅｍ，分辨率为２　ｍｍ。仪器耐压为≤２０　ＭＰａ，工　作温度为一２０。～７５。。该公司已将此仪器成功运用到　武汉中心、瑞安新天地Ａ１、Ａ２、Ａ３地块等大型工程钻　孔灌注桩的孔底沉渣测试中，取得了良好的效果。该　检测方法能够对桩基施工过程进行监控，结合其它检　测方法能保证钻孔灌注桩承载力的发挥，减少沉降不　照片１测针测饼法检测设备　Ｐｈｏｔｏ　１　Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｂｏｕｔ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｐｉｎ　ａｎｄ　ｃａｋｅ　均对上部结构的影响。　参考文献：　［１］　ＧＢ５０２０２－－２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规范［ｓ］．　［２］ＪＧＪ９４－－２００８，建筑桩基技术规范［ｓ］．　［３］　Ｊ１０４９７－－２００５，钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽检测技术规程［ｓ］．　其原理：从孔１：３下放探头，当遇到孔底沉渣后，由于　沉渣强度大于泥浆，探头遇到阻力停止下沉，探头底部　圆盘底面即为沉渣顶面；再通过程序控制探头底部可以　（责任编辑：潘Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｈｏｌｅ　Ｂｏｔｔｏｍ　潇）　Ｓｅｄｉｍｅｎｔ　ａｂｏｕｔ　Ｂｏｒｅｄ　Ｐｉｌｅ　ＬＩＵ　Ｌｉｚｈｉ，ＸＩＯＮＧ　Ｙｉ，ＨＥ　Ｆｅｎｇ，ＸＵ　Ｗｅｉｑｕａｎ　（Ｈｕｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅａｔ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００３４）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｈｏｌｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｋｅｙ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ　ａｎｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｌｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｏｕｔｌｉｎｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｍｐａｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ；ｐｏｒｅ—ｆｏｒｍｉｎｇ；ｈｏｌｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ