泥浆护壁灌注桩的质量控制与规范解读

周伟

摘要： 泥浆护壁钻孔灌注桩工艺复杂，作业环节多，施工程序性强，水下施工属地下隐蔽工程，施工质量难以直观控制，本文结合作者多年来在泥浆护壁灌注桩方面的施工经验和对建筑桩基技术规程的理解，对规范进行深入解读，以期深入领会施工要点，明确施工程序和目标，确保桩基施工质量。

关键词：泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆比重清孔 导管 替代优势 混凝土坍落度

中图分类号： O213.1 文献标识码： A

随着我国城镇化的不断推进，建筑业蓬勃发展，泥浆护壁灌注桩以其施工噪音低、桩长和直径变化自如、单桩承载力大、刚度大、变形小、可方便水下施工等突出优点，被广泛应用于各种特殊、复杂地质条件下的高层建筑、公用建筑、铁路、桥梁的基础工程。

泥浆护壁灌注桩工艺复杂，作业环节多，施工程序性强，水下施工属地下隐蔽工程，施工质量难以直观控制。施工过程中任何细小环节上的疏忽大意都可能造成工程的失败。因此泥浆护壁灌注桩施工必须严格程序化管理，从狠抓施工环节质量入手，强化施工过程动态控制。

现结合多年来在泥浆护壁灌注桩方面的施工经验和对建筑桩基技术规程的理解，对泥浆护壁灌注桩质量控制的关键环节和要点进行深入探讨，以期透过对规范的学习，不但要熟悉规范的规定，更重要的是理解其规定的深刻含义，只有这样在实际工作中，我们才能做到有的放矢，有效控制。

泥浆护壁钻孔灌注桩成孔环节质量控制

1、成孔机械的选择：首先要根据地质条件选择合適的成孔机械，例如在淤泥和淤泥质土层、在地下水量大的土层的情况下,使用冲击钻成孔会使桩端承载力和桩身摩阻力大幅度降低，不宜采用;再如潜水电钻成孔，适用于地下水较高的软硬土层，但不得用于漂石。

2、对泥浆技术指标的要求：

[规范要求施工中应经常测定泥浆比重，并定期测定泥浆粘度、含砂率和胶体率，泥浆的控制指标：粘度18-22S、含砂率不大于4%-8%、胶体率不小于90%。]

在泥浆护壁钻孔灌注桩施工中，泥浆主要有两方面作用：一方面是护壁作用；另一方面是排渣作用。对于泥浆的排渣作用，残渣的比重越大，就要求泥浆的比重和粘度越大，一般来讲在粘土和亚粘土中成孔时，泥浆的比重应控制在1.1-1.2之间;在风化岩中成孔时,泥浆的比重应控制在1.2-1.4之间。对于泥浆的护壁作用，在砂层、砂卵石层、软弱土层以及塌孔回填的情况下，泥浆比重应相应提高到1.3-1.5之间,以加强对孔壁的支护作用。

3、成孔过程中针对特殊地质情况的处理措施：①在地下水位较高的情况下，一旦发生孔内泥浆面低于护筒下端或地下水位的情况，在地下水的作用下，桩孔内外就会形成水压差，从而造成突涌和流砂现象，特别是淤泥和砂石土层，很容易造成塌孔事故。因此规范中明确规定 ：[施工期间桩孔内泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受地下水位涨落影响时，孔内泥浆面应高出地下水位1.5m以上]。②在砂层、砂卵石层、淤泥层等地质条件较差的土层，当使用冲击钻成孔时，须采用向桩孔内投放粘土块或粘土夹小石片，通过冲击锤侧向挤入孔壁，以加强孔壁的稳定性。

4、桩孔垂直度的控制：在灌注桩成孔过程中，常会遇到孤石、土质软硬变层和其他容易引向倾斜面的情况，因此在[钻进过程中应每隔1-2m检查一次桩孔的垂直度]，常用的方法是通过线坠或导向杆，目测钻杆或冲击锤钢丝绳的垂直度，如发现偏移应立即停机，通常处理桩孔偏移的方法是向孔内抛入20-30cm石块找平，然后先低锤快击成平台后再转入正常施工。

5、对嵌岩桩入岩条件的判断：对以桩尖端承力为主的嵌岩桩，根据设计有入强风化、中风化和微风化岩石之分，施工中准确判断入岩界面是确保桩基承载力的关键。对于中、小直径嵌岩桩，通常参照以下方面进行判断：第一桩长必须满足设计规定的有效桩长；第二岩石界面标高不得高于地勘报告就近探孔岩石界面高度，一般取桩四邻探孔岩石界面最低标高；第三界面处所取岩样符合设计要求，此外通过钻头进尺的明显变化也可作为参考,间接判断是否达到岩石界面。对大承载力、大口径嵌岩桩，为确保准确入岩，通常使用地勘钻机钻取岩芯的方法确定岩石界面。

（二）对泥浆护壁灌注桩清孔的质量控制：当泥浆护壁灌注桩达到终孔条件后，要及时通过泥浆循环等工艺进行排渣清孔，使桩底沉渣厚度达到规范要求，在清孔结束时，要尽量调稀泥浆比重，为水下灌注混凝土创造条件。一般黏土土层，清孔结束时泥浆比重应控制在1.1左右，当土质较差时，为防止塌孔泥浆比重可放宽至1.15-1.25。第一次清孔完成后，要进行钢筋笼吊装等作业，过程中泥浆中的残渣会再次沉积桩底，同时过程中钢筋笼扰动泥浆、碰撞孔壁可能会造成孔壁局部坍塌，因此规范规定：[泥浆护壁灌注桩在灌注混凝土前必须二次清孔]。

（三）对水下灌注混凝土的质量控制：

1、对混凝土的质量要求：规范要求：[水下混凝土坍落度宜为180-220mm,水泥用量不少于360㎏/㎡，砂率40%-45%]。水下混凝土必须要有良好的和易性，其中流动性和粘聚性两指标尤为重要。混凝土流动性越大，混凝土在导管中的冲击力就越大，混凝土自导管底部顶升泥浆的效果就越好 ；粘聚性的作用是确保混凝土在灌注过程中不发生离析、不与泥浆混合的关键。坍落度是代表流动性的指标，水泥最小用量和砂率要求是粘聚性的保障，两者对立统一，既要确保流动性又要有良好的粘聚性。施工中必须严格控制混凝土的质量，坍落度不达标、粘聚性不良的混凝土坚决不允许浇灌，这是保证桩基质量必须达到的的最基本条件。

2、对导管的技术要求：导管在水下混凝土浇注中起着隔离泥浆和输送混凝土的作用。规范规定：[导管接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头，使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0mpa]。灌注桩施工要求导管接头必须有良好的水密、承压和抗拉性能。导管底部在整个混凝土灌注过程中要始终埋入混凝土中，确保混凝土和泥浆始终相互隔离。在混凝土浇灌过程中要始终关注导管的密封情况，要倾听导管内混凝土下落声音，要观察上拔拆卸的导管内壁是否挂有泥浆，如有异常必须果断处理，防止发生由于导管接头密封不严造成泥浆渗入导管，与管内混凝土混合而发生的断桩和夹渣的情况。

3、对水下混凝土浇注的有关要求：①规范规定：[二次清孔完成应立即浇注混凝土，浇筑前孔底500mm以内泥浆的比重应不小于1.25，含砂率<8%，粘度<28s，水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制]。水下混凝土的浇筑过程是通过导管将混凝土输送至管底，然后出管上泛，顶升管外混凝土和泥浆，并挤压密实混凝土的过程。整个过程的动力来自混凝土的流动性、混凝土自由落差形成的冲击力和混凝土与泥浆比重不同形成的压力差三方面。因此浇注过程必须确保混凝土的流动性，严格控制浇注时间，尽量调稀泥浆比重以加大与混凝土之间的压差。②规范规定：[混凝土初灌量必须有足够的混凝土的储备量使导管一次埋入混凝土以下0.8m以上，开始灌注混凝土时，导管底部至孔底宜为300-500mm,正常导管埋深2-6m，严禁导管提出混凝土面]。混凝土浇筑前要根据桩径和埋管深度计算确定初灌量，并以次计算混凝土料斗的体积,以满足初灌量的要求。导管底部距孔底不能过小，过小会影响混凝土的贯冲力，削落对桩底沉渣的冲刷和顶升泥浆的效果。过大难以达到埋管要求，并且混凝土与泥浆接触混合部分容易遗留桩底形成夹渣。正常情况下导管埋深2-6m,是综合考虑确保导管埋入新鲜混凝土的长度、对泥浆的顶升压力和导管本身分节的长度三方面确定的，既要满足规范要求又要方便施工。③规范规定：[严格控制最后一次灌注量，一般桩顶超灌0.6-1m，充盈系数不得小于1]。初灌混凝土与泥浆接触时会形成一部分混合物，一般在0.6-1m之间，随后随泥浆不断顶升，最终形成桩头，这部分达不到混凝土质量要求必须凿掉。而充盈系数小于1则说明桩身出现了缩径的情况，达不到设计桩径要求。

综上所述，我们以规范为依据，结合工程实践经验，对泥浆护壁灌注桩的施工难点：水下作业关键环节的质量控制进行了深入解读。我们认为只要抓住泥浆护壁灌注桩关键环节的施工要领，严格按程序施工，其施工质量完全可以控制。