泥浆护壁技术在挖孔灌注桩中的应用

张月

（甘肃第四建设集团有限责任公司 甘肃省兰州市 730000）

引言

大量工程实例表明，在挖孔灌注桩中合理的应用泥浆护壁技术，既能大幅度提升施工效率，也能保证挖孔灌注桩的承载力和质量。但我国对此方面的研究还不够深入，因此，本文基于工程实例，对泥浆护壁技术在挖孔灌注桩中的应用做了如下分析。

1 案例分析

1.1 工程概述

某建筑工程，总建筑面积为12.45万m2，在地基基础施工建设中，采用了挖孔灌注桩基础，桩径为800mm，桩身混凝土强度为C30，最短的桩为20m，最长桩为35m，挖孔灌注桩的持力层分别为卵石层和白云岩层，为保证工程结构的稳定性，避免发生不均匀沉降，挖孔灌注桩进入持力层1.2～1.5m，单桩竖向承载力的标准值在2000kN以上，在实际施工建设中，为保证施工的可靠性，提供了挖孔灌注桩基础施工设计的各项参数，并进行了桩基试验，挖孔灌注桩成孔操作时主要应用了旋挖钻机，泥浆护壁成孔。

1.2 地质条件分析

根据地质勘探的结果，发现该工程场地出表层为耕植土之外，还有第四系全新冲积岩、粉质黏土、粉质黏土含砂砾层以及卵石层。下伏岩层主要为泥质砂岩和白云岩，地质特性为：粉质黏土，层底标高为1864.5～1868.4m，主要呈现黄褐色和棕红色，土质分布不均匀，强度和韧性中等，具有可塑性；砂混黏性土，层底标高为1854.6～1862.4m，主要呈现灰白和黄褐色，以细砂为主，夹杂着一定量的黏性土，比较密实，且含水量较大；黏性土混砾，层底标高为1843.6～1856.7m。主要呈现褐黄色和灰黄色，以黏性为主，局部夹杂着较多砂，具有一定的可塑性；白云岩，最大揭露厚度为8.7m，最大的揭露深度为43.2m，主要呈现灰白色，既有细粒桩结构，也有块状结构。

2 泥浆护壁挖孔灌注桩施工工艺

泥浆护壁挖孔灌注桩施工工艺为：钻机就位→开始钻孔→下套管→继续钻孔→排渣→清孔→放置钢筋笼→清底→插入混泥土导管→混凝土浇筑→拔出混凝土导管→插桩顶钢筋→水下混凝土施工。在上述工艺流程施工中，钻孔、清孔、钢筋笼制作和安装、水下混凝土施工是重中之重，在具体施工建设中要高度重视，避免影响泥浆护壁挖孔灌注桩的成桩质量[1]。

3 泥浆护壁技术在挖孔灌注桩中的应用

3.1 测量放线

根据泥浆护壁挖孔灌注桩的设计图纸和测量控制网，可采用全站仪来进行桩位放线测量，并对放线的桩位进行全面保护，派遣专业人员进行管理和养护，避免外界因素导致放线的位置被损坏影响施工的准确性，挖孔前邀请现场监理工程师进行复核确认。

3.2 护筒埋设

当放线测量完成以后，即可利用挖钻机自带护筒来进行护筒埋设，在埋设时，要对定位放线桩进行第二次校验，确认无误后才能开始护筒埋设。为确保埋设质量，在埋设护筒的同时，还要进行护筒修正，确保护筒埋设的垂直度，中心偏差不能超过30mm，垂直度误差则要控制在1°以下，选择护筒的直径要略大于桩径，但不能超过200mm，否则会增加施工成本和工程量。同时还要根据土质情况、地下水位实际情况，来合理确定护筒的长度和埋深。

3.3 挖钻机就位

挖钻机的钻头中心要对准桩位，相互之间的偏差不能超过20mm，根据挖钻机就位实际情况，合理调整钻杆的垂直度，控制泥浆护壁挖孔灌注桩成孔的垂直度在1°以下，挖钻机就位以后，还要通过一系列保护措施，来防止挖钻机发生位移和沉陷，避免造成超挖现象。

3.4 泥浆制备

泥浆护壁挖孔灌注桩施工中，泥浆的主要作用是确保挖孔灌注桩孔壁的稳定性，避免发生是倾斜和挖钻机位移。同时还能利用泥浆的黏度把钻屑的悬浮物及时排除，因此，泥浆还具有排渣的作用。就案例工程而言，泥浆制备时采用了黏土+其他材料+水调制而成[2]。为提升泥浆制备的质量，在制作前，要先把制浆原材料打碎，并放入泥浆池中，再加入适量的水，通过手提式搅拌机搅拌成泥浆。在泥浆制作时，其制作质量可由专业人员来负责控制，在挖钻过程中，可根据地质结构的不同，合理调节泥浆制作参数，案例工程，主要采用现场黏土来加水制作，具体控制指标如表1所示。

表1 泥浆控制指标表

3.5 钻进成孔

在钻孔前必须认真阅读地质勘探报告，并绘制在桩位地质剖面图，根据工程地质条件，选择合理的挖钻参数。开孔时要尽量保证钻杆的垂直度，并及时进行泥浆补给，当钻头穿过护筒1000mm以下时，需要按照拟定参数进行钻进操作。钻孔要连续进行，分析偏差及时纠正，根据地层变化实际情况，合理调整泥浆指标。

3.6 一次清孔

当成孔检验合格以后，即可进行第一次清孔操作，案例工程中主要采用了空转钻斗掏除钻渣法来进行全面清孔，第一次清孔时并不会受到外界环境和各项因素的影响，清孔比较彻底，也是合理控制沉渣的重中之重。因此，在具体施工中，不能为追赶工期而忽略了第一次清孔的重要性。

3.7 钢筋笼制作

在钢筋笼制作前，要对钢筋进行除锈和拉直操作，并严格按照相应的尺寸和标准进行配筋。主筋连接时要采用双面焊，接头要相互错开，两个接头之间的间距不小于50cm。案例工程钢筋笼制作时质量控制为：主筋间距为±10mm，箍筋间距为±20mm，钢筋笼长度为±100mm。在钢筋笼制作完成后的运输时，挂钩要尽量焊接在主筋上。

3.8 安装泥浆导管

导管的直径要控制在200mm以上，在使用还要进行试连接和冲水试验，水压不能超过0.5MPa，漏水、漏气的导管严禁使用。导管要钢筋笼安装前就完成，在实际安装时还要尽量降低泥浆护壁的干扰。

3.9 二次清孔

案例工程在二次清孔时主要应用了换浆法，在实际操作过程中，要严格控制输入泥浆的密度，避免密度忽大忽小，导致泥浆护壁发生失稳坍塌。当清孔完成后，要检测孔底500mm内泥浆的指标，相对密度控制在1.25以下，含砂率控制在8%以下，黏度可控制在28s以下。如果没有达到上述标准，则要进行再次清孔，直到符合标准以后，才能进行混凝土灌注[3]。

3.1 0水下混凝土灌注

在水下混凝土灌注时，选择的导管直径为25cm，导管内壁要尽量光滑，内径保持一致，组装导管的接头要密合不漏水。使用的混凝土止水球和木球的大小要尽量一致，避免发生渗浆和漏浆现象。导管进入钻孔的深度要使导管下口和钻孔底部预留出30～40cm的距离，确保混凝土灌注时，木球可以顺利冲出导管。

4 结束语

综上所述，本文结合工程实例，深入分析了泥浆护壁技术在挖孔灌注桩中的应用，分析结果表明，此种施工技术具有成孔速度快、机械化程度高、污染小、成孔质量有保障等优势，符合目前我国挖孔灌注桩施工事业发展标准和规范需求，值得大力推广应用。