泥浆护壁冲击成孔混凝土灌注桩施工

郑崇容

（福建南剑发展有限公司， 福建 闽清 350821）

1 泥浆护壁机械冲击成孔灌注桩施工原理介绍

首先要通过黏土和水制成泥浆（确保其密度达到1.15-1.45），之后将其灌入到桩孔内部形成灌注桩。灌注之后泥浆会在桩孔内壁中形成泥皮，由于此泥皮透水性较差会对孔壁侧向土压力以及水压力起到有效的抵抗作用，能够确保孔壁的稳定性，避免发生坍塌以及剥落问题。同时，泥浆利用其自身的粘稠性能够将冲击成孔过程中产生的杂物（包括土渣、石渣等）悬浮起来，可以利用循环泥浆泵将杂物排出孔外，完成清理工作。

2 泥浆护壁机械冲击成孔灌注桩施工分析

2.1 施工准备工作

（1）定桩位以及成孔施工确定

不同条件的灌注桩要采取不同方式确定成孔顺序。例如对于干作业成孔灌注桩以及不受挤密作用的钻孔灌注桩来说，可以根据现场情况以及桩机行走便捷性来确定成孔顺序；对于受挤密作用以及振动影响的冲孔灌注桩等，需要根据现场情况采取间隔一个或两个桩位成孔等；对于人工挖孔桩来说，如果桩净距在2d（d为桩直径）以下并且小于2.5m时，可以采取间隔开挖的方式成孔。

（2）控制成孔深度

第一，对于摩擦型桩来说，可以通过设计桩长来控制成孔深。如果通过锤击沉管法进行成孔，那么桩管入土深度要以标高为主、贯入度控制为辅；

第二，对于端承型桩来说，若是通过钻、挖方式成孔，那么要控制桩孔深达到持力层；若是通过锤击法成孔，那么要以贯入度为主，设计持力层标高对照为辅。

（3）制作钢筋笼

在制作钢筋笼时要确保主筋环向布置的均匀性，确保箍筋直径、间距、主筋保护层的符合设计要求。

（4）配置混凝土

要采用碎石或者卵石作为灌注桩混凝土粗骨料，确保粒径在钢筋净距 30%以下并且在70mm以下。要确保混凝土强度等级在C15以上，而水下灌注混凝土强度等级要在 C20以上，因此要保证水泥标号在 325号以上，混凝土水泥用量在350kg/m 以上。

2.2 泥浆护壁机械冲击成孔灌注桩施工过程

（1）护筒的埋设

对于灌注桩来说，护筒能够对桩孔位置进行固定，能够对钻头的方向进行引导，能够避免地面水的流入，提升桩孔内的水压力，从而防止塌孔问题。护筒可以通过8mm左右厚钢板制成，筒的内径要大于钻头直径100mm，并且要设置2个溢浆孔。

在进行护筒埋设时，首先要将桩孔位置的表层土挖去，之后将护筒埋入到土中（不同土质埋设深度不同，对于砂土来说要确保在1.5m以上，对于黏土来说要确保在1.0m以上）。要保证护筒中心和桩位中心偏差控制在50mm以内，同时要通过粘土将护筒和坑壁之间的缝隙填实，避免出现漏水问题。要确保护筒顶面超出地面约0.6m左右，并且要确保孔内泥浆超出地下水位1m之上。

（2）成孔

可以采取不同的成孔方法形成泥浆护壁成孔灌注桩，包括冲击钻成孔、冲抓锥成孔、潜水钻成孔等。

第一，冲击钻成孔。此种方式主要就是利用带钻刃的重钻头自由下落冲击力对岩层或者土层进行切削以及挤压，并且排出碎渣成孔。此种方法主要应用在砂土、碎石土、粘性土、风化岩层等地质中，并且桩径能够达到600-1500mm。在冲孔的初始阶段需要采取低提高频的方式进行冲击，对于软土地质来说需要及时投入碎石以及黏土块，从而对孔壁进行挤压，确保其密实性。在护筒向下3-4m之后才可以增加冲击钻头的冲程，提升钻进的效率。若是冲孔出现偏斜情况，需要回填300-500mm厚的片石之后再次成孔。

第二，冲抓锥成孔。此种方式主要就是将冲抓锥头提高到相应高度，一旦放开卷扬机的刹车，通过锥斗内部铁块以及活动抓片的重力作用可以使得钻头自由落入到土中，之后通过卷扬机将钻头提升，此时抓片闭合抓土，冲抓锥整体被提升到地面之上卸掉土渣。此种方法主要应用在松散土层当中，冲抓的进度较快，一般情况下冲抓的高度在1.0-1.5m范围。若是应用在较为坚实的砂卵石层钻进时，需要增大冲抓锥质量，也可以提升冲抓的高度到2-3m；若是应用在较为坚硬的岩层，可以采用冲击钻来进行。

第三，潜水钻成孔。此种方式主要是利用潜水钻机进行钻孔，此种钻机能够将动力、变速机构以及钻头进行统一的密封，能够潜入水中工作。此种钻机移动较为灵活，具有较快的钻进速度，钻孔直径能够达到600-1500mm，深度可以达到50m，比较适合用于粘性土、淤泥以及砂土等等，也能够进行岩层的钻进，特别适合在地下水位比较高的土层中进行成孔。

（3）清孔

钻孔深度满足设计要求后就需要对其进行清理，将孔底的淤泥以及沉渣清除干净，从而减少桩基沉降量，提升承载力。对于不同类型的孔要采取不同的清理方式，例如对于稳定性相对较差的孔壁可以采用泥浆循环法或者抽渣筒进行排渣，对于稳定性较好的桩孔可以采用空气吸泥机进行清孔。在清孔过程中要确保孔内部泥浆面高出地下水位1m之上，若是受到水位涨落的影响，要确保泥浆面高出最高水位1.5m之上。除此之外，还要确保如表1所示的参数要求。

表1 清孔参数指标要求

如果无法达到表 1所示的参数指标就要继续进行清孔，一旦清孔指标符合要求后就要马上进行钢筋笼设置，并且进行混凝土浇筑。

（4）进行水下混凝土的浇筑

泥浆护壁成孔灌注桩一般都是在泥浆中实施混凝土的浇筑，所以都是进行水下混凝土浇筑。要确保水下混凝土具有较好的和易性（可以掺入外加剂），同时要按照现场的具体情况进行试验之后确定出混凝土的配合比。同时要确保混凝土满足表2所示参数指标要求。

表2 水下混凝土参数指标要求

（5）桩底压力注浆

对于直径相对较大的混凝土灌注桩来说，桩端部会一定程度上出现沉渣以及淤泥问题，这就会降低桩端部的承载力。可以利用压力注浆的方式清除掉桩底部的淤泥，通过水泥砂浆能够使得桩底沉渣和投入的石子进行固结，同时能够使得水泥浆渗入到桩端位置的土质中，从而增加土体的固结力，进而提升桩的承载能力。

2.3 施工常见质量问题及处理分析

对于泥浆护壁成孔灌注桩来说，在施工过程中最容易出现的问题主要包括：流砂、孔壁坍塌、夹泥、斜孔等等，所以一定要对施工过程进行严格控制，对于发现的问题及时处理。

（1）流砂问题

如果孔外部的压力大于内部压力，并且孔壁土较为松散的情况下就会有大量流砂进入到孔内而造成堵塞。处理方式为：此种情况下可以大量投入碎砖石以及粘土，用锤冲入流砂层来避免其涌入。

（2）孔壁坍塌问题

坍塌问题就是指成孔过程中孔壁土层发生了一定程度的坍落。处理方式为：在孔壁坍塌区域投入一定量的石子黏土，并且重新进行钻孔，同时对于泥浆密度以及液面高度进行调整。通过冲孔机进行冲孔时，首先要填入混合料，之后采取低锤密击的方式来确保孔壁的坚固性，之后按照正常速度和频率进行冲击。

（3）夹泥问题

此问题主要指在桩身混凝土中混入了泥土。处理方式为：要对混凝土表面标高的变动进行实时监测，要保持好导管下口埋入混凝土下部的深度，同时要在钢筋笼下放4个小时之内进行混凝土浇筑。

（4）斜孔问题

主要就是指发生孔位偏移或者孔身倾斜等问题。处理方式为：加固桩架，确保其平稳性以及垂直度。若是发生较大偏移，就需要加入相应量的碎石以及粘土后重新成孔。

3 结束语

本文介绍了泥浆护壁机械冲击成孔灌注桩施工原理，同时分析了泥浆护壁机械冲击成孔灌注桩施工关键内容。通过本文的介绍能够对灌注桩施工提供一定参考和帮助。