泥漿護(hù)壁技術(shù)在挖孔灌注樁中的應(yīng)用

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（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 甘肅省蘭州市 730000）

引言

大量工程實(shí)例表明，在挖孔灌注樁中合理的應(yīng)用泥漿護(hù)壁技術(shù)，既能大幅度提升施工效率，也能保證挖孔灌注樁的承載力和質(zhì)量。但我國對(duì)此方面的研究還不夠深入，因此，本文基于工程實(shí)例，對(duì)泥漿護(hù)壁技術(shù)在挖孔灌注樁中的應(yīng)用做了如下分析。

1 案例分析

1.1 工程概述

某建筑工程，總建筑面積為12.45萬m2，在地基基礎(chǔ)施工建設(shè)中，采用了挖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為800mm，樁身混凝土強(qiáng)度為C30，最短的樁為20m，最長樁為35m，挖孔灌注樁的持力層分別為卵石層和白云巖層，為保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免發(fā)生不均勻沉降，挖孔灌注樁進(jìn)入持力層1.2～1.5m，單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值在2000kN以上，在實(shí)際施工建設(shè)中，為保證施工的可靠性，提供了挖孔灌注樁基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)，并進(jìn)行了樁基試驗(yàn)，挖孔灌注樁成孔操作時(shí)主要應(yīng)用了旋挖鉆機(jī)，泥漿護(hù)壁成孔。

1.2 地質(zhì)條件分析

根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該工程場地出表層為耕植土之外，還有第四系全新沖積巖、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土含砂礫層以及卵石層。下伏巖層主要為泥質(zhì)砂巖和白云巖，地質(zhì)特性為：粉質(zhì)黏土，層底標(biāo)高為1864.5～1868.4m，主要呈現(xiàn)黃褐色和棕紅色，土質(zhì)分布不均勻，強(qiáng)度和韌性中等，具有可塑性；砂混黏性土，層底標(biāo)高為1854.6～1862.4m，主要呈現(xiàn)灰白和黃褐色，以細(xì)砂為主，夾雜著一定量的黏性土，比較密實(shí)，且含水量較大；黏性土混礫，層底標(biāo)高為1843.6～1856.7m。主要呈現(xiàn)褐黃色和灰黃色，以黏性為主，局部夾雜著較多砂，具有一定的可塑性；白云巖，最大揭露厚度為8.7m，最大的揭露深度為43.2m，主要呈現(xiàn)灰白色，既有細(xì)粒樁結(jié)構(gòu)，也有塊狀結(jié)構(gòu)。

2 泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁施工工藝

泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁施工工藝為：鉆機(jī)就位→開始鉆孔→下套管→繼續(xù)鉆孔→排渣→清孔→放置鋼筋籠→清底→插入混泥土導(dǎo)管→混凝土澆筑→拔出混凝土導(dǎo)管→插樁頂鋼筋→水下混凝土施工。在上述工藝流程施工中，鉆孔、清孔、鋼筋籠制作和安裝、水下混凝土施工是重中之重，在具體施工建設(shè)中要高度重視，避免影響泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁的成樁質(zhì)量[1]。

3 泥漿護(hù)壁技術(shù)在挖孔灌注樁中的應(yīng)用

3.1 測量放線

根據(jù)泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁的設(shè)計(jì)圖紙和測量控制網(wǎng)，可采用全站儀來進(jìn)行樁位放線測量，并對(duì)放線的樁位進(jìn)行全面保護(hù)，派遣專業(yè)人員進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)，避免外界因素導(dǎo)致放線的位置被損壞影響施工的準(zhǔn)確性，挖孔前邀請現(xiàn)場監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

當(dāng)放線測量完成以后，即可利用挖鉆機(jī)自帶護(hù)筒來進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)，在埋設(shè)時(shí)，要對(duì)定位放線樁進(jìn)行第二次校驗(yàn)，確認(rèn)無誤后才能開始護(hù)筒埋設(shè)。為確保埋設(shè)質(zhì)量，在埋設(shè)護(hù)筒的同時(shí)，還要進(jìn)行護(hù)筒修正，確保護(hù)筒埋設(shè)的垂直度，中心偏差不能超過30mm，垂直度誤差則要控制在1°以下，選擇護(hù)筒的直徑要略大于樁徑，但不能超過200mm，否則會(huì)增加施工成本和工程量。同時(shí)還要根據(jù)土質(zhì)情況、地下水位實(shí)際情況，來合理確定護(hù)筒的長度和埋深。

3.3 挖鉆機(jī)就位

挖鉆機(jī)的鉆頭中心要對(duì)準(zhǔn)樁位，相互之間的偏差不能超過20mm，根據(jù)挖鉆機(jī)就位實(shí)際情況，合理調(diào)整鉆桿的垂直度，控制泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁成孔的垂直度在1°以下，挖鉆機(jī)就位以后，還要通過一系列保護(hù)措施，來防止挖鉆機(jī)發(fā)生位移和沉陷，避免造成超挖現(xiàn)象。

3.4 泥漿制備

泥漿護(hù)壁挖孔灌注樁施工中，泥漿的主要作用是確保挖孔灌注樁孔壁的穩(wěn)定性，避免發(fā)生是傾斜和挖鉆機(jī)位移。同時(shí)還能利用泥漿的黏度把鉆屑的懸浮物及時(shí)排除，因此，泥漿還具有排渣的作用。就案例工程而言，泥漿制備時(shí)采用了黏土+其他材料+水調(diào)制而成[2]。為提升泥漿制備的質(zhì)量，在制作前，要先把制漿原材料打碎，并放入泥漿池中，再加入適量的水，通過手提式攪拌機(jī)攪拌成泥漿。在泥漿制作時(shí)，其制作質(zhì)量可由專業(yè)人員來負(fù)責(zé)控制，在挖鉆過程中，可根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，合理調(diào)節(jié)泥漿制作參數(shù)，案例工程，主要采用現(xiàn)場黏土來加水制作，具體控制指標(biāo)如表1所示。

表1 泥漿控制指標(biāo)表

3.5 鉆進(jìn)成孔

在鉆孔前必須認(rèn)真閱讀地質(zhì)勘探報(bào)告，并繪制在樁位地質(zhì)剖面圖，根據(jù)工程地質(zhì)條件，選擇合理的挖鉆參數(shù)。開孔時(shí)要盡量保證鉆桿的垂直度，并及時(shí)進(jìn)行泥漿補(bǔ)給，當(dāng)鉆頭穿過護(hù)筒1000mm以下時(shí)，需要按照擬定參數(shù)進(jìn)行鉆進(jìn)操作。鉆孔要連續(xù)進(jìn)行，分析偏差及時(shí)糾正，根據(jù)地層變化實(shí)際情況，合理調(diào)整泥漿指標(biāo)。

3.6 一次清孔

當(dāng)成孔檢驗(yàn)合格以后，即可進(jìn)行第一次清孔操作，案例工程中主要采用了空轉(zhuǎn)鉆斗掏除鉆渣法來進(jìn)行全面清孔，第一次清孔時(shí)并不會(huì)受到外界環(huán)境和各項(xiàng)因素的影響，清孔比較徹底，也是合理控制沉渣的重中之重。因此，在具體施工中，不能為追趕工期而忽略了第一次清孔的重要性。

3.7 鋼筋籠制作

在鋼筋籠制作前，要對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹和拉直操作，并嚴(yán)格按照相應(yīng)的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配筋。主筋連接時(shí)要采用雙面焊，接頭要相互錯(cuò)開，兩個(gè)接頭之間的間距不小于50cm。案例工程鋼筋籠制作時(shí)質(zhì)量控制為：主筋間距為±10mm，箍筋間距為±20mm，鋼筋籠長度為±100mm。在鋼筋籠制作完成后的運(yùn)輸時(shí)，掛鉤要盡量焊接在主筋上。

3.8 安裝泥漿導(dǎo)管

導(dǎo)管的直徑要控制在200mm以上，在使用還要進(jìn)行試連接和沖水試驗(yàn)，水壓不能超過0.5MPa，漏水、漏氣的導(dǎo)管嚴(yán)禁使用。導(dǎo)管要鋼筋籠安裝前就完成，在實(shí)際安裝時(shí)還要盡量降低泥漿護(hù)壁的干擾。

3.9 二次清孔

案例工程在二次清孔時(shí)主要應(yīng)用了換漿法，在實(shí)際操作過程中，要嚴(yán)格控制輸入泥漿的密度，避免密度忽大忽小，導(dǎo)致泥漿護(hù)壁發(fā)生失穩(wěn)坍塌。當(dāng)清孔完成后，要檢測孔底500mm內(nèi)泥漿的指標(biāo)，相對(duì)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。如果沒有達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，則要進(jìn)行再次清孔，直到符合標(biāo)準(zhǔn)以后，才能進(jìn)行混凝土灌注[3]。

3.1 0水下混凝土灌注

在水下混凝土灌注時(shí)，選擇的導(dǎo)管直徑為25cm，導(dǎo)管內(nèi)壁要盡量光滑，內(nèi)徑保持一致，組裝導(dǎo)管的接頭要密合不漏水。使用的混凝土止水球和木球的大小要盡量一致，避免發(fā)生滲漿和漏漿現(xiàn)象。導(dǎo)管進(jìn)入鉆孔的深度要使導(dǎo)管下口和鉆孔底部預(yù)留出30～40cm的距離，確保混凝土灌注時(shí)，木球可以順利沖出導(dǎo)管。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，深入分析了泥漿護(hù)壁技術(shù)在挖孔灌注樁中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，此種施工技術(shù)具有成孔速度快、機(jī)械化程度高、污染小、成孔質(zhì)量有保障等優(yōu)勢，符合目前我國挖孔灌注樁施工事業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范需求，值得大力推廣應(yīng)用。