泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

成周 閆祿

【摘要】泥漿護壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。文章通過介紹泥漿護壁的物理力學性狀，闡述泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，對相關(guān)施工質(zhì)量問題與應對展開探討，旨在為相關(guān)人員基于泥漿護壁的物理力學性狀的泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究適用提供一些思路。

【關(guān)鍵詞】泥漿護壁；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)

0.引言

泥漿護壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。泥漿護壁鉆孔灌注樁有著各式各樣的優(yōu)勢特征，包括可適用于多種土層、含鋼量低及單樁承載力高等，同時還有著一系列優(yōu)點，包括施工便捷、施工迅速及不受地下水位制約等，現(xiàn)階段儼然得到高層建筑、公路、橋梁等領(lǐng)域的廣泛推廣應用[1]。由此可見，對泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)展開研究有著十分要的現(xiàn)實義。

1.泥漿護壁的物理力學性狀

以某一鉆孔灌注樁工程為例，在試樁檢測過程中，發(fā)現(xiàn)樁承載水平遠遠不及規(guī)劃數(shù)值，自這一情況出發(fā)展開調(diào)查研究得知是樁、土相互泥漿護壁調(diào)節(jié)不佳造成樁側(cè)摩阻力難以全面體現(xiàn)，鑒于此，對場地樣品予以采集并展開室內(nèi)試驗，對泥漿護壁工程性狀展開分析，開展的試驗主要包括三個方面：泥漿顆粒方面試驗研究；泥漿天然密度、含水量及液塑限等指標檢測；壓縮、三軸抗剪強度檢測。試驗結(jié)果得出泥漿護壁包括下述幾方面性狀：I.制備泥漿的粘性土通常超過10，護壁泥漿塑性指數(shù)通常不足10。II.泥漿屬于軟塑情況，其含水量相對于液限更小。III.原始泥漿為不均勻土，護壁泥漿為均勻土，原始泥漿不均與系數(shù)超過5，有著良好的級配，而護壁泥漿不均勻系數(shù)不足5，級配不佳。IV.護壁泥漿有著較高的壓縮性，而護壁泥漿縮模量與樁間粘土相比更低?？梢?，相較于原始泥漿、樁間土性狀，護壁泥漿存在著顯著的不同。護壁泥漿之所以存在一系列特有性狀，是因為其在生成期間引發(fā)了各式各樣的物理力學轉(zhuǎn)變，且具體表現(xiàn)為：I.施工作業(yè)期間，泥漿為樁間土所吸附，泥漿微細粒受地下滲失水分影響，在孔壁處進行凝聚。II.在鉆孔期間，由于旋轉(zhuǎn)形成的離心力、水力梯度形成的動水壓力等相互協(xié)同作用，造成泥漿向土層凝聚、附壁作用得以強化。III.在混凝土灌筑作用下，泥漿粘聚性、粘稠度不斷提升，進一步強化泥漿在土層上的粘著水平。

2.泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1施工準備

I.場地平整，樁基進場之前第一步應當對施工場地開展清理、平整處理，為設(shè)備進場及開展相關(guān)放線、測量工作提供便利，這方面工作通常在進場前大多通過業(yè)主方開展。

II.樁位放線，結(jié)合樁位圖對樁中心部位予以現(xiàn)場定位，開展好標記，以獲取滿意樁位，這屬于一項牽扯很多方面的基礎(chǔ)工作，倘若樁位存在偏差將對全面樁基施工構(gòu)成負面影響。獲取滿意樁中心位置后，應結(jié)合現(xiàn)場實情，若面層伴有碎石層、塘渣等松散面層情況，需要選取鋼護筒進行埋設(shè)，并采用黏土將坑壁與護筒相互進行填實處理，從而保證上部孔口的穩(wěn)定性，避免上部孔口出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象[2]。特別是在一些地質(zhì)狀況屬于非常規(guī)性的施工現(xiàn)場，應當結(jié)合碎石層、塘渣等相關(guān)松散面層真實厚度對鋼護筒長度進行加長，鋼護筒填設(shè)如圖1所示。

圖1 鋼護筒填設(shè)示意圖

III.樁機就位，鉆孔樁機就位之后，一定要確保鉆機安放平臺要足夠平穩(wěn)，就樁中心部位展開復核，確認樁中心滿意后，對鉆機轉(zhuǎn)盤進行調(diào)節(jié)，以使其中心與樁中心相吻合，并復核其水平度、垂直度。

2.2鉆孔

I.準備工作，鉆機就位之后，在開鉆前應當對鉆頭尺寸予以復核，從而確保鉆孔完畢樁身有效直徑可達到設(shè)計標準。在泥漿護壁鉆孔灌注樁施工期間，泥漿能夠起到護壁、對鉆頭進行冷卻及排渣等功效。就護壁功效而言，其是基于泥漿液體壓力機制所發(fā)揮的，壓力作用于孔壁位置，以實現(xiàn)孔內(nèi)外水、土壓力平衡，同時在孔壁表層產(chǎn)生一層泥皮，如圖2所示。泥皮作為一種泥漿膠結(jié)物，有著十分高的粘結(jié)力，能夠有效作用于維持孔壁穩(wěn)定，避免樁孔引發(fā)坍塌。

圖2 泥皮示意圖

II.鉆孔，鉆孔期間，應當結(jié)合土層實際情況，對鉆孔速度及進尺速度展開針對的調(diào)節(jié)控制。就好比，如果出現(xiàn)土層土質(zhì)由軟變硬情況，應當適度少加壓放緩鉆進；如果出現(xiàn)土層土質(zhì)由硬變軟情況，應當適度提升鉆進速度；如果面對易縮徑土層，則應當一定程度增多掃孔次數(shù)，從而避免樁孔出現(xiàn)縮徑情況；如果面對硬塑土層，則應當選取大壓力快轉(zhuǎn)速進行鉆進，從而改善鉆進效率；通常情況下，將鉆進速率調(diào)節(jié)至60～100r/min范圍；針對砂層應當采取中等程度壓力，一定程度提升泥漿粘稠度，以慢速轉(zhuǎn)進。

III.清孔，樁孔鉆進入規(guī)劃位置后，可令鉆機開展空鉆而不進尺工作，同時可通過對鉆頭進行上下活動以使孔底泥塊破碎，經(jīng)泥漿泵繼續(xù)選取部分低密度泥漿注入孔中，以對孔內(nèi)泥漿進行置換，保證孔底泥塊上返，除去泥渣，使得孔中泥漿含量逐步減少，直至泥漿相對密度減少至約1.25kg/m3時，采取測繩對孔深進行測量，達到標準后即可提鉆[3]。

2.3下鋼筋、導管

I.下鋼筋籠，鉆機能夠提鉆即說明了鉆孔已經(jīng)結(jié)束了，應當及時結(jié)合要求將鋼筋籠布置妥當，主要調(diào)節(jié)步驟具體如下：①逐節(jié)對現(xiàn)場進行焊接的鋼筋籠展開檢測，主要檢測的內(nèi)容包括：主筋、加勁箍筋、螺旋相互距離，及加密區(qū)域頂籠預留錨固距離、主筋搭接焊接質(zhì)量等一定要達到設(shè)計標準；②結(jié)合設(shè)計標準對鋼筋籠部署混凝土保護層墊塊，通常朝鋼筋籠方向每距離2～3m部署一組，3個/組，以作用于防止鋼筋籠體與孔壁發(fā)生碰撞，確?；炷帘Ｗo層勻稱，為鋼筋籠在樁體合理位置提供保障。均達到標準后，將鋼筋籠吊裝雙點起吊入孔，使鋼筋籠以垂直狀態(tài)緩緩下放，防止其與孔壁發(fā)生碰撞，一旦出現(xiàn)阻礙，應當及時查找原因，切忌強行蠻力下放。通過筋鋼筋籠訂標高展開調(diào)節(jié)，結(jié)合樁頂高標準對吊筋長度展開極端，將其于鉆機平臺處進行臨時固定，等到混凝土澆筑結(jié)束后再將其剪斷。

II.下導管，水下凝土灌注通常要經(jīng)過導管進行輸送，由此可見確保導管完備是十分有必要的，在導管使用之前應當對其展開試拼裝、灌水試壓等工作，在保證導管完好的同時務必杜絕滲漏水情況。通常情況下，導管壁厚度應超過3mm，直徑則控制在200～250mm范圍[4]。

III.二次清孔，在開展安置鋼筋籠、導管過程中，往往會引發(fā)土體跌落，加大孔底沉渣厚度情況。為了應對該部分情況，應當采取二次清孔。二次清孔要借助泥漿泵循環(huán)替漿，對高濃度泥漿進行逐步替換。直至泥漿密度降至1.20kg/m3，便可以停止清孔。

2.4混凝土灌注

I.澆筑，某種意義而言鉆孔樁混凝土灌注屬于水下作業(yè)，因此對其和易性、配合比及塌落度等提出了極高的要求。在灌注混凝土之前，應當對隔水栓放置情況進行檢測，確保隔水栓具備完備的隔水性，并確?？梢皂槙撑懦鰧Ч?，能夠選取與樁身混凝土類似強度細石混凝土制成。將導管底部與孔底相互間距控制在300～500mm范圍[5]。結(jié)合孔直徑對第一次灌注混凝土用量進行計算，確保首次灌注進導管混凝土深度超過800mm?；炷凉嘧毡匾B續(xù)開展，有效保證初灌混凝土要在初凝前結(jié)束?；炷凉嘧⑦_到規(guī)劃標準高度后應當展開超灌，且通常將高度控制在800～1000mm范圍，確保成樁完畢后對上部泛漿進行鑿除，并確保樁頂混凝土水平要符合規(guī)劃標準[6]。

II.拔拆導管，混凝土灌注期間，導管安放深入通常要超過2m，并調(diào)節(jié)在2～6m范圍，切忌深度過深，不然在壓力作用下會對混凝土灌注構(gòu)成不良影響。對導管開展拆卸工作前，應當采取重錘對混凝土面位置進行測量，確定準確卸管長度，避免導管超拔與混凝土面脫離開，進一步引發(fā)斷樁安全隱患。

3.相關(guān)施工質(zhì)量問題與應對

3.1縮徑

縮徑通常指的是樁身部直徑相較于規(guī)劃標準要更小。引發(fā)這一情況的原因是，在淤泥類黏性土中，液性指數(shù)過高，土體表現(xiàn)為流塑、半流塑特征，鉆孔期間會出現(xiàn)膨脹狀況，導致孔壁外凸，從而致使樁身局部縮徑[7]。

應對策略：成孔期間，提升成孔速率，加快通過速度，加大泥漿黏稠度、密度，使得孔壁快速產(chǎn)生泥皮，作用于對土層進行封閉，防止土壁引發(fā)膨脹；此外，還應當借助上下反復掃孔手段，在混凝土澆筑期間不停歇快速開展，從而縮減空孔時間。

3.2鋼筋籠上浮

混凝土施工作業(yè)期間，鋼筋籠上浮屬于一類較為常見的施工問題，鋼筋籠上浮會使得其實際入樁深度與規(guī)劃標準不相符，導致樁身水平抗剪水平減弱。一旦出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題，要對其進行修復便存在十分大的難度，鑒于此，應當制定相關(guān)策略，盡量防止引發(fā)鋼筋籠上浮現(xiàn)象。引發(fā)鋼筋籠上浮的原因存在多方面：I.在混凝土澆筑期間，混凝土面超出鋼筋籠底部相應深度，再加上導管埋深過度，鋼筋籠上層混凝土要經(jīng)歷很長的澆筑時間，鋼筋籠與混凝土相互形成相應的裹握力，倘若該期間導管埋深依舊未得到合理調(diào)節(jié)，混凝土經(jīng)導管流出便會形成相應程度的作用力，最終使得鋼筋籠上浮。II.導管提升過程中，鋼筋籠底部與導管端部上方2m處連接，且經(jīng)提升作用使得導管中混凝土不斷下沉，對鋼筋籠底部進行作用，在混凝土反作用機制下，鋼筋籠出現(xiàn)上浮情況。

應對策略：混凝土澆筑期間，要對導管埋深展開科學合理調(diào)節(jié)，防止導管埋深過長；要對混凝土澆筑面標高予以明確掌握，盡量與鋼筋籠底部相避開，鋼筋籠底端進入混凝土大于3m，要第一時間使導管置于鋼筋籠底部之上；一經(jīng)出現(xiàn)鋼筋籠上浮發(fā)生情況，要第一時間終止混凝土澆筑作業(yè)，采取重錘對混凝土標高予以測量，獲取導管埋深長度，對導管進行拆卸后再開展?jié)仓ぷ鱗8]。

3.3斷樁

樁身內(nèi)存在泥沙填充情況，混凝土澆筑缺乏連續(xù)性，使得樁身混凝土出現(xiàn)間斷情況，對樁身整體性構(gòu)成不利影響，縮減了樁身承載水平[9]。引發(fā)斷樁的原因同樣存在多方面：I.混凝土灌注期間，受提撥導管過程中埋深不夠長使導管脫離混凝土或者導管漏水等情況影響，使得斷樁現(xiàn)象引發(fā)。II.受混凝土澆筑持續(xù)時間超限影響，混凝土上部早已過了初凝階段，再加上導管埋深過長，導致導管卡死于混凝土之中。

應對策略：在對水下混凝土進行灌注之前，要對導管展開全面檢測，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在問題應立即更換導管。確保導管完備、可靠性，安排專門人員實時對導管埋深、導管內(nèi)外混凝土面等相關(guān)情況進行觀測，嚴格根據(jù)規(guī)章流程開展作業(yè)，確保導管不脫離混凝土中。保證混凝土澆筑連貫性，盡量提升澆筑速率，防止出現(xiàn)長時間間斷澆筑，并要確保灌注時長要低于混凝土上部初凝時間，否則則應當加入適量的緩凝劑[10]。

4.結(jié)束語

總而言之，泥漿護壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量高低壁泥漿技術(shù)平很大程度影響，鑒于此，為了獲取良好的鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，相關(guān)人員務必要不斷專研研究、總結(jié)經(jīng)驗，全面分析泥漿護壁的物理力學性狀，清楚認識泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，結(jié)合工程施工實情制備學合理的護壁泥漿，基于此，提升施工質(zhì)量控制調(diào)節(jié)力度，盡可能獲取良好的成樁質(zhì)量。

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