化學(xué)聚合物泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的應(yīng)用

袁 胡

(中建新疆建工路橋工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

化學(xué)聚合物泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的應(yīng)用

袁 胡

(中建新疆建工路橋工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

化學(xué)聚合物泥漿護(hù)壁技術(shù)能夠有效減少泥漿的使用，且具有質(zhì)量可靠、無噪聲、無振動(dòng)等特點(diǎn)，一般情況下可以在地下水位較高的軟、硬土層進(jìn)行應(yīng)用。文章結(jié)合旋挖鉆孔樁施工實(shí)例，探討化學(xué)聚合物泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的應(yīng)用工藝，以期對(duì)類似工程起到借鑒作用。

化學(xué)聚合物泥漿；旋挖鉆孔樁；鉆進(jìn)成孔

0 引言

旋挖鉆機(jī)鉆孔成樁施工技術(shù)也稱為回轉(zhuǎn)斗成樁、取土成樁。這種施工技術(shù)具有成孔質(zhì)量好、施工速度快以及無噪音、無污染等特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的旋挖鉆孔施工技術(shù)中采用的是膨潤土礦物泥漿護(hù)壁[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國引入了聚合物泥漿技術(shù)?；瘜W(xué)聚合物泥漿護(hù)壁技術(shù)能夠有效減少泥漿的使用，并且具有質(zhì)量可靠、無噪聲、無振動(dòng)等特點(diǎn)，一般情況下可以在地下水位較高的軟、硬土層進(jìn)行應(yīng)用。本文將結(jié)合具體的旋挖鉆孔樁施工實(shí)例，簡(jiǎn)要探討化學(xué)聚合物泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的具體應(yīng)用。

1 工程概況

本工程為新建哈爾濱至佳木斯鐵路建設(shè)項(xiàng)目。該工程的橋梁樁基直徑主要為1 m、1.25 m。樁長分布在40～46 m之間。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，地層主要為第四系上更新統(tǒng)坡洪積層黏土、粉質(zhì)黏土、中砂、粗砂、礫砂。地下水位高，勘探期間地下水埋深1～15 m。在本工程中進(jìn)行樁基施工采用的是旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)。

2 化學(xué)聚合物泥漿制備

(1)泥漿制備過程。在泥漿配置施工之前，應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備好一臺(tái)空壓機(jī)。一般情況下，空壓機(jī)保持2 h左右的工作即可充分溶解泥漿材料[2]。在本工程中進(jìn)行泥漿的制備，其具體的施工順序?yàn)椋鹤⑷氚氤厍逅尤脒m量的純堿→加入泥漿材料。在水中加入純堿可以對(duì)水質(zhì)起到改善作用，這樣可以將泥漿的用水pH值控制在8～10之間，從而確保泥漿的粘度滿足相關(guān)的施工要求。

(2)泥漿的配置。在具體的泥漿配置過程中一般應(yīng)根據(jù)施工的具體情況進(jìn)行確定。本工程聚合物泥漿材料的配置比例如表1所示。

表1 聚合物泥漿材料的配置比例表

3 旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

在本工程中進(jìn)行旋挖鉆機(jī)的施工，其具體的施工工藝流程為：鉆進(jìn)成孔→吊放鋼筋籠→清孔→混凝土澆筑。

3.2 施工要點(diǎn)

(1)鉆進(jìn)成孔。在本工程中進(jìn)行旋挖鉆機(jī)的施工采用的是跳挖的方式。首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行樁基位置的定位。在復(fù)核確認(rèn)無誤之后，即可安排履帶式鉆機(jī)進(jìn)行就位。鉆機(jī)的位置應(yīng)與樁位在同一個(gè)水平線上。在開鉆施工之前，應(yīng)先對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，這樣可以便于渣土的傾倒和堆放。接著應(yīng)利用鉆機(jī)自身的定位系統(tǒng)對(duì)樁的中心位置進(jìn)行定位。在調(diào)整好鉆機(jī)的位置之后即可對(duì)儀表盤的坐標(biāo)位置進(jìn)行鎖定。為了確保施工質(zhì)量，在樁位的四周應(yīng)采用土體進(jìn)行圍堰和壓實(shí)處理。一般情況下，其高度應(yīng)控制在0.2～0.3 m之間。之后即可開始進(jìn)破土鉆孔施工。當(dāng)鉆孔施工的深度達(dá)到0.6～1 m之間時(shí)，即可自用鉆機(jī)自帶的鋼絲繩進(jìn)行護(hù)筒的吊裝和埋設(shè)，并采用鉆機(jī)鉆斗進(jìn)行壓實(shí)處理。根據(jù)要求。護(hù)筒的高度應(yīng)比自然地面的高度高出0.2～0.3 m。對(duì)于護(hù)筒的四周，需要采用鐵楸挖土進(jìn)行填實(shí)。

當(dāng)護(hù)筒埋設(shè)完成之后，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充鉆孔內(nèi)的泥漿，根據(jù)要求，鉆孔內(nèi)的泥漿應(yīng)比地下水位高出1～1.5 m的高度。先由鉆機(jī)按照正轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入到孔內(nèi)進(jìn)行挖土。當(dāng)鉆斗內(nèi)部裝滿土體之后，鉆桿即可采用反轉(zhuǎn)的方式緩慢提升鉆斗。當(dāng)鉆桿提升快達(dá)到護(hù)筒頂面時(shí)，應(yīng)停頓1～2 s，待鉆斗內(nèi)的泥漿水溢流完成之后，即可將鉆斗內(nèi)的渣土堆棄在棄土點(diǎn)處。根據(jù)要求，堆棄渣土的位置距離樁孔的最小距離應(yīng)控制在6 m以上。并且應(yīng)及時(shí)對(duì)渣土進(jìn)行清理。棄土完成之后，應(yīng)將鉆斗回轉(zhuǎn)至儀表首次確定坐標(biāo)的位置處，接著繼續(xù)進(jìn)行正轉(zhuǎn)下斗和注漿施工。

當(dāng)鉆孔施工完成之后，施工單位應(yīng)采用測(cè)繩對(duì)孔徑和孔深進(jìn)行檢測(cè)。在確認(rèn)滿足要求之后，即可將鉆機(jī)移動(dòng)到下一孔位處進(jìn)行下一道工序的施工。

(2)吊放鋼筋籠。當(dāng)鉆孔施工完成之后，應(yīng)根據(jù)相關(guān)的圖紙確定鋼筋籠的長度。在鋼筋籠制作完成之后，即可安排裝載機(jī)進(jìn)行鋼筋籠的水平運(yùn)輸，采用汽車吊進(jìn)行鋼筋籠的垂直運(yùn)輸[3]。在進(jìn)行鋼筋籠吊放時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，并確保滿足穩(wěn)定、緩慢等要求。需要注意的是，鋼筋籠不得碰撞孔位，當(dāng)鋼筋籠到位之后即可將其固定。

(3)清孔。采用化學(xué)聚合物泥漿可以有效地加速鉆屑砂子絮凝沉淀，可以自行清潔，含砂率低，與混凝土自行分離。因此在成孔施工之后一般情況下不需要進(jìn)行二次成孔處理。這樣不僅可以有效減少清孔的時(shí)間，同時(shí)還可以減小孔底沉渣的厚度。

(4)混凝土澆筑。在混凝土灌注導(dǎo)管下放之前，應(yīng)先對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行檢查，確保其連接完好和密封。接著即可進(jìn)行試裝和試壓處理。一般情況下試水壓力應(yīng)控制在0.6～1 MPa之間。本工程采用的是直徑為220 mm的絲扣式導(dǎo)管。導(dǎo)管的連接應(yīng)確保緊密順直。同心垂直線的偏差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。導(dǎo)管下放至鉆孔內(nèi)應(yīng)確保居中。導(dǎo)管下端距離孔底的高度應(yīng)控制在0.3～0.5 m之間?；炷恋乃涠葢?yīng)控制在0.18～0.22 m之間。水泥的用量應(yīng)控制在360 kg/m3以上。

在混凝土灌注施工之前，應(yīng)先在導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置隔水栓。第一次混凝土的灌注量應(yīng)滿足底端能夠埋入混凝土中1～3 m的要求。第二次混凝土的灌注量則必須滿足導(dǎo)管底端能夠埋入2～6 m的要求。在混凝土灌注的過程中，需要特別注意的是導(dǎo)管不得拔出混凝土面，同時(shí)應(yīng)控制好導(dǎo)管的提升速度。在混凝土的灌注施工過程中，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)混凝土面的高度進(jìn)行檢查，并計(jì)算導(dǎo)管的埋深。

當(dāng)混凝土灌注施工接近樁頂時(shí)，應(yīng)控制好最后一次混凝土的灌注量。為了確保樁頭混凝土的質(zhì)量，一般情況下混凝土應(yīng)超灌0.8～1 m的深度。

(5)施工注意事項(xiàng)。在正式施工之前，應(yīng)先對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，對(duì)于不合格的材料不得在施工中進(jìn)行使用。在旋挖鉆孔的一系列施工過程中，應(yīng)安排專人對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行負(fù)責(zé)，避免出現(xiàn)縮頸、偏斜以及沉渣過厚等問題。在鉆孔施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工要求嚴(yán)格控制好鉆頭的提升和下放速度。為了有效防止泥漿對(duì)孔壁造成沖刷，應(yīng)盡量減少對(duì)孔壁的擾動(dòng)，從而確?？妆诘姆€(wěn)定性。在鉆孔施工過程中，如果發(fā)生特殊的原因而導(dǎo)致鉆孔停止時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，這樣可以有效避免出現(xiàn)塌孔的問題。當(dāng)成孔施工檢測(cè)合格之后方可繼續(xù)進(jìn)行下一道工序的施工，在混凝土的灌注施工過程中，應(yīng)采取措施避免鋼筋籠上浮，并嚴(yán)格按照要求控制好導(dǎo)管的埋深。對(duì)于直徑>1 m的樁，每根樁身混凝土應(yīng)預(yù)留一組混凝土試件。對(duì)于直徑1 m以內(nèi)的樁，每個(gè)灌注臺(tái)班應(yīng)≥1組。

4 結(jié)語

結(jié)合以往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)于水位較高的軟、硬土層基礎(chǔ)來說，采取結(jié)合化學(xué)聚合物泥漿護(hù)壁的鉆孔樁優(yōu)勢(shì)顯著。文章通過結(jié)合某橋梁工程項(xiàng)目，針對(duì)黏土、粉質(zhì)黏土、中砂、粗砂、礫砂層，采取旋挖鉆機(jī)施工方式。從工程實(shí)施效果表明，通過結(jié)合化學(xué)聚合物泥漿護(hù)壁方式下，不僅鉆孔樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)其施工質(zhì)量得到更有效的保證，表明該施工方式在黏土、粉質(zhì)黏土、中砂、粗砂、礫砂層的可行性。

[1]趙孔坤.化學(xué)聚合物泥漿在深水鉆孔樁施工中的應(yīng)用[J].民營科技，2016(5)：189.

[2]王衛(wèi)彪.化學(xué)聚合物泥漿在橋梁旋挖鉆孔樁施工中的應(yīng)用[J].華東公路，2016(1)：52-56.

[3]劉 川.化學(xué)聚合物泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的應(yīng)用[J].公路，2010(10)：73-76.

Application of Chemical Polymer Mud in Construction of Rotary Drilling Pile

YUAN Hu

(Road & Bridge Engineering Co.，Ltd.of CSCEC Xinjiang Construction & Engineering Group，Urumqi，Xinjiang，830000)

Chemical polymer mud wall-protection technology can effectively reduce the use of mud，and has the characteristics of reliable quality，no noise，no vibration and so on，and it can be applied in soft and hard soil layer with high groundwater level under normal circumstances.Combined with the construction example of rotary drilling hole pile，this article discussed the application process of chemical polymer mud in the construction of rotary drilling hole pile construction，hoping to play reference role for similar projects.

Chemical polymer mud；Rotary drilling pile；Drilling hole

袁 胡(1978—)，工程師，研究方向：公路施工管理。

U443.15

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.016

1673-4874(2016)12-0054-03

2016-10-26