浅析泥浆护壁钻孔灌注桩施工

龙源期刊网浅析泥浆护壁钻孔灌注桩施工作者：卢振智来源：《科学与财富》2012年第09期摘要：混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土成桩。与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小且噪声小等特点，但施工工艺复杂，影响质量的因素很多。本文现就泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术做简要分析。关键词：泥浆护壁自然造浆人工造浆施工灌注桩按成孔方法分为：泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩等，近年来来还出现了夯扩桩、管内泵压桩、变径桩等新工艺，特别是变径桩，将信息化技术引进到桩基础中。泥浆护壁成孔是利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块携带排出孔外成孔，然后安装绑扎好的钢筋笼，导管法水下灌注混凝土沉桩。泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法按成孔机械分类有回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓锥成孔等，其中以钻机成孔应用最多。一、回转钻机成孔回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，再由其带动带有钻头的钻杆移动，有钻头切割土层。适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土和软质岩层。回转钻机钻孔方式根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机成孔和反循环回转钻机成孔。正循环回转钻机成孔，由空心钻杆内部通入泥浆或高压水。从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池。反循环回转钻机成孔，泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。二、潜水钻机成孔潜水钻机成孔是一种将动力、变速机构、钻头连载一起加以密封，潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机，这种钻机的钻头有多种形式，以适应不同桩径和不同土层的需要。钻头可带有合金刀齿，靠电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊吊杆定位，钻孔时钻杆不旋转，仅钻头部分放置切削下来的泥渣通过泥浆循环排出孔外。龙源期刊网钻机桩架轻便，移动灵活，钻进速度快，噪声小，钻孔直径为500～1500mm，钻孔深度可达50m，甚至更深。潜水钻机成孔适用于黏性土、淤泥、淤泥质土、砂土等钻进，也可钻入岩层，尤其适用于地下水位较高的土层中成孔，当钻一般黏性土、淤泥、淤泥质土及砂土时，宜用笼式钻头；穿过不厚的砂夹卵石层或在强风化岩上钻进时，可镶焊硬质合金刀头的笼式钻头；遇孤石或旧基础时，应用带硬质合金齿的筒式钻头。三、冲击钻机成孔冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头（冲击锤）提高到一定高度，靠自有下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。部分碎渣和泥浆挤压进孔壁，大部分碎渣用掏渣筒掏出。此法设备简单，操作方便，对于有孤石的砂卵石岩、坚质岩、岩层均可成孔。冲击钻头形成有十字形、工字型和人字形等，一般常用十字形冲击钻头。在钻头锥顶与提升钢丝绳之间设有自动转向装置，冲击锤每冲击一次转动一个角度，从而保证桩孔成圆孔。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。若表层为淤泥、细砂等软土，则在桶内加入小块片石、砾石和黏土；若表层为沙砾卵石，则投入小颗粒砂砾石和黏土，以便冲击造浆，并使孔壁挤密实。冲击钻就位后，校正重锤中心对准护筒中心，在冲程0.4～0.8m范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3～4m以后，冲程可以提高到1.5～2.0m，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和专项装置是否灵活，以免掉钻。如果冲孔发生偏斜，应回填片石（厚300～500mm）后重新冲孔。四、冲抓锥成孔冲抓锥锥头有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头边自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。冲抓锥成孔直径为450～600mm，孔深可达10m，冲抓高度宜控制在1.0～1.5m。适用于松软土层（砂土、黏土）中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。五、施工准备工作1、施工范围。适用于工业与民用建筑中地下水位高的软、硬土层泥浆护壁成孔灌注桩工程。龙源期刊网、施工准备。水泥：宜采用325～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%。水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。黏土：可就地选择塑性指数IP≥17的黏土。外加早强剂应通过试验确定，钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。主要机具有回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹和胶皮管等。3、施工工艺流程。钻孔机就位→钻孔→注泥浆→下套管→继续钻孔→排渣→清孔→吊放钢筋笼→射水清底→插入混凝土导管→浇筑混凝土→拔出导管→插桩顶钢筋。钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为阻鼾器控制钻孔深度，应在机架上或机管上做出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。钻孔及注泥浆：调直机挺杆，对号桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入实现调制好的泥浆，然后继续进钻。下套筒（护筒）：钻孔深度达到5m左右时，提钻下套管。套管内径应大于钻头100mm。套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用黏土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。继续钻孔：防止表层土受震动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，设计无特殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。孔底清理及排渣：在黏土和粉质黏土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1～1.2。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相抵密度应控制在1.3～1.5。吊放钢筋笼：钢筋笼放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。射水清底：在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵机水即射出，射水后孔底的沉渣即悬浮与泥浆之中。浇筑混凝土：停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。龙源期刊网拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。六、结束语