泥漿護壁成孔灌注樁施工技術研究

【摘 要】泥漿護壁成孔灌注樁是采用泥漿保護孔壁排出土后成孔，泥漿在成孔過程中所起的作用是多方面的。它的施工是一項工序較多，技術要求高，工作量大，并需在一個短時間內連續完成的地下隱蔽工程。本文首先介紹了泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝流程，然后介紹了施工中容易產生的幾個質量問題及其處理方法。

【關鍵詞】泥漿護壁成孔灌注樁；施工工藝；處理方法

灌注樁的工程質量主要取決于施工工藝和施工水平。與預制樁相比，其保證工程質量的難度較大。泥漿護壁成孔灌注樁是采用泥漿保護孔壁排出土后成孔，在成孔過程中泥漿主要起到護壁的作用。

1 泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝

泥漿護壁成孔是采用泥漿保護孔壁排土成孔，而后安放鋼筋籠，水下澆筑混凝土成樁。泥漿護壁成孔方法有：正(反)循環回轉鉆成孔、正(反)循環潛水鉆成孔、沖擊成孔、沖板成孔等。

1.1 埋設護筒

護筒是埋設在鉆孔口的鋼板制作的圓筒，其作用是保證鉆機沿樁位垂直方向順利鉆孔，保護孔口防止孔口坍塌和提高樁孔內泥漿水頭。護筒與孔壁間的縫隙應用黏土填實，以防止漏水。它的埋設深度，在砂土中不宜少于1.5mm，在黏土中不小于1m，出口高出地面30～40cm，防止地面水流入。

1.2 泥漿制備

泥漿在成孔過程中的作用是護壁、攜碴、冷卻和潤滑，其中以護壁作用最為重要、泥漿具有一定密度，如孔內泥漿液面高出地下水位一定高度，在孔內就產生一定的靜水壓力，相當于一種液體支撐，可以穩固土壁、防止塌孔。此外，泥漿還能將鉆孔內不同土層中的空隙滲填密實，形成一層致密的透水性很低的泥皮，避免孔內壁漏水并保持孔內有一定水壓，有助于維護孔壁的穩定，泥漿還具有較高的黏性，通過循環泥漿可將切削破碎的土石碴屑懸浮起來，隨同泥漿排出孔外，起到攜碴、排土的作用。同時，由于泥漿循環做沖洗液，因而對鉆頭有冷卻和潤滑作用，減輕鉆頭的磨損，在成孔過程中，要保持孔內泥漿的一定密度。成孔時應經常測定泥漿密度，并定期測定黏度，含砂率和膠體率。當由于地下水稀釋等原因使泥漿密度減小時，常采用添加膨潤土來增大密度。對施工中所廢棄的泥漿、泥碴應按環境保護的有關規定處理。

1.3 成孔方法

泥漿護壁成孔灌注樁成孔方法有沖擊鉆成孔法、沖抓錐成孔法和潛水電鉆成孔法三種。沖擊鉆成孔是利用卷揚機懸吊沖擊錘連續上下沖的沖擊力，將硬質土層或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁，大部分用掏渣筒掏出。沖孔時，先在孔口設護筒，然后沖孔機就位，沖錘對準護筒中心，開始低錘密擊，并及時加塊石與黏土泥漿護壁，使孔壁擠壓密實，直至孔深達護筒下3～4m后，才可加快速度，將錘提高至1.5～2.0m以上進行正常沖擊，并隨時測定和控制泥漿比重。每沖擊3～4m，掏渣一次。沖擊鉆成孔設備簡單、操作方便，適用于有孤石的砂卵石層、堅實土層、巖層等成孔，對流砂層亦能克服。

沖抓錐成孔是用卷揚機懸吊沖抓錐，鉆頭內有壓重鐵塊及活動抓片，下落時抓片張開，鉆頭下落沖入土中，然后提升鉆頭，抓頭閉合抓土，提升至地面卸土，如此循環作業直至形成所需樁孔。潛水電鉆成孔是利用潛水電鉆機構中密封的電動機、變速機構，直接帶動鉆頭在泥漿中旋轉削土，同時用泥漿泵壓送高壓泥漿泥漿從鉆頭底端射出與切碎的土顆粒混合，然后不斷由孔底向孔口溢出，或用砂石泵或空氣吸泥機采用反循環方式排泥渣，如此連續鉆進、排泥渣，直至形成所需深度的樁孔。潛水鉆機成孔適于地下水位較高的軟硬土層、淤泥、粉質黏土、砂土、砂夾卵石及風化頁巖層中使用。

1.4 澆筑水下混凝土

水下混凝土澆注的方法很多，最常用的是導管法。導管法是將密封連接的鋼管(或強度較高的硬質非合金管)作為水下混凝土的灌注通道，混凝土傾落時沿豎向導管下落。導管的作用是隔離環境水，使其不與混凝土接觸。導管底部以適當的深度埋在灌入的混凝土拌和物內，導管內的混凝土在一定的落差壓力作用下，壓擠下部管口的混凝土在已澆的混凝土層內部流動、擴散，以完成混凝土的澆筑工作，形成連續密實的混凝土樁身。

導管法澆筑混凝土時，先將安裝好的導管沉人樁孔內，導管頂部高于泥漿液面3～4m，導管底端到孔底的距離為0.3～0.5m。用鐵絲將一隔水塞吊放在導管內，并使其與導管內水面緊貼，然后向導管內澆入混凝土，當隔水塞以上的導管和儲料斗裝滿混凝土后，即可剪斷懸吊隔水塞的鐵絲，在混凝土自重壓力作用下，隔水塞下落，混凝土沖出導管下口，由于混凝土的相對密度較泥漿的相對密度大，這樣，混凝土下沉，泥漿上浮，混凝土則在導管下部包圍住導管，形成混凝土堆。澆筑時混凝土導管應埋人混凝土中2～4m，最小埋深不小于1.5m，亦不宜大于6m，避免導管提升過快造成混凝土脫空現象或導管提升過慢而造成埋管拔不出的事故。澆筑過程不斷地將混凝土通過儲料斗澆人導管內，導管外混凝土面便不斷被擠上升，隨著導管外混凝土面的上升相應地逐漸提升導管并拆除上部導管，樁孔內的泥漿逐漸被混凝土置換而排出孔外，流入泥漿池。混凝土的配合比除滿足設計強度要求外，還應考慮導管法在泥漿中澆筑混凝土的特點，要求混凝土和易性好，有足夠的可面性、黏性，易于在導管中流動又不易離析，混凝土初凝時間應滿足澆筑及施工工藝要求。

2 泥漿護壁成孔灌注樁施工容易產生的質量問題及其處理方法

泥漿護壁灌注樁采用的是導管式水下澆灌混凝土工藝，澆灌裝置由貯斗、隔水栓和導管組成。澆注過程，如果操作不當易發生一些質量問題。

2.1 樁孔偏移傾斜

樁孔偏移傾斜一般是由于樁架安裝不規格、樁架下的地基不平或松軟，導致樁架不穩、鉆桿導架不垂直、鉆機磨損、部件松動，護筒埋設偏斜、土層中有障礙、孤塊石或基巖面傾斜，鉆桿彎曲、接頭不直。

發現樁孔傾斜時，必須查明原因及時糾正樁機的平穩，校正或更換鉆桿、部件，確保起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔、護筒中心三者在同一軸線上，并要經常檢查校正。在偏斜處吊住鉆頭，上下反復掃孔，使孔校直。如遇塊石、障礙物等，宜更換鋼粒全面鉆進鉆頭，鉆穿塊石等障礙物，確保樁孔垂直。在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實后再鉆。

2.2 坍孔

在成孔過程中或成孔后孔壁坍落。一般是因為孔中有松軟土層或者泥漿護壁不好，孔內泥漿面低于孔外水位；提升、下落掏渣筒或放置鋼筋籠時碰撞孔壁；鉆頭在砂層的轉速快或空轉時間太長等原因，造成坍孔。

如發生孔壁坍塌，應先查明坍塌位置，將砂和粘土或砂礫和黃土混和后回填到坍孔位置以上1～2m。如坍孔嚴重，應全部回填，等回填砂土沉積密實后再進行重鉆孔，并用原鉆頭和合格泥漿掃孔。

2.3 成樁底的積淤過厚

成樁底的積淤過厚，大大超過規范的規定量，使混凝土灌注不到樁底部而吊空，會直接影響單樁的端承力。一般是由于施工管理不善，清孔未凈，積淤超厚；或者成孔后等待灌注混凝土的時間過長等原因造成的。

2.4 斷樁

水下混凝土不能連續灌注是造成斷樁的主要原因。當導管堵塞而混凝土尚未初凝時，迅速提出導管，用高壓水沖通導管。重新下隔水塞或隔水球灌注，當隔水球沖出導管后，隨將導管繼續下降，直到插不下去為止，然后再少許提升導管，繼續灌注混凝土，這樣新灌混凝土能與原灌注的混凝土相結合。當混凝土在地下水位以上中斷時，樁徑在1m以上，泥漿護壁較好，可抽掉樁孔中的水，鑿毛并清洗干凈混凝土面，然后再灌注混凝土。

參考文獻

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