鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響分析

胡碧海

鉆孔灌注樁作為一種樁基形式，具有承載力高、振動小、樁長與直徑能根據設計要求變化、適應性廣等特點，在橋梁與高層建筑中得到了廣泛使用。近些年來，隨著橋梁工程的跨度以及高層建筑荷載的日益增加，對樁基承載性能要求越來越高。而泥漿護壁是鉆孔灌注樁中的一道關鍵工序，對樁基承載性能有著嚴重影響。基于此，本文主要對鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響進行了分析，并提出了施工過程中泥漿控制的方法，以保證樁基工程的質量。

當前，鉆孔灌注樁護壁泥漿的施工過程中常常會出現斷樁、塌孔等問題，再加上其屬于隱蔽工程，一旦發現問題難以彌補，就會影響工期，給企業帶來經濟損失。泥漿在鉆孔灌注樁的鉆孔與成孔中起著非常關鍵的作用，由于泥漿具有比水還大的靜水壓力，在凈水壓力作用之下，泥漿會在井孔壁形成泥壁，起到防止孔內外滲流的作用，從而維護孔的穩定，保證鉆孔正常進行。相關理論以及工程實踐表明，鉆孔灌注樁的樁基承載性能在很大程度上受護壁泥漿質量的影響。所以，研究鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響，具有非常重要的意義。

一、鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響

通過上述分析可知，鉆孔灌注樁護壁泥漿不管是在成孔階段，還是灌注階段，均對工程的成樁質量具有非常重要的影響，從而對樁基承載性能具有較大影響。要想充分發揮出護壁泥漿的作用，研究鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響是非常有必要的。下面就從以下幾個方面著手分析。

1.護壁泥漿對樁端承載力的影響

護壁泥漿在鉆孔灌注樁施工中的一個重要作用就是樁底清孔。樁底清孔的目的就是防止砂粒沉淀在孔中，其厚度超過實際設計規定的厚度。如果護壁泥漿沒有將孔中的沉渣清理干凈，那么孔底勢必就會積累很多沉淀，從而形成軟墊層，導致沉降增加，造成樁端的承載力降低，特別是降低初期樁的剛度。

2.泥漿護壁對樁身強度的影響

在灌注階段，如果泥漿性能不好，泥漿的液柱靜切力就會在一定程度上影響混凝土面的上升，很容易形成混漿，也就是說，很容易導致混凝土中夾雜著一定的泥漿，繼而對樁身強度產生一定影響。

3.護壁泥漿對樁側承載力的影響

在循環過程中，護壁泥漿中的自由水會不斷地滲透入孔壁當中，并且泥漿中的土顆粒也會粘附在孔壁表面，從而形成較為柔韌的粘土膜。粘土膜則可以有效防止沖刷介質對孔壁的沖刷，并保持孔壁的穩定，達到預防坍塌的目的。隨著工程鉆孔的加深與循環時間的延長，護壁泥漿的泥皮厚度也在不斷增加，再加上泥皮本身就具有滲透能力差、抗剪強度低以及止水性好等特征，所以，其對混凝土和樁側土直接結合產生一定影響，降低樁側的摩擦阻力，并且隨著泥皮厚度的增加，樁側摩擦阻力的降低程度會不斷增大。

二、孔灌注樁中對護壁泥漿工藝質量的控制對策

泥漿質量的好壞直接關系到成樁的質量以及樁基承載性能，因此，必須加強泥漿的施工管理以及工藝水平，以降低泥漿對樁基承載性能的影響，提升成樁質量。

1.泥漿的制作與管理

在制備泥漿時，應選用優質的粘土，并在鉆孔部位附近挖泥坑，按照設計給出的泥漿皮質比來制備泥漿。同時，對泥漿進行抽樣檢測，保證所制備的泥漿在粘度、泥漿比重等各項指標均符合相應的施工要求。另外，泥漿要循環使用，為進一步提升建設效益，在施工完成之后可將廢棄泥漿運輸至指定的地點，避免污染環境。

2.定位及埋設護筒

先由相關技術人員通過全站儀與坐標法來確定各樁位，然后進行筒坑開挖施工。之后埋設護筒，利用厚度為8mm的鋼板卷制定護筒，并進行樁位檢查，確保護筒直徑要大于樁徑0.1m，在埋設過程中軸線要和樁位中心相對應，并回填、夯實周邊粘土，保證護筒底與護筒周圍緊密接觸，位置偏差要＜5cm，傾斜度≦1%。

3.作業

清除孔底的泥漿渣滓與泥土，盡可能避免樁基下沉是鉆孔灌注樁施工中灌注作業的準備環節，做好這一環節的工作，可以促使孔壁厚度以及泥漿濃度等和施工設計要求相一致，保證灌注作業順利進行。工程施工中需進行兩次清孔，其中一次是在吊裝鋼筋籠前，主要是將孔內沉淀的殘渣與虛土等清除。二次清孔則是在安放鋼筋籠后，在澆灌混凝土前。如果檢查發現孔底沉渣厚度超過允許值就需要進行二次清孔。在此過程中要注意不能使用加深鉆孔的方法來代替二次清孔；在灌注混凝土之前，要保證孔底500m內的泥漿相對密度＜1.25，粘度≦28s，含砂率≦8%；始終保證孔內泥漿標高，避免由于孔壁壓力發生變化而導致出現坍孔；待泥漿靜置穩定之后，對沉渣厚度進行重新檢測。

4.鉆孔灌注樁質量的預防控制措施

首先，泥漿指標控制。對不同土層制備相應的泥漿相對密度，從而更好發揮泥漿護壁的作用，從而最大限度地降低其對樁基承載性能的影響。因此，相關管理人員需結合實際施工方案對循環泥漿性能指標與廢棄指標進行實時監控，監控指標如下表所示。

泥漿監控指標表

其次，如果首灌砼不成功，那么應立即使用泵吸反循環清孔，將孔內砼吸出孔外再重新灌注。在首灌砼澆筑時，應放慢灌注速度，盡量減少管口砼對鋼筋籠的沖擊力，并在灌注至4m以上時，將導管一次性提升至鋼筋籠段，埋管深度需在1～2m范圍內，速度還是需要放緩。

再者，如果發生堵管情況，先要將導管拔出，后進行疏通，然后再下導管與灌注。與此同時，對堵管的原因進行深入分析，發現當埋管過淺時，會使井孔內的泥漿反流至導管里，從而形成混漿，降低導管內砼的流動性，且石子呈現團狀，造成管口堵塞，從而發生堵管；當埋管過深時，會導致砼無法依據自身重力作用沖出導管，從而發生堵管現象；石料粒徑過大或者砼攪拌不良時，也會降低砼的流動性，從而發生堵管。面對這一情況，導管在埋設時，深度就應結合工程實際情況等進行合理設計，通常是以2～6m為宜；在砼灌注一定數量后，應立即拆管，避免埋管過深，并在拆管之前對砼面高度進行測定，和其理論值進行對比，按照相對較為保守的值來確定埋深；對砼的攪拌質量進行嚴格控制。

最后，為提升鉆孔灌注樁樁基承載力，在澆灌混凝土之前，應在孔內預先留有帶活動閥的細鋼管至孔底，待混凝土澆注至標高后混凝土初凝時通過加壓泵由原預留的鋼管中注入泥漿，高壓泥漿從閥門由樁底向上及周圍擴散，使得樁底承受面積與樁側摩阻力進一步擴大，也提升了單樁承載力。

三、結語

綜上所述，成孔灌注樁泥漿護壁施工是一項應用較廣且工序繁雜的系統工程。在實際施工過程中，鉆孔灌注樁護壁泥漿對樁基承載性能的影響較大，應及時采取多種措施，保證并提升施工質量，使樁基承載力得到提升，更好發揮灌注樁在工程建設中的優勢，為樁基礎施工提供可靠保障。