泥漿護壁樁基工程智能施工技術

張行勇

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的加快，建筑行業(yè)的發(fā)展越來越迅速，建造在復雜地基上的建筑也越來越多，樁基礎工程已成為建筑最常用的形式之一。對軟弱地基、塊石類等復雜地基上的樁基礎，因采用干法成孔，易產(chǎn)生塌孔、卡鉆、埋鉆等事故，為確保施工安全多采取泥漿護壁成孔施工工藝。現(xiàn)有泥漿補給工序多依靠人工反復檢測泥漿指標，手動啟動泥漿系向鉆孔內(nèi)補給泥漿，該過程既浪費了人工增加了成本，同時，也不能適時掌握泥漿指標，存在一定的塌孔安全風險。本文對泥漿護壁樁基工程智能施工技術進行探討。

關鍵詞：復雜地質(zhì)，樁基，泥漿護壁，智能施工

1 泥漿護壁樁基施工現(xiàn)有技術存在的問題

1） 樁基鉆孔護壁泥漿指標不能實時監(jiān)測，鉆孔內(nèi)泥漿手動補給。樁基護壁泥漿多采用專業(yè)設備攪拌，樁基施工時，施工現(xiàn)場布設泥漿攪拌循環(huán)池，泥漿由泥漿池抽灌到鉆孔內(nèi)。樁基施工時，安排專業(yè)技術人員負責檢測泥漿比重等指標，并根據(jù)需要，手動啟動泥漿泵向鉆孔內(nèi)抽送泥漿，該過程受人為因素影響大，且不能適時監(jiān)測泥漿比重等指標，因鉆孔過程中泥漿補給不及時，造成塌孔事故時有發(fā)生，存在一定安全隱患。

2） 泥漿控制需專業(yè)技術人員，工程成本高。現(xiàn)場施工時，一般多臺機械設備同步施工，若做到及時檢測泥漿指標，需要多名泥漿檢測專業(yè)技術人員。

2 樁基智能施工技術原理

1） 泥漿護壁樁基工程施工時，泥漿指標主要有：比重.黏度.含砂率.膠體率和pH值等指標。泥漿護壁樁基智能施工技術鉆孔泥漿指標以鉆孔內(nèi)泥漿液體的壓力作為控制施工泥漿補給的標準。樁基施工時，在鉆孔鋼護筒內(nèi)設置壓力傳感器，并預設泥漿壓力控制指標，當泥漿壓力小于預設值時，聯(lián)動泥漿泵向鉆孔內(nèi)補給泥漿。

2） 泥漿比重與壓力對比試驗：將壓力傳感器安裝在鉆孔孔口護筒中間位置，距泥漿液面1m處，測定泥漿不同比重與壓力的對應值，擬合泥漿比重與壓力的對比曲線圖。在樁基鉆孔施工時，根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇相應泥漿比重，對應選取泥漿壓力指標，作為預設泥漿控制標準，壓力傳感器與泥漿泵聯(lián)動，當監(jiān)測泥漿壓力小于預設值時，泥漿泵自動啟動，向鉆孔內(nèi)抽灌泥漿，當鉆孔內(nèi)壓力大于預設值時，泥漿泵自動關閉，停止向鉆孔內(nèi)灌漿。壓力傳感器見圖1，泥漿壓力與比重對比曲線見圖2。

3 樁基智能施工技術適用范圍

本技術適用于旋挖鉆機.沖擊鉆機.沖抓鉆機等不同鉆機泥漿護壁成孔樁基工程施工。

4 泥漿護壁樁基智能施工技術方案

4.1 施工工藝流程工藝流程見圖3

4.2 施工準備

1） 人員配備

施工人員應進行職業(yè)安全.技術能力和操作技能培訓，取得相應職業(yè)技術能力和資格證書。

2） 平整場地

平整作業(yè)場地，確保鉆機移動就位。

3） 測量放線

平整場地后，測放出樁基孔位，設置樁孔位置控制樁，以利樁基后續(xù)工序施工。

4） 鉆機進場

根據(jù)鉆機類型.型號及施工組織安排，確定鉆機進場數(shù)量.時間。進場機械設備試運轉(zhuǎn)正常，準備就緒。

4.3 施工工藝

1） 埋設鋼護筒采用鉆機鉆孔至埋設深度后，安裝護筒，并確保護筒對準孔位，護筒四周回填黏土并分層夯實。護筒采用厚0.9mm的鋼板制作，護筒內(nèi)徑比樁孔徑大200mm，護筒的長度不小于3.0m。在護筒壁距頂面1.5m位置開孔，焊接專用盒體，盒體內(nèi)安裝壓力傳感器，傳感器電力及信號線纜沿孔壁敷設，與地面接收器及泥漿泵連接。護筒埋設后頂面比地面高出300mm，護筒長度應確保鉆孔過程中孔內(nèi)泥漿液面高于護筒底部2.0m以上，避免提鉆過程中泥漿沖刷護筒底部土層或泥漿面低于地下水位形成負壓造成鉆孔塌孔。

2） 開始鉆進護筒安裝好后，開始鉆進前，采用人工向鉆孔內(nèi)抽灌泥漿，鉆至深度距孔口5m時，開啟壓力傳感器，實時監(jiān)測鉆孔內(nèi)泥漿壓力變化情況，自動向孔內(nèi)補漿，保證鉆孔過程護壁泥漿的數(shù)量和質(zhì)量。開始鉆進要穩(wěn)，鉆機應低速，慢進尺，避免孔位偏斜。

3） 鉆進施工_.鉆孔施工過程中對鉆頭磨損超標的及時更換，并根據(jù)土層變化情況正確選擇鉆頭型式。a.鉆進時應根據(jù)地質(zhì)情況控制進尺速度，由硬地層鉆到軟地層時，可適當加快鉆進速度，當軟地層變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進。b.鉆進時應控制泥漿的指標，除監(jiān)測泥漿壓力外，輔以泥漿含砂率.粘度等指標測定，以精確判定樁孔中的泥漿情況，鉆進及提鉆后孔內(nèi)泥漿液面高于護筒底部2.0m以上，且孔內(nèi)泥漿液面高于地下水位標高1.0m以上。c.護壁泥漿，比重在1.1C1.3，并根據(jù)不同的地質(zhì)情況，不同類型的鉆機適當先擇;粘度，一般地層為16sC22s，松散易坍地層為19sC28s;含砂率不大于4%;膠體率不小于95%;pH值應大于6.5。

4） 終孔_.檢孔及清孔，鉆孔達到要求深度后對孔深.孔徑.孔位和孔形等進行檢查，清孔采用掏渣筒法或泥漿置換法。

a.清孔標準應符合設計及規(guī)范要求，即：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2mmC3mm顆粒，孔底500mm內(nèi)的泥漿比重應小于1.25;含砂率不大于8%，粘度大于28s;澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于20bm。

5） 樁身鋼筋籠制作.安裝鋼筋籠的材料.加工.接頭和安裝，符合要求。鋼筋骨架的保護層厚度采用砂漿墊塊，按豎向每隔2m設一道，每一道沿圓周布置6個。

6） 樁身混凝土澆筑樁身混凝土采用水下灌注混凝土工藝。

參考文獻

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