护壁泥浆对钻孔灌注桩工程特性影响及桩性能提升研究

护壁泥浆对钻孔灌注桩工程特性影响及桩性能提升研究

发表时间：2019-08-05T09:17:02.390Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：危明

[导读] 摘要：随着大规模建设工程的开展，桩基础日益成为软弱地基上的工业建筑、高层楼宇、码头桥梁、重型储仓等工程经常用的一种深基础型式。

安徽省公路桥梁工程有限公司安徽合肥 230000

摘要：随着大规模建设工程的开展，桩基础日益成为软弱地基上的工业建筑、高层楼宇、码头桥梁、重型储仓等工程经常用的一种深基础型式。其中钻孔灌注桩以其承载力大、适应性强等优点在工程中得到了最为广泛的应用。在钻孔灌注桩施工中为防止桩在成孔过程中发生孔壁坍塌，缩孔等现象，工程上一般采用泥浆护壁措施。

关键词：护壁泥浆；钻孔灌注桩；影响；提升研究

1 国内外研究现状及存在问题

Hosoi通过试验得出混凝土与泥皮之间的摩阻力明显小于混凝土与无泥皮土之间的摩阻力，并提出如果泥皮不能完全清除，则应考虑泥皮对桩侧摩阻力的影响，但他对具体如何考虑泥皮影响没有进一步研究[1]。Majano通过室内模型试验研究了影响泥皮厚度和强度的因素，以及影响泥浆护壁钻孔桩侧阻发挥的主要因素[2]。Narong通过总结前人的成果，认为施工时间（成孔后到成桩前）和泥浆性质（粘性等）对钻孔桩承载力的下降有很大影响。

2 护壁泥浆配比优化与施工研究

2.1 泥浆性能的适应性问题

高速公路施工区域广范，地质条件复杂，岩性变化大，钻进过程中根据地层的不同而有坍塌、掉块、缩孔、漏失、涌升等现象。因此，选择泥浆护壁，其性能是否适应地层特点，满足钻进工艺要求，是非常重要的。

2.2 泥浆的主要性能及配制

2.2.1. 泥浆的主要性能指标

（1）比重

泥浆的比重越大，对孔壁的静压力就越大，对孔壁的稳定越有利。泥浆比重的大小决定于泥浆中固相含量和固相的比重，其次与泥浆液中可溶性盐的数量有关。

（2）粘度

泥浆的粘度越大，悬浮钻渣的能力越强，护壁的能力也越强，泥浆产生的孔壁泥皮厚，孔壁稳定，但易“粘钻”，影响钻进速度，增加泥浆净化难度。一般地层泥浆粘度以16～22s 为宜，松散宜塌地层以19～28s 为宜。

（3）含砂率

泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻锥等机具；停钻时易造成埋钻、卡钻事故。

（4）失水率

失水率小的泥浆有利于护壁；失水率过大的泥浆形成孔壁泥皮过厚，使钻孔直径缩小甚至坍孔。

（5）稳定性

高质量的泥浆要求有稳定性性能指标。高级泥浆的稳定性要小于0.03。

2.2.2. 泥浆的配制

为达到以上要求，在灌注桩施工过程中，应根据现场的施工条件和地基地质情况，配制出相应的护壁泥浆。

（1）粘土

粘土是组成泥浆的基本材料，其组成成分比较复杂，不同批次粘土间的成分差异也较大。成浆选用的粘土应具备以下特征：具有较强的抗剪性，干裂破碎时能形成坚固的尖锐边棱，即使是小块也不易用手捏开；半湿的

（2）水

在配制泥浆过程中，通常对水的用量控制比较严格，而忽视了水质方面的要求，多是就近就便取水。

（3）其它处理剂

为了更好地适应地层状态和施工条件，在配制泥浆时，当通过增减粘土量不能满足要求时，可在泥浆中加入相应的泥浆处理剂。施工中常用的处理剂主要有：

①纯碱（Na2CO3）。可提高泥浆粘度，降低含砂量和失水量。

②重晶石粉（BaSO4）。可提高泥浆比重。

③羧钾基纤维素钠（Na～CMC）。可提高粘滞度，减少失水量，并可使孔壁泥膜变薄。

④水解聚丙烯酰胺（PHP）。可以增加絮凝作用，降低失水量和提高粘滞度。

在检测泥浆要点配制的质量时，要注意控制好漏斗粘度、密度、含砂率等方面的指标。2.3 护壁泥浆的适用性与施工技术研究

泥浆配比是要以正确鉴定钻进的土壤地层为基础的。只有在了解了土壤地层的特点后，我们才能正确配制出合适的泥浆。

2.3.1 实际应用情况

（1）工程背景

本场地位于扬子地台坳沿江拱起褶皱带内，处于宁芜火山岩盆地南缘，其基岩岩性多为砂岩类，局部已蚀变，属软岩，构造裂隙发育。场地土地不良地质现象为场地内存在②、③层软弱土层。②层土为软—可塑状粉质粘土，厚度较小，且局部已被挖除；其下覆土层为③层淤泥质粉质粘土层，该层土具有含水量高、密度低、孔隙比大、高压缩性、强度低、易变形等特点，且埋深、厚度大，对工程建设有直接不利影响，在施工时采取需采取相应的处理措施，选取两根有代表性的试验桩基针对不同地质采用不同泥浆比重进行测试。