浅谈泥浆护壁旋挖成孔灌注桩的施工

浅谈泥浆护壁旋挖成孔灌注桩的施工

胡连吉，崔德胜（天津快速路二合同总监办，天津）

摘要:文中叙述了天津解放南路立交桥工程中，旋挖钻机在泥浆护壁成孔灌注桩施工中应注意的几个问题.

关键词:旋挖钻机；泥浆护壁;灌注桩；成孔;

1、引言

旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺"，其特点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。其方法是利用国际先进设备——旋挖钻机施工,自动定位，垂直旋孔,成孔质量好。此方法自动化程度和钻进效率高,钻头可快速穿过各种复杂地层,在桩基施工特别是城市桩基施工中具有非常广阔的前景。

2、工程概况

天津市快速路项目—-解放南路立交桥工程为半苜蓿叶三层半互通式立交，桥梁工程基础采用桩基承台，桩基为钻孔灌注桩,分三种桩径，分别为 100cm、120cm、150cm，桩长35~ 59m不等，共计灌注桩576根,采用泥浆护壁旋挖成孔灌注桩工艺.

3、施工技术措施

3。1工艺流程

本工程全部灌注桩采用泥浆护壁，其工艺流程见图1。

3。2 钻机定位

在桩位复核正确，护筒埋设符合要求,护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位.

桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线.

3.3 泥浆制备

在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用澎润土制备成泥浆进行护壁.泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定，所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的比重过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证.要充分发挥泥浆的作用，其指标的选取是非常重要的。这就要求在实际工程的施工中，根据工程的具体情况,合理地控制不同土层中泥浆的指标，本工程中的控制数据见表1所示。

3.4 钻进成孔

成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换.

成孔中，按试施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中有专人观察两个垂直度仪，随时指挥机手调整钻杆垂直度。通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度.

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。

成孔达到设计深度时，要测量机上余尺，监理工程师验收合格后，方可进行第一次清孔。3。5 一次清孔

测试泥浆指标,发现超标及时调整.然后将钻头放入孔底扫孔,捞去沉渣，清孔必须彻底.

清孔结束,自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量，作为第二次清孔后测沉淤的依据。3。6 钢筋笼制作安装

旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少。所以只要在钢筋笼制作、安装上采取合理措施，避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度,有效防止塌孔的发生.这就要求在钢筋笼制作方面要严格控制，重点是钢筋笼外径和直线度，主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量必须符合设计要求。为此，要检查钢筋笼保护层垫块的设置。在这一工程中，垫块采用圆柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔2m放置一组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确.

钢筋笼的吊装应3点起吊,保持笼轴线重合。入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，保持稳定，避免碰撞孔壁,一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放.

3。7 下导管

导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了“O”形密封圈。

导管要依次下放，全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起3 0～50cm，进行二次清孔。

3.8 二次清孔

测试进、出口泥浆指标，调整到施工组织设计确定的参数，用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值，一般控制在≤15cm范围内.

3.9 水下混凝土浇筑

水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中必须注意以下几点:

(1）导管必须严密，长度适中，保证底端距孔底30～50cm；

(2)混凝土拌和必须均匀，坍落度控制在18～22cm,首批混凝土必须保证封底成功;

（3)混凝土浇筑必须连续作业,严禁中断浇筑；

(4)浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩；

(5）灌注桩的顶面标高应比设计值高50～100cm，以确保桩顶混凝土的质量。

4、结束语

钻孔灌注桩的施工质量是一项复杂的系统工程，成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降.由于桩基础的施工属特殊工序，稍有疏忽极易造成质量事故，所以，施工中应坚持预防为主的原则,加强施工中的成孔、钢筋笼制作安装、水下混凝土灌注等过程中的各环节的管理，按照设计与施工技术规范的要求，及时解决施工过程中出现的各种问题。

旋挖钻与传统的潜水钻机相比，由于旋挖钻机的圆柱形钻头在提出泥浆液面时会使钻头下局部空间产生“真空”，同时由于钻头提升时泥浆对护筒下部与孔眼相交部位孔壁的冲刷作用,很容易造成护筒底孔壁坍塌,因此对护筒周围回填土必须精心进行夯实.

分析地质水文资料，根据地质层理，及时调整泥浆比重和钻进速度，尤其是对不良地层,要有预控措施。

因此在灌注桩的施工中工程技术人员应结合工程的实际情况选取合理的施工工艺进行施工，采取一整套系统的管理体制进行控制，才能确保灌注桩的质量。

来源于《中国港湾建设杂志》