浅谈泥浆在钻孔灌注桩中的作用及影响

浅谈泥浆在钻孔灌注桩中的作用及影响

杜衡,徐子风,罗铃,李辉,杨健伟,靳保亮

中建八局第四建设有限公司  山东省青岛市 266000

摘要：目前，钻孔灌注桩在我国建筑桩基工程中应用广泛，就现状而言，普遍采用的为正循环旋转钻和泵吸反循环旋转钻。然而，无论是正循环旋转钻成孔工艺还是反循环旋转钻成孔工艺，都必需采用到用泥浆冲洗液护壁，钻孔灌注桩施工的过程中成孔工艺关系到桩身的质量，泥浆冲洗液的质量决定着灌注桩成孔质量，钻孔灌注桩的成桩质量优劣受泥浆工艺技术影响显著。总结施工过程中质量控制关键点并结合工程实际研究相应的处理对策，找出质量控制的途径，从而保证泥浆护壁钻孔灌注桩的施工质量。

关键词：钻孔灌注桩、泥浆护壁、质量、建筑施工

一、前言

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土成为桩基础的一种工艺。目前，在国内基础工程领域中，钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础的施工，并向大直径、多样化方向发展。城市建筑物的密集度越来越高，打入桩造成的噪声高，振动大，对周围邻近建筑物的影响和破坏等受到了人们的关注。钻孔灌注桩具有施工时振动小，噪声低，可昼夜施工，对周边地基无扰动，适用于各种地基条件等优点，从而在建筑物高度密集的地区已得到比较广泛的推广和采用。实际上，钻孔灌注桩只是用机械设备钻入土层成孔后，再灌注入钢筋混凝土，形成按设计要求承受上部结构荷载的一种桩。有必要从质量监控角度分析相关防治措施，达到有效控制泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量。

二、施工准备及工艺流程

2.1  施工准备

1）参与图纸会审主要要重点研究工程地质勘测报告，对地质剖面图有一个清晰的印象并对桩位图施工图，桩长桩径乃至对桩设计承载力等进行复核。

2）审核施工组织设计和施工方案施工组织设计及施工方案涉及的内容非常多，关系到施工安全施工质量控制环保及消防等必须符合现行法律法规施工技术标准及现场条件要从施工准备阶段从严控制，对不符合要求的方面要及时建议并给出审批意见。

3）检查三通一平是否满足施工要求对施工现场三通一平的施工条件进行考察，以及必须处理架空线(高压线)和地下障碍物，排水应通畅，并且路面及工作面满足机械设备地面承载力。

4）审查进场原材料，在开工前应对施工单位报验的建筑材料，如钢筋水泥石子砂等主要原材料根据规范要求进行质量检查，符合要求后同意进场使用。

2.2  工艺流程

图2.2-1  钻孔灌注桩工艺流程图

可通过分析施工条件，结合工程设计要求，施工中拟采用人工造浆与孔内原土自然造浆相结合护壁，正循环二次清孔除渣，导管回顶法灌注水下混凝土成桩的施工工艺。

1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-砂石泵；

7-水龙头；8-钻杆；9-钻机回转装置

图2.2-2  泥浆正循环成孔工艺

图2.2-3  施工工艺图

三、过程质量管控

施工监理过程中质量控制的监理工作施工过程是工程质量控制最重要也是最繁杂的一个环节结合工程的实际情况，提出在泥浆护壁冲孔灌注桩工程施工监理过程中应抓好质量控制的工作。

1）泥浆的调制和使用实践证明泥浆是钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节，必须从严控制。泥浆一般采用水粘土(或膨润土)[3]和添加剂按适当比例配置而成。

图3.1-1  泥浆制备示意图

在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大既影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚，泥浆的比重过小则护壁性能差，容易坍孔。

2）钻机就位的控制钻机的安装就位包含两层意思，一是所钻桩位在大地平面的位置控制，二是所钻桩孔本身的立体位置控制钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，当场地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设工作平台应建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制)，且所有测量必须有多余观测。

对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核。有条件时，应用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核。在灌注桩施工中桩位的控制必须高度重视，确保无误，一旦发生桩位错误将难以弥补钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点(天车、转盘、护筒中心)一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验。由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜。发现这种情况应立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔。

图3.1-1  放线示意图

图3.1-2  纵横十字线控制桩位

钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，应停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工。

3）清孔的控制。钻孔深度达到设计要求后，监理工程师要及时对成孔质量进行验收。(孔径应不小于设计桩径；倾斜度小于1%；孔深不小于设计规定；沉渣厚度符合设计要求，当设计无要求时，对直径≤1.5m的桩，应≤300mm。

4）对直径>1.5m 或桩长> 40 m 或土质较差的桩应≤500mm；清空后泥浆指标为，相对密度1.03-1.1，粘度17-20pa.s，含砂率< 2% )[2]确保各项指标达到规范要求，以免影响桩的承载力。

四、质量验收

1）终孔验收的注意事项

钻孔完毕后必须进行终孔验收，根据钻杆或钢丝绳的总长度与上部剩余长度检查终孔深度。待清孔与换浆完成之后，必须对孔径沉渣厚度及泥浆性能进行检查验收。孔径检查用一个直径比设计桩径小5cm的钢筋圆圈，用测绳系着对准孔中心徐徐放入孔内，圆圈能顺利下到孔底，说明孔径符合设计要求，否则，应进行扩孔。孔底沉渣厚度的测定，用测绳系着铁制测饼直径为120mm，厚度为30mm 检测孔深，测饼测得的孔深与终孔深度的差值即为沉渣厚度。泥浆性能的检查取出距离孔底约50cm处的泥浆，用泥浆比重秤测定泥浆的比重，用漏斗粘度计测定泥浆的粘度，用含砂量计测定泥浆的含砂量。各个检测项目都必须符合设计要求与《规范》规定后，方可进行下一道工序施工，即砼浇筑。

图4.1-1  导管安装示意图

2）砼浇筑的注意事项

砼浇筑是桩基工程中的最后一道工序，如果现场管理不到位，将会导致桩身砼的离析、裹泥、断桩等质量事故的发生，大多数情况下，桩身砼的浇灌均采用 导管法。桩身砼的质量主要取决于以下各个环节，只要在施工过程中加强这些环节的管理与控制，就能够保证桩身的施工质量。

图4.1-2  导管安装示意图

图4.1-3  混凝土浇筑示意图

五、结语

桩基是高层建筑极为重要的结构体系，而泥浆护壁钻孔灌注桩是桩基础中采用最多的桩基类型之一，它具有隐蔽性强、施工工艺复杂、质量难以保证、事故处理难度大等特点，故为保证工程施工质量，除了熟悉泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺，并能合理优化外，对质量事故要做好事前的有效控制，应以预防为主。

六、参考文献

[1] 王昌武.从泥浆护壁的原理看上海地区钻孔灌注桩成孔工艺的发展趋势[J].上海地质,1991(03):52-58.

[2] 曹兴成.浅析泥浆护壁钻孔灌注桩质量控制[J].中华民居(下旬刊),2013(11):274.

[3]耿攀攀,刘照,郭晓芸.泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].河南水利与南水北调,2016(02):47-48.

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