特殊地质条件下的泥浆护壁成孔技术研究

特殊地质条件下的泥浆护壁成孔技术研究

卢鹏

中国电建集团贵州工程有限公司  贵州贵阳  550000

摘要：桩基成孔是工程建设中普遍存在施工内容，是工程建设的一项基础性工作。桩基成孔质量直接关系到上层建筑的安全稳定，因此保证桩基成孔质量至关重要。泥浆护壁成孔技术作为其中一种成熟桩基成孔技术，广泛应用于各类工程建设中，但在一些岩溶场地、地下溶洞较为发育的特殊地质条件下，泥浆护壁成孔技术受到了制约，存在无法保证桩基成孔质量的情况。基于此，本文将重点围绕特殊地质条件下的泥浆护壁成孔技术进行研究。

关键词：泥浆护壁；岩溶场地；地下溶洞较为发育；特殊地质

引言：泥浆护壁成孔是一种重要且成熟的桩基成孔技术，广泛应用于各类工程建设中。我国地域辽阔，工程建设地质条件极其复杂多样，在一些特殊地质（岩溶场地、地下溶洞较为发育）条件下，泥浆护壁成孔技术受到制约，出现无法保证桩基成孔质量的情况。因此需要对特殊地质条件下的泥浆护壁成孔技术进行研究，来扩大泥浆护壁成孔技术应用范围，保证桩基成孔质量，进而确保工程整体施工质量。

一．泥浆护壁成孔技术施工流程

1） 测量定位。用GPS*RTK测放桩位，桩位中心插一钢筋，四周各打一根控制桩来控制桩位中心，并经复核合格后，进入下道工序。

2） 埋设护筒。护筒采用4～8mm厚的钢板加工制成，高度6m，内径为D（桩径）1.0m，护筒上部开设1～2个溢浆孔；校核桩位中心后，在护筒四周用粘土分层回填夯实，护筒埋设深度一般为5.8～6m。

3） 钻进成孔。护筒埋设好后，桩机就位，使旋挖钻进钻头中心对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm。开始旋挖钻进，并及时加膨润土（纤维素）、粘土泥浆制浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下3～4m后，才可加快速度。旋挖钻进时应及时将孔内残渣排出，每钻进1～2m，应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。每钻进1～2m检查一次成孔的垂直度，如发生斜孔、塌孔或护筒周围冒浆时，应停机。待采取相应措施后再进行施工。粘土中钻进时，采用膨润土（纤维素）、粘土造浆。在较厚的砂层中钻进时，采用膨润土制备泥浆或在孔中投入粘土造浆，为使泥浆有较好的技术性能，适当掺加碱（碳酸钠）分散剂，其掺量为加水量0.5%左右。钻进至岩面时，加大冲程，勤清渣。每钻进100～200mm要取一次岩样，并妥善保存，以便终孔时验证。钻进过程中，为防止跑架，应随时校核钢丝绳是否对中桩位中心，发生偏差应立即纠正。成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深，核对无误后，经终孔验收后，进行下一道工序。

4）钢筋笼制作安装。钢筋骨架现场制作，在一次清孔完毕后，起钻、吊车吊放钢筋骨架。钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块（砼保护层厚度为55mm），其间距竖向为2m，横向圆周不得小于4处，顶端应设置吊环，钢筋骨架在井口分段焊接，采用单面搭接焊时，焊接长度10d，受力钢筋接头应相互错开，在任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的35倍且不大于500mm的区段范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不大于50%，同一钢筋上应尽量少设接头，接头位置应设置在受力较小处，钢筋规格、等级、间距等安放必须准确。钢筋笼的制作应符合图纸设计和建筑地基基础工程施工质量验收规范《GB50202-2002》要求。钢筋笼在运输和吊装时，应防止变形，安放应对准孔位，不得强行插入和碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋笼安装可用小型吊运机具或起重机吊装就位。对直径和长度大的钢筋笼，可分节制作和安装，与主筋焊接牢固组成骨架

5） 安放导管。导管采用壁厚5mm的无缝钢管制作，直径Ф250，导管必须具有良好的密封性能，使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注时最大压力的1.3倍。导管吊放时应居中且垂直，下口距孔底0.3～0.5米，最下一节导管长度应大于4米。导管接头用法兰或双螺纹方扣快速接头。

6） 砼灌注施工。砼灌注是成桩过程的关键工艺，施工人员应从思想上高度重视，在做好准备工作和技术措施后，才能开始灌注。，砼一般由搅拌运输车运至现场，导管砼灌注。砼必须具备良好的和易性，坍落度控制在200～220mm。砼充盈系数大于1.0，水泥用量不少于360kg/m3，含砂率为40%～45%，并选用中粗砂，粗骨料的最大粒径应为<40mm，砼初凝时间一般宜低于3～4小时。

二、泥浆护壁成孔技术在特殊地质条件下受到的制约

    在我参加建设的盘江普定2*66万千瓦燃煤发电项目，锅炉基础的桩基就处在特殊地质条件下即该处地质为岩溶场地、地下溶洞较为发育，项目上也是采用的泥浆护壁成孔技术。实际成孔过程中就出现了频繁塌孔，无法有效成孔的情况，对项目造成了较大困扰，施工进度受到影响。同样在项目上，在其他地质条件下，该项技术成孔一气呵成，成熟好用，表现大相径庭。

三、泥浆护壁成孔技术在特殊地质条件下塌孔的原因及处理

    针对项目上锅炉桩基采用泥浆护壁成孔出现频繁塌孔、无法有效成孔的情况，项目上尝试了向桩孔中添加片石、甚至直接灌注混凝土的方式来处理，桩基都最终成孔，当然有些桩基处理时间较长，处理时间已超过一星期。后面，我们对该地质条件下出现频繁塌孔而后采取措施最终能成孔的原因进行了分析，一是该处地质分布有大大小小的溶洞，地下土质糯软，所以出现塌孔，而溶洞大小基本上决定了处理需要的时间。二是向桩孔中添加片石、甚至直接灌注混凝土，等于是片石或混凝土灌满了和桩孔联通的溶洞，溶洞得以处理，桩基顺利成孔。

结语

   通过上述分析，若遇到同样的特殊地质条件下的桩基施工时，我们可以首先对地质溶洞进行处理，然后采用成熟的桩基成孔技术如泥浆护壁成孔技术成孔，这样通过有序和有针对性的处理，桩基成孔质量会得到明显提高。另外，这种地质条件下，可以直接采用CFG桩，主要的考虑是，CFG桩同时实现了处理地质溶洞和成孔。当然，自己要做好灌浆灌不停的准备。

参考文献：

[1]卢志强.复杂地质条件下化学泥浆护壁旋挖高效成孔技术研究[J].中国设备工程, 2020(23):2.