泥浆护壁成孔灌注桩施工技术探讨

293Industry development 行业发展泥浆护壁成孔灌注桩施工技术探讨杨少峰（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆 阿勒泰 836500）摘 要：泥浆护壁成孔灌注桩施工技术在桩基础工程施工中有着非常广泛的应用。同时该技术施工过程中多数施工工艺都是在地下进行，有着非常高的技术要求，同时工作量投入较大，无法对钻探施工的过程进行观察，且需要在短时间内完成。因此，钻探施工阶段各个环节出现问题，都会对工程施工进度造成很大影响，造成巨大的经济损失。为此，结合实践，对泥浆护壁成孔灌注桩施工技术展开探讨，分析了泥浆护壁成孔灌注桩施工中容易引发的问题，分析其处理方法，旨在为相关工作的开展提供有益参考。关键词：泥浆护壁成孔灌注桩施工；施工技术；质量问题；处理方法中图分类号：TU753.3󰀃󰀃文献标识码：A󰀃󰀃文章编号：11-5004（2019）02-0293-2收稿日期：2019-02作者简介：杨少峰，男，生于1986年，汉族，河北邢台人，本科，中级，研究方向：深孔施工工艺和泥浆护壁。泥浆护壁成孔灌注桩施工技术工艺及水平对灌注桩的施工质量有着最为直接的影响，相较于预制桩施工，其施工过程中会受到很多很多因素的影响，质量保障具有较大的难度。为了有效提升泥浆护壁成孔灌注桩施工技术水平，提高泥浆护壁成孔灌注桩施工质量，现结合实践对泥浆护壁成孔灌注桩施工技术展开探讨，以供参考。1 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺泥浆护壁成孔灌注桩施工技术，是通过泥浆护壁排土成孔，接着进行钢筋笼的安放，经水下混凝土浇筑成桩。该技术工艺该技术工艺包括：正(反)循环回转钻成孔、正(反)循环潜水钻成孔、冲击成孔、冲板成孔等成孔方法。1.1 埋设护筒护筒的材质是钢板制成的圆筒，并在孔口进行埋设，确保钻机垂直桩位方向进行钻进，对钻孔口进行保护，避免出现孔口坍塌，提高桩孔内泥浆水头。利用黏土对孔壁与护筒间的缝隙进行填实，避免出现漏水情况。其埋设深度，砂土中应在1.5mm以上，黏土中应当在1m以上，出口高出地面30cm~40cm，防止地面水流入。1.2 泥浆制备在成孔过程中，泥浆的发挥着重要的冷却、润滑以及护壁和携碴的作用，尤其是在钻孔中护壁的作用更加突出。泥浆自身存在一定的密度，倘若与地下水位之上有孔内泥浆页面的高出，便会有静水压的情况发生，实质上即使一种液体支撑，能够对土壁起到保护的作用，避免发生踏孔现象。同时在钻孔内，各土层的空隙，也可通过泥浆的作用进行密实渗填，形成一种泥皮，这种呢皮非常致密，透水性非常差，不易重孔壁向外透出，使得孔内的水压保持在一定范围之内，对孔壁的稳定性发挥着重要作用，黏性是泥浆具有的一大特点，在泥浆循环的作用下，能够悬浮钻孔作业形成的破碎土石渣，并与泥浆一起共同排出，不仅护壁作用非常突出，携碴、排土效果也非常好。而泥浆还发挥着冲洗液的作用，可以有效润滑钻头，降低其温度，避免钻头高强度的磨损。在钻孔成孔阶段，一定要使泥浆密度保持在一定范围，加强测定，如若发现泥浆密度降低时，可以将膨润土添加其中，增强其密度。依照环境保护相关要求，对泥浆、泥碴进行环保处理。1.3 成孔方法潜水电钻成孔以及冲击钻成孔与冲抓锥成孔法使泥浆护壁成孔灌注桩成孔的主要施工方法。对于冲击钻孔成孔，实在卷扬机的作用下，将冲击锤悬吊起来，破碎硬质图层及岩层等进行成孔，在孔壁中会有泥浆和粉碎渣土挤入，多数渣土通过掏渣筒排出。护筒合理安放之后，便可进行慢速冲孔，用冲锤对护筒中心位置进行密击，同时将泥浆以及块石加入其中达到护壁的效果。当冲孔达到3m~4m以下时，便可经速度加快，冲击锤的高度也可适当加高进行正常冲孔，在此过程中应当对泥浆的比重进行随时测定。冲孔4m左右，将渣土掏出。利用该方法进行成孔作业，不仅设备非常简单，而且也非常便于操作，在一些岩层成孔与土层坚实的区域成孔和砂卵石层成孔应用比较普遍[1，2]。冲抓锥成孔，该方法使通过卷扬机对冲抓锥进行悬吊，活动抓片以及压重铁矿设置与钻头之内，下落过程中张开抓片，使钻头快速的对土层进行冲击，提起钻头之后，抓头便可进行闭合，抓取土层，并升至地面卸掉，连续循环便可形成桩孔。潜水电钻成孔，该方法是将密封的电钻机安装至潜水电钻机构中，利用电钻机的变速作用，对岩层进行破削，此时泥浆泵在钻头底部进行喷射，对土层颗粒进行破碎并与之混合，接着从孔底溢出到孔口，也可通过空气吸泥机和砂石泵等对泥渣进行排出，在钻进过程中不断排出泥渣，循环往复达到理想的桩孔深度。该方法在地下水位较高的软硬土层以及沙土和黏土与淤泥风化页岩层成孔比较多见。1.4 浇筑水下混凝土浇筑水下混凝土有很多方法，导管法的应用比较普遍，该方法是将硬质非合金管或者钢管等进行密封连接，为浇筑水下混凝土提供通道，混凝土注入这个通道之后到合适深度位置进行浇筑。该方法浇筑过程中避免了外界环境水等物质的混入，确保了水下混凝土的浇筑质量，使混凝土的桩身更加的密实坚固。该方法施工过程中，在桩孔内将连接好的导管沉入其中，相较于泥浆液面，导管顶部必须要超出其3-4m，导管底端与孔底之间的距离0.3m~0.5m左右，在导管内部放置一个隔水塞，保持与管内水面处于紧贴的位置，接着将混凝土注入其中，混凝土装满之后，将隔水塞的铁丝剪断，混凝土便可顺着管道冲带导管下口位置。同时，相较于泥浆密度混凝土的密度更大，当其下沉到导管位置的下口时，便会将泥浆浮起来，而混凝土便将导管的下口包住，形成混凝土堆。在混凝土中导管的埋入深度应当在2m~4m左右为宜。（下转295页）管理及其他Management and other（上接293页）同时应当积极控制导管的提升速度，避免引发混凝土落空现象，也要避免过慢提升导管，导致难以提出的问题发生。合理的进行混凝土配比，首先应当达到其强度标准，同时，还应当分析混凝土在导管中浇注的特点，确保混凝土具有良好的和易性，保证其粘度，以免在浇注过程中出现解析现象或者难以流动的问题，确保在合理时间内对混凝土进行浇筑，施工工艺也必须按照相关规定进行规范操作，确保混凝土的浇筑质量。2 泥浆护壁成孔灌注桩施工容易产生的质量问题及其处理方法水下导管混凝土浇筑是泥浆护壁灌注桩最为普遍的施工工艺，导管以及隔水栓和贮斗浇灌装置的重要组成部分，如果不合理操作，便会引发一些质量问题，影响施工。2.1 桩孔偏移倾斜该问题在泥浆护壁成孔灌注桩施工中非常常见，造成这一问题的主要原因是由于没有按照相关规定对桩架进行安装，同时也可能由于地基因素所引起，如地基条件过软或者不平整，并会引发桩架不稳问题的发生，导致钻杆导架难以与护筒垂直，不仅加重钻头的磨损，而且还可以导致其相关部件发生松动。同时。没有合理的埋设护筒，有坚硬孤立岩石块儿形成障碍、钻杆问题，如起接头不直，钻杆弯曲等都会引发此类问题的发生。当遇有此类问题发生时，应当对其发生原因进行详细的分析，并对桩机不稳情况进行及时的纠正，对钻杆进行更换，避免相关部件的松动，确保其垂直钻进。同时还要做好相应的定期检查工作，保证设备的正常运行，确保成孔质量。2.2 坍孔此类问题不仅发生在成孔阶段，同时也发生在成孔之后，造成此类问题的原因，主要是由于没有进行很好的泥浆护壁，或者有软弱土层存在于孔内，孔外的水位超出了孔内泥浆面的水平，孔壁受渣土掏筒或者钢筋笼的碰撞，导致塌孔现象的发生，同时坍孔问题，也可能有空转钻头时间过长所导致。出现此类问题，应当首先对塌孔的位置进行确定，并对塌孔位置进行回填，选择黄土和砂砾和粘土等，回填的高度再此位之上的1m~2m为宜。倘若坍孔情况比较严重，可以进行全不回填，待其密实之后进行重新进行钻进，同时利用钻头与泥浆等进行扫孔。2.3 成桩底的积淤过厚如果与规定量相比，淤泥在成桩底部堆积的过多，难以进行很好的桩底灌注时，这便会对桩体的承重能力造成很大影响。造成此类问题的主要原因，是由于没有做好施工管理，孔内清理不干净等因素所导致，造成孔内大量的积淤；也可由于成孔后没有及时的进行混凝土浇筑所导致。2.4 断桩造成此类问题的发生，主要施由于未能在水下进行连续的混凝土浇筑而造成，发生导管堵塞，混凝土没有形成很好的初凝时，过早提管，或通过高压水对导管进行冲洗。建筑过程中对隔水球与隔水塞进行重新更换，如果导管内隔水球冲出，此时在继续下降导管，到不能下插时，将导管进行少量的提出，并进行混凝土继续浇灌，这样新灌混凝土能与原灌注的混凝土相结合。当混凝土在地下水位以上中断时，桩径在1m以上，泥浆护壁较好，可抽掉桩孔中的水，凿毛并清洗干净混凝土面，然后再灌注混凝土。参考文献[1]󰀃张伟.关于钻孔灌注桩施工技术探析[J].钻探技术,2016,(04).[2]󰀃侯跃文.预防和处理泥浆护壁成孔灌注桩断桩事故的方法[J].建设科技,2016,(17).②Al干扰：Al干扰测试结果如表2所示表2 Al干扰测试结果序号1234567891011添加量0.20.50.8111.31.51.82.12.32.52.7实测MgO值50.149.749.748.850.249.349.252.453.356.359.2由表2得知，在不采用SrCl2·6H2O溶液时，当Al2O3浓度达到1.8毫升时，对MgO含量有较大的正干扰。③Na元素干扰：Na元素干扰测试结果如表3所示。表3 Na元素干扰测试结果序号1234567891011添加量5080100120140170200210240270300实测MgO值50.250.449.750.550.350.752.754.858.662.266.8通过表3得知，在不采用掩蔽剂SrCl2·6H2O时，当Na含量达到200毫克时，对MgO含量形成较大的正干扰。④K元素干扰：K元素干扰结果如表4所示。表1 K元素干扰结果序号1234567891011添加量5080100140200240300340400440500实测MgO值49.750.249.25050.149.252.558.261.566.270.8通过实验得知，在不采用掩蔽剂SrCl2·6H2O时，当ClK中K浓度达到300mg时，对MgO含量形成较大的正干扰。（3）SrCl2·6H2O消除干扰成效的探究在同组测试中，以添加SrCl2·6H2O进行比较，则没有出现较大的干扰，对检测结果没有影响。6 结束语据实验显示，在采用AAS法测定矿石内MgO的分析验证环节，SiO2含量多大2.5毫克、Al2O3含量多达2毫克、Na2O含量为200毫克、K2O含量为300毫克时，都会对MgO的检测形成干扰，如以SrCl2·6H2O用作掩蔽剂，就可以有效消除这类元素的干扰，验证SrCl2·6H2O在应用AAS法测定矿石内MgO的分析中对Si、Al、K、Na这几种元素都可以形成很好的干扰消除效果。参考文献[1]󰀃周健,王顺.原子吸收分光光度法测定氢氧化镁中钙含量[J].淮海工学院学报(自然科学版),2018,27(03):39-41.[2]󰀃李位,王贵.原子吸收分光光度法测定矿石中氧化镁的干扰研究[J].山东化工,2017,46(08):85-86+89.[3]󰀃王丽,邢旭,曹欣.原子吸收分光光度法测定卤化丁基橡胶塞中的氧化镁含量[J].橡胶工业,2011,58(07):430-431.