成周 閆祿

【摘要】泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。文章通過(guò)介紹泥漿護(hù)壁的物理力學(xué)性狀，闡述泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，對(duì)相關(guān)施工質(zhì)量問(wèn)題與應(yīng)對(duì)展開(kāi)探討，旨在為相關(guān)人員基于泥漿護(hù)壁的物理力學(xué)性狀的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究適用提供一些思路。

【關(guān)鍵詞】泥漿護(hù)壁；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)

0.引言

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁有著各式各樣的優(yōu)勢(shì)特征，包括可適用于多種土層、含鋼量低及單樁承載力高等，同時(shí)還有著一系列優(yōu)點(diǎn)，包括施工便捷、施工迅速及不受地下水位制約等，現(xiàn)階段儼然得到高層建筑、公路、橋梁等領(lǐng)域的廣泛推廣應(yīng)用[1]。由此可見(jiàn)，對(duì)泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)展開(kāi)研究有著十分要的現(xiàn)實(shí)義。

1.泥漿護(hù)壁的物理力學(xué)性狀

以某一鉆孔灌注樁工程為例，在試樁檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)樁承載水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及規(guī)劃數(shù)值，自這一情況出發(fā)展開(kāi)調(diào)查研究得知是樁、土相互泥漿護(hù)壁調(diào)節(jié)不佳造成樁側(cè)摩阻力難以全面體現(xiàn)，鑒于此，對(duì)場(chǎng)地樣品予以采集并展開(kāi)室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)泥漿護(hù)壁工程性狀展開(kāi)分析，開(kāi)展的試驗(yàn)主要包括三個(gè)方面：泥漿顆粒方面試驗(yàn)研究；泥漿天然密度、含水量及液塑限等指標(biāo)檢測(cè)；壓縮、三軸抗剪強(qiáng)度檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果得出泥漿護(hù)壁包括下述幾方面性狀：I.制備泥漿的粘性土通常超過(guò)10，護(hù)壁泥漿塑性指數(shù)通常不足10。II.泥漿屬于軟塑情況，其含水量相對(duì)于液限更小。III.原始泥漿為不均勻土，護(hù)壁泥漿為均勻土，原始泥漿不均與系數(shù)超過(guò)5，有著良好的級(jí)配，而護(hù)壁泥漿不均勻系數(shù)不足5，級(jí)配不佳。IV.護(hù)壁泥漿有著較高的壓縮性，而護(hù)壁泥漿縮模量與樁間粘土相比更低?？梢?jiàn)，相較于原始泥漿、樁間土性狀，護(hù)壁泥漿存在著顯著的不同。護(hù)壁泥漿之所以存在一系列特有性狀，是因?yàn)槠湓谏善陂g引發(fā)了各式各樣的物理力學(xué)轉(zhuǎn)變，且具體表現(xiàn)為：I.施工作業(yè)期間，泥漿為樁間土所吸附，泥漿微細(xì)粒受地下滲失水分影響，在孔壁處進(jìn)行凝聚。II.在鉆孔期間，由于旋轉(zhuǎn)形成的離心力、水力梯度形成的動(dòng)水壓力等相互協(xié)同作用，造成泥漿向土層凝聚、附壁作用得以強(qiáng)化。III.在混凝土灌筑作用下，泥漿粘聚性、粘稠度不斷提升，進(jìn)一步強(qiáng)化泥漿在土層上的粘著水平。

2.泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1施工準(zhǔn)備

I.場(chǎng)地平整，樁基進(jìn)場(chǎng)之前第一步應(yīng)當(dāng)對(duì)施工場(chǎng)地開(kāi)展清理、平整處理，為設(shè)備進(jìn)場(chǎng)及開(kāi)展相關(guān)放線(xiàn)、測(cè)量工作提供便利，這方面工作通常在進(jìn)場(chǎng)前大多通過(guò)業(yè)主方開(kāi)展。

II.樁位放線(xiàn)，結(jié)合樁位圖對(duì)樁中心部位予以現(xiàn)場(chǎng)定位，開(kāi)展好標(biāo)記，以獲取滿(mǎn)意樁位，這屬于一項(xiàng)牽扯很多方面的基礎(chǔ)工作，倘若樁位存在偏差將對(duì)全面樁基施工構(gòu)成負(fù)面影響。獲取滿(mǎn)意樁中心位置后，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)情，若面層伴有碎石層、塘渣等松散面層情況，需要選取鋼護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)，并采用黏土將坑壁與護(hù)筒相互進(jìn)行填實(shí)處理，從而保證上部孔口的穩(wěn)定性，避免上部孔口出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象[2]。特別是在一些地質(zhì)狀況屬于非常規(guī)性的施工現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合碎石層、塘渣等相關(guān)松散面層真實(shí)厚度對(duì)鋼護(hù)筒長(zhǎng)度進(jìn)行加長(zhǎng)，鋼護(hù)筒填設(shè)如圖1所示。

圖1 鋼護(hù)筒填設(shè)示意圖

III.樁機(jī)就位，鉆孔樁機(jī)就位之后，一定要確保鉆機(jī)安放平臺(tái)要足夠平穩(wěn)，就樁中心部位展開(kāi)復(fù)核，確認(rèn)樁中心滿(mǎn)意后，對(duì)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使其中心與樁中心相吻合，并復(fù)核其水平度、垂直度。

2.2鉆孔

I.準(zhǔn)備工作，鉆機(jī)就位之后，在開(kāi)鉆前應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆頭尺寸予以復(fù)核，從而確保鉆孔完畢樁身有效直徑可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工期間，泥漿能夠起到護(hù)壁、對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻及排渣等功效。就護(hù)壁功效而言，其是基于泥漿液體壓力機(jī)制所發(fā)揮的，壓力作用于孔壁位置，以實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)外水、土壓力平衡，同時(shí)在孔壁表層產(chǎn)生一層泥皮，如圖2所示。泥皮作為一種泥漿膠結(jié)物，有著十分高的粘結(jié)力，能夠有效作用于維持孔壁穩(wěn)定，避免樁孔引發(fā)坍塌。

圖2 泥皮示意圖

II.鉆孔，鉆孔期間，應(yīng)當(dāng)結(jié)合土層實(shí)際情況，對(duì)鉆孔速度及進(jìn)尺速度展開(kāi)針對(duì)的調(diào)節(jié)控制。就好比，如果出現(xiàn)土層土質(zhì)由軟變硬情況，應(yīng)當(dāng)適度少加壓放緩鉆進(jìn)；如果出現(xiàn)土層土質(zhì)由硬變軟情況，應(yīng)當(dāng)適度提升鉆進(jìn)速度；如果面對(duì)易縮徑土層，則應(yīng)當(dāng)一定程度增多掃孔次數(shù)，從而避免樁孔出現(xiàn)縮徑情況；如果面對(duì)硬塑土層，則應(yīng)當(dāng)選取大壓力快轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆進(jìn)，從而改善鉆進(jìn)效率；通常情況下，將鉆進(jìn)速率調(diào)節(jié)至60～100r/min范圍；針對(duì)砂層應(yīng)當(dāng)采取中等程度壓力，一定程度提升泥漿粘稠度，以慢速轉(zhuǎn)進(jìn)。

III.清孔，樁孔鉆進(jìn)入規(guī)劃位置后，可令鉆機(jī)開(kāi)展空鉆而不進(jìn)尺工作，同時(shí)可通過(guò)對(duì)鉆頭進(jìn)行上下活動(dòng)以使孔底泥塊破碎，經(jīng)泥漿泵繼續(xù)選取部分低密度泥漿注入孔中，以對(duì)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行置換，保證孔底泥塊上返，除去泥渣，使得孔中泥漿含量逐步減少，直至泥漿相對(duì)密度減少至約1.25kg/m3時(shí)，采取測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后即可提鉆[3]。

2.3下鋼筋、導(dǎo)管

I.下鋼筋籠，鉆機(jī)能夠提鉆即說(shuō)明了鉆孔已經(jīng)結(jié)束了，應(yīng)當(dāng)及時(shí)結(jié)合要求將鋼筋籠布置妥當(dāng)，主要調(diào)節(jié)步驟具體如下：①逐節(jié)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接的鋼筋籠展開(kāi)檢測(cè)，主要檢測(cè)的內(nèi)容包括：主筋、加勁箍筋、螺旋相互距離，及加密區(qū)域頂籠預(yù)留錨固距離、主筋搭接焊接質(zhì)量等一定要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；②結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋籠部署混凝土保護(hù)層墊塊，通常朝鋼筋籠方向每距離2～3m部署一組，3個(gè)/組，以作用于防止鋼筋籠體與孔壁發(fā)生碰撞，確?；炷帘Ｗo(hù)層勻稱(chēng)，為鋼筋籠在樁體合理位置提供保障。均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，將鋼筋籠吊裝雙點(diǎn)起吊入孔，使鋼筋籠以垂直狀態(tài)緩緩下放，防止其與孔壁發(fā)生碰撞，一旦出現(xiàn)阻礙，應(yīng)當(dāng)及時(shí)查找原因，切忌強(qiáng)行蠻力下放。通過(guò)筋鋼筋籠訂標(biāo)高展開(kāi)調(diào)節(jié)，結(jié)合樁頂高標(biāo)準(zhǔn)對(duì)吊筋長(zhǎng)度展開(kāi)極端，將其于鉆機(jī)平臺(tái)處進(jìn)行臨時(shí)固定，等到混凝土澆筑結(jié)束后再將其剪斷。

II.下導(dǎo)管，水下凝土灌注通常要經(jīng)過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行輸送，由此可見(jiàn)確保導(dǎo)管完備是十分有必要的，在導(dǎo)管使用之前應(yīng)當(dāng)對(duì)其展開(kāi)試拼裝、灌水試壓等工作，在保證導(dǎo)管完好的同時(shí)務(wù)必杜絕滲漏水情況。通常情況下，導(dǎo)管壁厚度應(yīng)超過(guò)3mm，直徑則控制在200～250mm范圍[4]。

III.二次清孔，在開(kāi)展安置鋼筋籠、導(dǎo)管過(guò)程中，往往會(huì)引發(fā)土體跌落，加大孔底沉渣厚度情況。為了應(yīng)對(duì)該部分情況，應(yīng)當(dāng)采取二次清孔。二次清孔要借助泥漿泵循環(huán)替漿，對(duì)高濃度泥漿進(jìn)行逐步替換。直至泥漿密度降至1.20kg/m3，便可以停止清孔。

2.4混凝土灌注

I.澆筑，某種意義而言鉆孔樁混凝土灌注屬于水下作業(yè)，因此對(duì)其和易性、配合比及塌落度等提出了極高的要求。在灌注混凝土之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)隔水栓放置情況進(jìn)行檢測(cè)，確保隔水栓具備完備的隔水性，并確?？梢皂槙撑懦鰧?dǎo)管，能夠選取與樁身混凝土類(lèi)似強(qiáng)度細(xì)石混凝土制成。將導(dǎo)管底部與孔底相互間距控制在300～500mm范圍[5]。結(jié)合孔直徑對(duì)第一次灌注混凝土用量進(jìn)行計(jì)算，確保首次灌注進(jìn)導(dǎo)管混凝土深度超過(guò)800mm。混凝土灌注務(wù)必要連續(xù)開(kāi)展，有效保證初灌混凝土要在初凝前結(jié)束。混凝土灌注達(dá)到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)高度后應(yīng)當(dāng)展開(kāi)超灌，且通常將高度控制在800～1000mm范圍，確保成樁完畢后對(duì)上部泛漿進(jìn)行鑿除，并確保樁頂混凝土水平要符合規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)[6]。

II.拔拆導(dǎo)管，混凝土灌注期間，導(dǎo)管安放深入通常要超過(guò)2m，并調(diào)節(jié)在2～6m范圍，切忌深度過(guò)深，不然在壓力作用下會(huì)對(duì)混凝土灌注構(gòu)成不良影響。對(duì)導(dǎo)管開(kāi)展拆卸工作前，應(yīng)當(dāng)采取重錘對(duì)混凝土面位置進(jìn)行測(cè)量，確定準(zhǔn)確卸管長(zhǎng)度，避免導(dǎo)管超拔與混凝土面脫離開(kāi)，進(jìn)一步引發(fā)斷樁安全隱患。

3.相關(guān)施工質(zhì)量問(wèn)題與應(yīng)對(duì)

3.1縮徑

縮徑通常指的是樁身部直徑相較于規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)要更小。引發(fā)這一情況的原因是，在淤泥類(lèi)黏性土中，液性指數(shù)過(guò)高，土體表現(xiàn)為流塑、半流塑特征，鉆孔期間會(huì)出現(xiàn)膨脹狀況，導(dǎo)致孔壁外凸，從而致使樁身局部縮徑[7]。

應(yīng)對(duì)策略：成孔期間，提升成孔速率，加快通過(guò)速度，加大泥漿黏稠度、密度，使得孔壁快速產(chǎn)生泥皮，作用于對(duì)土層進(jìn)行封閉，防止土壁引發(fā)膨脹；此外，還應(yīng)當(dāng)借助上下反復(fù)掃孔手段，在混凝土澆筑期間不停歇快速開(kāi)展，從而縮減空孔時(shí)間。

3.2鋼筋籠上浮

混凝土施工作業(yè)期間，鋼筋籠上浮屬于一類(lèi)較為常見(jiàn)的施工問(wèn)題，鋼筋籠上浮會(huì)使得其實(shí)際入樁深度與規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)不相符，導(dǎo)致樁身水平抗剪水平減弱。一旦出現(xiàn)鋼筋籠上浮問(wèn)題，要對(duì)其進(jìn)行修復(fù)便存在十分大的難度，鑒于此，應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)策略，盡量防止引發(fā)鋼筋籠上浮現(xiàn)象。引發(fā)鋼筋籠上浮的原因存在多方面：I.在混凝土澆筑期間，混凝土面超出鋼筋籠底部相應(yīng)深度，再加上導(dǎo)管埋深過(guò)度，鋼筋籠上層混凝土要經(jīng)歷很長(zhǎng)的澆筑時(shí)間，鋼筋籠與混凝土相互形成相應(yīng)的裹握力，倘若該期間導(dǎo)管埋深依舊未得到合理調(diào)節(jié)，混凝土經(jīng)導(dǎo)管流出便會(huì)形成相應(yīng)程度的作用力，最終使得鋼筋籠上浮。II.導(dǎo)管提升過(guò)程中，鋼筋籠底部與導(dǎo)管端部上方2m處連接，且經(jīng)提升作用使得導(dǎo)管中混凝土不斷下沉，對(duì)鋼筋籠底部進(jìn)行作用，在混凝土反作用機(jī)制下，鋼筋籠出現(xiàn)上浮情況。

應(yīng)對(duì)策略：混凝土澆筑期間，要對(duì)導(dǎo)管埋深展開(kāi)科學(xué)合理調(diào)節(jié)，防止導(dǎo)管埋深過(guò)長(zhǎng)；要對(duì)混凝土澆筑面標(biāo)高予以明確掌握，盡量與鋼筋籠底部相避開(kāi)，鋼筋籠底端進(jìn)入混凝土大于3m，要第一時(shí)間使導(dǎo)管置于鋼筋籠底部之上；一經(jīng)出現(xiàn)鋼筋籠上浮發(fā)生情況，要第一時(shí)間終止混凝土澆筑作業(yè)，采取重錘對(duì)混凝土標(biāo)高予以測(cè)量，獲取導(dǎo)管埋深長(zhǎng)度，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆卸后再開(kāi)展?jié)仓ぷ鱗8]。

3.3斷樁

樁身內(nèi)存在泥沙填充情況，混凝土澆筑缺乏連續(xù)性，使得樁身混凝土出現(xiàn)間斷情況，對(duì)樁身整體性構(gòu)成不利影響，縮減了樁身承載水平[9]。引發(fā)斷樁的原因同樣存在多方面：I.混凝土灌注期間，受提撥導(dǎo)管過(guò)程中埋深不夠長(zhǎng)使導(dǎo)管脫離混凝土或者導(dǎo)管漏水等情況影響，使得斷樁現(xiàn)象引發(fā)。II.受混凝土澆筑持續(xù)時(shí)間超限影響，混凝土上部早已過(guò)了初凝階段，再加上導(dǎo)管埋深過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致導(dǎo)管卡死于混凝土之中。

應(yīng)對(duì)策略：在對(duì)水下混凝土進(jìn)行灌注之前，要對(duì)導(dǎo)管展開(kāi)全面檢測(cè)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題應(yīng)立即更換導(dǎo)管。確保導(dǎo)管完備、可靠性，安排專(zhuān)門(mén)人員實(shí)時(shí)對(duì)導(dǎo)管埋深、導(dǎo)管內(nèi)外混凝土面等相關(guān)情況進(jìn)行觀(guān)測(cè)，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)章流程開(kāi)展作業(yè)，確保導(dǎo)管不脫離混凝土中。保證混凝土澆筑連貫性，盡量提升澆筑速率，防止出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間間斷澆筑，并要確保灌注時(shí)長(zhǎng)要低于混凝土上部初凝時(shí)間，否則則應(yīng)當(dāng)加入適量的緩凝劑[10]。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工屬于高層建筑基礎(chǔ)工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，其在全面建筑工程工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全中扮演著十分重要的角色。鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量高低壁泥漿技術(shù)平很大程度影響，鑒于此，為了獲取良好的鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，相關(guān)人員務(wù)必要不斷專(zhuān)研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，全面分析泥漿護(hù)壁的物理力學(xué)性狀，清楚認(rèn)識(shí)泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，結(jié)合工程施工實(shí)情制備學(xué)合理的護(hù)壁泥漿，基于此，提升施工質(zhì)量控制調(diào)節(jié)力度，盡可能獲取良好的成樁質(zhì)量。

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