周曉曦 王 磊

（中冶成都勘察研究總院有限公司， 四川 成都 610023）

灌注樁作為一種常見的基礎(chǔ)形式，被廣泛的應(yīng)用在工程項目建設(shè)當(dāng)中，不同的工程項目因其擬建場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件各不相同，如何做好鉆孔護壁工作尤為關(guān)鍵，其關(guān)系到能否成孔及成孔指標能否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。不少工程實例，就是因為護壁措施不當(dāng)，成孔十分困難（只要表現(xiàn)在成孔難以達到設(shè)計要求的深度）、成孔指標不能滿足設(shè)計及規(guī)范要求（主要表現(xiàn)在成孔縮頸、孔底沉渣超標等），以致于在施工過程中不斷的變換護壁措施，使得施工成本增加，同時也延誤了施工工期。

筆者通過簡陽市高鐵新城一期PPP 建設(shè)項目（高鐵片區(qū)大井安置還房建設(shè)）鉆孔樁施工的工程實例，詳述泥漿護壁在該項目中的具體應(yīng)用及施工要點。

1 工程概況

高鐵片區(qū)大井安置還房建設(shè)項目場地位于簡陽市高鐵新城片區(qū)簡城街道，站東大道以東，迎賓大道以南，總用地面積約18663.5 ㎡，總建筑面積約69990.31㎡（其中地上：51801.83 ㎡，地下：18188.48 ㎡）。

基礎(chǔ)樁基設(shè)計概況表

2 場地工程地質(zhì)及水文情況

2.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，構(gòu)成場地的地層為：主要由第四系人工堆積（Q4ml）素填土、坡洪積（Q4dl+pl）粉質(zhì)粘土，下伏侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖，其巖性特征分述如下：

素填土：雜色，主要由粘性土、少量碎石及建筑垃圾系等組成，結(jié)構(gòu)松散，系近期堆積，主要分布在場地南側(cè)，厚度0.50～2.30m。

粉質(zhì)粘土：黃褐、褐黃色為主，含鐵錳質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)核，濕，可塑，有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度高，韌性高，主要分布場地南側(cè)，厚度1.00～6.30m

強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：褐紅色、紫色夾灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)極軟，巖芯破碎，呈碎石狀，巖石質(zhì)量指標RQD=0～15%，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級，整個場地均有分布，層厚0.60～3.00m。

中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：紫紅、褐紅色夾灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，裂隙一般發(fā)育，巖質(zhì)較軟，巖芯較完整，多呈短柱狀、少量長柱狀及碎石狀。由于成分差異及構(gòu)造裂隙造成巖石的差異風(fēng)化，中風(fēng)化帶中局部偶見強風(fēng)化夾層。為極軟巖，巖體較破碎，巖石質(zhì)量指標RQD=65%～75%，巖體基本質(zhì)量等級Ⅳ級，偶夾薄層泥質(zhì)砂巖或與泥質(zhì)砂巖呈互層狀，本次勘察該層未揭穿，最大揭露厚度43.00m。

強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：褐紅色、灰白色，主要由長石、石英組成，泥質(zhì)膠結(jié)，薄～厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)極軟，巖芯破碎，呈碎石狀，巖石質(zhì)量指標RQD=0～15%，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級，整個場地均有分布，層厚0.80～2.20m。

中等風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：褐紅色、灰白色，主要由長石、石英組成，泥質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙一般發(fā)育，巖質(zhì)較硬，巖芯較完整，呈短柱狀及長柱狀，屬軟巖。巖石質(zhì)量指標RQD=75%～85%，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級等級Ⅳ級，由于成份及構(gòu)造裂隙發(fā)育不同造成巖石的差異風(fēng)化，中等風(fēng)化層中局部偶夾強風(fēng)化層，本次勘察該層未揭穿，最大揭露厚度18.50m。

2.2 水文地質(zhì)條件

原始地形起伏較大，北高南低，場地地面標高介于414.40～451.00m，高差36.60m。場地地貌單元處剝蝕丘陵地段。場地內(nèi)地下水主要為賦存于粉質(zhì)粘土層中的上層滯水及基巖裂隙潛水，受大氣降水及生活廢水的補給，以地下逕流及蒸發(fā)等方式排泄，勘察期間測得混合穩(wěn)定水位1.10～3.70m，標高412.61～413.60m之間。根據(jù)區(qū)域水文資料，場地地下水位年變化幅度0.50～1.00m。

3 樁基施工概況

樁基施工概況表

此次樁基施工，在3#樓及地下室其他區(qū)域因場地工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件良好，采用“東明220”型旋挖鉆機，兩瓣及雙底截齒鉆頭干作業(yè)成孔，平地清孔鉆頭清孔，吊車吊放鋼筋籠入孔，直升導(dǎo)管法澆筑水下C30 混凝土成樁。成孔十分順利，各項指標均滿足設(shè)計及桂芬要求，施工情況良好。

但是在地下室如下圖所示的區(qū)域，采用干作業(yè)施工無法成孔，在成孔約10 米左右出現(xiàn)淤泥，淤泥上部為素填土，兩者交界的位置有大量的水涌入孔內(nèi)，造成素填土層局部垮塌，每個鉆孔回次，待旋挖機提鉆出孔，卸土后重新下鉆，鉆孔深度再一次恢復(fù)到原來的深度，如此鉆進，均未有有效進尺。

核對地勘資料，并走訪當(dāng)?shù)卮迕?，最終了解到該區(qū)域為當(dāng)初的一個蝌蚪型堰塘的邊緣（蝌蚪的尾部），在場平回填時清淤不徹底或者未清淤所致。

為此經(jīng)項目部商議決定采用水鉆：在鉆進過程中不斷的注入清水，并保持孔內(nèi)水位與孔口平齊，增加孔壁的水頭壓力，以維持孔壁的穩(wěn)定性，阻止孔壁坍塌、淤泥縮頸等情況。經(jīng)過一個上午時間的試驗，仍然未成功。

針對以上情況，項目部組織技術(shù)部、質(zhì)量部等部門召開技術(shù)專題會，專門研究討論本區(qū)域兩根樁的鉆孔護壁措施：

（1）鋼護筒護壁：采用機械振動錘跟進長護筒，設(shè)計樁徑為1.0 米，根據(jù)規(guī)范及類似工程施工經(jīng)驗，護筒外徑為1.2m，壁厚為8mm，長度13 米。但是擬建項目附近無機械振動錘及鋼護筒的租賃資源，須從成都調(diào)配，費用估算在伍萬伍仟元左右（含樁徑變?yōu)?.2 米所超出的混凝土費用）。

（2）泥漿護壁：采用膨潤土泥漿，同時摻和纖維素及氫氧化鈉，根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗，鉆孔問題可以得到有效解決，費用估算在貳萬元左右。

以上兩種方案，從經(jīng)濟的合理性、技術(shù)的可行性、資源調(diào)配的時效等方面進行對比分析，最終項目部決定采用泥漿護壁施工工藝。

4 泥漿護壁施工工藝及技術(shù)措施

4.1 泥漿拌制

此次施工，護壁泥漿采用膨潤土泥漿，摻和氫氧化鈉及纖維素，膨潤土為鈉基膨潤土，氫氧化鈉為片狀氫氧化鈉，纖維素為羧甲基纖維素鈉，泥漿材料配比參數(shù)為水：膨潤土：燒堿：纖維素=980:180:10:5（每方泥漿中的材料含量，單位為Kg）。

因此次施工需要泥漿護壁施工只有兩根樁，泥漿用量比較小，現(xiàn)場采用簡易拌制。在現(xiàn)場孔底挖設(shè)一個容積在25 方左右的泥漿池，其內(nèi)側(cè)采用塑料布予以鋪墊，護壁泥漿材料根據(jù)以上配比倒入池內(nèi)，用小型挖掘機攪拌拌合，攪拌確保漿液均勻，拌制好后發(fā)酵24 小時。發(fā)酵后用NB-1 型泥漿比重計測得其比重為1.26克/厘米3，用漏斗粘度計測得其粘度為18.17S。

4.2 鉆孔施工

此次泥漿護壁鉆孔采用“東明220”型旋挖鉆機，雙底截齒鉆頭旋挖鉆進成孔，鉆孔前埋設(shè)好孔口鋼護筒，挖設(shè)好泥漿排導(dǎo)槽，在鉆進過程中用泥漿泵不斷的向孔內(nèi)輸送泥漿，保持孔內(nèi)泥漿面與孔口基本平齊，確?？變?nèi)水頭壓力，以維持孔壁的穩(wěn)定性，防止淤泥層縮頸等。如此鉆進至設(shè)計深度要求。在鉆進過程中，孔壁穩(wěn)定，未有坍塌情況發(fā)生，淤泥層亦未有涌泥或縮頸的的情況發(fā)生。

成孔施工過程中指定專人輸送泥漿，施鉆之前給機手再次進行了技術(shù)交底，慢速下鉆，慢速起鉆，特別是在淤泥層跟是如此，一是為了配合輸漿速度，二是為了防止起鉆過快，孔內(nèi)形成負壓而造成孔壁坍塌。在淤泥層每個回次要求多回轉(zhuǎn)少進尺，確保泥漿對該層的護壁效果。

4.3 成孔驗收

鉆孔深度達到設(shè)計要求后，施工班組自檢成孔各項指標合格后，項目技術(shù)及質(zhì)量組同監(jiān)理工程師、地質(zhì)工代等進行檢查驗收，用自制測孔器檢查成孔質(zhì)量指標（孔徑及孔斜）。

測孔器為長度為6.0 米的鋼筋籠，其外徑為1.0 米（與設(shè)計樁徑相同），鋼筋材料的規(guī)格、型號數(shù)量與對應(yīng)樁的鋼筋籠相同，測孔器的下端掛設(shè)沙袋作為配重，通過汽車吊提吊，對中樁孔中心放入孔內(nèi)，通過吊車提吊測孔器在孔內(nèi)上下串動，測孔器上下十分順利，未有被“卡”的情況，說明成孔孔徑不小于設(shè)計要求。同時通過平放于孔口且緊貼提吊鋼絲繩的十字桿觀測，提吊鋼絲繩的最大位移量為18mm，對于成孔深度為16 米的樁孔來說，孔斜率亦滿足設(shè)計要求，利用水文測繩及沉渣測定儀測得孔底沉渣為32mm，用測錘通過測繩進行“感受”，孔底質(zhì)地比較堅硬，測錘有“回彈”感，亦即清孔質(zhì)量也滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

4.4 鋼筋籠安裝

此次施工，鋼筋籠采用模具法在地面加工成一根設(shè)計要求場地的整體，采用30T 汽車吊整體提吊，對準樁孔中心下入孔內(nèi)。

4.5 混凝土澆筑

此次施工采用商品混凝土，強度等級為水下C30，坍落度為200±20mm，澆筑采用直升導(dǎo)管水下澆筑法。導(dǎo)管直徑300mm，初灌前導(dǎo)管底端距離孔底30～50cm，初灌量確保導(dǎo)管底端埋入混凝土的深度不小于80cm。

5 施工質(zhì)量檢測

施工結(jié)束后，建設(shè)單位委托四川四正建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司進行了樁基質(zhì)量檢測工作，對此次采用泥漿護壁施工的兩根樁均檢測采用小應(yīng)變、鉆芯、超聲波檢測，檢測結(jié)果為Ⅰ類樁，檢測結(jié)論是樁身質(zhì)量完整，各項指標均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

6 結(jié)束語

泥漿護壁作為一種常見的樁基護壁措施，在擬建場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下，相對于其他護壁措施，泥漿護壁具有一定的優(yōu)勢，因此其在許多工程建設(shè)樁基施工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。泥漿護壁施工中，泥漿原材料的好壞、各種材料的配比關(guān)系、泥漿拌制的質(zhì)量等等關(guān)系到泥漿護壁的最終效果，因此，這三點是泥漿護壁施工的重點也是關(guān)鍵點。

通過本工程實例，詳細介紹了泥漿護壁施工在本項目中的具體應(yīng)用，說明在基樁施工時，針對回填土坍塌、淤泥層涌泥（縮頸）問題，采用鈉基膨潤土泥漿（摻和氫氧化鈉、纖維素）護壁，通過不斷向孔內(nèi)輸送泥漿，不僅增大了孔內(nèi)水頭壓力，同時在孔壁上形成了一層薄而致密的泥皮，有效解決了孔壁坍塌、淤泥層縮頸的問題，其技術(shù)上是切實可行的，結(jié)果是良好的。