浅谈泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺
2018-11-18 9:42:33 点击：
目前，在桩基础工程施工中多数采用泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术，由于这种施工工艺的应用较为普遍，施工工艺和管理措施逐步完善。在施工中大部分施工工艺都是在地下进行的，其施工过程中无法观察，成桩之后更不能够进行开挖验收。因此在施工中任何一个环节出现问题，都会直接影响整个工程的进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良社会影响。本文主要对泥浆护壁成孔灌注桩工程在施工中的各个施工要点分析，并提出需要注意的各种问题。
关键词：钻孔灌注桩；施工管理；泥浆护壁；成孔
混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土成桩。与预制桩相比较，灌注桩在施工中具有不受地层变化和限制，不需要接桩和截桩，不仅节约了钢材，而且振动小且噪声小等特点，但是在施工中施工工艺较为复杂，影响质量的因素多。灌注桩按照成孔方法可以分为泥浆护壁成孔灌注桩、赶作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩和沉管灌注桩等。近年来还出现了夯扩桩、管内夯压桩、变径桩等。特别是近年来，随着信息技术的不断发展和逐步引进建筑工程项目中，钻孔灌注桩技术广泛被应用。
1、钻孔灌注桩施工要点
1.1施工概述
泥浆护臂钻孔灌注桩技术在施工的过程中是利用原土自然造浆浆液进行护臂，通过循环泥浆将被钻头切下的土块携带排除孔外成孔，然后安装绑扎好的钢筋笼，导管法水下关注混凝土成桩。在钻孔灌注桩施工中，钻孔的垂直度和泥浆质量是影响施工质量的关键，同时也是施工效率和施工成本的主要衡量标准。在施工的过程中首先必须认真研究施工设计图纸，对施工中存在的各种问题和环节进行严格分析，随时对各种施工环节进行控制和处理，对其中发现的各种因素缺陷进行分析，及时的纠正和更改，避免施工中出现质量隐患。在不均匀地层中钻孔时，为了保证钻孔灌注桩技术的施工速度和效益，一般都采用自重较大的钻机和刚度较大的钻杆作为主要的设备和施工措施。
1.2成孔的深度
（1）一般在施工之前首先应用测绳进行综合分析，确保在施工过程中针对各种收缩现象和其他问题形式进行控制。彻底避免误测的办法是在施工现场或者附近位置的地面上面标出相应的标记作为施工准绳，是施工中测量的主要方式和方法。
（2）施工前应认真分析钻探资料，要结合土质情况综合分析，针对土层分布趋势和地质概况设计合理的施工方案，因本定的随机性，应适当加大平安系数，有的时候需要进行适当的补充和处理，针对钻探中容易出现问题和缺陷的形式进行严格的处理分析，确保施工质量和施工效益的合理。
1.3钻孔的孔径
在泥浆护臂钻孔灌注桩技术中在应用的时候容易产生沉积和塑性现象，应当对施工现象和存在的问题进行处理，并且对施工中出现的缩孔现象严格处理，减少成孔出现的影响问题，这对钻孔灌注桩施工中的重点环节和关键技术环节。这是当前钻孔灌注桩施工中不容忽视的重点环节。此外减少空孔时间也是非常重要和有效的办法。在钻孔施工的过程中与孔径质量有关的问题户主要有以下几点：
（1）由于孔径小于规范要求，伴随着桩体横截面的不断缩小而承载能力逐步降低，成为影响当前实际桩体因素的主要成分。
（2）软弱土层一般上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力消弱或丧失。
1.4孔内的泥浆
在钻孔灌柱桩的施工中，施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，孔底以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大于；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施，泥浆质量差，会形成如下的不良后果：
形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。
泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。稠浆在钢筋笼上沉积粘附，导致钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。
1.5孔内的沉渣与沉淤
沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。采用正循环成孔，反循环清孔的工艺，费用不大，简便易行，效果良好。
无论采用反循环还是正循环成孔工节，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本
1.6混凝土的灌注
成孔后孔内混凝土的灌注是最关键的一道工序。要克服很大的灌入阻力保证混凝土桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成混凝土灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成混凝土粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩身混凝土的抗压强度和桩的承载能力。
（1）砼料落入导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。
（2）吊臂上下移动速度慢，产生不了大的加速度，因此砼料的下落没有足够的超压，造成砼料的导管附近堆积成钟形断面。由于不能将隔浆层水平顶升，在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯。由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁渗入砼中，影响桩身砼质量。
2、钻孔灌注桩施工中应注意的问题
2.1对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。不同的施工方法其效率和质量有很大的差异，施工时应从施工方法着手进行预先控制。
2.2认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。
关键词：钻孔灌注桩；施工管理；泥浆护壁；成孔
混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土成桩。与预制桩相比较，灌注桩在施工中具有不受地层变化和限制，不需要接桩和截桩，不仅节约了钢材，而且振动小且噪声小等特点，但是在施工中施工工艺较为复杂，影响质量的因素多。灌注桩按照成孔方法可以分为泥浆护壁成孔灌注桩、赶作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩和沉管灌注桩等。近年来还出现了夯扩桩、管内夯压桩、变径桩等。特别是近年来，随着信息技术的不断发展和逐步引进建筑工程项目中，钻孔灌注桩技术广泛被应用。
1、钻孔灌注桩施工要点
1.1施工概述
泥浆护臂钻孔灌注桩技术在施工的过程中是利用原土自然造浆浆液进行护臂，通过循环泥浆将被钻头切下的土块携带排除孔外成孔，然后安装绑扎好的钢筋笼，导管法水下关注混凝土成桩。在钻孔灌注桩施工中，钻孔的垂直度和泥浆质量是影响施工质量的关键，同时也是施工效率和施工成本的主要衡量标准。在施工的过程中首先必须认真研究施工设计图纸，对施工中存在的各种问题和环节进行严格分析，随时对各种施工环节进行控制和处理，对其中发现的各种因素缺陷进行分析，及时的纠正和更改，避免施工中出现质量隐患。在不均匀地层中钻孔时，为了保证钻孔灌注桩技术的施工速度和效益，一般都采用自重较大的钻机和刚度较大的钻杆作为主要的设备和施工措施。
1.2成孔的深度
（1）一般在施工之前首先应用测绳进行综合分析，确保在施工过程中针对各种收缩现象和其他问题形式进行控制。彻底避免误测的办法是在施工现场或者附近位置的地面上面标出相应的标记作为施工准绳，是施工中测量的主要方式和方法。
（2）施工前应认真分析钻探资料，要结合土质情况综合分析，针对土层分布趋势和地质概况设计合理的施工方案，因本定的随机性，应适当加大平安系数，有的时候需要进行适当的补充和处理，针对钻探中容易出现问题和缺陷的形式进行严格的处理分析，确保施工质量和施工效益的合理。
1.3钻孔的孔径
在泥浆护臂钻孔灌注桩技术中在应用的时候容易产生沉积和塑性现象，应当对施工现象和存在的问题进行处理，并且对施工中出现的缩孔现象严格处理，减少成孔出现的影响问题，这对钻孔灌注桩施工中的重点环节和关键技术环节。这是当前钻孔灌注桩施工中不容忽视的重点环节。此外减少空孔时间也是非常重要和有效的办法。在钻孔施工的过程中与孔径质量有关的问题户主要有以下几点：
（1）由于孔径小于规范要求，伴随着桩体横截面的不断缩小而承载能力逐步降低，成为影响当前实际桩体因素的主要成分。
（2）软弱土层一般上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力消弱或丧失。
1.4孔内的泥浆
在钻孔灌柱桩的施工中，施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，孔底以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大于；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施，泥浆质量差，会形成如下的不良后果：
形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。
泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。稠浆在钢筋笼上沉积粘附，导致钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。
1.5孔内的沉渣与沉淤
沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。采用正循环成孔，反循环清孔的工艺，费用不大，简便易行，效果良好。
无论采用反循环还是正循环成孔工节，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本
1.6混凝土的灌注
成孔后孔内混凝土的灌注是最关键的一道工序。要克服很大的灌入阻力保证混凝土桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成混凝土灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成混凝土粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩身混凝土的抗压强度和桩的承载能力。
（1）砼料落入导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。
（2）吊臂上下移动速度慢，产生不了大的加速度，因此砼料的下落没有足够的超压，造成砼料的导管附近堆积成钟形断面。由于不能将隔浆层水平顶升，在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯。由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁渗入砼中，影响桩身砼质量。
2、钻孔灌注桩施工中应注意的问题
2.1对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。不同的施工方法其效率和质量有很大的差异，施工时应从施工方法着手进行预先控制。
2.2认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。
2.3必须注意排气技术，防止形成气堵，使砼料灌不下去。砼料最好通过网筛（网眼左右）进入料斗，防止夹杂大直径块石、水泥块等造成卡管。
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