泥浆护壁旋挖成孔工艺在沿海滩涂吹填造地地区的应用

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摘要：在沿海地区滩涂吹填造地中施工钢筋混凝土灌注桩，防止塌孔保证桩体，是质量控制的重点。

关键词：施工 混凝土

Abstract: In the coastal area of beach land reclamation construction of reinforced concrete pile, to prevent the collapse of hole ensures that the pile body, is the focus of quality control.

Key Words:construction; concrete

中图分类号：TU45 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

1工程概况

1.1工程概述

钻孔灌注桩基础，设计桩径800mm，有效桩长39m 粉质粘土为持力层。

1.2工程地质条件

场地条件为人工吹填造地，场地地层共分7个工程地质单元层。

地下水稳定水位埋深0.06～1.65m，高程3.98～4.41m。地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均具有中等腐蚀性。上部为厚度15m吹填地层,成孔难度大。

2 施工工艺

钢筋混凝土灌注桩施工采用长护筒、泥浆护壁、旋挖钻机造孔、水下直升导管法浇注混凝土。

施工技术

3.1旋挖造孔方法

3.1.1护筒的制作与埋设

护筒采用厚度5~6mm钢板制作。钢护筒内径比桩径大200~400mm，顶部、中部和底部各焊一道厚6mm高15cm的加劲肋，以增加护筒的刚度。

护筒埋设采用旋挖钻机压入法。钢护筒埋置至较坚硬密实的土层中深0.5m以上，护筒顶端高出施工水位或地下水位1.5m，并高出施工地面0.3m。

护筒埋设后，再将桩位中心通过4个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。经确认护筒平面位置及倾斜度偏差均不大于施工图或施工技术规范允许范围，将护筒周围用粘土对称填实，并再次检测护筒的中心位置和竖直度。

3.1.2旋挖钻孔

(1)、旋挖钻机就位

①、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。

②、标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。

③、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。

(2)、钻孔

1)、开动旋挖钻机，用旋挖斗在桩孔内取土；钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，确认地下是否不利地层，进尺5m后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm。

2)、钻进过程中要及时补浆，保证泥浆面的高度高出护筒底部1m以上，并在不同地层中控制钻速，以防止塌孔。钻进过程中随时检查泥浆性能指标，注意钻机主钻杆的垂直度，达到设计要求后终孔测量，反复掏渣直至孔内沉渣达到设计要求。

3.1.3 成孔检查

(1)、检孔器制作要求：检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm，长度为6D（D为孔径）。

(2)、标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20m以内测锤重2kg，20m以上测锤重3kg。

(3)、测量护筒顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。

(4)、检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1％；沉渣厚度符合设计规定：≤300mm；桩位误差不大于50mm。

3.2护壁泥浆配制及处理

根据本工程的地层特点，旋挖钻孔选用优质粘土或膨润土配制泥浆，在钻孔过程中，孔内加注泥浆以保护孔壁。

3.2.1泥浆配制

(1)、制浆材料：

本工程拟采用工程区附近的优质粘土或Ⅱ级钙基膨润土粉为主材加适量外加剂制浆，分散剂采用工业纯碱(NaCO3)；必要时添加降失水增粘剂为中粘类羧甲基纤维素钠(CMC)，制浆用水采用新鲜洁净的淡水。

(2)、泥浆拌制方法：

应按规定的配合比配制泥浆，各种材料的加量误差不得大于5%；泥浆处理剂如纯碱，使用前宜配成一定浓度的水溶液，以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%，聚丙烯酰胺水溶液为1.5%。

采用ZJ-600L型高速、低噪音的灰浆搅拌机拌制膨润土泥浆，搅拌时间一般为3～5min。

搅拌好的泥浆送入储浆池储存，并经常向储浆池内送入压缩空气搅动泥浆，以保持池内泥浆性能指标均一，避免沉淀或离析。

旋挖钻孔或清孔换浆时，采用3PN型泥浆泵通过DN100的钢管将泥浆输送至施钻桩孔。

3.3钢筋笼制安

3.3.1技术要求

(1)、制作钢筋笼前，应先进行钢筋原材的验收、复验及焊接试验；钢材表面有污垢、锈蚀时应清除；主筋应调直；钢筋加工场地应平整；

(2)、分段制作的钢筋笼，其纵向钢筋的接头采用焊接。钢筋笼的绑扎、焊接质量如直径、间距等外形尺寸、焊缝长度、高度及钢筋笼断面接头间距等，均应符合设计及技术标准的要求；

(3)、钢筋砼保护层厚度70mm；

3.3.2钢筋笼制作与吊装

(1)、钢筋材料

① 钢筋笼力学性能必须符合设计及有关规范要求，钢筋采购进场时应有出厂材质证明书。

② 钢筋进场应分批验收，分类堆放，存放应下垫上盖，防止钢筋生锈。

③ 对进场钢筋必须按批量由监理工程师进行现场见证取样封装，然后送有检验资质的试验室作材质试验和焊接试验，检验合格后方可投入使用。

(2)、钢筋笼制作

① 钢筋笼在钢筋加工厂内集中加工成型，对于桩长≤18m的钢筋笼采用单节笼，大于18m的钢筋笼采用分节制作。

② 钢筋笼按设计图纸制作，环筋用成型滚筒机成型固定加工，主筋连接采用电弧焊，搭接长度不小于10d，焊接时主筋搭接互相错开35d，且在不少于50cm区段范围内同一根主筋不得有两处接头，同区段内接头不超过钢筋总数的50%。加强筋与主筋点焊要牢固，工艺和质量应符合验收规程规定。

③ 单桩钢筋笼成型后进行编号与笼身验收，合格后吊装。钢筋笼制作及安放允许偏差应满足允许偏差值。分节制作的钢筋笼成品堆放到指定场地，并采取一定的保护措施。

④ 每节钢筋笼笼身上焊3~4组钢筋护壁环或挂混凝土垫块，每组四只，以保证混凝土保护层厚度。

3.4 桩身混凝土浇筑

3.4.1导管的安装与沉渣控制

(1)、浇筑导管采用DN25无缝钢管，导管接头用丝扣连接形式。

(2)、下放导管时，导管连接要紧密，底端距离孔底0.3～0.5m；导管位于钻孔中心位置；当沉渣厚度大于50mm时，进行二次清孔后再验。

(3)、二次清孔采用反循环方式，清孔泥浆为新鲜泥浆，其输入比重达到1.05～1.10g/cm3，漏斗粘度18～22s，含砂量＜4%。清孔后再次进行沉渣检测，孔底沉碴厚度小于允许值后结束；结束二次清孔后，改用泥浆正循环，保持孔内泥浆处于流动状态，直到开始浇注混凝土。

3.4.2 混凝土灌注

(1)、采用压球法开浇混凝土，导管隔水塞一般采用直径略小于导管直径的球胆。先在导管内注入适量水泥砂浆，初浇量能保证导管底端埋入混凝土内0.8～1.3m。

(2)、混凝土的坍落度和易性满足水下灌注要求，保证首次灌注后导管在混凝土中埋深不小于0.8m。

(3)、混凝土浇筑必须连续进行，避免中途停浇。浇筑混凝土过程中以及提升导管时，由质检人员用测锤、测饼探测混凝土顶面高度并作好记录，确保孔内混凝土面的上升速度不小于2m/h，适时提升拆卸导管，保证导管埋深2～6m，严禁将导管提离混凝土面。

(4)、当混凝土灌注接近桩顶标高时，应严格控制最后一次浇筑混凝土量，使桩顶标高比设计标高高出0.5m左右，确保混凝土强度。达到要求后停止灌注混凝土，拔出导管。

4质量检测

施工中对成孔质量进行跟踪检测，桩孔直径、垂直度、深度满足设计要求，未出现塌孔径缩等质量问题。抽检低应变无破损检测，桩身完整性为Ⅰ类桩。非破坏性单桩竖向抗压承载力5000kN，满足设计要求。

参考文献

〔1〕吴运华，钻（冲）孔混凝土灌注桩施工工艺控制 土工基础 2006（4）48-51

〔2〕李燕，钻孔灌注桩施工中常见问题的成因及防治 科学之友 2011 54-55