泥浆护壁钻孔灌注桩施工中弊病的处理

【摘要】:泥浆护壁施工法的施工工艺比较复杂，施工周期较长，在施工过程中的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。本文对泥浆护壁的机理、作用，以及常见弊病进行了介绍，并阐述了针对这些弊病的防治方法。

【关键词】:灌注桩；泥浆护壁;机理;弊病

泥浆指的是泥土和水混合而成的半流体，其具有乳浆稠度，可用于注浆成形。泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之一，泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。实际施工中，一般使用膨润土与水混合后制得泥浆；不过，当有些土层粘粒含量高时，其也可以自然造浆。

1、泥浆护壁机理和作用

泥浆护壁可以有效地防止槽、孔壁坍塌和剥落和地下水渗入，其机理主要包括三方面：一是泥浆对槽壁的静压力，当槽内泥浆液面高出地下水位一定高度,泥浆在其自重作用下，会形成一种液体支撑，对槽壁产生一定静水压力,这种压例可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力；二是泥浆在槽壁上形成的泥皮，在泥浆会向土层中渗透的同时,地下水也会向槽壁内渗透,双方相互渗透,在槽壁上会形成一层透水性很低的泥皮,能防止槽壁的坍塌、剥落和地下水渗入；三是泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上，通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌性和透水性。除此之外,泥浆还具有携渣和冷却、机具作用,具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。泥浆可以作机具的和冷却剂,在冲洗机具的同时,也冷却机具。

2、施工中经常出现的弊病及原因

(1)灌注过程中发生导管进水

发生导管进水的主要原因有三类：一是导管接头或焊缝不严，若再加上水密承压和接头抗拉试验不严格，不合格的导管在灌注混凝土时接头或焊缝承受不了压力，就会发生接口脱管或焊缝破裂的现象，使泥水从接头或焊缝中流入；二是在灌注过程中没有时时测探井孔内混凝土面的高度，一旦导管提升过快，导管底口超出原混凝土埋深面时，泥水便会涌入导管底口；三是首批混凝土的数量不足，首批混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从导管底口进入。

(2)灌注过程中发生堵管

堵管是指在水下混凝土灌注过程中混凝土在导管中灌不下去，发生堵管的原因主要包括两个方面：一方面，于施工可能出现的一些不现场确定因素，如混凝土运送不及时、机器设备发生故障等，会导致混难题灌注速度减缓，若混凝土在导管内停留时间超出了混凝土的初凝时间，导管内混凝土下落的阻力便会增大，最终发生堵管现象。另一方面，规范要求集料的最大粒径应小于导管内径的1/6-1/8，如果注混凝土中存在超粒径的粗集料，就会导致混凝土在运输和灌注过程中产生严重离析，即粗骨料和细骨料分层，混凝土在灌注过程中粗集料会集中在导管的某一部位而无法顺利下灌，便造成了堵管事故。

(3)桩身夹泥断桩

桩身夹泥断桩大都是各种事故引起的次生结果，其中包括:①由于混凝土坍落度太小、骨料粒径太大，未及时提升导管等发生导管堵塞现象，从而形成桩身混凝土中断;②若导管没扶正或导管提升发生偏差，碰撞到了钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中；③搅拌机发生故障、商品混凝土供应不上等原因，使混凝土浇注中断时间过长。

(4)孔壁坍落

在水下混凝土灌注过程中如发现孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡等，应怀疑有坍孔的可能，可用测深仪探头或测深锤探测。探深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，可证实发生坍孔。孔壁坍落的原因很多，主要包括:①护壁泥浆密度和浓度不足，护壁作用不显著;②成孔的速度太快，在孔壁上来不及形成泥膜;③安放钢筋笼时，破坏了泥膜和孔壁;④护筒埋深位置不当，埋设在砂或粗砂层中;⑤移除较大障碍物后，形成孔壁空洞而发生坍塌。

3、处理弊病的方法

（1）灌注过程中导管进水处理方法

首先要做好施工前预防工作，完善设计方案，做好技术交底工作，调试好机器设备，做好应急处置准备。一旦发生导管进水事故，可采取以下紧急处理方法：

①如果是由于导管接头、焊缝不严或导管提升超出原混凝土埋深面引起的，应及时停止灌注，赶在混凝土初凝之前，拔出原导管重下新管。新导管一般应插入混凝土内大于一米，续灌的混凝土可用过增加水泥用量提高其流动性，灌入混凝土前应将导管进行小幅度摇动，增加原混凝土的流动性，以便灌注的混凝土恢复正常的配合比。

②如果是由于混凝土的数量不足引起的，应进行重新灌注，即立刻提出导管，进行清孔工作，可以利用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出散落在孔底的混凝土，也可用空气吸泥机或水力吸泥机清出混凝土，必要时还需将钢筋骨架提出，保证清孔彻底，待清孔结束后，即可重新灌注混凝土。

（2）灌注过程中发生堵管处理方法

①如果是由于混凝土灌注时间过长发生初凝引起的，可预先在剩余混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间；若导管内又堵塞的混凝土已初凝，此时只能拔出导管，重新安设钻机，利用较小钻头钻挖吸出钢筋骨架以内的混凝土，再用冲抓锥逐一拔出钢筋骨架，然后以粘土掺沙砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

②如果是由于混凝土配比不符合规定产生离析引起堵管，可用长铁杆用力冲捣管内混凝土或用振动器振动导管，使管内混凝土下落。如果效果不显著，只能进行重新灌注，即将导管连同其内的混凝土提出钻孔，管内清理通畅后重新吊装导管，导管再次插入混凝土内应有足够深度，然后再进行灌注。

（3）桩身夹泥断桩处理方法

①混凝土塌落度要符合设计要求，配比要适当，适当控制粗骨料粒径。

②边浇混凝土边拔导管，随时测量混凝土顶面高度，控制导管提拔速度，避免导管脱离混凝土面。

③当钢筋埋入混凝土不深时，如果导管接头法兰挂住钢筋笼，可提起钢筋笼，使导管与钢筋笼脱离。

④当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可利用重物冲击导管内堵塞的混凝土，将其冲开；也可迅速提出导管，用高压水冲通导管，重新下隔水栓浇注，浇注时当隔水栓冲出导管后，还需继续下插导管直到不能再插入时，再稍许提升，即可继续浇注混凝土。

⑤如果混凝土在地下水位以下中断，可用比原桩稍小的钻头在原桩位钻孔，至断桩部位以下适当深度，重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其需下部埋入新钻孔中，然后继续浇注混凝土。

⑥当桩径又较大、泥浆护壁较好时，如果混凝土在地下水位以上中断，可抽掉孔内水，用钢筋笼网保护，对原混凝土面进行凿毛、清洗，再浇注混凝土。

（4）孔壁坍落处理方法

①在松散砂土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆。

②搬运和吊装钢筋笼时，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁而产生变形。

③适当埋深护筒，一般护筒的底部应贯入粘土0.5m以上，并用粘土密实填封护筒四周。

④根据具体的地质情况选取成孔的速度。

⑤成孔后，待灌时间一般不应大于3h，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。

⑥若孔口发生坍塌，可用粘土或粘土袋回填塌孔位置1-2m，若塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。

4、结束语

灌注桩是隐蔽工程，在整个建设工程中属于基础部分，成桩的好坏直接关系到上层结构的安全，在施工中应予以足够的重视,而且泥浆护壁施工法的施工工艺比较复杂，施工周期较长，在施工过程中的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。所以在整个施工过程中，要有专人负责指挥，都必须严格按照规范要求施工，做好人、材、机、法、环的管理，确保钻孔灌注桩的成桩质量，以及各项工序顺利进行。