化学聚合物泥浆在旋挖钻孔桩施工中的应用

袁 胡

(中建新疆建工路桥工程有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

化学聚合物泥浆在旋挖钻孔桩施工中的应用

袁 胡

(中建新疆建工路桥工程有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

化学聚合物泥浆护壁技术能够有效减少泥浆的使用，且具有质量可靠、无噪声、无振动等特点，一般情况下可以在地下水位较高的软、硬土层进行应用。文章结合旋挖钻孔桩施工实例，探讨化学聚合物泥浆在旋挖钻孔桩施工中的应用工艺，以期对类似工程起到借鉴作用。

化学聚合物泥浆；旋挖钻孔桩；钻进成孔

0 引言

旋挖钻机钻孔成桩施工技术也称为回转斗成桩、取土成桩。这种施工技术具有成孔质量好、施工速度快以及无噪音、无污染等特点。在传统的旋挖钻孔施工技术中采用的是膨润土矿物泥浆护壁[1]。随着科学技术的进步，我国引入了聚合物泥浆技术。化学聚合物泥浆护壁技术能够有效减少泥浆的使用，并且具有质量可靠、无噪声、无振动等特点，一般情况下可以在地下水位较高的软、硬土层进行应用。本文将结合具体的旋挖钻孔桩施工实例，简要探讨化学聚合物泥浆在旋挖钻孔桩施工中的具体应用。

1 工程概况

本工程为新建哈尔滨至佳木斯铁路建设项目。该工程的桥梁桩基直径主要为1 m、1.25 m。桩长分布在40～46 m之间。根据地质勘查报告，地层主要为第四系上更新统坡洪积层黏土、粉质黏土、中砂、粗砂、砾砂。地下水位高，勘探期间地下水埋深1～15 m。在本工程中进行桩基施工采用的是旋挖钻机施工技术。

2 化学聚合物泥浆制备

(1)泥浆制备过程。在泥浆配置施工之前，应预先准备好一台空压机。一般情况下，空压机保持2 h左右的工作即可充分溶解泥浆材料[2]。在本工程中进行泥浆的制备，其具体的施工顺序为：注入半池清水→加入适量的纯碱→加入泥浆材料。在水中加入纯碱可以对水质起到改善作用，这样可以将泥浆的用水pH值控制在8～10之间，从而确保泥浆的粘度满足相关的施工要求。

(2)泥浆的配置。在具体的泥浆配置过程中一般应根据施工的具体情况进行确定。本工程聚合物泥浆材料的配置比例如表1所示。

表1 聚合物泥浆材料的配置比例表

3 旋挖钻机施工技术

3.1 施工工艺流程

在本工程中进行旋挖钻机的施工，其具体的施工工艺流程为：钻进成孔→吊放钢筋笼→清孔→混凝土浇筑。

3.2 施工要点

(1)钻进成孔。在本工程中进行旋挖钻机的施工采用的是跳挖的方式。首先应根据设计图纸的要求进行桩基位置的定位。在复核确认无误之后，即可安排履带式钻机进行就位。钻机的位置应与桩位在同一个水平线上。在开钻施工之前，应先对钻机进行左右旋转，这样可以便于渣土的倾倒和堆放。接着应利用钻机自身的定位系统对桩的中心位置进行定位。在调整好钻机的位置之后即可对仪表盘的坐标位置进行锁定。为了确保施工质量，在桩位的四周应采用土体进行围堰和压实处理。一般情况下，其高度应控制在0.2～0.3 m之间。之后即可开始进破土钻孔施工。当钻孔施工的深度达到0.6～1 m之间时，即可自用钻机自带的钢丝绳进行护筒的吊装和埋设，并采用钻机钻斗进行压实处理。根据要求。护筒的高度应比自然地面的高度高出0.2～0.3 m。对于护筒的四周，需要采用铁楸挖土进行填实。

当护筒埋设完成之后，应及时补充钻孔内的泥浆，根据要求，钻孔内的泥浆应比地下水位高出1～1.5 m的高度。先由钻机按照正转的方式进入到孔内进行挖土。当钻斗内部装满土体之后，钻杆即可采用反转的方式缓慢提升钻斗。当钻杆提升快达到护筒顶面时，应停顿1～2 s，待钻斗内的泥浆水溢流完成之后，即可将钻斗内的渣土堆弃在弃土点处。根据要求，堆弃渣土的位置距离桩孔的最小距离应控制在6 m以上。并且应及时对渣土进行清理。弃土完成之后，应将钻斗回转至仪表首次确定坐标的位置处，接着继续进行正转下斗和注浆施工。

当钻孔施工完成之后，施工单位应采用测绳对孔径和孔深进行检测。在确认满足要求之后，即可将钻机移动到下一孔位处进行下一道工序的施工。

(2)吊放钢筋笼。当钻孔施工完成之后，应根据相关的图纸确定钢筋笼的长度。在钢筋笼制作完成之后，即可安排装载机进行钢筋笼的水平运输，采用汽车吊进行钢筋笼的垂直运输[3]。在进行钢筋笼吊放时，应对准孔位，并确保满足稳定、缓慢等要求。需要注意的是，钢筋笼不得碰撞孔位，当钢筋笼到位之后即可将其固定。

(3)清孔。采用化学聚合物泥浆可以有效地加速钻屑砂子絮凝沉淀，可以自行清洁，含砂率低，与混凝土自行分离。因此在成孔施工之后一般情况下不需要进行二次成孔处理。这样不仅可以有效减少清孔的时间，同时还可以减小孔底沉渣的厚度。

(4)混凝土浇筑。在混凝土灌注导管下放之前，应先对导管进行检查，确保其连接完好和密封。接着即可进行试装和试压处理。一般情况下试水压力应控制在0.6～1 MPa之间。本工程采用的是直径为220 mm的丝扣式导管。导管的连接应确保紧密顺直。同心垂直线的偏差应控制在1%以内。导管下放至钻孔内应确保居中。导管下端距离孔底的高度应控制在0.3～0.5 m之间。混凝土的塌落度应控制在0.18～0.22 m之间。水泥的用量应控制在360 kg/m3以上。

在混凝土灌注施工之前，应先在导管内设置隔水栓。第一次混凝土的灌注量应满足底端能够埋入混凝土中1～3 m的要求。第二次混凝土的灌注量则必须满足导管底端能够埋入2～6 m的要求。在混凝土灌注的过程中，需要特别注意的是导管不得拔出混凝土面，同时应控制好导管的提升速度。在混凝土的灌注施工过程中，相关的技术人员应随时对混凝土面的高度进行检查，并计算导管的埋深。

当混凝土灌注施工接近桩顶时，应控制好最后一次混凝土的灌注量。为了确保桩头混凝土的质量，一般情况下混凝土应超灌0.8～1 m的深度。

(5)施工注意事项。在正式施工之前，应先对进入施工现场的原材料进行严格的检查，对于不合格的材料不得在施工中进行使用。在旋挖钻孔的一系列施工过程中，应安排专人对施工质量进行负责，避免出现缩颈、偏斜以及沉渣过厚等问题。在钻孔施工过程中，应根据施工要求严格控制好钻头的提升和下放速度。为了有效防止泥浆对孔壁造成冲刷，应尽量减少对孔壁的扰动，从而确保孔壁的稳定性。在钻孔施工过程中，如果发生特殊的原因而导致钻孔停止时，应及时补充泥浆，这样可以有效避免出现塌孔的问题。当成孔施工检测合格之后方可继续进行下一道工序的施工，在混凝土的灌注施工过程中，应采取措施避免钢筋笼上浮，并严格按照要求控制好导管的埋深。对于直径>1 m的桩，每根桩身混凝土应预留一组混凝土试件。对于直径1 m以内的桩，每个灌注台班应≥1组。

4 结语

结合以往工程实践经验，针对于水位较高的软、硬土层基础来说，采取结合化学聚合物泥浆护壁的钻孔桩优势显著。文章通过结合某桥梁工程项目，针对黏土、粉质黏土、中砂、粗砂、砾砂层，采取旋挖钻机施工方式。从工程实施效果表明，通过结合化学聚合物泥浆护壁方式下，不仅钻孔桩承载力满足设计要求，同时其施工质量得到更有效的保证，表明该施工方式在黏土、粉质黏土、中砂、粗砂、砾砂层的可行性。

[1]赵孔坤.化学聚合物泥浆在深水钻孔桩施工中的应用[J].民营科技，2016(5)：189.

[2]王卫彪.化学聚合物泥浆在桥梁旋挖钻孔桩施工中的应用[J].华东公路，2016(1)：52-56.

[3]刘 川.化学聚合物泥浆在旋挖钻孔桩施工中的应用[J].公路，2010(10)：73-76.

Application of Chemical Polymer Mud in Construction of Rotary Drilling Pile

YUAN Hu

(Road & Bridge Engineering Co.，Ltd.of CSCEC Xinjiang Construction & Engineering Group，Urumqi，Xinjiang，830000)

Chemical polymer mud wall-protection technology can effectively reduce the use of mud，and has the characteristics of reliable quality，no noise，no vibration and so on，and it can be applied in soft and hard soil layer with high groundwater level under normal circumstances.Combined with the construction example of rotary drilling hole pile，this article discussed the application process of chemical polymer mud in the construction of rotary drilling hole pile construction，hoping to play reference role for similar projects.

Chemical polymer mud；Rotary drilling pile；Drilling hole

袁 胡(1978—)，工程师，研究方向：公路施工管理。

U443.15

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.016

1673-4874(2016)12-0054-03

2016-10-26