建筑工程施工中泥浆技术的应用探究

刘敏学

（青岛鼎基建筑工程有限公司，山东 青岛 266000）

灌注桩钻孔技术是建筑工程的重要分部分项工程，其具有护壁作用，可以有效起到防渗水的作用，泥浆水位相较于地下水位会更高，对钻孔周围和孔壁水土压力达到平衡效果。另外也可以令土渣达到悬浮效果，将土渣带出桩孔，防止对桩底沉渣厚度造成较大影响。下面将以一处医院综合楼为例，讨论建筑工程中泥浆技术的施工要点。

1 工程概况

某工程为医院综合楼，总建筑面积84264m2，地上20 层，地下2 层，基坑面积4194m2，应用钻孔灌注桩技术，直径750mm，长度为26m，选择30m 桩端持力层。

1.1 桩端后压降加固机理分析

桩端后注浆技术是当桩身混凝土在预定强度基础上，通过高压注浆泵将水泥浆液泵入预埋注浆管中的技术。当浆液向桩端虚尖中不断渗透，混凝土的强度也会不断提升。在注浆量提升的同时，桩端承压面积也会有所提升，进而提高桩身承载力。

泥浆应具备以下性质：第一，应当具备较强物理稳定性，泥浆在静置较长时间过后，不能引起物理性质的较强变化，也不会因为重力原因产生沉淀现象。第二，应具备较强化学稳定性，若其中混入水泥，不会因此产生较大污染现象。第三，应保证比重合适。正常情况下，泥浆适当提高比重，增加孔内护壁的稳定性，但是若比重超出标准，也可能降低泥浆泵的工作能力，对混凝土的正常灌注过程也会产生较大影响。第四，应具备理想的触变性。泥浆在流动状态下，阻力不能过大，避免对正常泵送产生影响。第五，应具备较强分离性，可以轻松从旋转器中分离，且在制备过程中不能出现气泡。

1.2 施工要求

钻孔泥浆造浆的原料为水和粘性土，如果泥浆浓度未能和技术要求相符，可以在泥浆中加入纯碱，令泥浆护壁能力得到提升。此外，清孔阶段，到浇筑混凝土之前，应重视泥浆的置换。针对现场的废泥浆，应当坚持适当回收的原则，清除废泥浆杂质之后，并适当利用，将工程成本投入降至最低。如果泥浆和钻渣失去二次利用价值，可以在自然脱水之后，向建筑垃圾堆处运送[1]。

1.3 施工技术

1.3.1 护筒设置

现场护筒的埋设应保证足够的稳定性和准确性，以桩位中线为标准控制护筒中心，误差方面，平面误差最大值应控制在25mm 以下，竖直线倾斜应控制在1%以下。护筒的埋设应利用钻机，若碰到石头等坚硬的障碍物，应当先通过机械或人工方式进行清除，防止延误工期，护筒附近与底部的粘质土在回填夯实时应遵循分层原则逐步进行。具体埋深应当结合建筑施工环境地质条件与设计要求确定。护筒连接位置，筒中不能存在突出现象，且具备一定耐拉性，不能有漏水现象。

1.3.2 钻孔施工

正式开孔施工之前，应当结合建设单位提供的现场地质情况，做好定位放样工作，将定位桩设置在护筒之外，以便后续随时对孔位进行检查。钻机安装之后，应控制钻机顶部与底座的平稳性，钻进过程不能出现沉陷或位移现象，一旦出现，应当第一时间停止施工并处理故障。钻孔阶段应当保证连续性，为此应安排不同的施工人员轮流施工，并依照相关要求，检测和钻孔泥浆强，高度重视地层结构变化情况，适当捞取渣样，和地质剖面情况核对。钻进时应坚持正循环原则，准确确定开孔孔位，钻进初始速度应保持缓慢，当钻头进入地层之后，才能逐渐提升速度。钻进位置应和井位保持一致，才能向内钻进，钻进时应严格控制钻孔垂直度。

钻孔排渣时，不仅应重视孔内水位达到相关要求，而且泥浆粘度和泥浆密度同样应当符合要求。如果遇到事故，例如异常冒浆、塌孔、斜孔等情况，涉及停钻现象，应当向孔外提出钻头[2]。

1.3.3 清孔

以设计深度控制钻孔实际深度，当两者符合之时，应当将钻进过程停下，适当提高钻杆，令钻头保持适当空转，钻头和底部之间的距离应在15cm 左右，令新泥浆控制在钻杆底部，达到置换钻孔内泥浆到孔外的目的。需要注意的是，孔底小于50cm 泥浆，其相对密度应在1.25 以下，含砂率不能超过8%，黏度应不大于28S。进行混凝土灌注操作之前，端承桩厚度应不超过5cm，摩擦桩厚度应不超过30cm。由于二次情况涉及导管和钢筋笼的安放等步骤，会产生较长时间，也会出现新沉渣，因此二次清孔应严格控制厚度。结束清孔操作之后，应第一时间将导管放入孔中，并在钻孔中间处固定导管，避免对后续混凝土的浇筑带来负面影响。

1.3.4 灌注混凝土

下放导管之后应当第一时间进行混凝土浇筑操作，具体要求：第一，制作钢筋骨架应当依照严格遵循设计要求；第二，骨架吊入应用吊车进行吊装，标准为8-16T；第三，第一批向水下灌入的混凝土，应和导管埋置深度相符合，并达到导管底部的填充需求。以3-5m为标准控制导管埋深，在混凝土下落之后，全程不间断灌注；第四，孔中的混凝土面位置应随时测探，以便对导管深度进行及时调整；第五，灌注桩顶标高相较于设计标高，应超出50-100cm，避免混凝土强度受到影响[3]。

1.4 施工流程

在钻孔机就位之后，即可以开始钻孔操作，向孔中注入泥浆，下套管之后继续钻孔，排渣清孔之后完成钢筋笼的吊放，将混凝土导管插入孔中，完成混凝土的浇筑，将导管拔出，插好桩顶钢筋。

具体来说，钻孔机就位时应保证自身平稳性，不能有异常位移或倾斜现象。可在机管或机架上通过设置标尺的方式，达到控制钻孔深度的目的，为后续相关施工数据的记录提供方便。

钻孔和注浆过程，应重视机架挺杆的调整，通过对位圈的作用对准桩位，钻进出土的位置深度应达到要求，将预备的泥浆调入孔中，继续进钻操作。

下套管时应以大约5m 的距离控制钻孔深度，将钻头适当提起后下套管。套管直径和钻头相比应超出10cm，在埋设套管时应保证位置的准确性和稳定性，并用粘土填实孔壁和套管之间。以5cm 为标准控制套管中心和桩孔中心线之间的偏差。若土质为粘性土，则套管埋设深度应控制在1m 以下；若土质为砂土，则应埋设深度应在1.5m 以下，孔内泥浆面相较于地下水位应超出1m。在继续钻孔时，应当重视表层土的稳定性，不能因为土体周围的振动力，出现坍塌现象，钻孔阶段应严格控制泥浆水位的稳定性。到达持力层时，如果设计没有其他要求，可以在原有基础上继续钻进1m，同时重视泥浆相对密度的测定[4]。

孔底清理和排渣施工要求：如果土质为粉质粘土，可向途中注入清水，以原土为原料，达到造浆护壁的效果，以1.1-1.2 的标准控制泥浆相对密度。若土质为砂土，则泥浆相对密度的标准可以适当放宽，低于1.3即可。钢筋笼吊放环节，吊放之前应当将砂浆垫块固定好，和孔位高度对准，保证稳定性，下沉速度应尽量放缓，当钢筋笼位置达到设计要求时，第一时间固定钢筋笼，避免钢筋笼出现上浮现象。射水操作停止后，应第一时间进行混凝土的浇筑，在混凝土高度增长的同时，混凝土表面会出现孔内沉渣，连同泥浆向沟槽中排放。导管底部应在混凝土中1m 左右（上下误差不超过0.2m），首节底管长度应不低于4m。

混凝土配制同样是泥浆施工技术需要重视的重中之重，配制方案应和试验结果高度结合，基于设计强度确定试配强度，通常在11%-14%，水灰比应控制在0.6 以下。混凝土应具备较好的和易性，浇筑阶段的坍落度应在17-21cm 之间。为保证混凝土堆更易形成，浇注最初阶段应以15cm 为标准控制混凝土坍落度（上下误差不超过1cm）。当混凝土浇筑和桩顶距离保持一致时，应第一时间将导管拔出。桩顶钢筋的插入应当全程保持垂直，保护层与锚固长度应足够，避免出现偏斜现象。如果遇到雨天，为避免施工现场大量积水影响正常施工进程的推荐，以及施工产品的质量，应当提前修建排水设施，避免桩孔中流入雨水。

2 建筑工程施工质量控制措施

灌注桩混凝土强度应达到设计要求，并符合施工规范。另外，钢筋笼主筋间距、直径的允许偏差均为10mm，通过尺量检查方法进行检验；钢筋笼箍筋间距允许偏差为20mm，通过尺量检查方法进行检验；钢筋笼长度允许偏差为100mm，通过尺量检查方法进行检验；垂直度允许偏差为桩长的1%，可通过尺量或吊线检查方式进行检验。

钢筋笼的质量，是影响施工总体质量的关键要素。无论是在运输、制作还是安装的阶段，应严格注意钢筋笼是否存在变形现象，避免出现桩倾斜与位移现象，同时应当对桩纵横水平偏差进行充分检查。吊入桩孔之后应严格固定位置，避免出现上浮现象。在浇筑混凝土以及运输钢筋笼阶段，应注意对高程桩和轴线桩的保护，同时加强对误差的校核。针对桩头外部的主筋插铁，应当加强保护，保证插铁的平直性，也不能出现压断现象。如果混凝土强度在5MPa 以下，不能对其进行碾压，避免损坏桩头。

在泥浆护壁成孔时，应当充分勘察现场土质实际情况，结合实际情况控制钻进速度、供水量、钻机负荷、成孔质量等，并以低于0.25m/h 为标准控制水下混凝土面的上升速度。浇筑阶段，导管深入混凝土的深度应在1m 以下。施工阶段应重视胶体率、含砂率、粘度、泥浆密度等参数的测定，通常胶体率应在90%以上，含砂率在5%-7%之间，黏度在19-21s 之间[5]。

3 注浆过程中的问题解决思路

3.1 注浆管堵塞

如果在注浆时，压力超过10Mpa，但是注浆喷头仍然无法打开，或者注浆管出现堵塞现象，可重新选择畅通导管，向桩端压入水泥浆量，将注浆数量补足。针对桩不通的现象，应加强补注浆。如果开始注浆时，发现桩顶部有严重翻浆现象，应当第一时间停止注浆，并针对性进行检查，判断是注浆管堵塞还是接头漏浆所导致，适当进行补救。

3.2 出现冒浆

注浆阶段有一定概率出现桩侧或其他位置冒浆的情况，需要注意的是，如果水泥浆液冒出位置为地面，则证明桩底水泥浆液趋于饱和，可停止操作；如果冒浆位置在桩侧壁，说明注浆量和设计要求十分接近，同样可停下注浆操作；如果从冒浆位置为桩侧，而且尚未大量注浆，可用清水充分清洗注浆管，待水泥浆液凝固之后继续注浆。

3.3 补注浆方案

如果因为注浆管堵塞原因，导致桩内无法压入浆液，应采取补注浆方案。补注浆工作需要在结束注浆工作之后一并进行，具体而言，应当采用地质勘察钻机在桩壁位置钻孔，孔径需超过9cm，桩壁高度需在25cm 左右。相较于桩端，钻孔深度应超出45cm 左右（上下误差不超过5cm）。注浆管和注浆器移动下放至孔中，以0.5 为标准控制水灰比，保证封孔水泥浆液质量达到要求，将早强剂掺入其中，水泥浆液达到超过3 天的凝固期之后，依照注浆工艺要求压入浆液。

4 现场安全文明施工要求

现场以安全生产为第一原则，贯彻安全第一的生产方针，力求工地施工达到安全标准。现场施工人员应将施工安全要求牢记心中，保障现场行车安全，防止发生重大劳动安全事故。项目部应安排专人指挥泥浆运输环节，特别是在夜间施工阶段，更加不能放松检查工作。若发现现场存在跑浆现象，应当第一时间停止排浆，组织专人修复管道，当管道并无异常障碍时，再重新排浆。

针对现场施工人员，应重视安全教育，加强施工人员对相关施工规章制度的学习和认识，从而以思想引领行动，进一步提高施工流程的严谨性。对于工地上的特岗人员，应贯彻持证上岗制度，加强对技术操作的考核。现场安全员应加强巡查，明确事故隐患，组织人手针对性集中解决，依照相关制度要求，找到第一责任人。针对现场施工工序，施工人员应严格落实“三检”制度，对施工中存在的各项问题进行集中改正，实现施工质量的有效提升。在施工现场的高危地带，应当设置醒目的标语，起到有效的提醒作用。尤其在泥浆池附近，应严格控制无关人员的靠近，避免发生危险。

针对现场设备，应重视设备的检修，避免因设备故障影响正常施工。现场管理和作业规程应达到标准化水平，依照相关规定有效落实各项施工要求。

5 结语

综上所述，泥浆技术是建筑工程各项施工工序的重中之重，相关施工人员应严格依照设计要求，控制泥浆技术的施工质量，并贯彻安全施工和文明施工等相关要求，实现建筑工程施工质量的提升。