学文网摘要：泥浆护壁钻孔灌注桩是通过正反循环钻、冲击钻及冲击回转钻等方法成孔，然后下入钢筋笼，并进行水下混凝土灌注成桩的一种施工工艺，在公路工程桥梁建设中就用较广。房屋建筑工程中以预制桩为主，在地质条件不好，要求承载力较高的情况下，可运用公路桥梁中的灌注桩技术，解决预制桩桩长不够，承载力不足的问题。
关键词：泥浆护壁钻孔灌注桩 建筑工程
1．引言
钻孔灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。直接在所设计的桩位上开孔，其截面为圆形，成后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成。泥浆护壁钻孔灌注桩是通过正反循环钻、冲击钻及冲击回转钻等方法成孔，然后下入钢筋笼，并进行水下混凝土灌注成桩的一种施工工艺。随着我国经济的高速发展，国家对基础建设的投资规模和力度不断加大，基础建设中的土木工程无论是桥梁、水利还是工业与民用建筑，其基础结构设计愈来愈侧重于钻孔桩施工工艺。
根据土质和承载力的需求，高层建筑工程施工基础选择多采用桩基础，为了施工方便，多采用预制桩，这类桩的特点是桩的制造质量易于控制，耐久性好，但难以穿透厚的砂层或硬土层，承载力受限，在软土层较厚，要求是嵌岩桩，承载力要求较高的时候，钻孔灌注桩是一个很好的选择。
2.钻孔灌注桩施工工艺
2.1泥浆制备
采用泥浆护壁作业适用于有地下水，桩基长，容易塌方的情况。
泥浆是指桩孔施工中的冲洗液，其主要作用是清洗孔底、携带钻碴、平衡地层压力、保护孔壁及冷却钻头等。在粘土层，靠自然造浆即可满足钻孔要求。制备泥浆应选用高膨润土。泥浆的性能和配方应根据施工设备、工艺方法和穿越地层的特性等确定。
2.2 护筒制做与埋设
按要求进行测量放线确定桩位后，便可按桩孔顺序埋设护筒。钢板护筒一般用厚度4-8mm钢板卷制而成，具有用料少，重量轻，密封性好，能多次重复使用的特点。护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，坑径比护筒外径大400-1000mm，护筒深度在粘性土中不宜小于1米，砂土中不宜小于1.5米，保证比孔内泥浆面高出1.5米。
2.3 成孔
护筒埋设完毕，钻孔设备便可就位，孔位对正，调平，垂直，材料、工具等准备齐全，便可开钻成孔。
成孔方法应根据地层性质和桩的类型选用。一般粘土、粉土、淤泥及淤泥质土可用回转钻，卵砾石及碎石土，可采用回转或冲击钻，进基岩的嵌岩桩，可采用滚刀钻、冲击钻。
2.4 清孔
清孔是指将钻进过程中未被冲孔流体携带至地表而沉淀于孔底的钻碴清除出去的过程。一般钻孔结束后第一次清孔宜用钻进时排碴方法。钻头在孔底作慢速转动，搅起沉碴，用捞碴筒或反循环法排碴，及时补充清水或泥浆，保持孔内液面不低于地下水位以上1-1.5米。下放钢筋笼后再进行第二次清孔可采用利用导管进行正循环和泵吸反循环清孔，压排碴法和利用潜水泵清孔。
2.5 水下灌注混凝土
钻进到设计深度后，清孔完毕，应尽快吊放钢筋笼，隐蔽工程验收完毕后即可进行混凝土浇注。
一般采用导管法，将敞口的导管放置距孔底300-500mm位置，在管中水位上方悬挂一个砼制隔水塞，然后将首批混凝土填满。混凝土坍落度宜在180-220mm，水泥用量不少于360kg/m3。
用吊车或灌注架提升提升混凝土和导管，开始浇注混凝土，保证开始初灌量一次埋入大于0.8m，边提升导管边浇注，保证连续作业，最后一次灌注量，高出设计500mm左右。
2.6 注意事项
2.6.1 孔斜
产生孔斜的原因多半是机械设备安装不稳、不平，钻杆弯曲所致。如发现孔斜应立即停止钻进，用双长笼式导正器与钻头组成的组合式钻具进行反复扫孔纠正，如严重偏斜，回填砂和粘土混合物至偏斜处上1-2m，等沉积密度后重新钻孔。
2.6.2 坍孔
发生坍孔事故往往表现为护筒内水位下降，有小气泡冒出，回转阻力变大等，产生原因多半是地层松散，护筒埋设不当，成孔速度慢，清孔待灌延续时间长等。如果坍孔不严重，可采用加大泥浆密度或护壁性能好的泥浆进行处理，如果严重应停钻，判明位置，回填砂和粘土混合物至坍孔位置上1-2m，待密实后重新钻进。
3.1工程实例
丹东西湖城项目1#、3#楼主体结构分别为25及28层剪力墙，基础形式为桩筏基础，桩基础为钻孔灌注桩。该两栋楼地段下伏埋藏的基岩面起伏较大（局部坡度大于30%），对建筑物稳定性不利。为此，设计单位提出了本项目采用嵌岩桩（桩端入中风化基岩）。
3.2 地基土的构成
根据钻探揭示，场地勘察深度范围内的地层结构上部由第四系全新统人工填筑层、第四系全新统鸭绿江冲洪积层组成，下伏白垩系小岭组砂岩，场地地层如下：
①素填土：黄褐色，主要成分为粘性土及少量强风化岩碎块，风化岩碎块粒径一般为2～10厘米左右。成分不均匀。其中硬质物含量约占20%左右。稍密。钻探揭露层厚0.5-2.0米。
②冲填土：黄色，主要成分为细砂，水力冲填形成，堆积年代2年左右。未经系统碾压，局部混有少量粘性土及风化岩碎块，含量不均。松散，稍湿至饱水。钻探揭露层厚1.3-2.6米。
③粉质粘土：灰黄色，软塑状态，稍有光泽，干强度、韧性中等，无摇震反应，含粉砂、云母、氧化铁等。钻探揭露层厚0.5-1.0米。
④淤泥质粉质粘土：灰色，流塑状态，底部与薄层粉细砂呈互层状态，粉细砂含量逐渐增大，下部与细砂层呈渐变状态。稍有光滑，韧性低～中等、干强度中等，下部有中等摇震反应。有腥味。钻探揭露层厚0.9-1.7米。
⑤粉细砂：灰色、灰绿色，石英～长石质，多呈棱角状。级配不良，松散至稍密状态，饱和。钻探揭露层厚1.1-7.8米。
⑥细砂：灰色、灰绿色，石英～长石质，多呈棱角状。局部含有少量砾石，呈圆砾透镜体状，砾石含量从上至下有逐渐增多的趋势。级配不良，上部中密，下部为密实状态，饱和。钻探揭露层厚6.1-7.4米。
⑦圆砾：由结晶岩组成，亚圆形，大于2毫米粒径大于总质量的60%，粒径一般为30～50毫米，最大80毫米，多数呈非接触排列。本层中多有中细砂透镜体存在。底部呈半胶结状，充填物为粗、砾砂等，级配不良。中密至密实状态。钻探揭露层厚1.2-4.1米。
⑧砂岩（全风化）：灰色，主要由暗色矿物组成，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，已风化成砂土状。岩芯采取率80%，RQD=0，合金钻进困难度一般。极软岩，极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层分布不连续，钻探揭露层厚1.7米。
⑨砂岩（强风化）：灰色，主要由暗色矿物组成，粉～细粒结构，层状构造，钙质胶结，节理裂隙较发育，岩芯呈碎块状，块状岩芯用手掰不易断，锤击易碎，岩石采取率85%，RQD=5-10，合金回转钻进较困难，破碎，较软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层分布连续，钻探揭露层厚2.8-6.0米。
⑩砂岩（中风化）：灰色与深灰色互层，主要由暗色矿物组成，粉粒～细粒结构（以深灰色粉粒状为主、灰色细粒状为次之），层状构造，钙质胶结，节理裂隙较发育，少部节理裂隙被次生方解石脉充填，岩芯以短柱状为主夹碎块状，岩柱长一般为70～300毫米，最长600毫米，锤击声脆，岩石采取率90%，RQD=60～80，金刚石回转钻进较困难，较破碎，较软～较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层分布连续，钻探揭露层厚5.0-10.0米。
3.3技术分析
地下水位1.5米，设计上分别采用嵌入中风化岩层2-6米，总桩数228根，直径1.0米，平均长度25米。中风化砂岩平均30MPA。
预制桩无法满足入岩、桩径、桩长要求根据设计要求及地层实际状况，选用泥浆护壁钻孔灌注桩，可以满足设计要求。
根据***纸布置，桩距2.5米，属于群桩，较密，冲击钻钻孔震动力较大，对混凝土成型养护有影响，所以应合理布置钻孔顺序。由于工期只有一个月，而回转钻对土层冲击较小，采用几台回转钻交叉作业。
桩基施工完毕后，经检测桩长、桩径及承载力等均满足设计要求，施工效果良好。
4.结论
钻孔灌注桩适用范围较广，在高速公路工程中得到了广泛的应用。在建筑工程中，若基础承载力需求较高，地质条件较差，预制桩不能满足要求的情况下，可以选择此项施工工艺。
参考文献
《基础工程施工技术》长春工程学院
《丹东西湖城地质资料》丹东金海设计院
注：本文中所涉及到的***表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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