应用钻孔护壁液降低孔底沉渣厚度、提高钻孔速度的施工技术.doc

应用钻孔护壁液降低 孔底沉渣厚度、提高钻孔速度的施工技术 摘摘 要：要： 结合 xx 市陇海路互通式立交桥的桩基施工过程，介绍了钻孔灌 注桩中多功能护壁液在具体施工中的应用研究，以及其具体的施工方法和施工中 应注意的具体事项。为以后多功能护壁液在类似工程中的大面积推广提供实际的 案例，也可作为其他工程的参考依据。 关键词：关键词：陇海路互通式立交；钻孔灌注桩；护壁液；液化地层 1 1工程概况及地质情况工程概况及地质情况 陇海路互通式立交为 XX 市三环路快速化工程西三环（北三环南三环） 工程的第三设计标段，互通立交主体工程位于 XX 市陇海路与西三环交叉口。标 段设计范围西三环方向：北起西三环中原路南侧（K6+157.239）,南至西三环陇海 路北侧（K8+626.71）,全长约 2.47 km；陇海路方向：立交东侧落地与现状陇海路 连接，西侧与陇海西路跨南水北调桥相接，全长约 1.4 km。 工程区位于 xx 市黄河冲积二级阶地，华北断块区南部。岩土工程勘察揭露 地表下 90m 深度内的地基土，为第四系松散沉积物，岩性以粉质粘土、粉土及粉 细砂为主，含钙质结核，30m 以下见较多钙质胶结层。特殊岩土主要为人工填土、 粉土、粉细砂等。 由于该地层含有饱和粉土及饱和松散的粉细砂可可液化地层。在这种地质 条件下，钻孔护壁液采用膨润土护壁容易塌孔,施工进度缓慢,文明施工环境差, 在 成孔以后的沉淀大，沉渣不易控制，且在砂质地层清孔时间比较长，为此,我们采 用 YH-5050 型多功能护壁液(聚丙稀酞胺),极大提高了施工进度,改善了施工环境, 提高了文明施工程度。 2 2护壁液施工技术护壁液施工技术 陇海路互通式立交工程钻孔灌注桩采用 SR250C 型旋挖钻机钻孔，孔内护壁 液采用 YH-5050 型多功能护壁液(聚丙稀酞胺)。施工时，将片状氢氧化纳（俗称 纯碱）溶于水，再与该护壁液混合搅拌均匀，即可进行护壁。其施工工艺流程如 图 1。 搅拌池和储浆池施工 氢氧化纳溶液配制 多功能护壁液搅拌 粘度检测 泥浆泵抽取浆液护壁 水下混凝土灌注 多余护壁液抽取 旋挖钻机钻孔空压机通气搅拌 下放钢筋笼 是 否 循 环 利 用 图图 1 多功能护壁液施工工艺流程框图多功能护壁液施工工艺流程框图 2.1 护壁液护壁原理 多功能护壁液是一种高分子量的人工合成聚合物(聚丙稀酞胺),它可以在较低 的浓度条件下,创造极佳的粘度环境,它极长的分子链呈卷状无序地分散于泥桨中, 这些单个的小卷受到剪切力后就会伸展开来,穿过不同的层面形成边接桥“这种表 面吸附与桥接作用在钻进时会发生效力,保证周围地层的稳定,同时,这种作用也可 以帮助泥浆最大限度的粘结住被切削下的钻屑,使得钻头能够轻易从钻孔中带出钻 屑,从而提高施工效率“ 2.2 护壁液的配置及使用 2.2.1 泥浆池布置 由于市政工程对现场文明施工程度要求高，不允许开挖泥浆池，另外城市 桩基工程施工场地也比较狭小，因此，用铁皮制作了两个长宽高为 9.5m2.4m1.6m 的搅拌池和储浆池。 2.2.2 护壁液的配置 配置泥浆前，需准备好一台 3m3以上功率的空压机( 电或者柴油空压机) 。 首先使用 pH 试纸测试配置水源的 pH 值，根据具体情况来决定添加片状氢氧 化钠（俗称纯碱）的量( 一般为每 1m3浆液掺碱 0. 5 kg 左右，具体的添加量根 据现场 PH 测试结果确定) ，将泥浆的 pH 值调节到 8 10 即可。然后将 YH- 5050 型粉状多功能护壁液（聚丙稀酞胺）均匀撒入搅拌池内,同时开动空气压缩 机通气入水中搅拌,将护壁液充分搅拌至少两个小时,接着用标准漏斗黏度计检验 黏度,黏度在 20s25s 范围，即可达到要求，护壁液就可使用。 2.3 护壁液的使用与循环利用 1）在开钻前必须对泥浆进行检测，指标达到要求后方可开钻。 2) 在钻进过程中，利用泥浆泵抽护壁液至孔内,边钻孔边加入该护壁液,同 时孔壁随护壁液的加入而胶结成整体，并且要保证孔内泥浆的液面高于护筒底口 0.5m 以上。钻机操作人员在钻头出入孔口 5 m 深度时提、放钻头做到轻提、轻 放，这样能有效避免塌孔事故的发生。在钻孔后期，即离设计孔深 2 3 m 处， 应适当放缓钻进速度，这样能有效彻底清除孔中的沉渣。 3) 孔钻成后，放置 60 90 min，然后下钻头轻轻捞取沉渣。用测绳测量 孔深达到设计求后，随即下钢筋笼。 4) 钢筋笼宜分段加工制作，连接时应按 50% 的钢筋接头错开焊接。对钢 筋笼立焊的质量要求要特别加强检查控制。 5) 钢筋笼防止在运输过程中变形。如果发现变形的钢筋笼要及时的校正。 钢筋笼入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放。严禁强制性下放钢筋笼， 造成钢筋笼变形或孔壁坍塌; 或者是挂坏孔壁造成较厚的沉渣，给清孔造成很大 的麻烦。每一节钢筋笼下到位以后，都要对孔深进行测量，以防沉渣超标。 6)钻机的工作人员要时刻注意保持泥浆面的高度，要及时给孔内补浆，还 需要经常测量钻头的直径，必须保证钻头的尺寸不得小于设计孔径，但尽量避免 扩孔。 7）钢筋笼下到位以后，应立即进行水下混凝土灌注,边灌注边将孔内多余 的护壁液抽回储浆池,将泥浆泵放在孔口,随水下混凝土灌注多余护壁液上升至孔 口即可抽回储浆池,再继续为下一个孔护壁，这样,该多功能护壁液就可循环利用,大 大降低了施工成本,同时,文明施工得到改善。 采用多功能护壁液护壁,一台旋挖钻机一天最多可完成 4 根桩,经过 5 多月 的施工(含建筑物拆迁、管线改迁影响和邻近工地开挖基坑的影响而进行了设计 变更),除个别钻孔灌注桩不能施工外,共计 400 根桩完成施工，为郑州市陇海路 互通式立交工程上部结构施工赢得了时间,得到业主代表、设计、监理的肯定。 2.4 壁液使用注意事项护壁液使用时应注意: 1)多功能护壁液重复使用时要重新测试桨液粘度和 PH 值,达到要求后方可 使用； 2)钻孔时,必须将通气管放在搅拌池内不停拌和； 3)尽可能缩短护壁液在孔内停滞时间,如停滞时间较长,补浆时要补经过充 分搅拌、粘度较大的护壁液； 2.5 多功能护壁液的优点通过实际应用,采用多功能护壁液护壁比采用膨润 土护壁具有以下优点: 1)易于混合配置,施工简便； 2)最大化提高旋挖钻机钻进能力,提高钻进速度，成孔时间短； 3)对孔壁提供压力,保证钻孔稳定； 4)增加桩的承载力； 5)无沉渣,无需 2 次清孔； 6)回收利用率高,节约施工成本； 7)环保产品无污染