钻孔灌注桩泥浆的应用

浅谈钻孔灌注桩泥浆的使用因桩基础具有承载力高、可以穿越软弱土层、便于水下施工及沉降量小等优点，使钻孔灌注桩基础在我国公路桥梁建设中所占的比例超过80％。但由于国内采用泥浆护壁的无套管桩施工工艺，沉渣和孔壁泥层过厚造成桩基础的承载力显著降低及上部结构的沉降量增大。因此，如何从施工工艺的角度出发，减小或消除因沉碴、孔壁泥层过厚引起的负面效应，显得相当重要。根据本人的施工实践，造成钻孔桩质量问题的一个重要原因就是在泥浆使用上出现了问题，对泥浆的重要性认识不足、使用不力。因此，本文根据目前我国钻孔灌注桩的特点，从施工工艺方面出发，对钻孔灌注桩泥浆的使用进行探讨，以供施工技术人员参考。1、泥浆的作用机理钻孔泥浆是由水、膨润土（或黏土）和添加剂等所组成的混和浆体，在施工中，应针对不同土层的实际情况，选用和配制不同的泥浆，才能保证钻孔的正确进行，提高工效。在钻孔桩施工过程中，泥浆的作用机理主要有如下几方面：1.1保护孔壁的作用机理在钻孔桩施工中，只要按规定配制符合要求的泥浆，即使在细砂土的孔中，孔壁四周都应是相对光滑的。这是因为泥浆经过钻孔旋转搅动，在离心力的作用下，泥浆被摔落到孔周壁，形成泥皮而加固孔壁和防止坍塌，加之孔中水头作用，孔周壁土面基本上得到封闭，土层中的地下水、承下水很难进入孔中。1.2排渣的作用机理钻孔桩施工，钻头搅动土壤，使之松动，从外界输入泥浆把土稀释，变成泥浆，排出孔外。这里的关键就是注入孔中泥浆比重、粘度、含砂率应符合规范要求和实际情况，只有这样才能排出孔中钻渣。一般情况下，在粘土地钻孔泥浆比重在1.05～1.2之〖CM(19〗间。在粗砂层、砂礓层和砾石层，配比重〖CM)〗1.3、1.4、1.5左右泥浆的效果较好。反之，很难排出钻渣，还可能引起塌孔，严重影响钻进速度。1.3清孔的作用机理实际上也是在进行排渣，但不同于正常钻孔时排渣。清孔的目的是为了防止砂粒在孔中沉淀，超过设计规定的沉淀厚度。将配制较好泥浆，由泥浆泵送入孔中，让孔中砂粒不断上浮出孔，并不断测试孔中泥浆含砂率。先是把孔中溢出泥浆含砂率测准，然后再测孔底和中间泥浆含砂率，三者综合考虑，看泥浆含砂率是否超过规定。目前，有一些施工单位的技术人员并不清楚清孔的实际意义。某施工工地曾出现过十几根桩的清孔时间是一样的情况，他们单纯用时间长短来衡量清孔是否结束，而不是将含砂率指标作为衡量标准，从而导致沉淀层超过标准，不得不返工重新清孔。如果孔底有过多的沉淀，形成软垫层，必然降低桩端承载力，增加沉降，尤其是降低加载初期桩的刚度。2、泥浆在使用中存在的问题施工单位在钻孔灌注桩施工中，对泥浆的制配使用等方面主要存在如下问题：(1)选用的制浆粘土不规范，粘土的各项指标不尽合格，特别是泥浆的比重，要么是泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用；要么是泥浆的比重过大，使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难，使成桩质量难以得到保证；(2)开钻前，没有建立一个正确的泥浆循环净化系统，导致施工中泥浆溢孔，污染农田，堵塞河道，且对好泥浆未能回收利用，造成浪费；(3)对使用泥浆清孔排砂的概念不清，有些单位是以时间来衡量清孔的好坏，对含砂率的标准则不以为然；(4)在成孔过程中，不注意泥浆指标的变化情况，不按规定经常测试泥浆的各种指标，盲目施工；(5)清孔结束后，不是检查孔底、孔中间的泥浆指标，而只是检查孔口泥浆指标，不能反映孔中砂率的真实情况，导致浇筑混凝土前沉淀过大，不得不重新清孔。3、泥浆的制配控3.1称泥浆旅的制配原蔬则逆（险1海）既要保夫护孔壁，下防止坍塌宗，又要不尊使泥浆密省度过大，坊易沉淀并衬增加泥皮拍厚度；学（经2们）既能悬镰浮钻渣，码又要使钻矿渣在泥浆符池中循环舅时迅速下榨沉；国（咳3筋）既能有锈利施工，炒又能尽量董减少对桩记承载性能船的不利影皂响。只3.筑2哄泥浆的制瓜配性能指辫标叹钻孔泥浆粒的主要性烦能指标有么泥浆密度俩、黏度、膝静切力、脉含砂率、纹胶体率、帽失水率、汇酸碱度和斗塑性指数柿等。泥浆读的性能指袜标是钻孔疫灌注桩施鸭工的重要无工艺指标功，每一个括性能指标纯的变化都虑直接影响隶到机械钻防速、孔壁违稳定、孔墓内净化、播钻头寿命彼和预防孔泥内事故等责一系列的宣成孔工艺掏问题，直造接影响孔辛深、孔径渴、垂直度庆、泥皮厚陪度和孔底棕沉渣厚度归等，特别段对超长大征直径钻影温响更显著沫。余3.敏3全制配优质痛泥浆的特微点主（敢1叔）触变性言好。配制品好的优质略泥浆，静柜止时黏度柏较大，当骄钻头旋转疏泥浆流动带时，又改怜变了泥浆溜结构，触下变成黏度族较小的泥恶浆增加流贺动性，从舒而减少钻企头阻力。狱泥浆从流丢动到静止灯时，其黏订度又能恢姐复增大产端生悬浮作叛用，阻止锅钻屑下沉宴。优质泥秘浆能同时身满足钻进杨时阻力少仆和静止时赞稳定性好右的两项要俭求。小（偷2哲）密度轻根，低固相厚。泥浆密踩度轻，固去相低，能车携带的钻缴屑多，而很且对钻头师阻力较小缸，故能提雅高钻进速报度，减少息钻机内部著各种零件挖的磨损。祖（释3啄）黏度高央。由于泥灵浆黏度高旧，相应要悄求胶体率介大，泥浆处胶体在粉拉细砂、粗伟砂和砾石常的孔隙土朋中形成一唇层泥皮（绝物理膜或朵化学膜）段，封闭孔炼壁保持稳夺定，不易造塌孔。臂（侍4滴）泥皮薄河。泥皮愈牌薄则桩水直下砼与桩生侧土壤接惰触面的夹瓦层愈小，共使桩侧土饭壤极限摩峰阻力愈大芬。应当注址意在钻进扇时由于需哑要携了很辫多钻屑，续提高了黏龄度的同时匆也使孔壁愈泥皮加厚斧，所以在贪清孔时应歌将孔内泥促浆的黏度毙调低，有仔条件时应款将全孔泥柴浆置换。杜（狐5么）失水量雕小。泥浆他在钻进中敬有水渗入婚孔壁的现绣象叫失水隆。失水是怨指一个大检气压细差蚁30mi可n槐从泥浆里镰渗出的体起积。泥皮记厚度与泥耗浆过滤失灿水率成正贿比。为了顺不增大泥戒皮厚度就亦必须尽量针减少失水躁量，所以膏在清孔过斤程中调整屡失水量小泻于负1寇0罪是确保成爬孔质量的悟关键。腔（增6开）环保好铃。泥浆废评料无毒、伞无害，对惩农作物生末长不影响答，对环境亿污染减少翼到最低程做度。帐3.公4骂泥浆配制画方法经粘土泥浆驰既经济又献适用，但工纯粘土几副乎没有。密粘土的化套学成份、平粘粒的含巾量森和大小是淡制浆选用晨粘土的主至要指标，签符合条件浩才能选用性。粘土中丢含有许多醋种化学元穿素，但含集钙离子和羞纳离子的身粘土占多恋数。试验造表明，含量钙离子多送的粘土亲崭水能力弱阵，粘土粘衬粒之间的职内聚力较婆大。而含泻钠离子较督多的粘土联则相反，萍很适合制旬浆。但是剑，含钙离启子多的粘娇土虽然不证及含纳离像子多的粘役土，但经堡过钻头的似不断搅动迎和泥浆泵塞的不断循先环，这两灶钟粘土的全效果相差浙不大，只宵是在停止户钻孔、泥挪浆静止时滥，含钙离样子多的泥亚浆易于结征粒沉淀，牧这必需引诉起注意。舟陶土粉制高浆。锅在粘土缺疯乏、且存斥在陶土粉毕地方，用哨陶土粉配惕制泥浆也术是一种可俯行的办法娃。其方法洒是：朗水讯+爱陶土捐粉劈+4杏%颠浆糊溶纱液毛+20友%剩碱溶液。忘具体比例惠是盒：汁(1慕)现水遗1000笋k钓g愈；完(2)4奔%凭浆糊溶楚液名25k爹g培；堤(3禁)甩陶土才粉帝100k故g荡；呜(4)2号0轿%怨碱溶纺液掉15k衣g妄。陶土粉旁的作用是很增加浆的硬比重，浆滑糊溶液的羡作用是增姐加浆的粘惜度敞。童20踪%啊碱溶液的矿作用是减掩小泥沙颗德粒间吸附案力。瞒此外，可号使用化学微浆糊粉苍等甜，但化学晋浆糊粉制埋浆的成本老大，在今复天的市场溉经济条件誓下，不宜蝴在一般桥嘱梁上推广呀。甜总之，制梳浆的材料规很多，制完浆的方法腥也很多，即但关键是过必须认真稳地配制和宽合理使用观，才能达兽到预期效辩果，保证馒钻孔桩的麻质量。猜4吊全泥浆的正库确使用于配制泥浆幻固然十分胶重要，但掌正确使用快更为重要勾。因为只压有正确地缓使用泥浆搞，才能发慎挥它的作灰用，并有屠效地保证歼成孔的质课量。竭4.1贫建立良好巧的泥浆循宾环净化系闷统直泥浆的循抬环净化系杨统，首先游应建造沉胃淀池、制离浆池，池锤的容积应宪与钻孔的麦体积相匹棕配。两池村相通，同廉时在孔口烤到沉淀池中之间要切有忧1痛0调～析20衰m铁左右的沉本淀槽，沿触途设置几扩只滤砂网太，在沉淀柴池口同样收设置滤砂裙网。为了坊保护泥浆促泵，不使素砂粒在循怕环过程中灾进入孔内沿，在制浆跑池设置滤疤砂罩，不健使砂粒进功入联喷头害管道。水台上钻孔使畅用泥浆船场，其设置帝和陆上相呢同。末4.2彼及时地测嚼定泥浆的旁各种指标独因为土层伴的结构不啊一，那么踢当钻到每病种地层时艘，泥浆的商各种指标统也尽不同愈，当钻到许