卢志强

（贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550001）

本工程横跨河流的大桥，其桩径为1.2m，总共40 根，每桩的长度大约在20 ～40m。所有桩基均采取化学泥浆进行护壁，然后，使用入岩型的旋挖钻机打孔。本工程所在区域为近代的河床与漫滩，并且受到人工砂石采料产生的影响而存在许多的料坑。后来进行回填，而回填使用的材料均是建筑垃圾。因此，桩基的施工地质环境十分的复杂，在地表下的人工杂填层最深可以达到28m，并且十分的松散，而在杂填土的下方为卵石层，填充部分中粗砂，在钻孔施工时，十分容易造成漏浆和塌孔的情况。

1 施工的方法和工艺

1.1 成孔的方法

根据现场的实际情况，如果运用冲击钻进行钻孔施工的效率较低，并且受工期的限制而无法按时完工，而使用正、反循环钻机无法钻到设计的深度，通过仔细研究决定运用化学泥浆进行护壁，采取大功率的入岩型旋挖钻机进行施工。

1.2 施工工艺的流程

具体的施工流程如下1 所示。

图1 工艺流程图

1.3 施工方法

（1）场地清理平整。为确保施工的顺利，首先，对现场进行相应的清理和平整的工作，并进行碾压处理，确保施工场地的密实。

（2）施工放样。根据设计图纸进行定位放样，桩位则安排专门的工作人员进行看护，避免在施工过程中遭到损坏。

（3）埋设护筒。由于本次施工的场地覆盖大量的人工回填层，并且孔隙率过高，因此，容易坍塌，在埋设护筒时应提高埋设的实际深度，要求深度不得低于4m。埋设时，运用旋挖钻和大钻头进行开挖，并利用吊机安装护筒，在安装后，使用黏土把护筒周边予以夯填密实。护筒埋设如图2 所示。

图2 护筒埋设

（4）泥浆制备。在桩基钻孔施工中，泥浆是十分重要的部分，其能有效地保护钻孔的孔壁，避免出现坍塌的情况，由于本工程所处的地层比较特殊，所以对泥浆的性能要求更高，其质量的好坏对钻孔的成败具有非常重要的影响。泥浆质量较差容易导致无法形成护壁的泥膜，容易脱落而致使孔壁的自身稳定性较低，从而引起塌孔与缩径的情况。通过实际的投资对比仔细分析，决定使用高分子聚合物的化学泥浆来作为钻孔护壁的泥浆，其具有较高的防塌和防渗的性能。

①黏土造浆。在正式开始桩基的钻孔桩时，考虑到成本的投入情况而运用黏土进行制浆。具体的制浆配比：水：黏土：纯碱=100：40：0.2，使用纯碱能够提升泥浆的pH 值，促进黏土的颗粒更加的分散，提高黏粒的负荷和水化膜的厚度，在施工时，应对泥浆抽查检验，具体检查以下三项指标，比重的标准为1.03 ～1.1，黏度的标准为18 ～20Pa.s，含砂率标准在2%～4%。使用此泥浆在桩基钻孔过程中出现了漏浆和坍塌的情况，出现塌孔的地层主要是人工回填的地层。通过后续的表明，塌孔的原是由于泥浆的比重过低，以及黏度低，进而导致孔壁无法形成坚实的泥皮，无法对地层中的空隙进行相应的封堵，所以护壁的质量较低且效果差。

②膨润土造浆。由于本次施工的地层为人工回填的杂土，并且厚度达到21 ～28m，地质松散且孔隙大，使用黏土泥浆无法达到相应的效果而造成塌孔的情况，所以准备改用膨润土进行制浆。

泥浆所使用的原材料选用不易造成分散，并且固相低和粘度较高的膨润土，然后，再添加一定的纯碱。膨润土则使用钠质膨润土，使用量为水的8%。纯碱具有提升泥浆的稳定性以及胶体率的作用，进一步减小失水率，本次制浆的添加量为泥浆的0.2%。

泥浆的拌制运用机械进行搅拌，在搅拌过程中添加定量的水进行搅拌，之后再慢慢地添加和水量相应的膨润土，然后，启动机器进行拌合，最后再将纯碱添加进去，形成浆后结束搅拌并开门出浆。

在完成制浆后，对膨润土的各项指标的进行检测，具体检查以下三项指标，比重的标准为1.03 ～1.1，黏度的标准为18 ～20Pa·s，含砂率标准在2%～4%。当检测结束后再开始钻孔施工，从实际的效果来看得到了一定的提升，但还是存在一定的渗漏的情况，由此表明，在较为复杂的地质环境下，依据常规的指标无法达到理想的效果。

③化学泥浆。由于运用上述的泥浆未能实现有效的施工，因此，根据地质的条件要求需要运用黏度高，并且堵漏性能强护壁效果高的泥浆，完全地避免施工时出现漏浆和塌孔的情况，进一步确保项目的施工质量和工期。通过最终的研究决定运用化学聚合物来进行泥浆的制作。

泥浆的配制：在桩基旋挖成孔过程中，静态的泥浆是成孔最关键的稳定液，其起到对孔壁的保护作用。通过运用高分子的化学聚合物泥浆可能在钻孔壁的周边形成高强度的一层保护膜，进而对孔壁的空隙进行有效的封堵，避免出现泥浆渗漏的情况，与此同时，还对孔壁形成一定的压力，确保施工至不稳定的地层时不会出现坍塌的现象，还可以提升旋挖钻的工作效率，提升施工的速度。化学泥浆运用的原材料以及配比为水（100%）、羟甲基纤维素（0.20%）、膨润土（6.00%）、803 大裂隙堵漏剂（1.50%）、纯碱（0.20%）、重晶粉（根据需求定量）。泥浆在搅拌机进行搅拌时先添加事先定量的清水，之后再根据相应的比例添加膨润土，最后再添加不同的化学添加剂。增黏剂对膨润土会产生溶胀的情况，因此，需要在膨润土添加后再放入搅拌机，启动搅拌机制成浆后把泥浆送到泥浆池。

性能指标:化学泥浆的各项性能的指标具体如表1 所示。

表1 化学泥浆的各项指标

本次施工的地质十分的特殊，因此，根据实际情况增加了泥浆黏度以及比重。

（5）钻孔。钻孔施工运用履带式入岩旋挖钻机，钻进系统主要使用液压动力头带动钻杆。钻杆为伸缩的形式，不需要安装和拆卸，并且钻机自带有仪表，可以对钻孔的深度和倾斜度进行检查。

①首先，找到定位的桩位并将布设“+”字线，在桩位进行对准后由专业人员检验确认后才能进行钻孔的施工。

②在正式进行钻孔时，应当轻压慢进，可以适当地提高钻进的时长，并把事先制好的泥浆传送至钻孔中，以此来平衡地层的压力，在钻孔中的孔壁上形成泥皮而起到保护的作用。而钻头旋挖的土则提出孔外后由清运到指定的安放区域。

③本工程的地质最上层主要是回填土，因此，地层较为松散，在钻进时对速度进行有效的控制，并轻提慢放。另外，需要注意，根据地质的不同，应当选择合适的钻头。

④对钻孔中的液面高度进行有效的控制，通过把储浆池运用泥浆沟来和钻孔进行有效的连接，进而确保泥浆可以及时补充进钻孔中，在施工过程中，应当时刻将液面控制在护筒底部的100cm 之上。

⑤接近终孔时，应当使用封底捞砂钻头进行施工，并降低回次的进尺量，逐步稳定地将孔底的稠泥浆予以清出。当达到终孔的深度后，停滞20 ～30min，由此利于泥浆内的杂质沉淀，然后，再利用钻头将其清出，检查确保沉渣的厚度小于10cm。

⑥孔深达到方案的设计标准后，通过质检人员对成孔的质量进行检测，检孔器使用钢筋加工，另外，检孔器的型号和尺寸必须符合标准。

（6）二次清孔。受化学泥浆自身的快速沉淀钻屑的性能，以及旋挖钻机的工作方式是将土体直接提出孔外，因此，在成孔时已经不存在钻屑物质。因此，在吊放钢筋笼后进行检查，沉渣的厚度均小于5cm，依据此情况则无需要二次清孔。

2 结语

化学泥浆是新型的材料，其主要针对松散和孔隙大以及粉细砂和砂砾等容易坍塌的地层，该泥浆具备较高的护壁性能。本工程运用化学泥浆后再无渗漏和塌孔的情况出现，进而有效地保障了成孔的质量，并且使用化学泥浆不会产生液体泥浆，钻碴也是固态，容易运输和清理，进一步减少了对泥浆处理的投入。