摘要：泥浆作为泥土和水混合而成的半流体，具有极好的乳浆稠度，可以用来灌注成桩。而泥浆护壁在钻孔灌注桩的施工技术中占据起着关键运用，泥浆护壁的质量好坏直接影响着钻孔灌注桩的质量，但在施工过程中，也会因为工艺等方面的问题导致泥浆质量不合格。因此本文从泥浆护壁钻孔灌注桩的作用机理出发，对其优点以及实际施工过程中出现的问题进行分析，并着重提出相应的处理方法。
关键词：泥浆护壁、钻孔灌注桩、施工技术
一、泥浆护壁的作用机理
顾名思义，泥浆护壁就是将混凝土和水进行一定比例的混合的情况下，对于钻孔灌注桩钻孔等工程，泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮可以有效地防止槽壁孔壁坍落。因此，根据泥浆护壁的定义可知，泥浆护壁作用机理主要包括以下几个方面。
首先泥浆护壁可以对槽壁产生一定的静压力，从而起到抵抗其余方向压力的作用。例如在槽壁中泥浆的液面高度高于预定的地下水位高度时，泥浆就会在其自身的重力作用下，形成一种液体支撑柱，这种支撑柱可以对槽壁的内部产生静压力，产生的静压力可以抵抗作用在槽壁内部的侧向土压力以及水压力。
其次就是泥浆通过在槽壁上经过变化形成泥皮，这种泥皮的形成是因为泥浆和地下水同时向槽壁内部渗透，当两者混合时就会形成一层泥皮，形成的泥皮透水性较低。这种泥皮的主要作用为防止因为压力作用导致的槽壁坍塌，掉落，因为泥皮的透水性较低，所以还可以防止地下水渗入。
最后就是泥浆会形成一种粘附性物体，这种物体是泥浆从槽壁的内部表面向地层内渗透时达到了一定的范围，泥浆粘附在土颗粒上形成的，这种物体可以使槽壁的透水性更低，更不容易坍塌[1]。
二、泥浆护壁钻孔灌注桩的优点
根据泥浆护壁的作用机理可知，泥浆护壁钻孔灌注桩可以工作在一些复杂的地质条件下，而且不受地面环境的影响，灌注成桩快，而且成桩的内径大，承载能力高以及施工省时省钱，安全性高等优点。
例如在进行软土路基施工时，因为软土路基施工施工环境比较恶劣，多为沙土，淤泥等软弱地基，而且工程量较大，工期较短，为了满足需求，就可以采用泥浆护壁钻孔灌注桩。而且这种技术相对于以往的其余技术，有很大的优点。
比如在进行打桩时，如果运用锤击桩，那么在实际的施工过程中，不仅产生的噪音大，而且产生的共振感也比较严重，因为施工环境多为居民区附近，因此对周边环境的影响较大，限制了这种方法的使用范围。如果考虑周围环境采用静压桩，就会导致另一个问题的发生，就是静压桩的机械性能有限，导致静压桩的直径受到了自身的限制，承载能力较低，易发生安全事故。而采用泥浆护壁钻孔灌注桩就可以避免这些问题的发生，因为钻孔灌注桩不仅产生的噪音小，共振感低，而且钻孔灌注桩的桩颈较大，可以满足桩端能进入所需要的持力层，单桩承载能力较大，施工比较安全。这些相比较下的优点让泥浆护壁钻孔灌注桩在桩基选择中成为优先考虑的对象[2]。
三、泥浆护壁钻孔灌注桩技术出现的问题
虽然泥浆护壁钻孔灌注桩有诸多的优点，但是因为钻孔灌注桩从钻孔开始到成桩结束，受到施工过程中多种因素影响，也会出现一定的问题。以下就是泥浆护壁钻孔灌注桩技术在实际施工过程中出现的一些问题和原因。
（一）泥浆灌注过程遇到的问题
泥浆灌注作为钻孔灌注桩成型的核心步骤，在进行灌注时难免会出现一些问题导致钻孔灌注桩质量出现问题。
例如在泥浆灌注过程中，灌注桩内进入了大量的地下水，将泥浆进行了稀释，使其粘附性变得较低。泥浆灌注出现进水的原因主有三个层面。首先就是在进行泥浆配制时，因为使用的混凝土比例太小，而混入的水分较多，影响混凝土在导管中下落程度不明显，没有到达导管底部，导致地下水和混凝土结合，从导管底部进入。其次是工作人员在进行钻孔灌注桩导管接口处的焊接时，因为使用的焊接设备不够标准以及焊接工艺不够成熟等因素的影响，导致焊接后焊缝较大以及抗拉性能不合格，无法承受较大的周围压力，焊缝较大的导管就会发生裂开现象，地下水就会趁机进入，稀释泥浆，较低泥浆的粘附性。最后就是相关操作人员在进行泥浆的灌注时，因为工作的疏忽，没有及时发现钻孔内混凝土的高度，当灌注速率较大时，灌注高度就会超出预先设定的标准高度时，导致地下水混入。
（二）孔壁坍落问题
施工人员在施工过程中，经常会遇到钻孔灌注桩水位下降，随后发生孔壁坍落的现象。这种现象不容忽视，因为孔壁坍落现象影响因素较多，而且对工作人员的安全影响较大。
例如孔壁坍落的原因可以是混凝土减少，导致泥浆的粘附性较差，对护壁透水防护作用较小。还有就是在进行钻孔时，钻头的速率太快，无法形成泥皮。除此之外，施工过程没有按照设计方案进行灌注桩的放置以及护筒埋没深度不符合标准，都有可能导致孔壁坍落。
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四、泥浆护壁钻孔灌注桩技术的完善方法
对于泥浆护壁灌注桩技术在实际施工过程中遇到的一系列问题，技术人员应该从出现问题的原因出发，认真讨论分析，及时找出泥浆护壁钻孔灌注桩技术的完善方法，发挥泥浆的最大作用。
（一）灌注桩的放置要合理
泥浆护壁钻孔灌注桩的质量好坏，在很大程度上取决于灌注桩的放置是否合理。这就要求设计人员和施工人员要提前进行沟通交流，根据实际情况进行设计和施工，确保两者的统一性。
例如相关设计人员在进行钻孔灌注桩图纸设计时，应该利用专门的设备，比如经纬仪来进行灌注桩的位置测定，而且要分小组分别进行测定，避免因为偶然误差导致测定位置的偶然性，然后取最合适的位置进行灌注桩的放置，并进行及时的专业记录，为以后的施工提供证据。然后施工人员要严格根据设计人员的图纸，利用专门的钻井设备对灌注桩的位置进行护筒检验。具体的操作为：施工人员根据设计图纸在施工过程中对护筒的大小和位置以及角度进行实时检测和校正，比如对于灌注桩护筒来说，在施工过程中要保证护筒的中心偏差不大于55毫米，垂直角度小于百分之一，灌注桩的的直径小于护筒直径等。最重要的是施工人员在进行实际施工时，必须按照施工环境的进行护筒长短大小的的埋设[3]。
（二）钻孔的设计要合理
为了稳定钻孔灌注桩，就必须在钻孔之前根据钻孔的设计进行泥浆的配制，通过稳定孔壁来稳定灌注桩。因此，钻孔的设计要合理，才能达到稳定灌注桩的目的。
例如首先要按照标准进行泥浆的配制，具体操作为：将事先购买的混凝土打碎后按照和水的比例进行搅拌，注意按照搅拌工艺加水搅拌。
然后进行灌注桩的的核心操作，钻孔。这时就体现出钻孔技术的重要性，钻孔的具体操作为：设计人员根据设计要求，制定具体的设计计划，注意要符合实际。然后在设计方案的基础上选取合适的钻孔设备，选取设备时主要要根据钻头最大承受的压力和工作性能。施工人员根据设计图纸进行钻孔灌注桩的施工时，要保证钻孔工艺的稳定性。例如要尽量保持钻孔速度较低，因为较快的速度会使钻头变得不稳定，影响钻孔的位置，不利于泥浆的渗入，而且还要保证钻头钻杆与工作面保持垂直，目的是稳定工作面。当操作人员发现钻头进入护筒到达标准值时，可以停止钻孔，但对于土壤板结等情况的发生时，应该缓慢进行并保证钻头进入护筒要更深，以此保证泥浆的顺利渗入。最后就是在钻孔结束后，要及时进行检测校正，对孔位等参数进行记录，为以后检修提供证据[3]。
（三）完善泥浆灌注技术
泥浆灌注工作作为泥浆护壁钻孔灌注桩的第一道工序，在进行灌注时一定要充分做好准备工作，对于可能遇到的紧急问题提前制定出解决方案，防止事故的发生。
例如工作人员在施工前应该根据实际情况制定预防方案，具体包括：对设计人员的方案进行进一步验证，做好硬件设施的调试以及技术方面的培训交接，尤其是对于可能发生的紧急问题要提供多种可行的解决方案。
例如前文提到因为混凝土比例较低，应该立即停止泥浆灌注，重新进行配制。在重新进行泥浆灌注时，要注意将不合格的泥浆进行清洗，避免混淆，具体操作为：可利用泥石泵的压强差吸出导管残留的泥浆，对于粘附在管道内侧不容易吸出的泥浆，可以将管道抽出，然后将灌注桩的钢筋抽出，严格保证清洗彻底，多次检验后再进行重新灌注泥浆。
除此之外，如果因为焊接工艺导致焊缝较大，应在检测发现后立即停止泥浆灌注，防止泥浆凝结。然后清洗彻底后再次进行导管安装，清洗具体操作同上。值得注意的是，在重新安装导管时，应该保证插入深度大于一米，目的是通过增加混凝土来提高流动速率，在保证混凝土和水的正常比例下可以将导管进行前后小幅度晃动，保证混凝土充分混合。
（四）及时处理孔壁坍落
对于钻孔灌注桩孔壁坍落现象，施工人员要及时进行处理，避免出现安全问题，造成人身安全和财产损失。主要的处理方法为：施工人员应该对施工过程实时检测，比如利用探测仪对钻孔表面深度进行实时检测，如果发现钻孔表面深度低于标准高度，就证明将要发生孔壁坍落，应该提前做好准备。其次就是进行钻孔时，应该严格选择密度较大，粘度较高的泥浆，并且控制钻孔速率和深度。还有就是在进行桩内钢筋结构的固定时，要严格按照设计图纸进行灌注桩的放置，并且要对准孔位，防止孔壁受损。最后就是在进行护筒的埋没时，要保证护筒底部深度大于0.7米，周围用泥浆进行密封。只有严格把控钻孔的每一道工序，才能更好的防止孔壁坍落现象。
总结：因为泥浆护壁钻孔灌注桩的施工过程比较隐蔽，不容易操作，导致了实际施工过程中一系列问题的发生，影响了灌注桩的质量。因此，在进行实际施工时，施工人员要充分了解泥浆护壁的作用机理，对灌注过程渗入地下水现象以及孔壁坍落现象出现的原因进行透彻分析，并及时找出解决方案进行完善，保证灌注桩的质量。
参考文献：
[1]葛盛.深埋粗圆砾地层大直径泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术研究[J].中国水运(下半月),2018,18(12):209-210.
[2]李京屹. 建筑工程大直径旋挖桩施工技术研究[D].华南理工大学,2018.
[3]尹杰.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].交通世界,2018(24):116-117.
论文作者:刘海良
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
标签：泥浆论文; 钻孔论文; 导管论文; 混凝土论文; 静压论文; 较大论文; 地下水论文; 《防护工程》2019年10期论文;