摘要：防治穿孔漏浆水中钻孔灌注桩施工技术通过设置未通长的双护筒结构，水泥土止水护壁，活性材料护壁和圆形扩大活性材料浆固护盘等结构，克服了上部土体不易形成水泥土护壁和钻孔灌注桩穿孔漏浆的问题。该技术机械化程度高，劳动强度低，可加快施工进度，节省工期，有较高的社会效益。
关键词：穿孔漏浆；水中；钻孔灌注桩
1 前言
水下混凝土灌注桩由于其施工的隐蔽性、工艺的复杂性和连续性[1]，致使桩身时常出现蜂窝、麻面、空洞、离析、夹泥或断桩等质量事故，不但延误工期和造成极大的经济损失，而且会产生安全隐患，危及人民财产及生命安全，泥浆护壁方法施工质量不能保证，容易缩孔塌孔，穿孔漏浆。
针对上述难题，通过在工程实践中不断克服施工难点，完善施工方法，最终形成“防治穿孔漏浆水中钻孔灌注桩施工技术”。该技术施工程序简单、施工速度快、投资成本低、施工质量易保证，技术先进，有明显的社会和经济效益。
2 工艺原理
本技术施工所用护筒为同心双层结构，包括内护筒和外护筒，内护筒长于外护筒，外护筒顶端直径较大，下部直径较小，外护筒底端设有活瓣桩靴，由多片空间形状呈弧形的活瓣扇叶组成，活瓣扇叶通过销钉和加筋肋板与外护筒底端铰接；内护筒外壁设置便于拔出的隔离膜；内护筒底部上下一定范围内设置水泥土止水护壁，外护筒与内护筒之间设置活性材料浆固护壁，内护筒和外护筒之间顶端部位设置圆形扩大活性材料浆固护盘，解决了上层土体不易形成水泥土的问题，且不污染水体，高效环保。
施工时水泥土止水护壁是在护筒打设前通过高压旋喷制作而成，加强护筒底部土体强度，结合上部护筒有效防治施工时缩孔、塌孔和穿孔漏浆；活性材料浆固护壁设置在水泥土止水护壁以上至河床底标高，通过在内护筒和外护筒之间灌注活性混合材料，由活性混合材料吸收土层中的水份硬化而成；圆形扩大活性材料浆固护盘上设置钢筋笼定位预埋件。本技术涉及的护筒结构稳定性好、环保性好、造价相对较低，可有效防治水中钻孔灌注桩的穿孔漏浆，保证施工质量，具有较好的经济、技术和社会效益。钻孔灌注桩结构示意图（如图2）
图2 结构示意图
3 施工工艺流程
防治穿孔漏浆水中钻孔灌注桩施工工艺流程如图3所示。
图3 防治穿孔漏浆水中钻孔灌注桩施工工艺流程图
4 操作要点
4.1施工前准备
1. 施工前应具有下列资料：
1）施工图及图纸会审纪要。
2）施工组织设计。
3）专业技术人员的工作许可证等。
5）有关荷载、施工工艺的试验参考资料。
2. 施工现场应根据设计图纸，设置围堰，清理施工现场，测绘桩体位置。
4.2水泥土止水护壁施工
移动高压旋喷钻机到达指定桩位[2]，对中，调平后预下沉，启动钻杆沿导向架边下沉边搅拌（如下图4.2），钻进到达设计深度后，开启灰浆泵，边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和，重复搅拌下沉、提升直至完成护壁施工[3]。
图4.2 高压旋喷钻机施工
4.3内护筒施工
1. 焊接、制作并检测内护筒。护筒为钢护筒，壁厚10mm。
2. 护筒沉入时采用反循环钻进钻孔、清孔，移除护筒内部的土体以便内护筒下压。（如图4.3-1、2）
3. 护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
图4.3-1 反循环钻机 图4.3-2 内护筒压入
4.4外护筒施工
1. 外护筒底部有六片活瓣扇叶，分别以加筋肋板焊接并以轴承连接于外护筒，内外护筒的剖面图和截面图如下图4.4-1和图4.4-2：
图4.4-1 内外护筒的剖面图
图4.4-1 内外护筒的截面图
2. 随后下压外护筒，土压力会使外护筒紧贴内护筒压入土层，外护筒采用静力法压入，以防止扰动内护筒。内外护筒结构示意图如图4.4-3：
图4.4-3 内外护筒结构示意图
4.5活性材料浆固护壁
1. 按照施工进度计划，备足充分的石灰和粉煤灰（或矿渣），其中生石灰应达到建筑生石灰合格品的技术指标。
2. 将二者按配比1：3混合均匀[4]，随后在内外护筒之间、水泥土止水护壁以上设计位置灌入活性混合材料，一边灌一边振动上拔外护筒，直到灌至设计位置并将外护筒拔出。
3. 活性混合材料会吸收附近土层的水份浆固硬化，形成活性材料浆固护壁。
4.6设置钢筋笼定位预埋件和圆形扩大活性材料浆固护盘
1. 制作并检查钢筋笼定位预埋件，预埋件采用Ф12mm、强度等级HRB335螺纹钢筋，底部设置螺纹，将其套入Ф16mm的PVC管材中，底部以螺栓拧紧。
2. 在外护筒扩大处设计位置先灌注一定量的活性混合材料，在扩大处一周设计深度埋设4个或6个钢筋笼定位预埋件，均匀对称分布。
3. 定位预埋件设置完毕后在外护筒扩大处继续灌入活性混合材料，吸水形成圆形扩大活性材料浆固护盘。
4.8钢筋混凝土钻孔灌注桩施工
1. 按相关规范制作钢筋笼，要求正截面配筋率可取0.2%~0.65%[5]，配筋长度应穿过软弱土层，安排混凝土进场。
2. 在活性混合材料吸水浆固后，再进行施工钢筋混凝土钻孔灌注桩工序，先吊放钢筋笼，以Ф12mm、强度等级HRB335螺纹钢筋将4个（或6个）钢筋笼定位预埋件和钢筋笼分对焊接在一起，以防止浇筑混凝土时钢筋笼上浮。
3. 混凝土灌注完毕后，在混凝土初凝前使用起重机起拔内护筒，在起拔过程中应随时控制起重机吊臂的角度以确保内护筒垂直起拔。
4.9回收、填补、养护
1. 在钢筋混凝土钻孔灌注桩施工完毕后回收钢筋笼定位预埋件，反向拧动钢筋，使其与螺栓分离，并拔出钢筋和PVC管。
2. 回收预埋件以后，以少许混凝土或活性材料填补孔洞后整体养护成型。
5. 效益分析
5.1 技术效益
本技术采用的双护筒结构都不是通长设置，外护筒短于内护筒；便于进行活性材料灌注施工和钻孔灌注桩的施工，有效保证混凝土的施工质量；设置的水泥土止水护壁，能在钻孔灌注桩施工时稳定孔壁，防止塌孔、穿孔漏浆，也在一定程度上增强了桩基的竖向及水平承载能力；设置的活性材料护壁和圆形扩大活性材料浆固护盘，不但克服了上部土体不易形成水泥土护壁的问题，而且对水质无污染，更加的环保，也增强了桩基的竖向及水平承载能力。本技术在技术上有所创新和突破，有较大的推广价值和应用前景。
5.2 经济效益
本技术施工水中钻孔灌注桩时，采用的是双护筒埋设结构，按照设计设置的水泥土止水护壁、活性材料浆固护壁和圆形扩大浆固护盘都可作为永久结构，相对提高了桩体的承载力，可相对减小灌注桩径，故而采用的部分护筒设置可比全套筒钻孔灌注桩施工工艺节约综合造价10%。
5.3社会效益
采用本技术成孔施工时，钻机施工快，护筒埋设合理可靠，有效解决了钻孔灌注桩穿孔漏浆的问题。该技术机械化程度高，劳动强度低，可加快施工进度，节省工期，且在粘土、亚粘土、淤泥质土层施工，采用回转钻进，其成本低，成孔质量好等优点，施工现场文明环保、合理高效，有较高的社会效益。
6 结论
本技术外护筒短于内护筒，两个护筒都不是通长设置，既节约了施工成本，又避免了护筒压设和抽拔困难的问题，而且同样起到了导向钻头，固定桩位的作用。内护筒底部上下一定范围内设置水泥土止水护壁，弥补了护筒较短时造成的不能很好保证灌注桩质量的缺陷，一定程度上也增强了桩基的竖向及水平承载能力，也能在钻孔灌注桩施工时稳定孔壁，防止塌孔、穿孔漏浆。上部采用活性材料设置护壁和圆形扩大活性材料浆固护盘，不但克服了上部土体不易形成水泥土护壁的问题，而且对水质无污染，更加的环保，也增强了桩基的竖向及水平承载能力。
参考文献：
[1]王新泉. 防治水中钻孔灌注桩穿孔漏浆的结构及施工方法：.
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[5]陈超，吴学武，曹忠利. 钻孔灌注桩施工中岩层漏浆故障处理[J]. 森林工程，1999（6）：52-53.
论文作者:程勇俊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：钻孔论文; 活性论文; 材料论文; 预埋件论文; 钢筋论文; 水泥论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第19期论文;