欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

岩土研究院

泥浆护壁成孔灌注桩的施工

417 2022-06-10 09:29:30

泥浆护壁成孔可用多种型式的钻机钻进成孔。在钻进过程中,为防止塌孔,应在孔内注入高型性粘土或膨润土和水拌合的泥浆,同时利用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆保护孔壁、这种护壁泥浆与钻孔的土屑混合,边钻边排出孔内相对密度、稠度较大泥浆,同时向孔内补人相对密度、稠度较小泥浆,从而排出土屑。当钻孔达到规定深度后,清除孔底泥渣,然后安放钢筋笼,在泥浆下灌注混凝土成桩。


泥浆的制备与处理

1.泥浆的作用泥浆在灌注桩成孔过程中,主要起护壁、携渣、润滑冷却钻头的作用。

(1)钻孔时,泥浆将钻孔内不同土层的空隙渗填密实,同时在孔壁表面形成一层致密的泥皮,其透水性很低,因此可以最大程度地减少孔内漏水。

(2)泥浆具有一定相对密度,一般情况下,孔内泥浆液面要高出地下水位一定高度,因此在礼内对孔壁泥土产生一定侧压力,成为孔壁的-种液体支撑,防止孔壁坍塌。

(3)泥浆具有较高的粘性,在钻孔过程中能将切削下来的土渣悬浮起来,使土渣随同泥浆排出孔外。

(4)由于泥浆循环作冲洗液,因而对钻具有冷却和润滑作用,降低钻头发热,减少钻进阻力。


2.泥浆的制备

(1)材料要求 泥浆选用和管理得好坏,将直接影响到灌注桩的工程质量 正规的泥浆是由膨润土、羧甲基纤维素(又称化学浆糊,简称C'MC)、纯碱及铁铬木质磺酸钙(简称 FCL)等原料按 一定比例配合,并加水搅拌而成的悬浮液。


膨润土是一种颗粒极细,遇水显著膨胀,粘性和塑性都很大的特殊粘土。它并不足单一的粘土矿物,而是由几种粘土矿物所组成,以蒙脱石为主,有钠质、钙质、镁质等,其中钠质最好、细度要求为 200 目筛余不大于5%,膨胀倍数不小于10倍,胶质价不小于5%,吸附不大于10%。


膨润土分散于土中,其片状颗粒表面带负电荷,端部带正电荷。如果泥浆中膨润土有足够多的含量,则颗粒之间电键使分散系形成一种机械机构,膨润土泥浆呈固体状态。该泥浆一经触动,颗粒之间电键即破坏,而变为流动状态。当外界触动因素消失后,泥浆又复变为固体状态,这种特性称为触变性,具有触变性的泥浆称为触变泥浆。


羧甲基纤维素为白色纤维物质,易溶于水,在水溶液中呈中性或弱碱性,在泥浆中起增大粘性和降低失水量的作用。


铁铬木质磺酸钙是一种黑色粉沫状的分散剂,抗盐、抗碱性强,与粘土吸附后,能拆散泥浆的网状结构,起到降低粘土静切力、失水量和抑制粘土水化、膨胀、稳定孔壁的作用,防止泥浆性能恶化。


(2)泥浆配合比的选择 泥浆应有一定的造膜性、理化稳定性、流动性和适当的密度,在选用配合比时,既要保证其护壁携渣效果,又要考虑经济性,应因地制宜。


在粘性土或粉质土为主的地质条件下,如土质中粘土含量大于 50%,塑性指数大于 20,含砂时小于5%,二氧化硅和三氧化铝含量的比值为3~4,亦可采用自成泥浆护壁。施工时,可用切削桩孔中的原土为造浆原料,再加入少量化学稳定剂进行半自成泥浆护壁,以简化施工过程,节省施工费用。


采用直接注入清水造浆,不得将水直接注入桩孔内。


(3)泥浆拌制 泥浆的搅拌方法有螺旋桨式搅拌器、胶质灰浆搅拌器、压缩空气搅拌〈把压缩空气喷入膨润土和水的混合物引起充分搅拌)、离心泵重复搅拌(离心泵将膨润土和水混合物以高速送回料斗,在料斗底部形成旋涡)。



我国常用的是高速回转式泥浆搅拌机,搅拌筒容量一般不超过1m²。制成的泥浆可贮藏在泥浆池或钢制泥浆箱内备用。


3.泥浆的性能指标 桩护壁泥浆,应具有一定的技术性能,主要控制指标是相对密度、粘度、稳定性、pH值和失水量。


(1)泥浆相对密度过大,对孔壁的静水压力也越大,因而提高孔壁的稳定性和对土渣的浮托力,但相对密度过大,流动性差,正反循环过程中设备功率消耗过大,并影响泥浆与混凝士的置换,因此要在保证正常工作条件下,泥浆相对密度尽量低一些,泥浆密度可用密度计来测。


(2)粘度 泥浆粘度越大, 上渣越能悬浮而不沉淀,并且形成泥皮阻止泥浆向地基中浸入。但如粘度过大。会使泥浆循环产生困难,并影响混凝土浇注,且泥浆不易从钢筋笼上除去,影响其与混凝土的粘接力。一般当工T.程区域存在容易发生坍方的土层,或采用冲击成孔机械时,可适当提高泥浆粘度。


粘度可用漏斗粘度计进行测量、将漏斗放在实验架上,用手指堵住下面出口,将 500mL 泥浆通过0.25目/in的金属滤网装入漏斗、然后打开出口并用秒表测定其全部流出所需时间,其秒数值即为泥浆粘度指标。漏斗尺寸见图3-2、


image.png

image.png

image.png

image.png