钻孔灌注桩施工中泥浆比重控制研究

钻孔灌注桩施工中泥浆比重控制研究

田清化 秦满 朱旭琴

四川达虹宇建筑工程有限公司

成都嘉祥房地产开发有限公司

成都智元汇通信息技术有限公司

摘要：当前在钻孔灌注桩施工中，落实对泥浆比重的管理管控工作具备较大的现实意义。有效管控泥浆比重能够实现对相关孔洞的有效保护和管理。泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺所涉及到的内容相对较多，在施工管理过程中，施工方应当实现对施工流程施工技术的有效管控，结合钻孔期间的力学特征来实现对泥浆比重的精确计算，针对不同的土体、土层采取不同的泥浆比重计算策略，以此来提高施工建设的效率。除此之外，在钻孔灌注桩施工作业中，施工方还需要结合因地制宜的施工管控原则，完善前期的施工设计，落实对相关区域土质、土层的调研、勘察工作，以此提高施工建设质量和效率。

关键词：钻孔灌注桩；施工；泥浆比重

引言：在钻孔灌注桩施工作业中，落实对泥浆比重的施工管理作业具备较大的现实意义，在此期间，施工方需要结合因地制宜的管控原则，参考钻孔的结构状况，严格管控泥浆比重，以此来提高施工建设的效率。在此期间，施工方需要对施工工艺、施工流程进行严格管控，从人、机、料、法、环五个方面来提高施工建设质量。

一、泥浆护壁钻孔灌注桩施工

（一）施工工艺原理

钻孔灌注桩施工工艺所涉及到的内容相对较多，具体来说，需要在施工前结合机械设备将岩土进行磨砂处理，同时在机械钻孔期间通过泥浆反复循环清洗的方式将孔内的碎屑清洗出，并且将碎屑带出相应的钻孔，之后在相应的孔壁处形成泥皮最终形成钻孔。除此之外，在施工建设过程中，还需要安放相应的钢筋笼混凝土以此来形成相应的钻孔灌注桩。其整个施工流程所涉及到的内容相对较多且复杂，其大体上可分为以下三个环节，即成孔、施工、钢筋笼制作以及混凝土浇筑，在钢筋笼制作作业中，施工方需要对钢筋笼安放的质量进行有效管控，而在成孔施工以及相应的混凝土浇筑期间也需要对泥浆的比重进行有效控制。

（二）原理分析

根据上文对泥浆护壁钻孔灌注桩相关工艺原理进行分析、比较可以看出，在落实对成孔和混凝土的浇筑管理的工作中，施工方需要对泥浆的比重进行严格管控，以此来提高对成孔以及混凝土浇筑管理的质量和效率。在钻孔期间，相关工作人员需要对泥浆进行有效使用，相关泥浆主要具备以下三个方面的作用，首先相应的泥浆往往是结合正反循环流动的形式将沿途中的碎泥清理干净，其次在孔壁形成泥皮，以此来实现对孔壁的有效保护，除此之外，借助相应的泥浆压力来实现对侧壁土层压力的有效平衡管控，确保整个孔壁保持稳定不至于坍塌，在浇筑混凝土的作业期间，相应的泥浆主要是平衡侧壁压力，并且进一步保证孔壁具备较高的稳定性，提高施工建设质量，在具体的钻孔作业期间，施工方应当根据地理条件来选取适当浓度的泥浆，借助相应的泥浆压力来平衡侧壁土层的压力，保证整个孔壁能够平稳、固定。在此过程中施工方需要适当地提高泥浆浓度，来有效地抵御机械对土层所带来的扰动影响，确保孔壁始终保持在稳定的状态，而在钻孔期间，工作人员还需要适当地进行清理，并且结合上下提升钻头的作业形式还能够在孔壁内形成相应的泥皮，保证孔壁始终处于顺直的状态。

此外，在钻孔过程中可能会遇到相应的流沙层或软土层，当其出现裂缝时容易导致泥浆渗透到其它土层，因此施工方应当适当地提高泥浆比重来保证成孔质量和效率。在完成对孔洞的钻取之后，通常在孔洞底部会产生相应的残渣，此时需要结合必要的泥浆循环清孔方式来对孔洞实施有效地清洁、处理，由于在相应的机器设备扰动结束之后孔壁会趋于稳定的状态，若泥浆比重过大，则不利于有效地清洁孔洞内部的残渣，此时可以适当地降低相应的泥浆比重满足生产管理的平衡条件即可。在混凝土的灌注作业中，若泥浆比重设置过大则会产生较多的成渣，从而不利于相应的混凝土面能够在施工过程中持续上升，以至于影响到后续混凝土浇筑作业的质量和效率。因此在落实对泥浆护壁钻孔的施工管理工作中，只需要保证孔壁平衡即可，以此来适当地管控浇筑的泥浆浓度。

二、钻孔灌注桩施工中泥浆比重控制研究

（一）钻孔期间的力学理论

在钻孔过程中通常需要在水平面的半空间来进行相应的钻孔作业，简而言之，相应的土层需要向下且沿在水平方向无限延伸、延展，其实整个土体还需要保持在静止的状态，各区域、各点位满足弹性平衡的需求，结合郎肯土压力理论，当整个土体保持在静止的状态时，其各个区域、各个点位的弹性始终处于平衡的状态，并且在半空间内每一水平面以及水平截面上的剪切力都为零，因此在相关截面上的法向应力都是作为主应力的形式存在，当土单元偏移到土体内部时，土体任意深处的竖向应力将保持不变，但是水平应力将逐渐减小，直至为零。

（二）钻孔过程中泥浆比重计算

在钻孔过程中实现对泥浆比重的管理管控则需要结合前期精细化地施工计算，首先需要对砂土场地施工区域的泥浆比重进行计算管控，若砂土内的粘聚力为零时其内外部的受力状况相对较为简单，在钻孔作业期间，当满足朗肯主动土压力的状态时，土体中的任意单元其在竖直方向以及下反力始终处于平衡的状态，而在水平方向主要是受到相应的泥浆压力以及动土压力，简而言之泥浆压力与动土压力相等时满足平衡状态。因此可以通过两者之间的平衡状态来完成对泥浆比重的计算，在沙石场地内，由于砂土的粘聚力为零，因此在施工现场所使用到的泥浆比重与施工作业的深度并无相应的关联，只与土体的饱和度存在相关联系，同时还与内摩擦角存在相应的关联，若砂土的饱和重度提升，则所需要结合使用到的泥浆比重也越大，反之则相应的泥浆比重越小，若砂土内摩擦角越大则相应的泥浆比重也会越小，反之则越大。

（三）粘性土和粉土场地的泥浆比重计算

在对应的粘性土以及粉土场地内部的泥浆比重相对较大，且土体单元的受力状况相对较为复杂，若要想在钻孔作业期间满足相应的朗肯主动压力状态，则要确保土体的水平向夹角与滑裂面之间保持在45度左右，其次，在粘聚力的影响下，滑体在平面上也会被分离出相应的临界高度，若其呈现出小三角形状态，则滑体在竖直平面上也会呈现出相应的梯形状态。在对粘性土以及粉土场地的施工管理作业中，在计算朗肯主动土压时，应当充分考量土壤彼此之间所存在的拉力状况，同时还需要考量土体单元的自身重力状况，结合泥浆压力与主动压力共同作用的特征，通过泥皮为隔离体，参照相应的平衡条件，即可计算出相应的泥浆压力。

具体来说在计算泥浆比重的过程中，首先需要计算出小三角形滑体的受力状况，通过受力分析计算出滑体竖向高度，之后再通过竖向高度与滑体面与水平夹角可计算出滑体的重力，在完成对滑体重力的计算之后便能够完成对斜面粘合力的计算，再结合朗肯主动土压分析计算公式，根据之前所计算出的粘聚力以及郎肯主动土压力便能够计算出任意深度位置的泥浆压力，之后再将泥皮作为相应的隔离体，参考极限平衡的条件，根据泥皮两侧压力相等的原理，即可以计算出泥浆重度，最终通过公式换算便可以进一步计算出泥浆比重。

（四）施工过程中泥浆比重指标讨论

在对砂土、粘性土以及粉土场相关区域落实泥浆护壁钻孔灌注桩施工作业需要严格计算泥浆比重，施工方需要参考当地的土质条件来对泥浆比重进行有效计算。通常情况下地层往往是由多种土体结构相互组合而成的，因此在计算土压时也需要结合分层叠加计算的策略，根据极限平衡的条件来完成对泥浆比重的计算。除此之外，由于土饱和重度、内摩擦角也会存在相应的变化，最终所计算出的各种组合状况下的泥浆比重离散度也相对较大，并且针对普通的粘性土和粉土场，施工方需要严格管控泥浆比重，结合国家所制定的相应规范标准来保证施工建设的质量。在对砂土以及软土场地进行钻孔作业时所使用到的泥浆比重相对较大，若不参照相应的规范、规定来管控泥浆比重则会导致施工建设质量降低。

三、结束语

总体来说，在施工过程中，施工方应当细致地考量施工建设的具体需求，完成前期对土体结构的调研、分析以及对泥浆比重的精确计算，来实施精细化的施工作业，以此来提高钻孔灌注桩施工作业的质量和效率。

作者简介：姓名：田清化，性别：男，出生年月：1982年7月，籍贯（四川省、泸县）、学历学位：本科，工学学士，现供职单位职务及职称：四川达虹宇建筑工程有限公司，工程师职称，技术负责人。

参考文献：

[1]姜鹏, 章剑青, 朱征平. 钻孔灌注桩施工中泥浆比重控制研究[J]. 公路, 2019, 64(7):4.

[2]于德国, 郑敏丽. 钻孔灌注桩在淤泥施工中的技术措施[J]. 2021(2014-10):39-42.