胡伟兵 王俊豪
中国建筑第五工程局有限公司
摘要：随着城市化建设的发展，钻孔灌注桩技术在建筑施工中得到了广泛的应用，其既可以提高建筑地基的稳定性及整体施工质量，而且还可以保障施工的安全性和后续的使用寿命。基于此，本篇文章对钢护筒护壁在旋挖钻孔钢筋混凝土灌注桩中的应用进行研究，以供参考。
关键词：钢护筒；护壁；钢筋混凝土；灌注桩；应用
引言
泥浆护壁成孔，即使用自然造浆或人工造浆浆液进施工，通过循环处理泥浆的形式把由钻头切下的土块带出孔外以成孔，继而安装捆绑钢筋笼，在导管协助下，水下灌注混凝土成桩。该技术可选用正、反循环回转钻机成孔。若施工阶段任何一个环节出现问题，均会影响工程建设质量与进度，使施工单位蒙受不必要的经济损失。沉碴与孔壁泥层过厚等是泥浆护壁施工阶段常见的质量问题，会降低桩基础的承载力并增加桩基的沉降量。故而，施工人员应积极从施工工艺的视角出发，探究施工阶段常见质量问题的处理方法。
1钻孔灌注桩技术特点
在建筑工程施工过程中，钻孔灌注桩技术得到了广泛的应用，其自身具有比较好的承载性能，最高可以达到几千公斤，从而满足上述工程施工对地基承载力性能的要求。同时，钻孔灌注桩技术能够有效降低施工设备的种类，降低施工成本。在具体施工过程中，钻孔灌注桩施工震动比较弱，能有效降低环境影响，从而提高注浆施工效率和施工质量。
2工艺原理
本施工工艺的原理是直接阻断腐蚀物接触到钢筋混凝土，有效减少地表盐渍土对桥梁结构物的腐蚀，能够有针对性地、高效地保护结构物不受侵蚀，适用于地表盐渍土等腐蚀性土层分布广泛的地区。本项目根据桩柱连接方式的不同，将永久性钢护筒施工工艺分为两种：第一种是先浇法，是针对桩基与地系梁连接的一种施工工艺，钢护筒与桩基钢筋笼一起下放，随着桩基灌注完成而完成；第二种是后浇法，是针对桩柱直接连接的一种施工工艺，具体是将桩头破至桩顶标高以下２ｍ位置处，待墩柱钢筋笼与桩基钢筋笼焊接完成后，再将钢护筒套放然后单独浇筑。
3施工技术
3.1施工准备
正式施工开始前，利用推土机将场地地面整平，然后用挖掘机将部分场地开挖到设计标高处，待设备进入施工现场后，对其进行安装与调试，同时以现场施工条件为依据确定适宜的打桩顺序。
3.2泥浆配置
在成孔的初始阶段，因受潮汐和水位影响，孔内泥浆基本无法保持，其随着护筒外水位变化而流失。此阶段不需配置专用泥浆，可储存大量黄土或含砂率小的黏性土，在冲击过程中添加黄土后利用锤击挤压携渣；在钢护筒跟进过程中，如护筒内泥浆流失率开始减小，可向孔内添加一定的胶凝剂、水泥、锯木屑、草纤维等。根据一般施工经验，水泥按50kg/m3规格添加，胶凝剂按5kg/m3规格添加，锯木屑、草纤维等适量，利用增加的悬浮物可有效堵塞孔壁周边细小空隙。
3.3测量放线及定位
依据已布设的加密坐标和经复核计算无误的各桩中心坐标，反算出待测桩位至测站控制点的水平距离及方位角，然后安置全站仪至测站点、精确定向，并放样出待定桩位的中心桩。其次依据点位引设护桩，供护筒安装。当钻孔桩的护筒安装就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。接下来，在钻机开钻前要认真测量钻机钻盘中心坐标与桩基中心坐标偏位值，限差不大于１０ｍｍ，否则钻机就位应重新校正。
3.4钢护筒埋设
钢护筒使用厚度在4～8mm范围内的钢板通过卷制加工而成，每段高1．5m，内径需要比桩径大20cm，在钢护筒的上部需要开出若干溢浆孔;将桩位中心校核好以后，需在护筒的周围使用粘土进行分层填筑与夯实，对于钢护筒的埋深，通常为1．2m。通过钢护筒的埋设，能起到提高孔中水位和隔离地表水等重要作用，还能为孔口地面提供保护。桩中心的定位方法为在钢护筒以外各方向上布置四个点，然后通过拉线来定位，为之后的校核提供方便。
3.5冲击成孔
钢护筒的埋设和桩机就位完成后，开启冲击钻，先以低锤密击进行冲击，将锤高控制在0．4～0．6m范围内，在这一过程中应适时添加粘土泥浆、片石与砂砾，确保孔壁被挤压至密实状态，待孔深达到钢护筒下部3～4m以后，不断加快速度，把冲击锤提高到2．0～3．5m，之后采用正常的转速进行冲击。在冲孔过程中，应及时排除孔中的残渣，待冲击深度每达到1～2m，就要进行一次检查和排渣，同时定时做好补浆，到满足设计提出的深度为止。另外，在冲击的过程中还要对孔的垂直度进行检查，如果发现冒浆、斜孔和塌孔，则应停机。经处理完成后，方可继续进行施工。
3.6混凝土灌注
做好清孔工作，在测得沉渣厚度满足要求后半小时内必须浇筑混凝土，并一次性灌注完毕。开始浇混凝土时，为保证隔水栓能顺利排出，导管底部距孔底距离宜为３００～５００ｍｍ。初灌时导管埋深不低于１．０ｍ，每次提升导管之前测一次导管内外径混凝土面的高度，填写水下混凝土灌注记录表，灌注工作必须连续进行，尽可能压缩上料运输吊斗、提管、拆管时间，混凝土坍落度控制在１８０～２２０ｍｍ。混凝土灌注完成后缓慢将导管拔出，导管提离混凝土面之前要反复插实，避免空心桩。水下混凝土连续施工，不许间断，灌注过程须详细记录。对浇筑过程中的一切故障都要记录备案。
4护壁措施的选择
4.1泥浆护壁旋挖钻进成孔：根据试成孔情况看，垮塌部位约在4.0～10.0米，相对来说比较浅，泥浆水头压力难以平衡钻孔内外的压力，钻孔成功的几率不高，成孔效率低，泥浆制备、排放费用高。
4.2泥浆护壁冲击钻进成孔：即利用粘性土造浆（必要时掺和烧碱、纤维素等材料），泥浆循环护壁，冲击钻进成孔（必要时孔内抛投块石、混凝土块等材料）。该工艺可以解决成孔问题，但是其功效相当的慢，直径1.0米的桩孔，深度按18米计算，完成一根桩的成孔，时间最短也得1.5天；所以用冲击钻施工，工期无法保证。另一方面，关于造浆、泥浆排放费用也非常高，根据经验每根桩施工用（产生）的泥浆量是桩孔体积的2.5～3倍；每台冲击钻电机功率为75KW，且须配备一台22KW的3PNL型泥浆泵，单台套功率达到97KW，现场没有网电，用柴油发电机，关于施工用电来说也是不小的一笔费用。
4.3下设钢护筒：采用神钢460机械振动锤提吊钢护筒入孔，在场地内相互垂直的两个方向各架设经纬仪一台，监测钢护筒的垂直度，根据监测情况指导振动锤司机做相应调整，确保其垂直度满足设计及规范要求。调整好以后开启振动锤的震动功能，振动下沉钢护筒，直至钢护筒上口高出地表约20cm，在振动下沉过程中依然采取监测措施，如有偏移立即指导纠正，必要时振动提升钢护筒出孔，重新下设，以确保桩身垂直度。
结束语
虽然桩基施工设备类型越来越多、工艺越来越先进，但在海岸抛石区，采用冲击钻+钢护筒跟进的工艺，能有效解决受潮汐影响的抛石层灌注桩成孔问题，在类似工程中应优先选用。
参考文献
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