CN105714768A - 一种护壁液在桩基施工中的应用方法 - Google Patents

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刘伟林
赵北辰
吴亚伟
蔡晓东
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明属于市政桥梁桩基施工技术领域，具体涉及一种护壁液在桩基施工中的应用方法，所述方法包括如下步骤：(1)搅拌池和储浆池施工；(2)配制护壁液：(2.1)配制氢氧化钠溶液；(2.2)开动空气压缩机通气将搅拌池内的氢氧化钠溶液搅拌起来后均匀加入粉状的聚丙烯酰胺；(2.3)黏度检测；(3)钻孔并用泥浆泵抽取护壁液护壁；(4)下放钢筋笼，水下混凝土灌注；(5)护壁液抽取至储浆池，循环利用。本发明所述方法克服了现有技术的不足，具有施工简单、成孔时间短、无需二次清孔等优势。

Description

一种护壁液在桩基施工中的应用方法
技术领域
本发明属于市政桥梁桩基施工技术领域，具体涉及一种护壁液在桩基施工中的应用方法。
背景技术
钻孔灌注桩施工过程中往往清孔不彻底，常在桩周形成夹层，在桩底形成“软垫子”。钻孔灌注桩存在着桩体周围有泥皮和桩底沉渣厚等问题，严重影响了灌注桩的承载力。目前，现有技术中的桩基施工按常规膨润土泥浆护壁方法施工，主要采用膨润土+烧碱+纤维素等制备泥浆，泥浆三项指标即相对密度、含砂率和黏度，其清孔后的指标难以预测，沉渣往往不尽人意，清孔时间费时长。
现有技术的缺点主要有：1、沉渣厚度大；2、含砂率高；3、泥皮厚；4、清孔时间长；5、产生泥浆量大，增加泥浆运输能力；6、沉渣厚度大小不仅影响桩端阻力的发挥，桩侧的泥皮厚度也影响桩侧的摩擦阻力的发挥；7、文明施工环境差。
例如，申请号为201310370342.8的中国专利文献公开了一种超深地下连续墙用护壁泥浆，按照重量份数计算包括组分：膨润土80-160份；纯碱1-10份；羧甲基纤维素0.5-8份；重晶石粉10-50份；水800-1200份。虽然这种护壁泥浆在使用过程中，最少可以保持120小时不坍塌，最长可以保持168小时，能满足超深地下连续墙的施工要求。但其缺点便是若用在桩基施工时，容易造成清孔后的指标难以预测，沉渣往往不尽人意，清孔时间费时长的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种施工简单、成孔时间短、无需二次清孔的护壁液在桩基施工中的应用方法。
本发明解决问题的技术方案是：一种护壁液在桩基施工中的应用方法，包括如下步骤：
(1)搅拌池和储浆池施工；
(2)配制护壁液，包括：
(2.1)配制氢氧化钠溶液：使用pH试纸测试搅拌池中的水源的pH值，将片状的氢氧化钠溶解于水中制作浓度为20％的氢氧化钠溶液，在所述水源中添加所述氢氧化钠溶液并搅拌30分钟，以将所述水源的pH值调节到8～9，水温控制在20～30℃；
(2.2)开动空气压缩机通气将搅拌池内的氢氧化钠溶液搅拌起来后均匀加入粉状的聚丙烯酰胺，将拌合形成的浆液再搅拌至少2小时，搅拌速度为200转/分钟；
(2.3)黏度检测：用工程漏斗黏度计检验黏度，黏度控制在20s～25s范围内，若黏度大于25s，直接加水稀释；若黏度小于20s，延长搅拌时间，若黏度还不够，再补充聚丙稀酰胺，再搅拌1小时，直至搅拌池中的浆液符合黏度要求后形成护壁液，制作完成后的护壁液静止30分钟后使用；
(3)钻孔并用泥浆泵抽取护壁液护壁：在钻孔的同时利用泥浆泵抽护壁液至孔内，钻孔完成后，搁置30～60分钟，然后捞取沉渣；
(4)下放钢筋笼，水下混凝土灌注：将钢筋笼下放至孔中，钢筋笼下放到位及安装导管以后，立即进行水下混凝土灌注；
(5)护壁液抽取至储浆池：在步骤(4)中灌注的同时将孔内多余的护壁液抽回储浆池，储浆池采用三级沉淀，清理回浆中的钻渣。
进一步地，所述步骤(3)中，在钻孔的过程中保证孔内泥浆的液面高于护筒底口0.5m以上；在钻头出入孔口5m深度时降低钻头的提放速度。
进一步地，所述步骤(3)中，在钻孔的后期，离设计孔深2～3m处放缓钻进速度。
进一步地，所述步骤(4)中，所述钢筋笼入孔时保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放；在每一节钢筋笼下放到位以后，都对孔深进行测量。
进一步地，所述步骤(4)中，在孔中下放钢筋笼之前，用测量绳测量孔的深度，在测量的孔的深度达到设计的深度时下放钢筋笼。
进一步地，所述步骤(3)中所述泥浆泵的功率为7.5kW。
本发明所述护壁液的作用原理是：
聚丙稀酰胺(PAM)为高分子聚合物，用于打桩过程的泥浆配制，主要作用在于保护桩眼四壁的稳定和絮凝钻进过程中产生的土、沙子以及其他杂质。聚丙稀酰胺具有良好的水溶解，尤其是在采取8～9的pH值溶解液时，其PAM能使悬浮的物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用，这种表面吸附与桥接作用在钻进时会发生效力，保证周围地层的稳定，同时，这种作用也能帮助泥浆最大限度地粘结住被切削下的钻屑，使得钻头能够容易从钻孔中带出钻屑，也能有效地降低流体的摩擦阻力，从而提高施工效率。
本发明的有益效果为：
1、易于混合配置，施工简便；
2、最大化提高钻进能力，提高钻进速度，成孔时间短；
3、对孔壁提供压力，保证钻孔稳定；
4、增加桩的承载力；
5、无沉渣，无需2次清孔；
6、回收利用率高，节约施工成本；
7、环保无污染，大大减少了文明施工费用。
附图说明
图1是本发明所述的一种护壁液在桩基施工中的应用方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种护壁液在桩基施工中的应用方法，包括如下步骤：
(1)搅拌池和储浆池施工；
(2)配制护壁液，包括：
(2.1)配制氢氧化钠溶液：使用pH试纸测试搅拌池中的水源的pH值，将片状的氢氧化钠溶解于水中制作浓度为20％的氢氧化钠溶液，在所述水源中添加所述氢氧化钠溶液并搅拌30分钟，以将所述水源的pH值调节到8～9，水温控制在20～30℃；
(2.2)开动空气压缩机通气将搅拌池内的氢氧化钠溶液充分搅拌起来后缓慢、均匀加入粉状的聚丙烯酰胺，将拌合形成的浆液再搅拌至少2小时，搅拌速度为200转/分钟；
(2.3)黏度检测：用工程漏斗黏度计检验黏度，黏度控制在20s～25s范围内，若黏度大于25s，直接加水稀释；若黏度小于20s，延长搅拌时间，若黏度还不够，再补充聚丙稀酰胺，再搅拌1小时，直至搅拌池中的浆液符合黏度要求后形成护壁液，制作完成后的护壁液静止30分钟后使用；
(3)钻孔并用泥浆泵抽取护壁液护壁：在钻孔的同时利用泥浆泵抽护壁液至孔内，同时孔壁随护壁液的加入而胶结成整体，在钻孔的过程中保证孔内泥浆的液面高于护筒底口0.5m以上；钻机操作人员在钻头出入孔口5m深度时提、放钻头降低钻头的提放速度，做到轻提、轻放，这样能有效避免塌孔事故的发生；在钻孔的后期，即离设计孔深2～3m处，应放缓钻进速度，这样能有效彻底清除孔中的沉渣；所述泥浆泵的功率为7.5kW；
钻机的工作人员时刻注意保持护壁液液面的高度，及时给孔内补浆液，还需要经常测量钻头的直径，以保证钻头的尺寸不得小于设计孔径，但尽量避免扩孔；
钻孔完成后，搁置30～60分钟，然后捞取沉渣；
(4)下放钢筋笼，水下混凝土灌注：在孔中下放钢筋笼之前，用测量绳测量孔的深度，在测量的孔的深度达到设计的深度时下放钢筋笼；将钢筋笼下放至孔中，钢筋笼下放到位及安装导管以后，立即进行水下混凝土灌注；所述钢筋笼入孔时保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免强制性下放钢筋笼造成钢筋笼变形或孔壁坍塌，或者是挂坏孔壁造成较厚的沉渣给清孔造成很大的麻烦；在每一节钢筋笼下到位以后，都对孔深进行测量，以防沉渣超标；
(5)护壁液抽取至储浆池：在步骤(4)中灌注的同时将孔内多余的护壁液抽回储浆池；将泥浆泵放在孔口，随水下混凝土的灌注，多余的护壁液上升至孔口即可抽回储浆池，储浆池采用三级沉淀，清理回浆中的钻渣，再继续为下一个孔护壁，这样，护壁液就可循环利用，大大降低了施工成本，同时，文明施工得到改善。
本发明所述护壁液在桩基施工中的应用方法特别适宜于地质条件为砂层地层段，不适用于流砂层、河道及硬质地层桩基施工。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)搅拌池和储浆池施工；
(2)配制护壁液，包括：
(2.1)配制氢氧化钠溶液：使用pH试纸测试搅拌池中的水源的pH值，将片状的氢氧化钠溶解于水中制作浓度为20％的氢氧化钠溶液，在所述水源中添加所述氢氧化钠溶液并搅拌30分钟，以将所述水源的pH值调节到8～9，水温控制在20～30℃；
(2.2)开动空气压缩机通气将搅拌池内的氢氧化钠溶液搅拌起来后均匀加入粉状的聚丙烯酰胺，将拌合形成的浆液再搅拌至少2小时，搅拌速度为200转/分钟；
(2.3)黏度检测：用工程漏斗黏度计检验黏度，黏度控制在20s～25s范围内，若黏度大于25s，直接加水稀释；若黏度小于20s，延长搅拌时间，若黏度还不够，再补充聚丙稀酰胺，再搅拌1小时，直至搅拌池中的浆液符合黏度要求后形成护壁液，制作完成后的护壁液静止30分钟后使用；
(3)钻孔并用泥浆泵抽取护壁液护壁：在钻孔的同时利用泥浆泵抽护壁液至孔内，钻孔完成后，搁置30～60分钟，然后捞取沉渣；
(4)下放钢筋笼，水下混凝土灌注：将钢筋笼下放至孔中，钢筋笼下放到位及安装导管以后，立即进行水下混凝土灌注；
(5)护壁液抽取至储浆池：在步骤(4)中灌注的同时将孔内多余的护壁液抽回储浆池，储浆池采用三级沉淀，清理回浆中的钻渣。
2.根据权利要求1所述的护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在钻孔的过程中保证孔内泥浆的液面高于护筒底口0.5m以上；在钻头出入孔口5m深度时降低钻头的提放速度。
3.根据权利要求1所述的护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在钻孔的后期，离设计孔深2～3m处放缓钻进速度。
4.根据权利要求1所述的护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述钢筋笼入孔时保持垂直状态；在每一节钢筋笼下放到位以后，都对孔深进行测量。
5.根据权利要求1所述的护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在孔中下放钢筋笼之前，用测量绳测量孔的深度，在测量的孔的深度达到设计的深度时下放钢筋笼。
6.根据权利要求1所述的护壁液在桩基施工中的应用方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述泥浆泵的功率为7.5kW。
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