某大桥超标泥浆h施工技术

PAGEPAGE28PAGE1**大桥钻孔桩施工专用P.H.P.泥浆§1桥梁钻孔桩发展阶段§2专用P.H.P.泥浆提出§3专用P.H.P.鲜浆制造§4B1标四期试桩工程****大桥建设指挥部工程处**交通工程咨询监理有限公司****年**月**大桥钻孔桩施工“超标P.H.P.泥浆”技术§1桥梁钻孔桩发展阶段§2超标P.H.P.泥浆提出§3超标P.H.P.鲜浆制造§4B1标四期试桩工程****大桥建设指挥部工程处**交通工程咨询监理有限公司****年**月§1桥梁钻孔桩发展阶段中国钻孔灌注桩是1963年“自力更生”诞生的。1965年交通部在河南召开“钻孔桩技术鉴定会”后，迅速在全国得到推广发展。40年来钻孔桩施工技术水平不断提高，桩长达120m,桩径已达Φ560cm。各类桥梁在黄河、珠江、长江和沿海港湾上的各种复杂地质水文条件下，都成功地修建了大量的钻孔灌注桩基础。现仅从成孔工艺中泥浆技术方面进行简要的技术总结。（一）成孔工艺：1、70年代。钻机以冲击（冲抓）钻为主。泥浆采用普通好粘土在孔内制作；用活动筒机械方式除渣，成桩速度慢。另外回转钻机多用正循环法，钻孔直径Φ150cm左右。此时钻孔灌注桩普通存在两大质量隐患：“桩底软垫和桩身混凝土缺陷。”2、80年代。从郑州黄河大桥开始,成功地研制了扭矩M=8tm级的BDM-4型反循环回旋式钻机。成孔桩可达100m，桩径Φ250cm（能嵌100Mpa级的基岩）。泥浆原料开始使用膨润土，掺以纯碱、CMC等处理剂；一般用“重力法”进行泥浆循环和净化。1986年在广东九江大桥引进“油田P.H.P.泥浆”技术，在70m深孔40余根Φ2m嵌岩桩中，全都实现了《桩底零沉淀》。1985年河南省公路局提出“桩内埋置声测管，用超声波检查桩身混凝土质量”和“利用声测管进行桩端后压浆”两项新技术，使钻孔桩的质量得到进一步提高。3、90年代。自铜陵长江大桥引进德国PBA21/300型大扭矩钻机后，国内先后仿制了KPG300、QZY300、KP350、GW350、JZP300等一系列大扭矩（M＞20tm）、大流量（300～600方/h）反循环回旋钻机。嵌岩直径可达Φ350cm（在覆盖层中钻径可达Φ500cm）。钻孔施工中开始采用专用泥浆净化器（例如宜昌ZX-200等）。但由于没有形成完善的专业泥浆循环净化系统，大流量钻机在覆盖层中钻孔的平均速度V＜（1m/h），效率得不到充分发挥。在90年代中，我国桥梁建设者依靠钻孔机械设备和工艺水平的进步，先后完成了长江上、中游近20座大跨径桥梁，钻孔施工技术大有提高。4、21世纪。新世纪以来长江三角洲经济突飞猛进的发展，江阴长江大桥（L=1385m悬索桥）、润扬长江大桥（L=1495m悬索桥）和**大桥（L=1088m）和南京长江二桥（628m）、三桥（638m）等三座斜拉桥的崛起以及上海东海大桥（L=23公里）和浙江杭州湾大桥（L=32公里）等跨海大桥的工程中，有数万根钻孔灌注桩的实践，这是中华民族几千年来空前的交通基础建设盛况。**大桥特点在于基础深埋在200m以下，所以出现摩擦型大直径百米钻孔灌注群桩基础。为确保钻孔桩承载力，从桩受力机理出发首先应要求孔壁泥皮薄（δ≤1mm）以提高桩侧摩阻力；其次应要求孔底沉渣小（δ=0）以提高桩端阻力；其三应缩短成孔时间将深孔土壤的蠕动紧缩影响降到最低程度。从钢护筒底开始钻进到桩身水下混凝土浇筑完成应控制在三天（72小时）内，即纯钻孔应控制约在一天（24小时）左右。5、应当指出能够实现上述三项高标准的要求，那么就意味着其技术达到了国际先进水平。****局在孟加拉帕克西桥曾创造了72小时成桩记录，经过奋斗努力，我们应该有信心在**大桥达到这三项指标。（二）泥浆技术实践证明泥浆称为钻孔的血液循环系统，泥浆技术好坏是影响钻孔灌注桩工程质量的一个极为重要的因素。泥浆悬浮钻屑，冷却和润滑钻头，形成泥皮保护孔壁，携带钻屑和沉除岩屑来保持钻机的高效运转……。因此我们对钻孔泥浆进行深入研究，提高其技术含量是十分必要的。1、四个发展阶段①自然造浆阶段：在钻孔护筒内直接加水，利用钻头对添加的粘土或对粘土地层的钻进所起的搅拌作用形成胶体泥浆。②细分散阶段：在粘土泥浆中加入烧碱、纯碱和甲基纤维等具有分散作用的处理剂，使粘土颗粒变小进入胶体颗粒范围，从而提高了泥浆的稳定性。③粗分散阶段：在加入分散剂的基础上再加入适当的无机絮凝剂，（如石灰、石膏、氯化钙等），保持粘土颗粒的适度絮凝状态，可获得更高的抗钙、抗污染能力。④不分散阶段：在膨润土泥浆中加入高效的P.H.P.絮凝剂（如聚丙稀酰胺等），使劣质粘土不水化分散，以利于沉淀和清除。2、P.H.P.不分散低固相泥浆的优点：①安全可靠。P.H.P.泥浆通过调整指标，能保证在各种复杂的地质情况（除喀斯特地层有时须特别处理外）下钻孔壁具有防塌、防漏、不缩孔的性能。钻孔后进行清孔以及采取措施能保证下放钢筋笼到浇筑水下混凝土前，实现桩底沉淀为零这样大幅度地提高桩端反力。②效率高。P.H.P.泥浆在孔内钻进时不分散作用在孔内悬浮钻屑在净化系统中很容易实现沉淀。P.H.P.泥浆胶体率大，含砂率小，比重轻特别适用的是反循环钻进，其钻进阻力和机件磨损都小，而所携带的钻屑较多，出口含砂率提高到4％。回流泥浆含砂率低（0.5～1.0%）这两者之差形成钻机效率高。=3\*GB3③经济。泥浆造价主要决定于总用量大及回收率高。由于P.H.P.不分散泥浆必须采用膨润土，造浆率比粘土高出四、五倍。再加上完善的循环净化系统，使泥浆能回收60%。因此按单项计算虽然价格较高，但综合总算后单位体积泥浆的造价反而降低。总之，掌握和提高P.H.P.泥浆技术对搞好**长江大桥基础钻孔灌注桩具有十分重要的现实意义。§2超标P.H.P泥浆的提出（一）桩底反力R分析。1、（JTJ024-85）桥规第4.3.1条钻孔桩容许承载力计算公式如下：该方法是一个经验公式，总安全性可以保证，但摩阻力和桩端反力两者分配关系不明确。公式中清底系数m0。由桩底沉淀土厚度t与直径（t/d）大小决定，其底限值为（t/d）=0.3-0.1相应折减系数m0=0.70-1.00。此时桥梁钻孔桩直径Φ1.50m左右。而**长江大桥桩径Φ250，按这个比值算出其桩底沉淀土厚t=25-75cm。其绝对值相对允许沉降量[0.01D]=2.5cm而言是相当大的，因此沉淀土对桩端阻力R的折减m0远比规范m0=(0.70-1.00)多。2、**大桥一期试桩表1，由于泥浆施工质量欠佳，实测桩端阻力R占总承载力P的比值最大为12％，S3和N1桩R/P比值小至2%（仅为设计值的1%），说明沉渣问题的严重性。在二期北岸试桩中由于泥浆改善桩端沉渣减少，实测桩端承载力所占比例提高到17%。3、由此可以推论，在摩擦桩中如果采用“超标准的P.H.P泥浆”如果能够做到桩端无沉淀土（泥浆和沉渣的混合物），那么桩端（R/P）比值就会大幅度提高。为此**大桥建指决定在第四期试桩（北岸B1标试桩）中，专门研究采用这种能保证“桩端沉淀土厚t为零”的泥浆技术来提高R值。通过与“桩端后压浆”方法进行技术经济比较，从而得出两种提高桩端承载力方法的各自适用的范围。4、N—S曲线法。为了说明沉淀土厚度对桩承载力的影响，现用交通部行业联合科技攻关组（湖南）所提出的（N-S）方法来计算北岸一期试桩N1桩在不同泥浆及沉淀土不同厚度时承载力和沉降量关系。如图1可见：①普通粘土泥浆，清孔时含砂率高达2%，桩底沉渣厚17cm。按桩的极限沉降量[0.05D]0.05×100cm=5cm标准而言，桩端软垫效应十分显著。计算得出桩底土壤垂直刚度（K=2×103t/m）和桩端反力仅R=82t（与实验结果相核对）。②改用超标P.H.P.泥浆和平底钻头，清孔时含砂率降至0.3～0.5%，再通过桩底注入5m厚新鲜泥浆，做到了桩底沉渣为零。此时桩底土壤垂直刚度计算提高了六倍（K=13×103），桩端阻力增加至R=403t。另外由于泥皮薄1mm，其桩侧摩阻力也相应提高，综合计算桩总承载力P=1677t，比原设计P=1276t提高22%。5、两种手段。由表1和图1的对比分析证明：讲究泥浆技术、清除桩端沉渣是提高桩承载力的一种特别有效的施工手段。而目前不少人误以为施工中沉渣是不可避免的，在又要确保桩端承载力的前提下，不得不提出桩端后压浆的措施，这是一种被动行为。**大桥桩端后压浆工艺的成功又使一些人错误地认为可以不需要搞好泥浆来使沉渣为零，反正可以用后压浆技术来弥补。正确的意见是首先搞好泥浆（主动行为），它能够全面提升钻孔桩的质量，在深桩中作用更大。而桩后压浆适用桩端在粗砂层和短桩情况。（二）桥梁施工规范存在问题1、表2.2000年版的“桥涵施工规范”中，列出钻孔泥浆性能指标。2、表3列出2000年版施工手册第十章《大直径桩》泥浆指标和**大桥二期试桩中两个施工单位的泥浆指标，以及1986年广东九江大桥泥浆指标。由表3比较可见，**大桥试桩泥浆性能满足规范要求，而广东九江大桥泥浆性能超过了规范要求。3、桩侧土极限摩阻力τmax值的大小，主要决定于孔壁泥皮厚度。孔内钻进时的回孔泥浆质量好坏又决定了泥皮厚度t。在施工规范（JTJ041-2000）中所标明的泥浆性能：粘度18～28秒，相应胶体率≥95%，失水量≤20（ml/30min）和泥皮厚t≤3mm，等指标，对于大直径深桩均偏低，使钻孔桩不能达到高质量。现列出国外规范对钻孔灌注桩泥浆性能指标如下：①粘度（T）高（粘土页岩≤21秒；粉细砂≤27秒；粗砂砂砾≤35秒）②失水量（B）小≤(10mi/30min)③泥皮（K）薄（≤1mm/30min）广东九江大桥采用日本里根TRC-20钻机，由于潜水电机的要求使用了高性能的的南海油田P.H.P泥浆技术，达到了上述标准。4、不同施工阶段泥浆性能指标有不同的要求，而施规[JTJ041-2000]中却笼统标注成为一个指标，这样影响了质量控制的掌握。为了确保深孔大直径桩工程质量**大桥在五个不同施工过程中都采用高性能指标。称为**大桥得《专用P.H.P.泥浆》经**月5日～29日六根试验桩证明，经过精心施工后这些指标均可以达到。（三）超标P.H.P泥浆特点1、触变性好。配制成功合格的P.H.P泥浆呈嫩白色。由于粘度较大在静止状态时呈冻胶状。泥浆从流动到静止粘度能恢复其悬浮作用阻止钻屑下沉；当钻头旋转泥浆流动时，又改变了泥浆结构触变使粘度减小和泥浆流动性增加，从而减少了钻头阻力。P.H.P泥浆这种触变性能是其它泥浆所没有的，它同时满足了钻进时阻力少，和静止时稳定性好的两项要求。2、比重轻，低固相。由于使用《造浆能力最强的土—膨润土》做原料，故制造的泥浆含砂率极低（0～0.3%），即几乎全部土颗粒都变成胶体，没有废余料。（1t膨润土可造10～15米3泥浆），这是普通粘土所做不到的。膨润土的原浆比重小（1.02～1.04），故能携带的钻屑就多，固相（低密度粘土和钻屑）的含砂率可由3%提升到4%。另外由于比重轻，对钻头旋转阻力就小，故能提高钻进速度，减少钻机内部各种零件的磨损。3、粘度高的原因是使用特效增粘剂——聚丙烯酰胺（P.H.P）它的掺用量是泥浆十万分之三，而羟基纤维素（C.M.C）掺量是泥浆量千分之一，两者相差30倍，由此减少了掺料的总重量和工作量。泥浆粘度高，相应要求胶体率大（100%），这样P.H.P泥浆胶体在粉细砂粗砂砾石的土壤空隙中形成一层化学膜，封闭孔壁保持稳定；这和冲击钻用粘土形成的厚泥皮（物理膜）有本质上不同。4、泥皮薄。是优质泥浆的最重要标志。愈薄则使水下砼与桩侧土壤接触面的夹层愈小，使桩侧土壤极限磨阻力愈大。“超标P.H.P泥浆”的重要指标是要求泥皮厚K≤1mm，这是所有的其他泥浆所做不到的。应当指出在钻进时由于需要携带了很多钻屑，提高了粘度的同时也使孔壁泥皮加厚，所以在清孔时应将泥浆的粘度调低，清孔后还应该用Φ4cm水管伸入孔内，压注泥浆进行低流量的小循环防止孔内泥皮厚度的增长。5、失水量小。泥浆在钻井中有水渗入孔壁的现象叫失水。静失水是指一个大气压差30分从泥浆中渗出水的体积（毫升）。泥皮厚度与泥浆过滤失水率成正比。为了不增大泥皮厚度就必须尽量减少失水量，所以在清孔过程中调整失水量小于10是确保成孔质量的关键。6、不分散。系指泥浆中粘土颗粒不向1微米（P.m.m）方向发展被控制在（1～30）Pmm范围内的特性。钻进中钻屑混在泥浆中，通过钻杆的水笼头进入到沉淀池后，及时加入淡膨润土基浆使P.H.P在泥浆中的浓度降至20～40%从而发生絮凝作用，淤泥类细颗粒钻屑进一步变成较大的颗粒沉渣，容易被机械除砂装置清除。P.H.P泥浆这种保留优质的造浆粘土，絮凝除去劣质钻屑的特殊功能十分有利于泥浆循环、净化。7、环保好。P.H.P泥浆废料PH=8，无毒、无害、对农作物生长不影响，对环境污染减少到最低程度，被誉为《工农泥浆》。总之，通过上叙分析可见，要进一步提高钻孔桩的承载力，沿用（JTJ041-2000规范）中规定已经不够。采用更高标准的P.H.P泥浆已成为**大桥基础钻孔灌注桩工程所必须。§3P.H.P鲜浆制作（一）材料。**大桥专用P.H.P泥浆由膨润土，Na2CO3、CMC和PAM（水解品称P.H.P）等四种主要原料组成。各种原材的作用和掺入比例分叙如下：1、膨润土。为泥浆胶体质的主要来源。分钠质（如南京、山东出产）和钙质（如湖南、福建出产）两类。钠质膨润土泥皮薄，稳定性好和造浆率高（1t土可造12～16米3泥浆），购买价格是稍贵一些，但同体积泥浆掺量少和质量好，经总体核算反而可能便宜。所以**大桥钻孔中应优先选择钠质膨润土。膨润土掺量为泥浆体积6-8%左右。即100米3泥浆需用6～8t膨润土。2、纯碱（Na2CO3）。主要作用是增大P.H.值使粘土颗粒进行分散，并增加表面负电荷，来吸附带正电荷的钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能更好。因此回流孔内泥浆中P.H.值应稍高一些（9—10）。施工中注意要提高膨润土的P.H.值就要适当补充碱水。纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，即100米3泥浆需用碱300～500公斤。应当指出只有碱用量增加到使泥浆P.H.值达到10～12后，再加入P.H.P才能使泥浆粘度超过25秒。3、羟甲基纤维素（C.M.C.）。也能提高泥浆的粘度，具有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积（0.050%～0.100%）即100米3泥浆需用50～100kg。4、聚丙烯酰胺P.H.P。其突出功能是使泥浆具有触变性，保持不分散、低固相、高粘度的优质性能。其掺用量为泥浆体积0.003%左右，即100米3泥浆3公斤，是C.M.C.用量的1/20。，可见它的增粘效果高。（二）基浆。系指由膨润土和纯碱拌制而成的泥浆（没有掺P.H.P.）。1、用量大。通航孔主墩单根Φ2.5m×120m桩需要700米3左右泥浆，相应掺入膨润土近60（t），纯碱3（t）。引桥单根Φ1.2m×56m～Φ1.5m×75m钻孔桩需要100～200米3泥浆。全长2010m，518根桩共需泥浆8万米3膨润土7000t，对如此巨大用量，工地应当具有完善的制浆设备，其中包括：①膨润土储存、堆放房间及场地；②泥浆搅拌机及池旁高压水流自循环拌制泥浆机；③浓、淡两种基浆储存池；④基浆进出口各种管道、龙头、阀门。2、膨润土选择。市场上膨润土泥粉有铸造用和钻孔造浆用两类，其区别在于胶体率有很大差别。品质上又有一、二、三个等级。为了增大泥浆中胶体的成份，应选择一等品、即胶体率要大（≥96%）和含砂率要少（0～0.3%）的产品。特别注意不能用铸造用的膨润土（胶体率特低）。3、基浆的拌制。膨润土泥粉和水不能在自然状态下混合成泥浆，必须通过强劲的搅动才能形成胶体。膨润土制浆机拌和后注入池中，还要用高压水泵（或水枪）自吸反喷多次循环才能形成均质泥浆。制备泥浆的水应不含有害物质，事先进行水质检查来经保证质量。水量如不能保持时，需有储水装置。处理清洗泥浆机械设备的废水要设置排水沟和沉淀池，进行妥善处理。4、性能指标。由于各地水质和膨润土品质不同，故纯碱和C.M.C.的掺量都要通过试验确定。掺加剂调配应在反复喷射循环中加入的基浆。注浇基浆要在储浆池中存放1～2天后才能使用，禁止直接使用刚拌制的泥浆。5、掺料调配，以表5不同阶段的泥浆性能指标为准。①胶体率大小，主要决定膨润土泥粉中蒙脱石的含量，故应该尽量采购含蒙脱石成分高的膨润土。②调整基浆的P.H.值主要是增减纯碱的掺量。碱愈多则P.H.值愈高。例如PH＞10，粘度T才能＞25秒。③基浆粘度一般小于25（秒），需增加粘度可用（C.M.C.）调整。注意C.M.C.用量不能多，它仅作降低失水量和增大泥浆流变性用。（三）基浆用途1、浓基浆。是制作高粘度P.H.P新鲜泥浆的基本料。它以膨润土中胶体率为基础加入相应碱以及少量C.M.C制成。浓基浆随时可稀释使储存的体积小。浓浆用在钻机开孔作业和加入回流浆的维持池中，保持回流泥浆的PH值维持悬浮作用。2、淡基浆。适用粘性土层的钻进。因粘土本身能造浆，故不需要过多膨润土。作为补给泥浆作用的稀基浆一旦加入到沉淀池后，可将循环泥浆中的（P.H.P）含量降低至10%～20%从而发生絮凝作用，使很多细颗粒集中沉淀，使回流泥浆的含砂率降低至0.5%～1.0%。淡基浆这种降低P.H.P含量可作絮凝剂使用的功能，其优点是保持泥浆全程化学成份不变,仅仅是浓度变化而己。（四）P.H.P鲜浆1、原料PAM为为非水解型型，分子量量为1000万左右。使使用前要先先水解，水水解后称“P.H..P”。工地常常用常温法法，提前水水解的步骤骤如下：①将PAM（1000）置于清清水（6000）中浸泡1天。②同时加入烧碱（Na2OH）在搅拌拌筒中搅拌拌以促溶。Na2OH用量可按按反应量计计算，用量量多少与PAM分子量和和水解度成成正比。约约为PAM的10%左右。③停置2～3天，使PAM分分子有效地地分散于水水中，形成成浓P.H..P鲜浆。2、P.H.P水解解度的不同同表现出不不同的特性性。①用于钻孔时，为为了控制失失水量和堵堵漏以及悬悬浮钻屑，在在回流浆池池中加入60%～70%的水解度度的P.H..P浓鲜浆。②用于沉淀池中，要要求使泥浆浆中钻屑细细颗粒絮凝凝，要求制制作20～30%水解度P.H..P溶液。操操作方法是是加入补充充膨润土淡淡基浆，来来将P.H..P水解度降降低。3、P.H.P新鲜鲜泥浆的配配制将P.H..P（60%～70%）的浓浆浆液加入到到前叙膨润润土浓泥浆浆中，经高高压反复喷喷射混合就就形成P.H..P新鲜浓泥泥浆。制后后时应注意意：①浓鲜浆的粘度要要大幅度提提高（即粘粘度T≥25秒，达到30秒以上）时时，必须先先将基浆P.H值加碱调调至≥10～12（高粘度度必须相应应高P.H值）。此此种浓度很很高的鲜浆浆，以专用用罐存放在在施工中可可随时掺用用到不同泥泥浆中使用用。②P.H.PP掺用剂量量为泥浆体体积的0.0003%左右。（30PPPm百万分之之三十）最最合理的比比例应通过过试验来决决定，可用用表征来观观察。。③P.H.PP鲜浆的表表征：P.H..P含量不足足泥浆呈红红黄色；合合适嫩豆腐腐色果冻状状；过量变变成清水水水土分层。4、P.H.P鲜浆浆性能如前前表5。在工地地常以小容容器盛装浓浓“P.H..P”，在使用用时再与其其他泥浆稀稀释使用。工工程中浓鲜鲜泥浆常用用以防止护护筒底反穿穿，不稳定定地层塌孔孔，砾卵石石泥浆严重重漏失等紧紧急情况中中。在钻孔孔中如果比比重过高，钻钻头阻力过过大时，可可通过流入入淡的P.H..P鲜浆来稀稀释从而提提高钻屑的的悬浮度。§4四期试试桩工程（一）**大桥桥前期试桩桩：1、概况：一期试试桩于2002年9月～12月分别在在南北两岸岸进行。主主要模拟引引桥桩基，南南北岸各三三根。（北北岸2根Φ1.0，1根Φ1.8）（南岸3根Φ1.5），桩长75～84m。用用自平衡法法测试，进进行了桩端端压浆前后后承载力的的对比。二二期试桩于于*****年4月～8月,在南岸进进行。主要要模拟主桩桩Φ2.5mm百米深桩桩工艺。在在六根试桩桩中利用其其中二根进进行桩底压压浆后承载载力测试，一一根进行压压浆前、后后两次测试试。三期试试桩于*****年8月～10月在水中中平台上进进行，共六六根。桩径径Φ2.5mm深120mm。其中二二根进行桩桩底压浆后后承载力测测试，一根根进行压浆浆前后两次次测试。四四期试桩中中工艺孔三三根于*****年**月8～12日在北岸岸进行。另另有四根试试桩（Φ1.2和Φ1.5各二根），桩桩长59，64m。其其中二根桩桩端压浆后后测试，二二根直接测测试。应当当指出在B1标四期六六根试桩均均按“专用P.H..P泥浆”技术标准准施工。2、经验：前三期期18根不同直直径、不同同桩长、不不同地形和和水文情况况下的试桩桩，所取得得的成绩表表现在解决决了百米深深桩成孔和和成桩工艺艺难点，完完善了桩端端压浆工艺艺和对后压压浆技术提提高极限承承载力的效效果进行了了论证。3、“桩端后压浆技术术”的实践工工作表明：：桩端后压压浆对桩极极限承载力力提高的程程度与施工工中泥浆技技术水平成成反比。即即泥浆质量量愈差，桩桩端沉渣愈愈多，则桩桩端后压浆浆恢复这些些缺陷所提提高的桩端端阻力也愈愈大。由此此推论：如如果采用“超标P.H..P泥浆”能实现桩桩底沉渣为为零和全长长泥皮厚度度减薄不大大于1mmm等技术，桩桩端后压浆浆对极限承承载力的提提高比值会会下降到什什么程度？？另外对于于桩端处于于粘性土和和粉砂夹淤淤泥等空隙隙率特别小小的地层，在在后压浆效效果不佳的的情况下，能能否用“超标P.H..P泥浆”技术来替替代？在几几公里长的的南、北两两岸（300m和50mm跨径）的的引桥中，《桩桩端后压浆浆》和《超超标P.H..P.泥浆》两两种技术如如何确定，是是有十分重重要的现实实意义的。4、总之，由上分析析制定出第第四期试桩桩目的如下下：①采用扁平型钻钻头来减少少桩端土壤壤的拢动和和破坏。在在钻头上适适当增大配配重来改善善导向性和和增大钻速速。②以“专用P.H.P”泥泥浆工艺来来实现“桩底零沉沉渣”和控制泥泥皮厚度不不大于1mmm，以提提高桩的承承载力。③在都使用“专专用P.H..P.泥浆”的前提下下，试测桩桩底不压浆浆和压浆两两者极限承承载力。④改进和完善的的《泥浆循循环净化系系统》，使使钻机出口口泥浆含砂砂率提高到到3－4%，使回流流护筒的泥泥浆含砂率率降低到0.5～1%，由此可可大幅度提提高钻机效效率，力争争一天（24小时）左左右能完成成从护筒底底起的钻孔孔任务，将将孔壁紧缩缩影响降低低到最小程程度。=5\*GB3⑤研究钻孔泥浆回回收利用的的好方法以以降低泥浆浆成本。（二）影响桩底底沉渣因素素1、陆域二期试桩桩检测桩底底沉渣情况况如图2。孔底泥浆浆中粘土和和钻屑混合合形成沉渣渣，相当软软垫层集中中在锥形钻钻头的底部部，其总体体积不多但但高度不小小。钻孔完完成并经清清孔后，当当时测量沉沉渣厚度δ均在设计计允许值220cm以以内，但随随着时间t的增加，沉沉渣厚度增增长。实测测六根试桩桩中公路二二局2#桩沉渣特特别多（试试用台湾超超级泥浆误误入孔内）之之外，中港港二航和*****等等五根试桩桩平均的时时间t—沉渣厚δ关系（如如图中粗虚虚线）表示示出：①30小时—40（cm）；②50小时—46（cm）；③70小时—53（cm）。2、水下混凝土待待浇时间。水中三期试桩实测：清孔后浇水下混凝土前吊装120m长钢筋笼时间约为40小时，安装水下混凝土导管及其他准备工作约10小时，共计50小时。由图2可见在这段时间内孔底沉渣厚度δ已经增加到46（cm）左右，远大于设计要求的[20cm]值。这个实测结果令人震惊，钻孔桩底地基反力R在这种情况下已大部分丧失了。因此设计非得用《桩端后压浆技术》来弥补。其原理是先用高压水冲洗流走浓泥浆中粘土，然后注入水泥浆填充沉渣中固体颗粒；最后水泥浆压力扩充到桩端四周和上下范围形成扩底桩，从而提高了桩的极限承载力。可以说，如果没有实施《桩底后压浆工艺》手段，现行泥浆施工的水平所必然产生的桩端沉渣将在深桩中产生严重后果。3、沉渣增长的主主要原因：：是现行桥桥规对钻孔孔泥浆性能能指标要求求不严所致致。例如：：=1\*GB3①通航孔。Φ2.5mm钻孔桩清清孔后含砂砂率按1%计桩体积V=6550（方），泥泥浆中悬浮浮的砂体积积V=6550×1%%=6.55方×（2t/方）=13t。应当指指出，由于于孔内泥浆浆粘度偏低低，（在20秒以内），HP值（8）较小，这这样泥浆的的悬浮作用用不显著。孔孔深1200m的泥浆浆在时间长长达40～50小时情况况下，泥浆浆中13t固体不断断下沉，导导致沉渣增增长是必然然的。=2\*GB3②引桥。采用“超超标P.H..P.泥浆”清孔后，孔孔内泥浆含含砂率极小小（≤0.3%），而粘粘度较大（22～24秒），所所以50小时的沉沉淀增长将将变得十分分缓慢。可可以说清孔孔采用高标标准泥浆是是减少沉渣渣增长的关关键。4、实现“零沉渣渣”的技巧。在在对清孔泥泥浆指标进进一步提高高标准的基基础上，为为了完全确确保“桩底零沉沉渣”，1986年广东九九江大桥创创造了“在桩底用用正循环注注入5～10mPP.H.PP鲜浆“的办法，如如图3所示。由由于鲜浆粘粘度高（25～29秒）；含含砂率为零零，比重轻轻（V=1..04）；它相相当在桩底底放置了一一个隔离层层，可将深深孔上层泥泥浆所发生生的固相颗颗粒、沉渣渣都阻止在在其上。广广东大江大大桥40根Φ300/Φ250/Φ200变截面、大大直径、嵌嵌岩桩成桩桩后，业主主用地质钻钻探取蕊检检查结果表表明，桩底底砼与基岩岩完全密合合无缝。该该方法在铜铜陵长江大大桥，南京京长江二桥桥中都得到到了推广运运用，确保保了钻孔桩桩质量。2000年桥梁施施工手册第第十章中介介绍了这个个技巧。因因此建议在在**大桥2600多根钻孔孔桩中都要要全部采用用桩底注入入10m高鲜鲜浆的工艺艺。(三)泥浆工艺孔：1、概况：为了在在北岸B1标试验桩桩中成功地地采用（专专用P.H..P泥浆），*****年年**月3日至11日9天时间内内，完成了了两根超标标P.H..P.泥浆工艺艺试验桩。其其主要情况况如表6。其泥浆浆循环系统统布置如图图4。2、基浆池14米米3。将拌和机机搅拌的膨膨润土、碱碱和水放入入14m3的基浆池池后，要用用高压水泵泵反复冲搅搅使其均匀匀。基浆的的性能指标标：（容重重＜1.03；含砂率≤0.3%；粘度20～22秒）。基基浆制作后后要提前，严严禁当场兑兑水到基浆浆中。3、鲜浆池12（方方）。在基基浆中再加加入碱，使使PH值增至10～12，然后加加入水解60～70％的P.A..M.（P.H..P.），经高高压水泵反反复搅拌而而成鲜浆。要要静置一天天以上，使使膨润土颗颗粒充分水水解，并与与碱P.H..P等掺料混混和均匀。鲜鲜浓浆性能能指标：（容容重＜1.04，含砂率≤0.3%，粘度28～32秒，PH值10～12，胶体率率＞100%，失水率率＜10mmm/300min，泥皮厚厚度≤1mm）。鲜鲜浆池中设设管道和阀阀门流入维维浆池。4、循环沉淀池约约50m3(6×66×1.55)其中用钢钢板隔成四四格以延长长泥浆循环环路程。在在其上设置置一台[X2—200A泥浆净化化器]，其技术术性能参数数如下：a、最大泥浆处理理量达到2200m33/h。b、最大净化除砂砂效率可过过90%以上（粒粒级0.0024mmm以内）c、渣料筛分能力力为25-880t/hh，可根据据钻孔机具具进尺的不不同而调整整。d、筛分出的渣料料含水率小小于30%。e、达到最大净化化除砂效率率时污浆的的最大密度度小于1.2((g/c33)。试桩工作表明：：北引B1段地质情情况中，使使用“专用P.H..P泥浆”的反循环环工艺，通通过ZX—200AA的除砂效效果含砂率率减少在（1.0～1.5）%范围左右右，比普通通泥浆效率率提高50%左右。使使用机械净净化器分重重力法的需需80m长泥泥浆槽和2～3个泥浆桶桶（40～60米3）相比较较，不但节节省了很多多场地而且且效率提高高一倍。5、絮凝沉淀池约约30米3。随着钻钻孔不断加加深和ZX—200AA的排渣带带走部分泥泥浆要保持持钻机泥浆浆总流量不不变（180～250米3/小时）就就要源源不不断补充新新泥浆。应应特别指出出：仅将不不含P.H..P的基浆（膨膨润土浆）注注入循环沉沉淀池中，使使池内泥浆浆的P.H..P含量降低低产生絮凝凝作用，将将使更细的的颗粒沉淀淀从而降低低泥浆中含含砂率。6、维浆池约20米米3。其作用用是在絮凝凝沉淀池流流来的泥浆浆中，加入入浓新鲜P.H..P泥浆来提提高粘度，维维持泥浆的的高性能再再回流入钢钢护筒内。7、泥浆性能的调控控。由于试验验孔没有大大体积沉淀淀池和完整整配套的循循环净化系系统，故仅仅利用五种种不同功能能的池来进进行泥浆性性能的调整整。如图4：开钻时，系在护护筒内钻进进，用《正正循环》工工艺，即由由A.E.池膨润土土泥浆泵入入钻头水龙龙头内，进进行筒内除除屑钻进。钻进时,以控制制回流泥浆浆性能为主主要目标.。如粘度度不够则加加快P.H..P.浓鲜泥浆B池流入E池速度。如如粘度过大大,将A池膨润土土调稀，注注入D池。清孔时，先用反反循环工艺艺换孔内泥泥浆。要降降低粘度，增增大失水率率，此时可可直接由A池注入D池，经E池流入孔孔内。清孔完成后，改改用（正循循环）工艺艺由B池往水笼笼头中注入入P.H..P.鲜浆，约5～10m高，作为为隔离层。总之，由于拥有有不同性能能的储浆池池，所以能能够十分方方便地及时时调整泥浆浆性能，来来适应不同同土层的需需要。(四)成孔质量检测：：1、检测表。为了了判断《专用P.H..P.泥浆》的的可行性，在在四根正式式试桩施工工前，先对对已完成的的两根工艺艺桩进行了了成孔质量量检测，如如28~35页附表所所示NⅡ-6#桩和NⅡ－5＃桩。2、结果。由表可可见NⅡ－5＃试验孔孔从**月13日~18日连连续进行六六天观察，桩桩底沉渣没没有变化。NⅡ－6＃试验孔孔连续进行行六观察（二二天记录）桩桩底沉渣也也没有变化化。而孔径径都没有发发现缩孔现现象。总之之，事实说说明掌握《专专用P.H..P.泥浆》技技术，经过过精心施工工是完全可可以使钻孔孔桩孔径稳稳定和桩底底泥渣为零零。3、后继。由于全全部试桩工工作尚未结结束，资料料尚待进一一步收集、整整理和总结结。本文提提前介绍目目的在于抛抛砖引玉，供供各有关单单位在制定定施工组织织设计工作作时参考。有有关施工细细节可参见见中航二航航局**大桥项项目经理部部编写的《B1标试桩工工艺孔施工工技术总结结》。表1***大桥一期期试桩（PP=N+SS）承载力力分析桩位南岸岸北岸岸项目S1S3N1N2N3桩直径/桩长（m）Φ1.5/84Φ1.5/68Φ1.0/76Φ1.0/76Φ1.8/76试桩实测（t）侧摩阻力N218015709949602155（N/P）91%98%99.40%91%88%端支承R22030690285（R/P）9%2%0.60%9%12%承载力P24001600100010502440设计理论值（t）侧摩阻力N020661495126012602122（N/N0）0.951.050.790.761.01端支承R0374241116116839（R/R0）0.590.120.050.780.34承载力P024401736137613762961（P/P0）98%92%73%76%82%说明清孔含砂率（%%)2%3%2%4%3.50%沉渣厚度（cmm)1020171910其它它—桩端质量不合格格——结论：1、试桩实测极限限承载力P小于设计计理论2～27％，说明明钻孔泥浆浆施工质量量不良。2、桩端支承反力力（R）占总承承载力(P)1～12％，比值偏小小，说明桩桩端沉渣多多。3、实测桩侧摩阻阻力(N)占总承载载力(P)888％以上，说说明深桩以以桩侧摩阻阻力为主。表2施工规规范钻孔泥泥浆性能指指标钻孔方法性VTПGBKQPH能比重粘度含砂率胶体率失水率泥皮厚静切力酸碱度土(g/cm3）(Pa·s)(%)(%)(ml/30miin)(mm/30miin)(Pa)（PH）正循环一般地层1.05～1..2016～228～4≥96≤25≤21.0～2.558～10易坍地层1.20～1..4519～288～4≥96≤15≤23～58～10反循环一般地层1.02～1..0616～20≤4≥95≤20≤31～2.58～10易坍地层1.06～1..1018～28≤4≥95≤20≤31～2.58～10卵石土1.10～1..1520～35≤4≥95≤20≤31～2.58～10冲击一般地层1.10～1..2018～24≤4≥95≤20≤31～2.58～11易坍地层1.20～1..4022～30≤4≥95≤20≤33～58～11注：①地地下水位高高或其流速速大时，指指标取高限限，反之取取低限；

②地质状态态较好，孔孔径或孔深深较小的取取低限，反反之取高限限；

③③在不易坍坍塌的粘质质土层中，使使用推钻、冲冲抓、反循循环回转钻钻进时，可可用清水提提高水头（≥2m）维护护孔壁；

④若当地缺缺乏优良粘粘质土，远远运膨润土土亦很困难难，调制不不出合格泥泥浆时，可可掺用添加加剂改善泥泥浆性能，各各种添加剂剂掺量可按按附录C--1选取；；

⑤泥浆的各各种性能指指标测定方方法见附录录C-2；

⑥直径大于于2.5mm的大直径径钻孔灌注注桩对泥浆浆的要求较较高，泥浆浆的选择应应根据钻孔孔的工程地地质情况、孔孔位、钻机机性能、泥泥浆材料条条件等确定定。在地质质复杂，覆覆盖层较厚厚，护筒下下沉不到岩岩层的情况况下，宜使使用聚丙烯烯酰胺即（PHP）泥浆，此泥浆的特点是不分散、低固相、高粘度。表3钻钻孔泥浆指指标比较桥处12345指标标施工规范施工手册**二航**二公广东九江1、比重V

（g//cm3)1.06～1..101.03～1..101.08～1..301.07～1..301.02～1..082、粘度T

（Paa·S）18～2818～2220～2720～2525～303、含砂率π（%%）≤4＜2≤3≤3≤34、胶体率G

（%%）≥95≥98≥96≥951005、失水率B（mml/300min))≤2014～2015～2010～18≤106、泥皮厚度K

（㎜㎜/30mmin)≤3≤21.5～21～217、酸碱度

（PHH）8～108～108～98～99～128、静切力（Q）

（Pa）1～2.52～53～5说明反循环环易坍地层层孔孔深L＞65m，孔孔径D＞Φ1.5mm孔深深120mm，桩径Φ2.5