护壁方法有哪些

‘壹’ 人工挖孔桩护壁有几种方法，其适用条件有哪些

人工挖孔桩是危险性较大的分部分项工程，护壁施工只能采用等级不小于C25的现浇配筋混凝土，不得采用其它材料。当特殊情况需要时，应经专家组论证通过。

‘贰’ 泥浆护壁的制备方法

钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流.
调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
泥浆是桩孔施工中的冲刷液，主要作用是清洗孔底，携带钻渣平衡土压力，护壁防塌、润滑和冷却钻头。泥浆配置时应注意控制四个方面。
A:控制泥浆液面：
要控制护筒内液面标高高于河水面1m多，必要时可以安装水位检测灯，由专人看管，以保证足够水头压力，维护下部孔壁安全。
B:控制泥浆比重：
泥浆比重过大，失水量大，孔壁易剥落、崩解的可能性就大。泥浆比重过小，孔内水压力就小，易造成坍孔。泥浆比重控制在1.05～1.15之间。
C:控制泥浆粘度：
粘度过高会使泵压升高，排量显着减少，钻速下降，排粉困难，压力增长，泥浆粘度控制在18～22s，一般为20s。
D:控制泥浆PH值：
泥浆PH值的大小，表示了泥浆酸碱性的强弱。PH<7时，泥浆为酸性，PH值越小，酸性越强；PH>7为碱性PH值越大，碱性越强；PH=7时，泥浆为中性。如果PH值大于11，则泥浆会产生分层现象，失去固壁作用。
泥浆的配备要求[1]
项目
比重
粘度（秒）
含砂率
PH值
一般性能指标
1.05~1.15
18~22
<4%
8~10

‘叁’ 灌注桩根据成孔的方法不同，有哪几种形式

灌注桩按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩四种。
1、钻孔灌注。
指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。
根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。
2、沉管灌注。
指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。
3、人工挖孔。
指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。
护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。
4.爆扩灌注

‘肆’ 钻孔护壁堵漏技术措施

在复杂地层钻进中,平衡地层压力、保持孔壁稳定是钻孔施工成败的关键。目前护壁堵漏方法概括起来主要有以下几种:

(一)随钻泥浆法

随钻泥浆法一般适用于漏失速度小于3m³/h的低压渗漏地层。即让泥浆中添加的小粒径纤维类堵漏材料、刚性颗粒类堵漏材料及可变性颗粒类堵漏材料,在泥浆压差作用下渗入地层孔隙或微裂缝,起到架桥、填充和封堵作用,达到边钻进边堵漏的目的。与停钻堵漏相比,随钻泥浆法可节省较多的处理漏失时间,适用于高渗透砂层、砾石层、破碎煤层以及其他存在微裂缝的地层堵漏。常在泥浆中添加高分子化学处理剂、高黏度泥浆或随钻堵漏材料(801随钻堵漏剂等)。

(二)套管隔离法

对第四系松散地层或坍塌超径、老窿、溶洞、地下河等严重漏失地层,多采用钢制套管隔离。套管隔离一般用于1000m以浅孔段,在深部孔段则成本高,影响钻探工程整体效益。

(三)水泥灌注法

对裂隙不大,中等以上漏失地层,灌注水泥可取得较好的堵漏效果。施工中应根据具体漏失条件选用不同的孔壁固化方法。

1.纯水泥浆堵漏

纯水泥浆堵漏适用于地层裂隙小,地下承压水及地下水流动不大的情况。纯水泥浆中可加入三乙醇胺和食盐等速凝剂,常用配方为水泥∶三乙醇胺∶食盐=100∶0.5∶1,也可直接选用速凝早强水泥浆(灌注前应做地表试验,确定水泥浆初凝时间等参数)。深孔灌注须采用泥浆泵送浆,水灰比控制在0.5～0.6之间。在安徽霍邱重新集矿区、滁州琅琊山铜矿区破碎漏失孔段Φ91mm和Φ110mm口径中,均采用该方法堵漏成功。

2.水泥砂石浆堵漏

水泥砂石浆堵漏适用于地层裂隙大、钻孔超径、漏失量大的情况。水泥砂石浆由水泥、黄砂(或石英砂)、碎石(一般粒径为5～10mm)、速凝早强剂、水泥膨胀剂等组成。先判断钻孔漏失(或涌水)部位,裂隙大小及钻孔超径量,然后将石子、砂子投入漏失孔段,填充裂隙;配制水灰比0.5～0.6的水泥浆,加入0.5%～1%速凝早强剂和5%的水泥膨胀剂,用钻具透孔至投放砂石孔段底部0.5m处,泵入配制好的水泥浆,水泥浆量要超过漏失孔段体积的2～3倍,使水泥浆渗透到地层裂隙中填充的砂石中,形成混凝土胶结的新孔壁以达到堵漏目的。灌注后需等待72h方可透孔钻进。该方法曾应用于安徽庐江铁矿竖井工程3个地质勘查钻孔(孔深600～700m,终孔口径Φ110mm)的严重破碎、漏失孔段,灌浆后形成的水泥砂石孔壁强度高,对大裂隙具有良好的填充和堵漏效果。

(四)冻胶泥浆及化学絮凝法

该方法亦称弹塑性堵漏法,是往破碎裂隙地层充填胶黏,不形成固结强度高的刚性孔壁,只形成具有胶黏性的弹塑性孔壁。适用于钻孔承压、孔隙水较大、涌水、漏失及溶蚀性地层,水泥浆灌注难以结石的情况。

1.冻胶泥浆堵漏

冻胶泥浆由水泥(或熟石灰)、锯末、黏土粉、水玻璃(或氯化钙)等组成。配比是在1m³黏度50～60s的泥浆中加50kg水泥、15kg水玻璃和适量的锯末;或在上述泥浆中加100kg熟石灰、25kg水玻璃(亦可加40kg氯化钙)。

堵漏作业时,将锯末用40目筛网过筛后连同水泥(或石灰)加入泥浆中搅拌,用泵送至漏失部位。泵送时在吸水莲蓬处缓慢加入水玻璃。使浆液在孔内混合形成低强度的冻胶状胶结体填充裂隙。一般灌注后停待5～6h即可透孔钻进。堵漏成功后,必须采用低固相泥浆护壁钻进。该方法在安徽马鞍山当涂杨庄铁矿勘探孔(孔深850m,终孔口径Φ110mm)中应用取得了较好的堵漏效果。

2.化学絮凝堵漏

化学絮凝法主要采用黏土、高分子化学絮凝剂(高分子聚丙烯酰胺PHP、PAM)等材料。絮凝堵漏时,用泵往漏失孔段送黏度50～60s的泥浆,同时在吸水莲蓬头处缓慢加入分子量800万～1000万、水解度5%～10%的PAM液体,加入量控制在泥浆体积的2%(干粉量)。若涌水地层可先用加重泥浆平衡涌水压力,后投黏土球至漏、涌水孔段,下钻具加压捣实。黏土球中心放入PAM干粉,这样黏土球遇水膨胀后与PAM混合产生高分子与黏土交联絮凝作用,填充吸附于岩层裂隙中起到止涌堵漏作用。该方法曾在安徽寿县正阳关铁矿异常验证孔、霍邱周集深部找矿ZK1725试验孔、华南于都-赣县矿集区科学钻探选址预研究NLSD-1孔、华东庐枞盆地科学钻探选址预研究LZSD-1孔等多孔漏、涌地层中成功堵漏,既节约了堵漏时间,又可降低堵漏综合成本。

广东龙归盐矿某探采孔施工中遇到一严重漏失层,全孔不返泥浆。原中石油某普查大队为堵漏花费近半年时间,用去100余吨水泥未能解决问题,后转交安徽省地矿局313地质队。313地质队通过分析,认识到前人失败的原因在于采用普通水泥浆灌注盐岩裂隙。因为水泥浆在裂隙中结石成刚性胶结,而盐岩裂隙中进入水泥后结晶盐也被溶蚀,即使水泥浆结石很好,在较短的时间内也会从裂隙中剥落,随之裂隙继续被溶蚀扩张。每用水泥灌注一次地层裂隙就扩张一次,造成漏失越来越大。所以,决定采用高分子絮凝弹塑性堵漏方案。即用饱和盐水(或干盐粉)拌黏土粉制作黏土球并包裹PAM干粉投入孔内,再用钻具捣实,在孔内水化后形成具有一定强度的高分子絮凝体堵塞盐岩裂隙。该方法堵漏十分成功,终孔下套管用水泥固井时,泵浆压力达16MPa仍未发现漏失。

该实例表明,黏土与高分子混合产生的絮凝弹塑体,能在高分子链作用下与盐岩裂隙紧密交联吸附,且絮凝体有一定的膨胀性,填充牢固,同时可形成盐水结晶泥皮的保护层,阻止裂隙中盐岩被溶蚀。

(五)惰性材料充填法

该方法借助惰性材料在裂隙孔段形成“架桥”体、“悬浮”体和“填塞”体堵塞地层裂隙,适用于地层裂隙大、坍塌超径的钻孔。惰性堵漏材料主要有:

1)颗粒状材料:如核桃壳、珍珠岩、石灰石、砂石、沥青等,起架桥作用。

2)纤维状材料:如锯末、纸纤维、花生壳、棉籽壳等,起悬浮作用。

3)片状材料:如云母、稻壳等,起填塞作用。

堵漏时,应根据地层漏失情况按一定比例和级配使用上述三类材料。由于惰性材料密度低易漂浮在水上,所以需增加部分高分子聚合物或黏土起胶联作用以利于送入孔内。同时,配合其他堵漏方法使用效果更好。

(六)复合堵漏法

在钻探施工过程中,如遇到破碎、坍塌、漏、涌、喷现象同时出现的极复杂地层,往往单一堵漏方法很难奏效,必须多种方法并用才能解决。处理该类复杂地层的原则是“先治涌、喷,后堵漏,再护壁”。先采用加重泥浆平衡地层压力,然后用惰性材料架桥堵塞裂隙通道,再用高分子絮凝堵漏或用水泥造壁封闭。复合堵漏护壁作业流程如图5-14所示。

图5-14 复合护壁堵漏作业流程

例如,霍邱周集铁矿区深部找矿ZK1725试验孔1050～1220m孔段岩心十分破碎,超径、涌水、漏水严重,开泵时孔内不返泥浆,停泵时孔内涌水,水头高出地表1～2m,致使无法钻进。后采用复合堵漏法治涌堵漏成功,穿过复杂地层后用水泥固化孔壁,并在钻至孔深1230m后下入Φ89mm套管护壁,使该孔顺利钻进至2706.68m终孔。

‘伍’ 请问钻孔灌注桩的干作业法和泥浆护壁施工方法上有什么不同

1、区别：就是灌注桩施工时，干作业法不使用泥浆（包括水）护壁。

而湿作业法必须使用泥浆（包括水）护壁。

2、区别：干作业法：施工场地，必须做好“三通一平”。并根据现场情况，有条件的先做地面混凝土垫层，以利施工。

泥浆护壁施工方法：现场四周应设置排水沟、集水井，桩孔中抽出积水，经沉淀后并符合环保要求方可排入下水道。施工现场的出土路线应畅通。

3、区别：干作业法：按施工图纸准确放线，放出桩位中心线和桩径，并认真进行技术复核，经有关部门办理签证手续，才能开挖桩身土方。

泥浆护壁施工方法：要把桩中心位置向桩的四边引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定。施工前，施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术安全交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实。

(5)护壁方法有哪些扩展阅读：

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。

钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁平衡孔外地下水压力或者加大孔内向水力、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20--30cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大30--40cm），每节长度约2~6m。一般常用钢护筒。

‘陆’ 护壁堵漏方法

（1）泥浆护壁

表土覆盖地层（岩性多为粘土、砂、碎石，孔壁缺乏胶结物质，遇水不稳定易坍塌），采用钠膨润土+烧碱+CMC+植物胶+防塌剂泥浆；在破碎松散地层（如碎石、砂、泥包石层，胶结性差，孔壁坍塌厉害），采用膨润土+烧碱+CMC+植物胶+801型堵漏剂泥浆；坚硬完整的地层钻进，采用聚丙烯酰胺（PAM分子量为1000万以上）无固相冲洗液。

针对特别复杂钻孔，如ZK7924 孔（全孔地层较复杂，顺着断层施工，地层为碎石、泥包石和高岭土等，胶结性差，孔壁易坍塌），采取特殊泥浆对策，取得满意效果。该孔不同地层选用泥浆类型为：

1）开孔至77.29m，为表土覆盖地层，岩性多为粘土、砂、碎石，孔壁缺乏胶结物质，遇水不稳定易坍塌，使用优质泥浆护壁。泥浆配方：1m³清水+100～150kg钠膨润土+3～6kg烧碱+5～6kg纤维素+5～6kg植物胶。

2）77.29～213.96m，为砂岩、泥岩交替出现，地层相对稳定，采用无固相PAM冲洗液。

3）213.96～324.59m，含多层破碎带、泥包石，采用无固相PAM冲洗液或水泥护孔。

4）342～530m，地层为碎石、砂、泥包石，胶结性差，孔壁坍塌厉害，采用优质泥浆护壁。

泥浆配方：1m³水+62.5kg钠膨润土+2～3kg烧碱+3～5kg植物胶+3～5kg纤维素；泥浆性能：密度1.07g/cm³，粘度32s，失水量18mL/30min，pH值9。

（2）钻孔漏失治理

1）地层相对完整、孔壁无垮塌风险时，采用顶漏钻进，并对水位以上的钻杆采取润滑措施：涂抹高效润滑膏（黄油、二硫化钼锂基润滑脂润滑），孔口加注润滑剂等。

2）钻孔漏失量不是很大，通过及时添加补充可以满足正常施工需要时，在泥浆中添加3%～5%细粒惰性材料，如锯末、花生壳等循环堵漏；漏失量较大时，将堵漏材料（含量8%～10%）加入高失水量浆液中，采用钻杆送入孔内漏失地层进行定点灌注，并尽量封闭返浆通道将堵漏材料有效地压入漏失地层的裂隙、孔洞。在生产中，试验性地应用了LHDLX堵漏王与SZ随钻堵漏王、803堵漏剂、高失水堵漏剂GSDL等新材料。

3）地层节理发育、胶结性差，且孔内全漏失、水位较低，采用投水泥球或灌水泥封堵。

（3）漏失存在时不稳定地层护壁

1）水泥固结护壁及堵漏

不稳定的破碎带地层通常又漏又塌，一般采用灌注水泥（砂）浆、投水泥球的方法来实现堵漏和护壁目的。如ZK7521孔自186～193.07m遇风化，松散的泥岩，孔壁坍塌严重，灌水泥护壁；钻进至258.40m时，上部186～193.07m处坍塌严重，架桥在194m处，又在186～193.07m第二次灌水泥；扫到258m处全漏失，在253.58～256.55m处重新投水泥球堵漏。另，该孔在446.81～451.75m断层破碎带也采用水泥护壁，确保了孔内的安全。

深部“断层泥”等护壁难题，后期研究了高压旋喷水泥浆护壁技术（见后述）。

2）使用套管隔离，如：胶结性差、极严重松散或破碎地层，溶洞、大裂隙、破碎带等严重漏失层，以及孔内“下漏上塌”情况等采用套管隔离。

‘柒’ 灌注桩施工护壁方法有哪些，混凝土

机械成孔灌注桩采用泥浆护壁；
人工成孔灌注桩采用加筋混凝土圈护壁；
沉井成孔灌注桩用沉井材料护壁。

‘捌’ 人工挖孔桩砖砌护壁怎么施工

一、施工方法：
1、顶层护壁用直径20cm圆钢加设2~4个吊耳，用钢丝绳固定在地面木桩上。
2、加密护壁竖向钢筋，并让钢筋伸出20cm以上，与下一节护壁的竖向钢筋及箍筋连成整体，然后再浇注成形。如果有必要，可在挖孔桩中部护壁上预留直径200mm左右的孔洞，但该部位的地质要选择比较坚硬的土壤，然后再将护壁与护壁外周的土锚在一起，用混凝土土桩、竹木桩都可以。这样护壁就不会断裂脱落。
3、在已成形的护壁上钻孔至砂土薄弱层，以充填、渗透和挤密的形式把灌浆材料充填到土体的孔隙中，以固结护壁外围土体，护保壁周泥砂不塌落，从而增加桩周摩擦力。压力灌浆材料可选择粉煤灰、早强型水泥混凝土、石灰粘土混合料等。
二、名词解释：
人工挖孔桩，工程名词，用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩。人工挖孔桩一般直径较粗，最细的也在800毫米以上，能够承载楼层较少且压力较大的结构主体，目前应用比较普遍。桩的上面设置承台，再用承台梁拉结、连系起来，使各个桩的受力均匀分布，用以支承整个建筑物。人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩。
三、图示：

‘玖’ 基坑支护的常用方式...

八种常见类型及其适用条件：

1、放坡开挖

优势：只要求稳定，价钱最便宜。

劣势：回填土方较大。

适用：场地开阔，周围无重要建筑物的工程。

2、围护墙深层搅拌水泥土

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。

优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济；施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。

劣势：位移、厚度相对较大，对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。

适用：闹市区工程。

3、高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。

优势：施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。

劣势：施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

适用：施工空间较小的工程。

4、钢板桩

这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m ,型号由计算确定。

优势:耐久性良好,二次利用率高；施工方便,工期短。

劣势：不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱，支护刚度小,开挖后变形较大。

适用：多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。

5、钻孔灌注桩

钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。

优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小；墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。

劣势：桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。

适用：排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7～15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。

6、地下连续墙

优势：刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护形式。

劣势：造价较高，施工要求专用设备。

适用：地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

7、土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。

优势：稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

劣势：土质不好的地区难以运用。

适用：主要用于土质较好地区。

8、SMW工法

SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

优势：施工时基本无噪声,对周围环境影响小；结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用；挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕；可以配合多道支撑应用于较深的基坑；

此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料，则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

适用：可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。