泥浆护壁冲孔灌注桩—施工工艺

本工艺标准适用于工业与民用建筑中地下水位高的软、硬土层泥浆护壁成孔灌注桩工程

　　2.1  材料及主要机具：

　　2.1.1  水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

　　2.1.2  砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%.

　　2.1.3  石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%.

　　2.1.4  水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。

　　2.1.5  粘土：可就地选择塑性指数IP≥17的粘土。

　　2.1.6  外加早强剂应通过试验确定。

　　2.1.7  钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。

　　2.1.8  主要机具有：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管等。

　　2.2  作业条件：

　　2.2.1  地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。

　　2.2.2  场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。

　　2.2.3  制作好钢筋笼。

　　2.2.4  根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检签字。

　　2.2.5  要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。

　　2.2.6  正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。

　　3.1  工艺流程：

　　钻孔机就位  → 钻孔  → 注泥浆   → 下套管   → 继续钻孔 → 排渣  → 清孔  →

　　吊放钢筋笼  → 射水清底 → 插入混凝土导管 → 浇筑混凝土  → 拔出导管 → 插桩顶钢筋

　　3.2  钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

　　3.3  钻孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续进钻。

　　3.4  厂套管（护筒）：钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。

　　3.4.1  套管内径应大于钻头100mm.

　　3.4.2  套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm.

　　3.4.3  套管埋设深度：在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。

　　3.5  继续钻孔：防止表层土受振动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，设计无特殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。

　　3.6  孔底清理及排渣

　　3.6.1  在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1～1.2.

　　3.6.2  在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.3～1.5.

　　3.6.3  吊放钢筋笼：钢筋笼放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。

　　3.7  谢水清底；在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。

　　3.8  浇筑混凝土：停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。

　　3.8.1  水下浇筑混凝土应连接施工；导管底端应始终埋入混凝土中0.8～1.3m；导管的第一节底管长度应≥4m.

　　3.8.2  混凝土的配制：

　　3.8.2.1  配合比应根据试验确定，在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高10%～15%.

　　3.8.2.2  水灰比不宜大于0.6.

　　3.8.2.3  有良好的和易性，在规定的浇筑期间内，坍落度应为16～22cm；在浇筑初期，为使导管下端形成混凝土堆，坍落度宜为14～16cm.

　　3.8.2.4  水泥用量一般为350～400kg/m3.

　　3.8.2.5  砂率一般为45%～50%.

　　3.9  拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。

　　3.10  插桩顶钢筋：桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防止插偏和插斜。

　　3.11  同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。

　　3.12  冬  雨期施工：

　　3.12.1  泥浆护壁回转钻孔灌注桩不宜在冬期进行。

　　3.12.2  雨天施工现场必须有排水措施，严防地面雨水流入桩孔内。要防止桩机移动，以免造成桩孔歪斜等情况。

　　4.1  保证项目：

　　4.1.1  灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。

　　4.1.2  实际浇灌混凝土量，严禁小于计算的体积。

　　4.1.3  浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。

　　4.1.4  成孔浓度必须符合设计要求。以摩擦力为主的桩，沉渣厚度严禁大于300mm，以端承力为主的桩，沉渣厚度严禁大于100mm.

　　4.2  允许偏差项目，见表2-6.

　　5.1  钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊入桩孔内，应牢固确定其位置，防止上浮。

　　5.2  灌注桩施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。并应检查每根桩的纵横水平偏差。

　　5.3  在钻孔机安装，钢筋笼运输及混凝土浇筑时，均应注意保护好现场的轴线桩，高程桩，并应经常予以校核。

　　5.4  桩头外留的主筋插铁要妥善保护，不得任意弯折或压断。

　　5.5  桩头的混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。

　　6.1  泥浆护壁成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进。经采取措施后，方可继续施工。

　　6.2  钻进速度，应根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。

　　6.3  水下混凝土面平均上升速度不应小于0.25m/h.浇筑前，导管中应设置球、塞等隔水；浇筑时，导管插入混凝土的深度不宜小于1m.

　　6.4  施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆粘度18～22s，含砂率不大于4%～8%.胶体率不小于90%.

　　6.5  清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持浆面稳定。

　　6.6  钢筋笼变形：钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，必须加强对操作工人的技术交底，严格执行加固的技术措施。

　　6.7  混凝土浇到接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩或补桩。

　　本工艺标准应具备以下质量记录：

　　7.1  水泥的出厂证明及复验证明。

　　7.2  钢筋的出厂证明或合格证，以及钢筋试验单抄件。

　　7.3  试桩的试压记录。

　　7.4  补桩的平面示意图。

　　7.5  灌注桩的施工记录。

　　7.6  混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。

　　7.7  混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。

钻孔灌注桩的施工技术和质量控制

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

    1 成孔质量的控制

    成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。

    1.1 采取隔孔施工程序

    钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

    1.2 确保桩身成孔垂直精度

    这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

    1.3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度。

    在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

    虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1.2％，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。

    为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快0.2m／min左右，在细粉砂层钻进都是O.015m／min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。

    1.4 钢筋笼制作质量和吊放

    钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

    1.5 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔

    清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用