泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺标准.doc

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1、 钻孔灌注桩施工工艺标准1适用范围1.1 泥浆护壁成孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械不同分为：正循环钻孔灌注桩、反循环钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩和冲击成孔灌注桩。其适用范围如下：1） 正循环钻孔灌注桩适用于粘性土、砂土、强风化、中等到微风化岩石。可用于桩径小于1.5m、孔深一般50m场地。2） 反循环钻孔灌注桩适用于粘性土、砂土、细粒碎石土及强风化、中等-微风化岩石，可用于桩径小于2.0m，孔深孔深一般60m的场地。3） 钻孔扩底灌注桩适用于粘性土、砂土、细粒碎石土、全风化、强风化、中等风化岩石时，孔深一般40m。4） 冲击成孔灌注桩适应于粘性土、砂土、碎石土和各种岩层。对厚砂层软塑流塑状态的淤泥

2、及淤泥质土应慎重使用。2、施工准备2.1技术准备1） 组织有关人员认真学习熟悉场地岩土工程勘察资料和工程设计文件，收集地下障碍物等资料。2） 会同建设单位、监理单位、设计单位进行设计图纸会审。3） 编制和报审施工组织设计或施工方案。4） 向项目管理人员和施工人员进行工程施工质量技术交底和安全技术、环境保护、文明施工交底。5） 进行建筑控制点、轴线测量和桩位施放。2.2现场准备1） 平整施工场地，修筑临时施工道路，接通水源、接通电源及架设电线电缆。2） 修筑施工及生活临时设施，修筑泥浆池、循环槽，钢筋加工场区。合理进行施工平面布置。2.3机械设备准备根据场地岩土层情况和设计要求，合理选择施工机械

3、设备。泥浆护壁成孔灌注桩施工的机械设备可参考表1准备。 泥浆护壁成孔灌注桩施工的机械设备 表1序号设备名称用途1回转钻机钻进成孔2冲击钻机冲击成孔3砂石泵泵吸反循环4泥浆泵正循环5双腰合金钻头钻孔6扩底钻头扩底7冲击钻头冲孔8电焊机制作钢筋笼9气焊机维修设备10钢筋切割机制作钢筋笼11护筒定位、保护孔口12导管灌注混凝土13储料斗、灌注斗灌注混凝土14泥浆比重计检测泥浆质量15坍落度仪检测混凝土坍落度16试块模做混凝土试块17水准仪测量标高18经纬仪施放轴线、桩位、控制点19孔径检测仪测孔径20孔深检测器具检测孔深21泥浆、废渣运输车泥浆、废渣外运2.4 材料准备1） 作好钢筋、水泥、砂、石备

4、料计划，并按计划进场。当使用商品混凝土时，应向供应商提出所需混凝土的强度、坍落度、供货到现场的时间和数量等要求。2） 所需原材料应送检，并经质量检验合格。3） 在有较厚的砂、碎石土等原土不能造浆的场地施工时，应备足粘土或膨润土。3施工工艺3.1泥浆护壁成孔灌注桩施工流程泥浆护壁成孔灌注桩的施工流程见图1。 测量放线定位埋设护筒桩机就位成 孔一次清孔安装钢筋笼二次清孔灌注水下混凝土起拔导管、护筒循环泥浆护壁、清渣废浆、废渣排放制作钢筋笼制备混凝土废浆排放制作砼试块终孔验收安装导管桩头混凝土养护 图1 泥浆护壁成孔灌注桩施工流程图3.2埋设护筒3.2.1 护筒一般用48mm厚的钢板卷制而成，其内径

5、应大于钻头直径150mm。护筒的顶部应开设溢浆口，并高出地面200mm。3.2.2 护筒用挖埋的方法埋置，挖埋时，护筒与坑壁之间用粘性土填实，护筒中心应与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm，护筒埋置深度在粘性土中不宜小于1.00m，在砂土中不宜小于1.50m。3.3泥浆制备3.3.1 根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系统。泥浆池的容积为钻孔容积的1.21.5倍，一般不宜小于8m3。沉淀池一般设2个，可串联使用，每个沉淀池体积不宜小于6m3，循环槽应能保证冲洗液正常循环而不外溢。3.3.2 在粘性土层中成孔的泥浆，可在原土注入清水造浆。在砂土中成孔的泥浆，应先在泥浆池中

6、投入高塑性粘土或膨润土造浆。3.3.3 以原土造浆的循环泥浆比重应控制在1.11.3；以高塑性粘土或膨润土造浆的循环泥浆比重在砂土层中控制在1.21.3，在砂卵石层或容易塌孔的土层应加大至1.31.5，泥浆的控制指标：粘度1822S；含砂率不大于8%；胶体率不小于90%。3.4成孔3.4.1正循环钻进成孔1） 钻机安装时，转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心重合，其偏差不得大于20mm，钻机安装应平稳牢固。2） 钻进时，在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环，钻具下入孔内后要低档慢速轻压，钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力钻进。3） 正常钻进时，应根据地层岩性合理调整和掌握钻

7、压、钻速、泵量等钻进参数，在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进，在砂土中宜用低速、轻压、大泵量钻进，在碎石土中宜用低档慢速，控制进尺、加大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。4） 加钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环35min后再拧卸加接钻杆。钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时应停止钻进，经采取有效措施后方可施工。5） 清孔采用正循环换浆方法，一般分两次清孔，第一次清孔在钻进至设计深度后，使钻头慢速空转不进尺，不断循环换浆。清孔后在粘性土中的孔底附近泥浆比重控制在1.1左右，在砂土、碎石土中孔底附近泥浆比重控制在1.151.25。第二次清孔在安装导管后，利用导管输

8、送循环泥浆。清孔后孔底泥浆的含砂率应8%，粘度28S，泥浆比重1.25。灌注混凝土之前孔底沉渣厚度应符合下列规定：端承桩50，摩擦端承桩、端承摩擦桩100，摩擦桩300。3.4.2 反循环钻进成孔1） 开钻前要合理规划布置好泥浆池、沉淀池和循环槽，以保证反循环作业时，冲洗液循环通畅，泥浆排放彻底，钻渣清除顺利。2） 泵吸反循环钻进成孔应遵守以下操作要领： 为保持孔壁稳定，孔内水位应高出地下水位2.0m。控制冲孔液沿孔壁下流的速度不超过10m/min。合理控制起下钻速度。 据不同地质条件合理选用钻头。一般要求钻头的吸水口断面开敞、流阻小、防止堵塞，钻头吸口距钻头底端不宜大于250；前导钻头直径比

9、中心钻杆直径大160200，超前距离为200。 泵吸反循环钻进参数可参考以下数值选择：钻杆内流体上返速度：2.53.5m/s。钻杆内径：不宜小于100。建议钻孔直径与钻杆直径之比在10左右为好。砂石泵流量按下列公式计算：式中：砂石泵的排量（m3/s）岩屑在上升流体中的含量（一般取58%）D钻孔直径（m）钻杆内径（m）钻杆内流体上升速度（m/s）考虑泵工作进余量系数，取1.41.83）泵吸反循环回转钻进应注意以下事项： 水泵起动前钻头离孔底大于0.2m。 吸水系统的连接严密、牢固、通顺。 砂石泵启动后，应待形成正常反循环，才能开动钻机慢速回转，下放钻头至孔底。开始钻进时，应先轻压慢转至钻头正常工

10、作后，逐渐增大转速调整钻压，以不造成钻头吸水口堵塞为限度。 钻进中应认真掌握钻进速度和排渣情况，排量减少或出水中含钻屑较多时，应控制给水速度。防止管道堵塞而中断反循环。 在砂砾石层钻进时，可采用间断给进，间断回转的方法来控制钻速。 加接钻杆时应先停止进尺，将钻头提离孔底100200。维持冲洗液循环12min，以清洗孔底，并将管道内的钻渣排除干净，然后停泵加接钻杆。 钻进时出现坍孔、涌砂等情况，应立即将钻具提离孔底，并保持空转和冲洗液循环，同时，向孔内加入泥浆，保持水头压力；恢复正常钻进后，控制泵排量不宜过大，避免吸垮孔壁。 钻进达到设计深度要求后，将钻具提离孔底5080维持冲洗液正常反循环清孔

11、，直到清孔达到有关标准为止。3.4.3钻孔扩底成孔1） 钻孔扩底成孔工艺流程见图2。2） 钻孔采用反循环钻进工艺钻进成孔，采用泵吸反循环回转钻进工艺。若扩底遇坚硬岩层（中等微风化岩）时，需采用滚刀钻头或组合牙轮钻头（MRR系列）钻进扩孔工艺。3） 扩底前，准确测量钻孔深度是否符合设计要求，并清干净孔内沉渣。4） 在地面检查扩底翼板伸缩的灵活可靠性，检查时，将扩孔器吊起，然后缓慢下放，使扩底翼随之收缩与张开，如此多次反复，使钻头动作灵活。5） 根据扩底最大直径，选择不同直径的扩底钻头，并在地面试验确定内外芯管相对移动行程，准确限位。6） 扩孔器下入孔底后，在主动钻杆上做好扩底行程的始终点标志。7

12、） 扩底前将扩底钻头提离孔底，起动水泵和钻机，待冲洗液循环和钻具运转正常后，开始缓慢加压，低速回转(1013r/min)使翼板逐渐张开以扩底，直到扩底行程终止。扩底结束后，应继续转23min，并循环浆液清渣，然后缓慢上提钻具，待扩底翼板完全收回后，再进行正常的起钻。施工准备测量放线挖设泥浆循环系统埋设护筒钻机就位钻进至设计深度第一次清孔验孔深测沉渣下入扩底钻头扩孔第二次清孔检验扩孔质量、测量沉渣安装钢筋笼安装导管第三次清孔测孔底沉渣混凝土塌落度测试灌注水下混凝土拔导管、拔护筒试块制作桩头混凝土养护试块养护抗压试验图2 钻孔扩底灌注桩施工工艺流程8）钻孔扩底灌注桩的清孔一般需进行三次。第一次在钻

13、进至设计深度后将钻具提离孔底2030cm进行换浆清孔。第二次在钻进扩底结束后清孔。第三次在下入导管后，水下混凝土灌注前清孔。清孔后孔底泥浆比重控制在1.151.25，孔底沉渣允许厚度应符合设计要求。3.4.4冲击钻进成孔1） 冲孔前，应在钢丝绳上作记号控制冲程。开始冲孔时，应低锤密击，锤高0.40.6m，并及时加碎石和粘土，使孔壁挤压密实，直至孔深达到护筒以下34m后，将锤高提高到1.52.0m以上转入正常冲击。正常冲击时，应控制好钢丝绳放量，勤放少放，防止钢丝绳放多减少冲程，放松过少，则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲锤、防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠

14、卷扬机。2） 在冲孔中应根据岩土层情况合理调整冲程和泥浆比重。冲程和比重可按表2选择。 冲孔桩冲程和比重选择表 表2岩土层名称冲程（m）泥浆比重施工要点在护筒刃脚以下3m11.21.5土松软时，投小片石及粘土块粘性土，粉土121.11.3加清水或稀释泥浆砂 土131.21.4向孔内投入粘土，勤捞渣碎 石 土231.31.5向孔内多投粘土，勤捞渣，注意打斜孔或卡钻头淤 泥0.81.51.21.4投碎石和粘土，边击边投基 岩241.3加大冲击能量和冲击频率，勤捞渣塌孔回填土11.51.31.5加粘土、碎石、低冲程反复冲击3） 遇孤石、块石时，可抛填相似硬度的碎石，用高冲程或高低冲程交替冲击，将孤石、块石挤入孔壁或将孤石、块石