泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺.docx

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泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺

2泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺

2·1总则

2·1·1适用范围泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同可分为以下几种，其适用范围如下

（1）冲击成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层中应用，特别适用有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对于淤泥及淤泥质土则应慎重使用。

（2）冲抓成孔灌注桩适用于一般较松软黏土、粉质黏土、砂土、砂砾层以及软质岩层应用，孔深在20m以内。

（3）回旋钻成孔灌注桩适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩层。

（4）潜水钻成孔灌注桩

适用于地下水位较高的软硬土层，如淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、砂土、砂加卵石及风化页岩中使用，不得用于漂石。

2·1·2编制参考标准及规范

GB50300—2001）

GB50202—2002）

JGJ94—94）

GB50007—2002）

1）《建筑工程施工质量验收统一标准》

2）《建筑地基基础工程施工质量规范》

3）《建筑桩基技术规程》

4）《建筑地基基础设计规范》

2·2术语

（1）灌注桩：

先用机械或人工成孔，然后再下钢筋笼灌注混凝土的基桩。

（2）泥浆护壁：

用机械进行贯注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内

用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺

2·3基本规定

2·3·1桩位放样允许偏差

群桩：

20mm；单排桩：

10mm

2·3·2桩基工程的桩位验收，除设计有规定外，应按下述要求进行：

（1）当桩顶标高与施工场地标高相同时，或桩基施工结束后，有条件进行检查时可进行检查。

桩基的检查验收应在施工结束后进行。

（2）当桩顶标高低于施工场地标高时，送桩后无法对桩位进行检查时，可对灌注桩的护筒位置做中间验收。

2·3·3泥浆护壁钻孔灌注桩位置偏差必须符合表2·3·3的规定。

桩顶标高应比设计标高高出500mm，桩底清孔质量要求见表面化·2·7－2。

每浇筑50m必须做一组试件；小于50m3的单桩，每根桩必须有一组试件；每个柱子的承台下的桩至少应有一组试件。

泥浆护壁钻孔灌注桩施工允许偏差表2·3·3

桩径

允许偏差（mm）

桩位允许偏差（mm）

桩径（mm）

垂直度

（%）

1～3根桩、单排桩垂直于中心线方向和群桩基础的边桩

条型桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩

D≤1000mm

±50

≯1

D/6且不大于100

D/4且不大于150

D≥1000mm

±50

100＋0.1H

150＋0.1H

注：

1、桩径允许偏差的负值是指个别桩；

2·3·5桩身质量应进行检验对于地基基础设计为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽查数量不应少于总桩数的30%，且不应少于10根；对于地下水位以上成孔后经过核验的灌注桩，当总桩数少于50根时，不应少于2根。

检查数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10根，每个柱子承台下不应少于1根。

2·3·6对钢材、水泥、砂子、石子等原材料的质量检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行有关标准的规定。

2·3·7粗骨料可选用碎石或卵石，其最大粒径对于沉管灌注桩不宜大于50mm，并不得大于钢筋净间距的1/3；对于素混凝土桩，不得大于桩径的1/4，且不得大于70mm。

2·3·8为核工业对地质资料、检验设备、工艺及技术要求是否适宜，在施工前应进行试“成孔”。

2·4施工准备

2·4·1技术准备

（1）认真熟悉现场的工程地质和水文资料，收集场区内地下障碍物、管线等相关资料。

（2）结合场区内的具体情况，编制施工组织设计或施工方案。

（3）对现场施工人员进行图纸和施工方案交底，专业工种应进行短期专业技术培训。

（4）组织现场所有管理人员施工人员学习有关安全，文明施工规程，增强职工安全、文明施工的环保意识。

（5）进行测量基准交底、复测及验收工作。

（5）其他技术准备工作。

2·4·2作业条件

（1）施工平台应坚实稳固，并且备机械、人员操作的空间。

（2）施工用水、已接至施工场区，并满足机械及成也施工的要求。

（3）混凝土搅拌、混凝土运输、浇筑等机械试运转性能良好；钢筋进场检验合格，钢筋骨架已加工并经检查符合图纸要求。

（4）测量控制网（高程、座标点）已建立，桩位放线工作已完成，

经复测符合测量规范要求

2·4·3成孔机械

成孔机械根据地基的土质情况进行选用，见表（2·4·3－1）。

潜水钻技术参数见表（2·4·3－2）；国产回转钻机技术参数见表（2·4·3－3～5）；冲抓钻机技术参数见表（2·4·3－6）；抓斗与套管配套表见表（2·4·3－7）。

成孔机械选用表表2·4·3－1

成孔机械

土质情况

潜水钻

黏性土、粉土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩

回转钻

碎石类土、黏性土、粉土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩及硬质岩

冲击钻

各类土层及风化岩、软质岩

冲抓锥成孔

较松软黏土、粉质黏土、砂土、砂砾层及软质岩层等

潜水钻机主要技术参数表2·4·3－2

参数

型号

KQ800

KQ1250A

KQ1500

KQ2000

KQ2500

KQ3000

钻孔直径（mm）

450～

450～

800～

800～

1500～

2000～

800

1250

1500

2000

2500

30000

钻孔深

潜水钻

80

80

80

80

80

80

度（m）

钻斗钻

35

35

35

主轴转速（

r/min）

200

45

38.5

21.3

最大扭矩（

Kn·m）

1.90

4.60

6.87

13.72

36.00

72.00

钻进速度（m/min）

0.3～

0.3～

0.06～

0.06～

74

111

1.0

1.0

0.16

0.10

电机功率（kw）

22

22

37

44

16

12

电机转速（

r/min）

960

960

960

960

钻头转速（

r/min）

86

45

42

16

12

整机重量（kg）

7280

10460

15430

20180

外型尺

长度

4306

5600

6850

7500

寸（mm）

宽度

3260

3100

3200

4000

高度

7020

8742

10500

11000

型号

参数

CPS-15

CPJT-300

CPS

-500

QJ250

ZJ150

-1

G-4

BRM-80

BRM

-1

钻孔直径

（mm）

800～

1500

500

500～

350

2500

1500

1000

1200

1250

钻孔深度

（mm）

50

300

100

70～

100

50

40～60

40～60

转盘扭矩

（Kn·m）

17.7

17.7

68.6

3～9,

7.2

19.5

20

4.2～

8.7

3.3～

12.1

转盘转速（mm）

11、23、

42

40,70,

128

正42

70,110

203反5184,132

243

12.,

8,

21,

41

22,

59,

86,

120

10,

40,

80

15～41

9～52

钻孔方式

泵吸反循环

正反循环

正循环

正反循环

正反循环

正反循环

正反循环

正反循环

给进方式

自重

自重

自重

自重

功率（kw）

30

40

75

95

55

20

22

22

重量（kg）

15000

11000

25000

13000

1000

6000

9200

外型尺寸（m）

长度

4.7

11.7

12.3

3.0

宽度

2.2

2.5

2.5

1.6

高度

8.3

3.7

3.7

2.7

冲抓钻机技术参数表2·4·3－6

性能指标

A-3

A-5

成孔直径（mm）

480～600

450～600

最大成孔深度（m）

10

10

抓斗长度（mm）

2256

2356

抓瓣张开直径（mm）

450

430

抓瓣数

4

4

提升速度（m/min）

15

18

卷扬机起重能力（KN）

20

25

平均功率（孔/台班）

5～6（深5～8m）

5～6（深5～8m）

适应土质条件

黏土夹石或砂卵石类

黏土夹石或砂卵石类

型号

BRM

BRM

BRM

GJD

红星

SPC-

SPC

参数

-2

-4

-4A

1500

400

300H

-600

钻孔

直径

1500

3000

1500～

1500～

1500

500,

500～

（mm）

3000

2000

700

1900

钻孔

深度

40～60

40～

40～80

50

50

200～

400～

（mm）

100

300,80

600

转盘扭矩

15,20

15,24

（Kn·

m）

7～28

16～80

30,40

39.2

40

39,60

55,80

11.5

6,9

6.3

52,

25,45

转盘转速

（mm）

5～34

6～35

13,17

14.4

12

78

74,120

25,35

30.6

123

191

正反循

正反循

气举反

正反循

正反循

正反循

正循环

钻孔方式

环

环

循环

环冲击

环

环冲击

配重

配重

配重

自重

给进方式

功率（kw）

28

75

75

63

40

118

75

重量（kg）

13000

32000

61877

20500

7000

15000

23900

外型

长度

7.9

5.10

3.0

10.9

14.2

尺寸

宽度

4.5

2.40

1.6

2.5

2.5

（m）

高度

13.3

6.38

2.7

3.6

3.6

抓斗与套管配套表

（一）表2·4·3－7

出厂单位

日本三菱重工

钻孔直径（mm）

1000

1100

1200

1300

1500

1800

2000

型号

GS-13

GS-13

GS-13

GS-13

GS-20

GS-20

GS-20

锤式抓斗

抓斗片直径（mm）

8850

9950

11050

11150

11340

11610

11800

全长（mm）

22860

22910

22960

33010

33655

33750

33855

容量（mm3）

0.08

0.10

0.12

0.14

0.24

0.29

0.40

质量（kg）

11500

11690

11750

11850

33350

33750

33990

套管不含固定销

直径（mm）

外径

9900

11080

11180

11280

11480

11780

11980

内径

8890

9990

11090

11190

11390

11690

11890

质量（kg）

6m管

33060

33370

44100

44400

55160

77880

88810

4m管

22090

22300

22800

33020

33510

55370

66000

3m管

11580

11740

22100

22280

22650

44080

44550

2m管

11130

11240

11480

11610

11870

22850

33190

第二节管1.8m

11170

11290

11420

11540

11780

22590

22910

型号

SPC-

300H

GJC-

40H

CZ-30

CZ-22

KCL-

100

GJD-

1500

技术参数

钻孔最大直径（mm）

700

700

1200

559

100

200厚土

100厚岩

钻孔最大孔深（m）

80

80

180

300

50

50

冲击行程（mm）

500,

650

500,

650

500～

1000

350～

1000

350～

1000

100～1000

冲击频率（次/min）

25,50

72

20～72

40,45,

50

40,45,

50

40,45,

50

0～30

钻头重量

（kg）

2500

1500

1500

2940

冲击钻

30

30

30

30

20

39.2

卷筒提升

力（KN）

淘渣筒

20

20

13

滑车

20

20

30

15

电动机功率（kw）

118

118

40

22

30

63

桅杆负荷能力（KN）

150

150

250

150

120

桅杆工作高度（m）

11

11

16

11

7.5

拖

长度

10.00

动

高度

2.66

钻杆

时

宽度

3.50

尺寸

工

长度

10.85

10.85

6.00

2.8

5.04

（m）

作

高度

2.47

2.47

2.66

2.3

2.36

时

宽度

3.6

3.6

10.30

7.8

6.38

钻机重量（kg）

15000

15000

13670

7000

6100

20500

2·4·4材料进场准备

（1）钢筋、水泥、石、水等原材料经质量检验合格。

（2）搅拌混凝土所用的原材料已进场，并至少满足一个工作班的用量。

（3）钢筋已全部进场，加工机械已调试好，具备成批加工的能力。

（4）配置泥浆用的黏土或膨润土已进场，泥浆池、排浆槽已修好。

2·5材料和质量要求

2·5·1材料要求

（1）水泥：

宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、使用矿渣硅酸盐水泥时应采取防离析措施。

水泥的性能必须符合现行国家有关标准的规定，水泥的初凝时间不宜早于2.5h。

水泥进场验收应符合下列要求：

1）出厂合格证，内容应包括：

水泥牌号、厂标、水泥品种、强度等级、出厂日期、批号、批量、合格证编号、抗压强度、抗折强度、安定性等试验指标；合格证应加盖厂家质量检查部门印章，转抄件（复印）应注明原件存放处、原件编号、转抄人及加盖转抄单位印章（红印章为准，复印章件无效）；合格证的备注栏由施工单位填写单位工程名称及使用部位。

2）水泥进场复试取样方法按《水泥取样方法》（GB12573—90）规定取样，常规复试项目包括：

强度、安定性、凝结时间三项指标。

3）水泥在使用中有下列情况之一者应进行复试，复试由法定检测单位进行并提出试验报告，合格后方可使用。

1水泥出厂超过三个月（快硬性水泥一个月）；

2水泥以生异常现象，如受潮结硬块等；

3使用进口水泥者；

4设计有特殊要求者。

（2）粗骨料：

宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。

粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/8～1/6和钢筋最小净距的1/4，且不宜大于40mm，基性能及质量要求如下：

1）颗粒级配一般采用连续级配5～31.5mm，单粒级配16～31.5mm或24～40mm，有条件优先选用连续级配。

2）粗骨料的含泥量限制见表（2·5·1－1）

含泥量和泥块含时指标表2·5·1－1

项目

≥30

<30

含泥量：

按重量计不大于（%）

1.00

2.00

泥块含量：

按重量计不大于（%）

0.50

0.70

3）有害物质含量见表（2·5·1－2）

项目

质量标准

硫化物或硫酸盐含量折算为SO3,按重量计不大于（%）

1

卵石中的有机物含量（用比色法

试验）

颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应以混凝土强度对比试验，予以复核

4）针、片状颗粒的含量限制见表（2·5·1－3）

针、片状颗粒的含量指标表2·5·1－3

混凝土强度等级

≥30

<30

针、片状含量按重量计不大于（%）

15

25

5）强度指标：

采用压碎指标值内陆表（2·5·1－4）

碎石、卵石的压碎指标值表2·5·1－4

骨料品种

混凝土强度等级

压碎指标值（%）

水成岩

C35～C40

≤C35

≤10

≤16

变质岩或深层火成岩

C35～C40

≤C35

≤12

≤20

火成岩

C35～C40

≤C35

≤13

≤30

卵石

C35～C40

≤C35

≤12

≤16

3）细骨料（砂）：

采用级配良好的中砂，细度模数为3.4～2.3,

其性能要求如下：

1）有害物质含量见表2·5·1－5

砂中有害物质含量表2·5·1－5

项目

质量指标

云母含量，按重量计不大于（%）

2

轻物质含量，按重量计不大于（%）

1

硫化物或硫酸盐含量折算为SO3,

按重量计不大于1%

有机物含量（用比色法试验）

颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应以

混凝土强度对比试验予以复核

2）砂的主要技术性能见表（2·5·1－6）

3）含泥量：

砂的含泥量指标中粒径小于0.080mm的颗粒含量；砂中泥的粒径大于1.25mm，经水洗并用手握且变成0.63mm颗粒的称为泥块。

砂的含泥量、泥块含量见表（2·5·1－6）

砂的主要性能及砂中含泥量表2·5·1－6

序号

项目

技术指标

1

粒径

≤5mm

2

表观密度

3

2.6～2.7g/cm

3

堆积密度

3

1350～1650kg/m3

4

紧密密度

1600～1700kg/m3

5

空隙率

干燥松散

35%～45%

颗粒级配

35%～45%

6

含泥量

≥C30

按重量计不大于3.0%

按重量计不大于5.0%

7

含泥块

≥C30

按重量计不大于1.0%

按重量计不大于2.0%

（4）钢筋：

钢筋进场时应检查合格证，出厂检验报告和进场复试报告，复验内容包括：

拉力试验（屈服强度、抗拉强度、延伸率）冷弯试验。

具体要求如下：

长度、劈裂、弯曲、裂痕、锈蚀等项目，如以现有异常现象时（包括在加工过程中有脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时）应停止使用，经重新试验，合格后方可使用。

（5）水：

混凝土搅拌宜用饮用水。

当采用其他来源的水时，水质必须符合国家现行标准的规定。

一般应符合下列规定：

1）水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质或油脂、糖类及游离酸类等。

2）污水、pH值小于5的酸性水及含硫酸盐时按SO42-计超过水的质量0.27mg/cm3的水不得使。

3）不得用海水搅拌混凝土。

4）供饮用的水一般能满足上述要求，使用时可不作检测试验

（6）外加剂：

浇筑水下混凝土时一般掺加减水缓凝剂，用于延长混凝土的初凝时间，提高混凝土的和易性，外加剂的质量应符合国家现行标准的规定。

2·5·2技术关键要求

（1）桩机就位：

桩机就位时应对准桩位，将桩机调至水平、稳定，确保在施工中不以生倾斜和移动。

（2）护壁泥浆的配制应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定。

（3）钻进成孔过程中应时刻注意土层变化，调整泥浆性能，采取合理的进尺方法，确保不塌孔、不缩颈。

（4）根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环、气举反循环等方法进行，清孔后的沉渣厚度和泥浆性能应满足设计要求。

（5）混凝土的浇灌，首批混凝土的数量应满足导管埋入混凝土中

0.8m以上，并注意防止钢筋笼上浮。

2·5·3质量要求

（1）钢筋加工前应对所采用的钢筋进行外观检查，钢筋表面必须洁净、无损伤、油渍、锈蚀及其他污染，带颗粒状或片状的老锈钢筋严禁使用。

（2）钢筋加工前应进行调直，不得有局部曲折现象。

（3）混凝土搅拌按以下规定执行：

1）原材料计量应建立岗位责任制，计量方法应可靠、简单易行，允许偏差见表（2·5·2）

混凝土配料数量允许偏差表2·5·2

材料类别

允许偏差

现场搅拌

集中搅拌站搅拌

水泥

±2

±1

粗、细水长流骨料

±3

±2

水、外加剂

±2

±1

2）外加剂应用台秤计量。

3）当拌制混凝土受外界因素影响时（如砂石含水量的变化）应

及时调整混凝土配合比，使混凝土达到设计与规范要求。

4）混凝土搅拌最短时间：

强制式搅拌机不少于90s，自落式不

少于120s

5）混凝土拌合物必须搅拌均匀，色泽一致。

6）应在搅拌地点和浇筑地点分别检查混凝土的坍落度和温度。

（4）成孔设置的护筒埋入土中的深度必须满足施工要求，护筒周围应用黏性土回填并分层夯实。

（5）桩机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜和移动；为准确控制成孔深度，应在桩架或钻具上设置控制深度的标尺，经便在施工中进行观测记录。

（6）从开始成孔到水下混凝土浇筑完成，应始终保持护筒内泥浆面高出地下水位1.0m以上受水位涨落影响时应高出最高水位1.5m以上。

（7）成孔过程中应注意地层的变化，随时调整钻进工艺，防止塌孔、缩颈、倾斜等质量缺陷。

（8）钢筋骨架在存放、起吊过程中应采取防止钢筋骨架变形的措施；在安放入孔过程中位置要居中，不得碰撞孔壁；安放至设计高度后应采取固定措施确保在浇筑混凝土过程中不位移。

（9）导管在使用前应作水密性试验，安装时要使用密封圈并拧紧螺