泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺总结.pdf

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1、舵轴项目泥浆护壁成孔灌注桩施工技术总结 目录 一、泥浆护壁成孔灌注桩简介. 2 二、工艺流程. 3 三、几个基本问题. 3 四、施工准备. 5 五、各步骤检查要点及施工注意事项. 5 六、常见质量问题. 19 七、进度控制 24 八、成本控制 24 九、施工安全 25 一、泥浆护壁成孔灌注桩简介 是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注 混凝土成桩，为国内最为常用和应用范围较广的成桩方法。 二、工艺流程 成孔灌筑桩施工工艺程序是：场地平整桩位放线（定桩中心位置）、开挖 浆池、浆沟护筒埋设钻机就位、孔位校正造孔、泥浆循环、清除废浆、泥 渣清孔换浆终孔验收下钢筋笼和钢导管

2、水下浇筑混凝土成桩养护。 三、几个基本问题 回转钻机适用范围：碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质 与硬质岩。 正循环与反循环：一般孔深在30 米以上用反循环，以下用正循环。 正循环：空气压缩机将泥浆注入钻机的钻轴内，使泥浆从孔底部 向上流动，通过泥浆沟回到泥浆池。 反循环：空气压缩机将泥浆通过钻轴从孔底抽出到泥浆池，泥浆 在通过泥浆沟流到孔内。 本工程涉及钻机种类：冲击钻15 钻机20 钻机黄河钻 统计每天工作机械数量 15/20 钻机黄河钻 自制汽车钻冲击钻（乌克斯） 钻头：本工程所见有两种，钻头前面为合金钢材质，可以磨碎岩石，钻 头直径要比设计孔径小些。 四翼式钻头（开口钻）牙轮

3、钻 岩石种类：地勘提供 四、施工准备 施工图及图纸会审纪要 了解桩基设计承载力是否偏于保守，以便在实际工作中进行控制。 主要施工机械设备及其；配套设备的技术性能指标 桩基施工组织设计或施工方案 原材料及制品质检报告 施工平面图 施工作业计划及劳动力组织计划 机械设备及材料供应计划 桩基施工时对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物 和环境保护方面应按有关规定执行。 保证工程质量、安全生产和季节性施工措施。 其余参考桩基施工技术规范9494 五、各步骤检查要点及施工注意事项 （1） 桩体定位测量：确定桩中心位置，监理应对每个桩位进行复测。 桩位测量定位桩位复测 （2） 护筒埋设泥浆制

4、备： 护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm。 护筒一般用 4-8mm 钢板制作，内径应大于钻头直径100mm 。 护筒埋深一般 1-1.5m （埋深根据钻头长度，土质情况确定，粘性土不小 于 1.0m, 沙土不小于 1.5m） 。 护筒内泥浆面应高于地下水面1.0m 以上，在受水位涨落影响时应高于 1.5m。 钻头直径，护筒内径，护筒高，地下水情况 （3） 钻机就位：先平整场地，铺好枕木并用水平尺校正，保证钻机平稳、牢 固。先挖好水源坑、排泥槽、泥浆池等。 钻头对钻进速度影响很大，下钻前注意观察牙轮新旧程度，轴承是否好 用，以便后续工序中根据钻进速度判断持力情况。 看设计图纸各桩设计承载力情

5、况，判断安全系数，以便于在工作中灵活 把握。 钻机水平，钻头检查，枕木是否放稳（避免在松散土或软泥上铺 枕木） （可自制沙袋） 人工初挖护筒埋设钻机定位 枕木不稳泥浆坑开挖造浆 钻头对成孔速度有很大影响确定钻孔中心 （4） 钻进过程： 对于钻进过程的各个工序，需要做详细的施工记录，每台钻机应 布置一数据板，记录该机工作情况（见检查记录表一） 数据板 开钻前要仔细研究地勘报告，确定每一层土质的特征，尤其是岩石层上 层特征，以利于入岩判断。 要保证钻孔垂直度，检验方法，看立轴顶部是否摆动，检查钻头上的扶 正器。垂直度不得大于1。 通过立轴看钻进是否歪斜 在硬层或块状岩层中钻进速度以钻机不发生跳动为

6、准 要注意及时捞渣，保证泥浆洁净。 钻进深度确定方法：钻头长度钻杆长度立轴长度枕木到立轴顶距 离。 钻杆是否歪斜，钻进速度，排渣情况 钻进过程中，如遇到障碍物，应及时对障碍物发现深度，以及由于障 碍物产生的机械台班和误工台班进行准确记录，以利于成本控制（见 检查记录表三）。 排除障碍 遇到溶洞时，应对时间及溶洞情况做好记录（见检查记录表二）。 入溶洞与遇到夹层的区别：溶洞里一般有大量黏土，而夹层则不。 为避免钻进影响相邻桩的质量，相邻桩距离不小于4 米。 入岩确定：钻头进入岩石后，用以下方法进行判断 岩样确定：岩样是判断入岩的最主要依据。入岩后，应每隔100-300mm 就取样一次，以备终孔验

7、收，并防止中间出现溶洞夹层等。 终孔岩样需根据泥浆厚度，进尺情况，钻头新旧，钻机性能来综合判断。 泥浆厚，钻头新，进尺快一般渣样较大。 进尺速度：泥灰岩全风化： 3000mm 强风化： 600-3000mm 中风化： 100-600mm 微风化： 100mm 进尺速度与牙轮新旧程度，钻头重量，钻速，操作者水平，钻机性能 都有很大关系，所以没有确定值，以上仅供参考。 钻杆震动及声音：凭经验确定，一般钻杆震动较剧烈，摩擦声音较大的 为硬层，强风化声音不明显，中风化明显，越硬导杆跳动越厉害。 另外，勘查给出的地质数据也是判断入岩的重要依据。 入岩报验时，需要准确测量入岩深度，或者通过测量导杆顶到转盘

8、的先 后距离之差大于等于入岩深度的方法来监督检查，防止操作者虚报深度。 遇到岩石钻进一般平稳，尤其是强风化，遇孤岩钻机跳动剧烈，别车现 象。 判断入岩，确定入岩深度 岩样提取深度确定 （5） 终孔确定： 终孔时岩样应符合要求，并取样备案。 钻杆震动及声音应有见硬特征，含泥量要少。 嵌岩深度应符合要求。 钻头能自由放到井底，说明桩身没有出台（能够顺利下钢筋笼），如果需 要旋转才能下钻，说明桩身不直。 摩擦桩以标高为主，灌入度为参考，端承桩以灌入度为主，标高为参考。 根据附近终孔深度来比较判断入岩和终孔深度 确定终孔岩样，钻头自由下落情况，确定嵌岩深度 留终孔岩样以备竣工验收 （6） 洗孔检查：洗

9、孔效果可以用以下几种方法来判断 观察水沟：水沟中应干净，以筛网截取泥浆流，应无大量石子（水沟最 好比较长，流速较缓，以保证沉淀时间） ，观察泥浆道旁的捞渣情况，如 果比较少，则说明石渣都在水中循环，不满足要求（照片）。 水道应长而缓注意观察沟旁排渣量 接触判断洗井程度水流湍急不利于渣滓沉淀 触摸：以手指深入泥浆流中，沙石摩擦感觉比较小（不可能完全没有）。 泥浆稠度：泥浆不能过稠， 否则可能造成灌浆不畅 （找灌注队参与检查）， 泥浆稠度是否合适从灌浆过程也可以进行复验，以 15 米深的 1 米径的井 为例，灌浆过程中如一直没有拔管，说明井泥浆稠度适宜。 孔底沉渣：孔底沉渣少是保证桩体质量的重要指

10、标，孔底沉渣要求小于 50mm，可以用以下几种方法来判断1：测绳下到井底之后，以手提之轻 砸井底，可感觉有无沉渣。 2 下钢筋笼时，如果钢筋笼到不了底，可能因 为孔底沉渣过厚， 或桩身歪斜。 （检查方法见后面钢筋笼部分的说明）(如 何防止操作者在报终孔时候多报的情况)。 出现漏井现象的桩位， 其洗井后泥浆粘稠度检查可适当放宽（防止漏井）。 终孔后，要先把泥浆中的渣排掉后再进行加水稀释泥浆洗井。 加水洗井，稀释泥浆 距离终孔剩下最后200-300 开始逐渐稀释泥浆，洗井效果很好，并且可 以节省时间，不过稀释泥浆对于终孔取样有影响，需要钻机操作者凭经 验把握。 洗井一般把钻头提高100-200mm

11、 ，转动钻头，更有利于排渣。 （7） 上钻测量井深 井深和笼长的计算公式： 笼长=井深（测量得） -枕木标高（测量得） +桩顶标高（图纸） +锚固 长度（图纸） 锚固长度 井深 笼长 转盘标高 枕木标高 桩顶标高 桩底标高 井深不够说明井底有沉渣，可通过测锤感觉综合判断。个别操作者为防 止井深不够重新扫井，终孔会多报一些，那样井深及时够了，也不能说 明井底沉渣满足要求。如果测锤感觉不好，可以轻重两锤下到井底比较 深度判断沉渣。 井深计算公式：井深 =转盘到井底深度 -转盘到枕木的高度 测量井深 （8） 钢筋笼： 主筋间距误差10，直径 10，长度100，箍筋间距20，主筋净距必须 大于砼粗骨料

12、粒径3 倍以上。 钢筋笼焊接面积同一平面不得超过50%，井口搭接焊时应进行检查，要 接笼时相邻焊接面要按图纸要求保证一定距离，实际上可灵活处理。 焊接搭接长度单面焊10d，双面焊 5d，焊接质量应符合要求。 钢筋笼需要做定位器，以保证混凝土保护层厚度，保护层允许偏差，水 下浇筑混凝土20，非水下10。 钢筋笼内径应比导管接头处外径大100mm 以上。 钢筋笼一般不宜过长，一般为8m，本工程实际现场由于钢筋长度为12 米，所以笼长调整为12m。 在直径 2-3m 的大直径桩中， 可使用角钢或扁钢作为架立钢筋，一增大钢 筋笼的刚度。 箍筋宜选用螺旋箍， 箍筋接头处需要接大于300 两端带有 180

13、弯钩的搭 接钢筋，弯钩长度5d，箍筋端部至少要平缠一圈。 钢筋笼需要下到井底，检测方法见下面图示。 按图纸检查钢筋绑扎情况、焊接情况 钢筋加工钢筋笼检查 定位器检查钢筋笼是否到 笼底应在一平面上熟记图纸 标尺长度已知 测量以确定钢筋笼是否到底 钢筋笼 检查钢筋笼是否到底方法 笼身不应弯曲。 下笼时笼身不能粘泥。 （9） 混凝土水下灌注 灌注时应保证导管口距井底300-500（实际工程中， 如果能保证淹没高 度，有做到 1.2m 都没有问题的），第一次灌注时淹没导管口800 以上， 以后要保证混凝土淹没导管口500 以上。井底距离通过井深确定各节 导管长度来保证。 浇筑混凝土前，孔底500 内的

14、泥浆相对密度应小于1.25。 （比重仪）。 灌注混凝土要超过桩顶标高500 以上，以使凿除泛浆层后仍能保证混 凝土强度。 必须保证连续浇筑， 间隔时间不得超过1-2 小时，半小时以上要上下活 动导管，以防出现硬壳或导管拔不出。 桩长 30 30-50 50-70 浇筑量 40 40-80 40 40-80 80-120 50 50-100 100-160 时间2-3 4-5 3-4 5-6 6-7 3-5 6-8 7-9 要防止吊斗上占有泥垢 在往吊斗里放混凝土的时候，要注意其和易性，并观察有无大块石头， 以防堵塞导管。另，混凝土最大粒径不得大于50mm 。 塌落度一般取 180220mm 。

15、 桩身混凝土必须留试件，直径大于1m 的桩，每根桩应有 1 组试块，且 每个浇筑台班不得小于1 组，每组 3 块。 试验桩应灌注到地表高度，同时螺旋筋也绑到头，无锚固。 导管应缓缓拔出，并观察泥浆槽中排浆情况。 压力注浆（未见），压力泵作业（设备） 混凝土浇筑塌落度试验 资料：填写水下混凝土浇筑记录 （10）材料检验： 本工程涉及材料为钢筋和混凝土 桩身混凝土必须留试件，直径大于1m 的桩，每根桩应有 1 组试块，且 每个浇筑台班不得小于1 组，每组 3 块。 钢筋进场检验 试验旁站 钢筋合格编号 下载试验详细内容 同条件试块钢筋进场检验 钢筋抗拉冷弯试验混凝土抗压试验 （11）静载试验 :

16、试验桩施工条件 :破除桩头与地面一平,截除钢筋 ,保持桩顶在一个平面 上,试桩顶部一般应给予加强. 加载分级 :每级加载为预估极限压力的1/10-1/15, 第一级可分2 倍分级 加载 沉降相对稳定标准 :每一小时沉降不超过0.1mm, 并连续出现两次 ,认为 已达到相对稳定 ,可进行下一级加载 . 终止加载条件 :当出现下列情况之一时 ,即可终止加载 1.某级荷载作用下 ,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的五倍. 2.某级荷载作用下 ,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的两倍,且 经过 24h 小时尚未达到稳定 . 3.已达到铆桩最大抗拔力或压重平台最大重量时. 桩顶处理静载试验 百分表

17、观察沉降液压千斤顶压力表 （12）废泥浆及泥浆坑的处理。 处理原则： 泥浆坑处理既要保证基础的施工条件， 又要考虑下一步施工， 防止产生不均匀沉降。 处理标准： 1、泥浆坑中的淤泥应全部挖出。 2、应进行排水，最大限度排除坑中水后方可回填。 回填土最好用强风化岩石， 如果不具备条件， 使用黏土回填时必须将水 排净，以免形成橡皮土。 做好分层夯实和碾压工作。 在具备条件下尽早回填，以保证有一定自然沉降时间。 泥浆晾晒晾晒后需排出场地 六、常见质量问题 常遇问题产生原因防治措施及处理方法 坍孔 1护筒周围未用粘土填封 紧密而漏水，或护筒埋置太 浅 2未及时向孔内加泥浆， 孔内泥浆面低于孔外水位，

18、或孔内出现承压水降低了 静水压力，或泥浆密度不够 3在流砂、软淤泥、破碎 地层松散砂层中进钻， 进尺 护筒周围用粘土填封紧密； 钻 进中及时添加新鲜泥浆， 使其 高于孔外水位； 遇流砂、松散 土层时，适当加大泥浆密度， 不要使进尺过快，空转时间过 长 轻度坍孔，加大泥浆密度和提 高水位严重坍孔，用粘土泥 浆投入，待孔壁稳定后采用低 太快或停在一处空转时间 太长，转速太快 速钻进 钻孔偏 移 （倾斜） 1桩架不稳，钻杆导架不 垂直， 钻机磨损，部件松动， 或钻杆弯曲接头不直 2土层软硬不匀 3钻机成孔时，遇较大孤 石或探头石，或基岩倾斜未 处理，或在粒径悬殊的砂、 卵石层中钻进钻头所受阻 力不匀

19、 安装钻机时，要对导杆进行水 平和垂直校正，检修钻孔设 备，如钻杆弯曲，及时调换， 遇软硬土层应控制进尺， 低速 钻进偏斜过大时，填入石子、 粘土重新钻进， 控制钻速，慢 速上下提升、 下降，往复扫孔 纠正；如有探头石， 宜用钻机 钻透，用冲孔机时用低锤密 击， 把石块打碎；倾斜基岩时， 投入块石，使表面略平，用锤 密打 流砂 1孔外水压比孔内大，孔 壁松散，使大量流砂涌塞桩 底 2遇粉砂层，泥浆密度不 够，孔壁未形成泥皮 使 孔内 水 压 高 于孔 外 水 位 0.5m 以上，适当加大泥浆密 度 流砂严重时，可抛入碎砖、石、 粘土用锤冲入流砂层， 做成泥 浆结块，使其成坚厚孔壁， 阻 止流硫

20、涌入 不进尺1钻头粘满粘土块（糊钻加强排渣，重新安装刀具角 头） ，排渣不畅，钻头周围 堆积土块 2钻头合金刀具安装角度 不适当，刀具切土过浅， 泥 浆密度过大，钻头配重过轻 度、形状、排列方向； 降低泥 浆密度，加大配重糊钻时， 可 提出钻头，清除泥块后，再施 钻，用磁铁到井底捞一下， 有 无铁质件。 钻孔漏浆 1遇到透水性强或有地下 水流动的土层 2护筒埋设过浅，回填土 不密实或护筒接缝不严密， 在护筒及脚或接缝处漏浆 3水头过高使孔壁渗透 适当加稠泥浆或倒入粘土慢 速转动，或在回填土内掺片 石，卵石，反复冲击， 增强护 壁、护筒周围及底部接缝， 用 土回填密实，适当控制孔内水 头高度，不

21、要使压力过大， 泥 浆中加入一些石灰粉， 增加黏 稠性。 钢筋笼 偏 位、变形、 上浮 1钢筋笼过长，未设加劲 箍，刚度不够，造成变形 2钢筋笼上未设垫块或耳 环控制保护层厚度， 或桩孔 本身偏斜或偏位 3钢筋笼吊放未垂直缓慢 放下，而是斜插入孔内 4孔底沉渣未清理干净， 使钢筋笼达不到设计强度 钢筋过长， 应分 23 节制作， 分段吊放，分段焊接或设加劲 箍加强；在钢筋笼部分主筋 上， 应每隔一定距离设置混凝 土垫块或焊耳环控制保护层 厚度，桩孔本身偏斜、 偏位应 在下钢筋笼前往复扫孔纠正， 孔底沉渣应置换清水或适当 密度泥浆清除；浇灌混凝土 5当混凝土面至钢筋笼底 时，混凝土导管理深不够，

22、 混凝土冲击力使钢筋笼被 顶托上浮 时， 应将钢筋笼固定在孔壁上 或压住；浇筑时候及时拆管， 减少混凝土浮力。 吊脚桩 1清孔后泥浆密充过小， 孔壁坍塌或孔底涌进泥浆 或未立即灌混凝土 2清渣未净，残留石渣过 厚 3吊放钢筋骨架导管等物 碰撞孔壁，使泥土坍落孔底 做好清孔工作，达到要求立即 灌筑棍凝土；注意泥浆密度和 使孔内水位经常保持高于孔 外水位 0.5m 以上，施工注意 保护孔壁，不让重物碰撞， 造 成孔壁坍塌 粘性土 层 缩颈、 糊 钻 由于粘性土层有较强的造 浆能力和遇水膨胀的特性， 使钻孔易于缩颈， 或使粘土 附在钻头上， 产生抱钻、糊 钻现象 除严格控制泥浆的粘度增大 外， 还应

23、适当向孔内投入部分 砂砾，防止糊钻；钻头宜采用 肋骨的钻头，边钻进边上下反 复扩孔，防止缩颈卡钻事故 孔斜 1钻进松散地层中遇有较 大的圆孤石或探头石， 将钻 具挤离钻孔中心轴线 2钻具由软地层进入陡倾 角硬地层，或粒径差别太大 的砂砾层钻进时， 钻头所受 针 对地 层 特 征 选用 优 质 泥 浆保持孔壁的稳定； 防止或 减少出现探头石，一旦发现探 头石，应暂停钻进， 先回填粘 土和片石，用椎形钻头将探头 石挤压在孔壁内，或用冲击钻 阻力不均 3钻具导正性差，在超径 孔段钻头走偏，以及由于钻 机位置发生串动或底座产 生局部下沉使其倾斜等 冲击或将钻机 （或钻架）略移 向探头石一侧，用十字或一

24、字 型冲击钻头猛击，将探头石击 碎。 如冲击钻也不能击碎探头 石， 则可用小直径钻头在探头 石上钻孔，或在表面放药包爆 破 断桩 1因首批混凝土多次浇灌 不成功，再灌上层出现一层 泥夹层而造成断桩 2孔壁塌方将导管卡住， 强力拔管时，使泥水混入混 凝土内或导管接头不良， 泥 水进入管内 3施工时突然下雨，泥浆 冲入桩孔 4采用排水方法灌筑混凝 土，未将水抽干， 地下水大 量进入，将泥浆带入混凝土 中造成夹层； 另一方面，由 于桩身混凝土采用分层振 捣， 下面的泥浆被振捣到上 力争首批混凝土灌一次成功， 钻孔选用较大密度和粘度、 胶 体率好的泥浆护壁； 控制进尺 速度，保持孔壁稳定； 导管接 头

25、应用方丝扣连接， 并设橡皮 圈密封严密；孔口护筒不使埋 置太浅；下钢筋笼骨架过程 中，不使碰撞孔壁； 施工时突 然下雨，要争取一次性灌筑完 毕， 灌筑桩严重塌方或导管无 法拔出形成断桩，可在一侧补 桩；深度不大可挖出； 对断桩 处作适当处理后，支模重新浇 筑混凝土 面，然后再灌入混凝土振 捣，两段混凝土间夹杂泥 浆，造成分节脱离， 出现断 层 七、进度控制 要有合力周密的进度计划，使进度控制有章可循。 每一步工序衔接要紧密，尽量减少误工时间。 对于地下遇到障碍物等特殊情况，要及时报告项目部， 尽快排障保证施 工顺利进行。 搅拌站要保证混凝土及时供给。 入岩报验要及时，以免超打浪费时间。 钻孔顺序要合理，保证机械施工道路的畅通。 八、成本控制 成本增加原因有以下几项： 工期 溶洞或障碍（机械排障） ，溶洞追加原因在于混凝土超灌。 混凝土超灌（经验充盈系数1.2） ：签订合同时，应定好混凝土超灌是 否应该定为追加。 本工程涉及为入强风化，实际大部分入中风化，费用增加 材料价格波动 施工用电取费方法 九、施工安全 泥浆池周围要有安全围护，围护高0.8m 以上。 夜晚照明设施要保证 特殊工种资格审查 雨天严禁施工 缺少维护安全维护