泥浆护壁钻孔桩施工工艺标准.docx
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泥浆护壁钻孔桩施工工艺标准
泥浆护壁钻孔桩施工工艺标准
1使用范围
泥浆护壁钻孔桩基是一种传统的施工工艺，被广泛应用。
本施工工艺标准根据钻机的不同性能，可使用于黏土、亚黏土、砂土、亚砂土、风化岩、岩石等地质类型，在有地表水、地下水的地质也同样适用。
2主要用的标准和规范
2.0.1中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。
2.0.2中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）。
2.0.3中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规程》（JTGF42-2005）。
2.0.4中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）。
2.0.5中华人民共和国行业标准《环境空气质量标准》（GB3095-1996）。
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1施工人员要熟悉施工图纸、施工现场的情况、水文地质资料，根据地质情况及进度要求选择合适的钻机，编制泥浆护壁钻孔桩基施工组织设计。
3.1.2由项目总工程师组织向施工技术人员进行书面的一级技术、安全、环保交底。
3.1.3开工前，对设计单位移交的导线点、永久的水准点进行复测；按施工现场的实际情况加密导线点和水准点。
3.1.4根据坐标控制点和水准控制点进行桩位和高程放样。
3.1.5按照混凝土的设计强度和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2001）的要求，提出混凝土的施工配合比。
3.2主要施工机具准备
一个作业队需要配备以下施工机具，才能满足施工要求：
3.2.1土方机械：
挖掘机、自卸车、装载机。
3.2.2钻孔：
钻机（冲击钻、回旋钻、冲反钻等，根据地质情况、桩径的大小确定适合钻孔机具），吊车，水泵等。
3.2.3电源：
变压器或发电机
3.2.4钢筋加工设备：
一套（弯曲机、切断机、电焊机、调直机等）。
3.2.5混凝土设备：
拌合站、混凝土罐车。
3.2.6灌注设备：
储料斗导管、阀门等。
3.2.7安全设备：
漏电保护器、安全帽、张拉防护网等。
3.3材料准备
3.3.1造浆材料：
水、能满足造浆要求塑性指数Ip≥17的黏土或膨胀土、添加剂等。
3.3.2原材料：
钢筋、水泥、砂子、碎石、水等，由材料员和试验人员按规定的频次检验，确定原材料是否符合质量标准。
3.3.3外加剂：
经过配合比试验确定的外加剂。
3.4作业条件
3.4.1混凝土配合比已批准，拌和站已标定，各种材料已检验，钢筋笼已验收，各种机械设备均能正常使用。
3.4.2开工前施工现场要完成“三通一平”，施工单位用的临时设备准备就绪，特别是施工便道要保持通畅、湿润，钻机、吊车、混凝土罐车能够到井口。
3.4.3挖好泥浆池、备好造浆黏土（如需要造浆），布置好出渣道路。
3.4.4工段长或现场技术员对操作工人进行二级技术、安全、环保交底。
3.4.5必要时，在正式施工前应做成孔试验。
4施工操作工艺
4.1工艺流程（见图4.1）
4.2操作方法
4.2.1测量放样：
根据复测的导线点、水准点成果对桩基础进行中桩和高程放样。
4.2.2根据放样的位置填筑或搭设钻机施工平台。
4.2.3埋设护筒
1）在陆地上施工，可挖坑埋设护筒，使护筒平面位置中心与桩
测量定位→填筑工作平台←场地平整
测量定位→埋设护筒←制作护筒
复核放样（做好记录和签认手续）
钻机就位←泥浆池
钻孔←合格泥浆
清孔
终孔
钢筋笼制作→终孔检查←做好记录（监理批准）
检查→钢筋笼就位
导管拼装检查→下导管
二次清孔（如孔底沉渣厚度超过规范要求）
混凝土拌和→混凝土运输→灌注混凝土←混凝土试验
成桩检测
图4.1泥浆护壁钻孔桩施工工艺流程图
4.2.6钻机钻进
1）开始钻孔时，应先在孔内灌注膨胀土悬浮泥浆或合格的黏土悬浮泥浆，泥浆性能指标根据地层情况和采用的钻孔方法而定。
钻进时应保持钻锥稳定，采用慢速，使初开孔壁坚实、竖直，能起导向作用，避免碰撞护筒。
钻锥在孔中能保持竖直稳定时，能适当加速钻进。
2）钻进过程中，随时注意孔内水压差，以防止产生涌沙。
孔中泥浆要随时进行检测，保持各项指标符合要求，泥浆过浓影响进度，过稀易塌孔。
同时，泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m。
4.2.7钻孔检查，清孔、成孔
1）钻孔达到设计高程时，用测绳进行测量，并记录。
2）钻孔完成后应用专用仪器或钢筋笼检孔规检测孔斜和倾斜度。
成孔孔径不得小于设计直径，倾斜度不得大于1％，用长度符合规定的检孔规上下两次检查造孔是否合格，合格后进行清孔。
3）清孔：
用换浆、抽浆、掏渣、空压机冲气、泥浆置换等进行清孔，至孔底浆液符合要求，经一段时间间隔后，试验人员在现场用标准比重仪实测，达到要求且沉淀也满足要求后停止清孔，移动钻机。
4.2.8钢筋笼的制作及入孔
1）防止钢筋笼起吊变形，应分节制作，每两节钢筋笼在现场进行搭接，搭接时间限制在1h内，用两台电焊机先点焊，再用铅丝绑扎然后搭接焊接。
也可采用直螺纹接头、挤压接头等连接方法加工钢筋笼，然后分级吊装以加快钢筋笼的入孔速度。
2）为防止钢筋笼在浇筑混凝土时上浮，在孔底设置直径不小于主筋的加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。
3）护筒井架处用具有足够刚度、强度的材料（型钢、方木等）承担钢筋笼和导管重量。
4）起吊钢筋笼时，要严格控制钢筋笼的变形，如在钢筋笼的里面用铅丝绑扎足够长度的杉木杆（在钢筋笼立直时取出杉木杆），吊钩出用钢扁担勾挂钢筋笼。
4.2.9拼下导管
1）水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径一般在200～350mm，视桩径大小而定。
2）下导管前要对导管进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试验，保证导管拼接牢固，绝对不能漏水。
试验后要对导管编号，下导管时按编号拼接，同时注意导管不能接触到钢筋笼。
3）导管底口至孔底距离控制在0.25～0.4m之间。
4.2.10水下混凝土的配制
1）可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。
水泥的初凝时间不宜早于2.5h。
2）粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的砂率。
集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8、钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。
3）细集料宜采用级配良好的中砂。
4）混凝土配合比的砂率宜采用0.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6。
5）混凝土拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象。
灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜控制在180～220mm。
混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件参量可参照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）。
6）每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg。
7）首批（2m3以上）混凝土的初凝时间应保证大于混凝土的灌注时间。
4.2.11灌注水下混凝土
水下混凝土的供应由拌和站集中拌和，水泥混凝土罐车运输至导管漏斗内。
1）灌注水下混凝土要由一人统一指挥下令剪球，灌注速度要循序渐进，导管首次埋置深度不应小于1m，在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m。
2）首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。
3）混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查均匀性和坍落度。
如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。
4）在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水时，应注意保持孔内水头。
5）在灌注混凝土过程中，应经常量测孔内混凝土面的高程，及时调整导管埋深。
6）严格控制孔内混凝土进入钢筋笼时的灌注速度，避免钢筋笼上浮的隐患。
当混凝土上升到钢筋骨架底口4m以上时，提升导管，当底口高于钢筋骨架底部2m以上时，可以适当加快灌注速度。
拔导管要结合混凝土的浇注时间，不得超过混凝土的初凝时间。
7）灌注的桩顶高程应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度。
多于部分接桩前必须凿除，残留桩头应无松散层。
在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌注数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
4.3施工过程中可能出现的情况以及处理措施
4.3.1混凝土堵管的原因及处理
混凝土堵管的原因主要有两种，第一种是导管底端被泥沙等物堵塞，第二种是混凝土离析使粗集料过于集中而卡塞导管。
1）第一种情况多发生在首批混凝土下注时，由于导管底口距离保持不够，因安装钢筋及导管时间过长，孔内钻渣淤积加深，处理办法是用吊车将料斗连同导管一起吊起，待混凝土灌注畅通后再把导管放置回原位。
为避免此类事故发生，当孔内沉淀较厚时，灌注前必须进行二次清孔。
2）第二种情况多发生在混凝土浇注过程中，处理办法是拔导管吊起，快速向井架冲击，应注意的是切不可把导管提出混凝土面以外。
为避免此类事故的发生，应严格要求做到：
导管要牢固不漏水；混凝土和易性要好；混凝土浇注必须要在初凝前完成，导管埋深控制在2～6m。
4.3.2钢筋笼上浮处理措施
在混凝土浇注过程中，混凝土灌注速度过快，钢筋骨架受到混凝土从漏斗向下灌注时的位能产生的冲击力，混凝土从导管流出来向上升起，其向下冲击力转变向上顶托力，使钢筋笼上浮，顶托力大小与混凝土灌注时的位置、速度、流动性、导管口高程、首批混凝土的混凝土表面高程和钢筋骨架高程有关。
预防措施：
1）混凝土底面接近钢筋骨架时，放慢混凝土灌注速度。
2）混凝土底面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离。
3）混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。
4）在孔底设置环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼的底部。
5质量标准
5.1质量管理
施工中应建立健全有效的质量保证体系，对开工前与施工过程中的原材料、工序、工艺，应进行中间检查和质量控制。
5.2施工中的检查
5.2.1开工前应检查钢筋、水泥、砂、碎石等材料的来源是否与批复的相同，是否符合设计及规范要求。
5.2.2施工中钢筋的拉伸、焊接等常规试验；下雨后砂、碎石的含水率试验以确定生产配合比；除按规范规定的试验频率外，还要进行随机抽检试验，特别是混凝土强度、泥浆相对密度的抽检。
5.2.3桩基完成后要进行如超声波、小应变等无破损检测。
5.2.4钻孔桩完成后，及时清除钻渣，填平泥浆池。
5.2.5钻孔灌注结束，及时符合纠正桩位。
5.3实测项目
5.3.1钻孔桩成孔质量标准见表5.3.1
表5.3.1钻孔桩成孔质量标准
项目
允许偏差
孔的中心位置（mm）
群桩：
100；单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计直径
倾斜度
小于1％
孔深
摩擦桩：
不小于设计规定
支承桩：
比设计深度超深不小于50mm
沉淀厚度（mm）
摩擦桩：
符合设计要求，当无设计要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；对于>1.5m的桩或桩长>40m或土质较差的桩，≤500mm
支承桩：
不大于设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.03～1.10；黏度：
17～20Pa•s；含砂率：
<2％；胶体率：
>98％
5.3.2钻孔灌注桩实测项目见表5.3.2
表5.3.2钻孔灌注桩实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
混凝土强度（MPa）
在合格标准内
试件大于等于10组时，按数理统计方法评定，当试件小于10组时，按非统计方法评定
2
桩位（mm）
群桩
100
全站仪或经纬仪：
每桩检查
排架桩
允许
50
极值
100
3
孔深（m）
不小于设计
测绳：
每桩量测
4
孔径（mm）
不小于设计
探孔器：
每桩量测
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
5
钻孔倾斜度（mm）
1％桩长，且不大于500
用测斜仪或钻杆垂线法：
每桩检查
6
沉淀厚度（mm）
摩擦桩
符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求
沉淀盒或标准测锤：
每桩检查
支承桩
不大于设计规定
7
钢筋骨架底面高程（m）
±50
水准仪：
测每桩骨架顶面高程后反算
6成品保护
6.0.1钻孔灌注桩浇注完成后，可在混凝土初凝后终凝前及时进行桩头掏渣，但是掏渣控制在桩顶设计高程以上30cm左右为准。
6.0.2掏渣完成后，不应再扰动桩基混凝土。
7质量记录
7.0.1原材料（钢筋、水泥、砂子、碎石、外加剂）进场试验报告。
7.0.2混凝土强度试验报告。
7.0.3桩基测量放样及复核记录。
7.0.4桩基钻孔记录。
7.0.5桩基成孔检查记录。
7.0.6钢筋骨架检查记录。
7.0.7混凝土灌注记录。
7.0.8桩基无破损检测报告。
8安全、环保措施
8.1安全措施
8.1.1建立健全安全责任机构，责任到人；坚持“安全第一，预防为主”的指导思想；配备专职安全员，负责现场安全巡视和开工前安全交底。
特种机械人员持证上岗。
8.1.2应按照现行《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076－95）的要求执行。
8.1.3加强用电管理，所有电闸箱及机械均安装漏电保护器。
8.1.4重视交通安全，严禁非驾驶员开车。
8.1.5起重设备的旋转半径范围内严禁站人。
8.1.6泥浆池的周围必须进行围护，防止人掉进泥浆池。
8.1.7钻孔过程中注意操作人员不能靠近井口太近，以防掉进井内。
中间停止钻孔时，必要是提起钻头，防止埋钻，同时覆盖井口。
8.1.8施工现场悬挂安全标牌，设置安全标志，主要施工部位、作业地点等处悬挂安全标语和安全警示牌，不得擅自拆除。
8.1.9进入施工现场的人员必须严格遵守施工现场安全管理规定，戴安全帽，非施工人员不准进入施工现场，上级来人及参观人员进入施工现场须有安全员引导。
8.2环保措施
为了加强公路建设的环境保护工作，减少因公路建设而导致的环境污染，切实做好防治措施，保护自然资源，改善生态环境和人民生活环境，在施工过程中，严格遵守部颁技术规范、料场管理和设计说明、环境保护规定条例。
8.2.1按设计要求堆放砂、石料等施工材料，运送砂、石料等流散物资时设置挡板，加盖彩条布，做到不丢不撒。
8.2.2拌和站选择远离居民的地域设置，设置除尘设备收集粉尘，并采取措施净化空气，避免造成空气污染。
8.2.3油库设在无村镇的安全的方，并配制专职值班人员、消防安全措施。
8.2.4对废油、废水、废渣按指定地点存放，避免污染空气和水源，并不得任意排放到农田。
8.2.5不任意破坏农田和水利建设及交通设施。
8.2.6施工便道及辅助道注意经常洒水，防止扬尘、污染环境。
8.2.7钻孔桩的泥浆必须经过沉淀池沉淀，经检查合格后才能排放，否则应清理指定的地点进行处理。
8.2.8水泥混凝土拌和站运转时，有粉尘发生的施工场地，应设置防尘设备，工作人员配备必要的劳保用品。
不在施工现场焚烧水泥袋、油毡、橡胶等有毒、有害烟尘和恶臭气体的物质。
8.2.9各种临时设施和拌和站等居民区不小于300m，并在居民区主要风向的下风出。
居民区和靠近学校、医院等环境敏感区，噪声大的施工作业按监理工程师规定的作业时间施工。
8.2.10竣工后，临时所占耕地及其他用地切实做到工完、料净、场地清。
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