泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准.docx

泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准.docx

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泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准

泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工艺标准

范围 

    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。

施工准备 

    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。

操作工艺 

    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。

质量标准 

    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。

                        泥浆护壁回转钻孔灌注桩允许偏差               表2-6

项次 项         目 允许偏差 （mm） 检验方法 

1 钢筋笼主筋间距 ±10 尺量检查 

2 钢筋笼箍筋间距 ±20 尺量检查 

3 钢筋笼直径 ±10 尺量检查 

4 钢筋笼长度 ±100 尺量检查 

1～2根桩 

垂直于桩基中心线 单排桩 d/6且不大于200 拉线和尺量检查 

5 桩的位置偏差 群桩基础的边桩 

条形基础的桩 

群桩基础的中间桩 

6 垂  直  度 H/100 吊线和尺量检查 

    注：

d为桩的直径，H为桩长。

成品保护 

    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。

应注意的质量问题 

    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。

质量记录 

    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。

目   录

1.编制依据………

2.工程概况及设计要求

   2.1工程概况

   2.2场区工程地质条件

   2.3设计情况

3.工期进度

4.施工设备和施工器具的选型配套、工艺流程

  4.1成孔工艺方法及灌注方案

  4.2设备选型配套

4.3工艺流程

  4.4施工顺序

5.施工力量部署

6.材料计划

7.施工技术要求

  7.1施工准备

  7.2钻进成孔

  7.3终孔验收及质量验收

  7.4钢筋笼制作与吊放

  7.5混凝土灌注

  7.6基桩后压浆

7.7空孔回填

7.8泥浆及沉碴处理

8.质量保证措施

9.安全生产、文明生产

10.工程验收标准

附件

1、桩位平面布置图

2、见证取样计划

附表：

钻孔灌注桩施工现场记录表

基桩后压浆施工记录表

1. 编制依据

〖1〗建筑桩基技术规范 JGJ 94-94，中国建筑工程出版社；

〖2〗建筑地基基础设计规范 GBJ7-89 ，中国建筑工程出版；社

〖3〗岩土工程勘察报告（99技451），北京勘察设计研究院；

〖4〗北京SOHO现代城工程《现场平面布置示意图》，中建一局四公司；

〖5〗北京SOHO现代城工程桩基平面布置图，北京市建筑设计研究院；

〖6〗北京市城乡建设委员会（1996）418号文件；

〖7〗〖建筑工程质量检验评定标准〗GBJ301-88 ；

〖8〗〖混凝土结构工程施工及验收规范〗GB50204-92；

〖9〗〖钢筋焊接及验收规范〗 JGJ18-84；

〖10〗〖钢筋焊接接头试验方法〗 JGJ27-86；

〖11〗〖施工现场临时用电安全技术规范〗JGJ46-88；

〖12〗〖建筑机械使用安全技术规程〗JGJ33-86；

〖13〗〖基桩低应变动力检测规程〗JGJ/T93-95。

2.工程概况及设计情况

2.1 工程概况

拟建的北京SOHO（Small office & home office）现代城位于北京市朝阳区大望桥西南角（建国路179号，原北京酿酒总厂界内），北临建国路，东依大望路。

该建筑群是京东的标志性建筑，是集商业、办公、公寓于一体的综合性大型公共建筑。

由A、B、C、D四座16～42层塔楼组成，其中A区A座楼主体地上42层，地下3层，为框剪结构，东接纯3层地下室，西接地上3层地下3层框架，结构开间达12m以上。

该工程根据设计资料，现代城A区A座塔楼设计简明情况见表1。

                                                  表1 

建筑物

名称地上/地下层数基础

类型结构

类型基底埋深（m）基底平均压力（kN/ ）

A座塔楼42/3桩筏框剪-15.00778

该工程由北京中鸿天房地产开发有限公司投资兴建，建筑设计和结构设计由北京市建筑设计研究院负责，北京市勘察设计研究院负责该工程的岩土工程勘察，总包方为中建一局四公司，我公司承担钻孔灌注桩及后压浆施工工作。

2.2 场区工程地质条件

2.2.1 地层分布

拟建场区位于永定河冲洪积扇的中下部，在地表人工堆积层以下的地基土以第四纪粘性土、粉土、砂卵石互层状沉积层为主，基岩埋深在120～160m之间。

地形基本平坦，其地面标高在35.80m～37.12m之间。

根据北京市勘察院提供的勘察报告揭露，在本次勘察最大勘探深度（82.0m）范围内，可分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类。

从空间分布规律上看，地层岩性在水平方向上大致均匀，垂向相变较显著，主要为粘性土、粉土和砂卵石土层的多个沉积旋回。

按岩性、物理力学性质指标，进一步将本场区划为12个大层，现自上而下分述如表2：

                                                            表2

成因年代地层序号地层特性压塑性层顶标高

（m）备注

人工堆积层①碎石填土35.80～37.12

（地面标高）

①1粘质粉土填土、粉质粘土填土中高～高压塑性

第

四

纪

沉

积

层②粘质粉土、砂质粉土中低～高压塑性

②1粉质粘土、粘质粉土中～中高压塑性

②2粉质粘土、重粉质粘土中～中高压塑性

②3重粉质粘土、粘土中高压塑性

②4粉砂、砂质粉土低压塑性

③圆砾、卵石低压塑性

25.79

～26.90

基础底面

（22.30）

③1中砂、粗砂低压塑性

③2细砂、粉砂低压塑性

③3砂质粉土低压塑性

③4粉质粘土低压塑性

④粉质粘土、重粉质粘土中低～低压塑性

14.76

～18.32

④1粘质粉土、粉质粘土低压塑性

④2重粉质粘土、粘土中低～低压塑性

④3粘质粉土、砂质粉土低压塑性

⑤粘土、重粉质粘土中低～低压塑性

9.78

～10.96

⑤1粉质粘土、重粉质粘土中低～低压塑性

⑤2粘质粉土、砂质粉土低压塑性

⑥卵石、圆砾低压塑性10.72～12.84

⑥1细砂、粉砂低压塑性

⑦粘土、重粉质粘土中低～低压塑性

4.41～5.94

⑦1粉质粘土、粘质粉土低压塑性

⑦2粉质粘土、粘质粉土低压塑性

⑦3粘质粉土、砂质粉土低压塑性

⑦4细砂低压塑性

⑧卵石、圆砾低压塑性

-7.04～-4.30

桩端持力层

⑧1细砂低压塑性

⑧2粉质粘土中低～低压塑性

⑨粘土、重粉质粘土中低～低压塑性

-11.90～-10.24

⑨1粉质粘土低压塑性

⑨2粉质粘土低压塑性

⑨3粘质粉土、砂质粉土低压塑性

⑩卵石、圆砾低压塑性-18.94～-18.40

⑩1细砂低压塑性

⑾

粉质粘土低压塑性

-22.64～-22.10

⑾1

粘质粉土低压塑性

⑾2

粘土低压塑性

⑿

卵石低压塑性-37.10

⑿1

中砂低压塑性

2.2.2 拟建场地地下水类型及水位

拟建场区与地基基础方案密切相关的地下水有3层，如表3。

        表3

序号地下水类型地下水静止水位

埋深（m）标高（m）

1台地潜水7.0030.03

2层间潜水10.20～12.0524.55～25.84

3承压水15.60～16.9019.02～20.44

场区最高水位出现于1959年，其最高水位标高为37.00m。

2.3 设计情况

2.3.1基础采用桩筏形式，基桩采用泥浆护壁钻孔成桩，并采取泥浆护壁钻孔灌注桩后压浆专利技术（中国建筑科学研究院地基基础研究所，专利号94222930.4；95207690.X）。

共布桩163根，采用直径800mm和1000mm两种桩型。

设计简明情况如表4。

表4

                                             桩径

（mm）桩数设计桩长

（m）砼强度

等级主筋混凝土保护层厚度（mm）单桩极限承载力标准值（kN）

800工程桩63

见设计

图纸C355012000

试桩1C40

锚桩4

1000工程桩83C357015000

试桩2C40

锚桩8

    桩基布桩图见附图1。

2.3.2 基桩桩端控制条件：

有效桩长满足设计要求，并保证进入桩端持力层1.0m。

2.3.3 基桩后压浆管、压浆阀设置：

所有基桩均设置2根1inch钢管通至桩底并连接2个桩端压浆阀；工程桩及试桩在标高-26.93及-35.93断面处各设一道桩侧压浆阀，锚桩在标高-35.43、-27.43、-19.43断面处各设一道桩侧压浆阀，所有桩侧压浆阀均与0.6inch钢管连接通至桩基施工作业面。

3.工期进度

为确保桩基施工在合同工期内完成，计划投入六台回转钻机及相应配套机械设备，施工进度计划平均每日成桩6根，基桩成桩总时间控制在26天。

基桩成桩与基桩后压浆工作总工期控制在30天内完成。

详细施工计划见附表5。

4.施工设备和施工器具的选型配套、工艺流程

4.1 成孔工艺方法和灌注方案

目前基坑已开挖至建筑标高-12.00m左右，此标高处作为桩基施工作业面，因此工程桩将存在3m左右的空孔部分。

根据场地工程地质条件和桩基设计情况，以及场地地下水情况，并结合附近工程施工经验，工程采用正、反循环相结合回转钻进、泥浆护壁、导管水下砼灌注工艺。

4.2 设备选型配套

根据工程情况，计划投入的主要设备、器材见表6：

                        主要设备器材配套表                                    表6 

名  称规格单位数量用途备 注

钻  机GPS-15台 6成孔各钻机工器具齐全、完整

钻头个12成孔

砂石泵组6BS组8排碴、清孔

混浆泵3PNL台10灌注回灌补浆排污

潜水泵台4抽水

导浆管Φ259米150灌注砼

吊  车QY16辆3吊放钢筋笼、设备

挖掘机WY80辆1清碴、挖池

装载机ZL300台1上料、平场地

对焊机110KW台 1焊接钢筋笼

电焊机 台6焊接钢筋笼及其它其中一台用于机修等

经纬仪J6台1定位

水准仪台1定位及水平

泥浆性能测定仪套1测定泥浆性能

4.3 工艺流程

4.4 施工顺序

布置6台钻机，从场地东侧、北侧依次向西推进。

各台钻机施工计划根据现场情况调整，以确保工期、质量为目标。

5.施工力量部署

    工地成立项目经理部，优化组合上岗。

针对工程情况，工程投入施工人员约136名，主要施工人员名单（略）。

各岗人数、职责范围及岗位责任见下表。

                                                                                            表7

岗位名称

人数岗  位  责  任质 量 责 任

项目经理1负责现场各项工作总设计；对各工序各环节进行抽查；负责与甲方一切事务联系。

工期负全部责任。

总工

1

熟悉掌握基础处理规范规程和设计要求,负责编写施工组织设计.抽查现场施工质量和工序质量；检查汇总原始记录，处理现场技术问题；负责桩基验收，编写施工竣工报告对工程质量负主要责任

工长

5明确工程性质、目的与要求，协助经理做好生产准备、现场施工和安全文明生产工作。

对工程质量和生产管理负责

安全设备管理员2现场安全管理、文明生产、设备管理对安全生产负主要责任

质检员

及记录员

7由技术负责人统一分配工作，做好现场施工技术质量管理，指导现场施工和进行每个环节的质量监督。

严把工序质量关，不合格决不进入下道工序对各工序施工质量负责

机  长

6全面掌握钻探成孔工艺，明确施工技术要求，对钻机安装、定位、钻进、测井清孔、吊放钢筋笼、下导浆管等工作负责。

保证成孔桩质量，执行操作规程、坚持安全、文明生产。

钻 工48负责钻机搬迁、安装、钻进、下放钢筋笼,导浆管等。

严格执行操作规程，保证施工质量。

灌砼队长

队 员2

8负责灌注、要求与机台一起下放钢筋笼、导浆管灌注砼、起拨冲洗导浆管，清理现场。

对灌注成桩负全部质量责任，保证安全无事故。

钢筋工26负责钢筋笼制作及制作现场的材料管理。

保证制笼质量。

电工、钳工4负责线路安装、机械修理、电焊、气焊操作、设备运行检查及安全防护。

保证工地机械正常运转。

挖护筒工人4挖设护筒，基坑及泥浆循环系统保证护筒安放质量

测量员1桩位测量，放线对桩、孔偏差负责

吊车.挖掘机.铲车10负责设备吊装、材料运送、挖掘废碴、生产用车等。

完成经理部交给的任务，安全交通。

保管员1负责材料、保管、  发放、汇总材料利用、消耗信息保证满足工程需要

核算员

材料员

2对工地费用立帐核算，给经理部当好参谋，定期向总公司财务报帐。

采购材料。

严格进行财务制度，保证数据准确、及时

后勤人员6负责工地职工生活，提高生活水平搞好卫生，减少疾病，帐目日清月结。

以优质的服务水平保证饮食质量。

基桩后压浆8负责水泥浆搅拌与压浆工作对压浆质量负责

    施工分两班２４小时连续作业。

组织机构图:

6.材料计划

6.1  材料计划

所进材料应送质检部门检验合格后方可签定合同，分批进场材料必须有出厂检验合格证书、试验报告等。

收料员必须严格验收，不合格材料决不允许卸入工地。

表 8

材料名称规格数   量进货计划

混  凝 土C352965.0m3根据成孔情况及用量随时进场

C40308.0m3根据成孔情况及用量随时进场

钢

筋φ3243.9t设备进场后一次进完

φ20135.0t进场后进60t，其余中期进场

φ1611.5t设备进场后一次进完

φ827.2t设备进场后一次进完

钢

管1inch11055m进场后进6000m，其余中期进场

0.6inch6720m进场后进4000m，其余中期进场

6.2 用水计划                                      

    工程施工期间，每日计划用水200m3。

6.3 用电计划

  工程用电总功率约750kw ，实际使用功率约500kw，具体如下表9：

                                                             表9

名      称数量（台）每台功率（kw）总功率（kw）使用率%实际功率kw接电位置

钻      机

（含砂石泵）66036080288按场地平面布置图

对   焊  机11101104044按场地平面布置图

电   焊  机64024060144按场地平面布置图

其      它3610036

合      计746512

钻机、对焊机及电焊机就近与四侧分布的配电箱接电。

7. 施工技术要求

    本工程施工执行《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）及有关施工验收与规定和设计图纸说明要求进行。

7.1 施工准备

本桩基工程为湿作业工艺，由于每根桩均有3m空孔部分，为保证成孔质量，同时利于大型施工机械设备作业及砼灌车、静载设备进出场，也利于现场文明施工，桩基设备进场前应进行场地施工区与道路及材料堆放区域硬化，采用C20强度等级的砼，硬化