泥浆护壁冲孔灌注桩施工及质量控制（44内容丰富）

1泥浆护护壁冲冲（钻钻）孔孔灌注注桩施工及及质量量控制制一、工工作原原理、、适用用范围围二、施施工流流程及及质量量控制制三、施工工常见见问题题及处处理四、安全全施工工管理理内容容一、工工作原原理、、适用用范围围4泥浆护护壁成成孔：是用成成孔机机械成成孔，，在成成孔过过程中中通过泥浆保保护孔孔壁并并排出出土渣渣。主主要有有正循循环钻钻孔法法、反反循环环钻孔孔法、、冲击击成孔孔法及及旋挖挖成孔孔法等等几种种。泥浆作作用：：具有有保护护孔壁壁、防防止塌塌孔、、排出出土渣渣以及及冷却却与润润滑钻钻头的的作用用。泥泥浆一一般需需专门门配制制，当当在粘粘土中中成孔孔时，，也可可用孔孔内钻钻渣原原土自自造泥泥浆。。工艺流流程：：所有有泥浆浆护壁壁成孔孔灌注注桩施施工工工艺流流程几几乎都都一样样如下下图所所示要点：：钻头头选型型、泥泥浆指指标参参数控控制和和清孔孔是泥泥浆护护壁灌灌注桩桩施工工控制制的关关键环环节5泥浆护护壁成成孔灌灌注桩桩施工工工艺艺流程程图桩位放放样埋设护护筒桩机就就位成孔清孔安放钢钢筋骨骨架浇筑水水下混混凝土土泥浆池池，制制备泥泥浆泥浆循循环清清渣钢筋骨骨架制制作吊运、、安放放灌注混混凝土土二次清清孔6（一））正、反反循环环钻成成孔法正、反反循环环钻成成孔法区别在在于正正循环环钻成成孔时时，泥浆循循环方方向为为泥浆浆池、、泥浆浆泵、、钻杆杆而由钻头头进入孔内，在完成成护壁壁功能能的同同时将将渣土土悬浮浮带出出地面面，再靠重重力作作用流流回泥泥浆池池，在渣土土泥浆浆池中中沉淀淀后，经重新新稀释释后再再注人人孔内内。反反循环环钻成成孔时时，泥浆的的循环环方向向正好好与上上述相相反，，泥浆浆从孔孔壁与与钻杆杆间的的空隙隙注人人孔内内，携带渣渣土的的泥浆浆由泵泵或空空气(气举法法)经钻杆杆排出出孔外外至沉沉淀池池，经处理理符合合要求求后，再流回回孔内内。反反循环环钻进进按孔孔内和和钻杆杆内冲冲洗液液动力力来源源与工工作原原理不不同分分为：泵吸反反循环环钻进进、气气举(压气)反循环环钻进进和喷喷射(射流)反循环环钻进进等三三种方方式。。7适用范范围：：正循环环钻孔孔法受受其排排渣方方式的的限制制，其其成孔孔深度度和适适用地地层都都受一一定限限制，，一般般仅适适用于于粉砂砂、黏黏土等等细粒粒土，，成孔孔深度度一般般在30~40m。相对对于反反循环环钻孔孔，该方法法设备备简单单、钻钻机小小、适适用较较狭窄窄的场场地，但对桩桩径较较大、、桩孔孔较深深及容容易塌塌孔的的地层层，这种方方法钻钻进效效率较较低，排渣能能力差差,孔底沉沉渣多多。反循环环钻成成孔法法适用用范围围较广广，从从软土土、粉粉细砂砂到软软砾石石层、、风化化岩层层，成成孔深深度可可达100m，最大大孔径径达5m，是其其他机机械成成孔工工艺难难以达达到的的。8钻孔灌灌注桩桩－钻钻孔9（二））冲击成成孔法冲击成成孔灌灌注桩桩施工工法是是采用用冲击击式钻钻机或或卷扬扬机带带动一一定重重量的的钻头头，在在一定定的高高度内内使钻钻头提提升，，然后后突放放使钻钻头自自由降降落，，利用用冲击击动能能冲挤挤土层层或破破碎岩岩层形形成桩桩孔,再用掏掏渣筒筒或反反循环环抽渣渣方式式将钻钻渣岩岩屑排排除。。每次次冲击击之后后,冲击钻钻头在在钢丝丝绳转转向装装置带带动下下转动动一定定的角角度，，从而而使桩桩孔得得到规规则的的圆形形断面面。冲冲击钻钻头形形式有有十字字形、、一字字形、、工字字形、、人字字形、、圆形形和管管式等等。其其中以以十字字形钻钻头应应用最最广，，其接接触压压力较较大，，冲击击成孔孔形较较好，，适用用于各各类土土层和和岩层层。遇遇到回回旋钻钻及其其他钻钻进方方法难难以施施工的的卵砾砾石层层或岩岩层时时，选选用冲冲击成成孔施施工法法，常常能取取得较较理想想的结结果。。10冲击钻钻机二、施施工流流程及及质量量控制制12（一））施工工流程程（1）测定定桩位位根据设设计图图纸对对桩位位进行行放线线，严严格控控制桩桩位精精度，，是保保证桩桩基础础施工工质量量的前前提条条件。。所有有桩点点一次次性全全部测测放、、复核核，每每天对对预钻钻进桩桩点进进行二二次复复核检检查，，确保保桩位位准确确，桩桩点放放线偏偏差应应≤10mm,采用4根木桩桩加钉钉小钉钉（即即定位位桩））十字字法定定位，，如下下页图图所示示，并并防止止车辆辆、机机械、、人员员等碾碾压、、踩踏踏移位位、破破坏。。桩点定定位图图13（2）埋设设护筒筒14护筒是是用4～8mm厚钢板板制作作，内内径应应大于于钻头头直径径100mm，上部部宜开开设1～2个溢浆浆孔。。护筒的的设置置不仅仅仅起起到桩桩孔定定位及及护口口作用用，在在地下下水位位较高高或水水下施施工中中，还还起到到隔离离水流流渗入入孔内内的作作用。。埋设护护筒时时，先先挖去去桩孔孔处表表土，，将护护筒埋埋土中中，保保证其其准确确、牢牢固、、稳定定，倾倾斜率率≤5‰。检查查并控控制护护筒中中心与与桩中中心点点的偏偏差不不得大大于50mm，护筒筒与坑坑壁之之间用用粘土土填实实，必必要时时在面面层铺铺设20mm厚水泥泥砂浆浆，以以防漏漏水。。护筒的的埋设设深度度，在在粘性性土中中不宜宜小于于1.0m；砂土土中不不宜小小于1.5m，护筒筒顶面面应高高于地地面0.4～0.6m，并应应保持持孔内内泥浆浆面高高出地地下水水位1.0m以上，，受水水位涨涨落影影响或或水下下施工工的灌灌注桩桩，护护筒应应加高高加深深，保保证泥泥浆面面高出出最高高水位位线1.5m以上。。在正式式施钻钻前，，复核核检查查每一一个桩桩中心心与护护筒中中心偏偏差值值，控控制其其在规规范或或设计计要求求范围围内。。15（3）桩机机就位位桩机就就位时时，精精心调调平，，保证证钻头头中心心与桩桩位中中心相相重合合，偏偏差≤≤20mm；垂直度偏偏差＜1%，并确保成成孔机械在在整个钻孔孔过程中的的稳定性，，避免其产产生前倾和和侧倾，以以至影响桩桩孔的垂直直度。为此此，对于土土质软弱的的施工现场场需要对地地面进啊行行适当的加加固处理，，并适当加加大承重枕枕木的面积积。16（4）成孔钻孔机具及及工艺的选选择，应根根据桩型、、钻孔深度度、土层情情况、泥浆浆排放及处处理等条件件综合确定定。如果是是端承为主主的结构桩桩，地基土土中含有碎碎石土、砂砂卵石、土土层较坚硬硬及风化岩岩比较多，，则适宜选选用冲击钻钻机成孔方方式，即冲冲孔桩；17（5）清孔当钻孔达到到设计深度度要求后，，即应进行行验孔和清清除孔底沉沉渣、淤泥泥。在灌注注混凝土之之前，孔底底沉渣应符符合下列规规定：端承型桩≤≤50mm；摩擦型桩桩≤100mm；抗拔、抗抗水平力桩桩≤200mm。为此，在清清孔过程中中要不断置置换泥浆，，直至浇筑筑水下混凝凝土，并保保持孔底500mm以内的泥浆浆比重应＜＜1.25。含砂率不得得大于8%；黏度不得得大于28s；在容易产产生泥浆渗渗漏的土层层中应采取取维持孔壁壁稳定的措措施。孔底沉渣可可用重锤法法或X-2型沉渣仪检检测。重锤锤法是依据据手感来判判断沉渣表表面位置，，然后凭测测锤重量夯夯入沉渣的的厚度作为为测量值。。重锤法要要求经验丰丰富，否则则测量误差差较大。X-2型沉渣仪是是利用测试试探头和仪仪表量测。。如下图所所示1819（6）钢筋笼的的制作和安安装钢筋笼制作作：制作时，箍箍筋与主筋筋隔点点焊焊；预制环环形保护层层垫块纵向向设置间距距5～6m一组，一组组不少于4档，沿钢筋筋笼周围均均匀分布，，距笼顶2m另加设1道。垫块环环径即为保保护层厚度度。环形垫垫块可以减减少孔壁的的刮伤及增增加钢筋保保护层的均均匀性。分段制作的的钢筋笼，，其接头宜宜采用焊接接或机械连连接（钢筋筋直径大于于20mm），并应遵遵守国家相相应的现行行标准《钢筋机械连连接通用技技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及及验收规程程》JGJ18和《混凝土结构构工程施工工质量验收收规范》GB50204的规定。钢筋笼制作作允许偏差差：项目允许偏差（mm）主筋间距±10箍筋间距±20钢筋笼直径±10钢筋笼长度±10020（6）钢筋笼的的制作和安安装钢筋笼的吊吊运、安装装：为了防止钢钢筋笼在吊吊运过程中中发生纵横横向不可自自动复原的的变形，要要采用临时时加强刚度度的措施。。一般采用用体直、质质轻、便于于安装的杉杉木杆，安安装时注意意杉木杆的的大头朝上上且吊运绳绳索连同钢钢筋、杉木木杆一起捆捆绑，并要要逐一检查查保护层垫垫块是否完完好、数量量足够，否否则补绑弧弧形垫块。。钢筋笼的安安放：钢筋笼竖直直对准孔口口中心后，，要缓缓下下放，避免免碰撞孔壁壁或自由落落下；两段段钢筋笼孔孔口焊接时时，要保证证其稳定性性，下放到到位后，检检查并控制制笼顶标高高偏差值在在±100mm以内，然后后再用吊杆杆安置牢固固，严防下下落和灌注注混凝土时时上浮。21钻孔灌注桩桩-钢筋笼吊装装22（7）浇筑水下下混凝土为保障灌注注顺利，混混凝土必须须具备良好好的工作性性。《建筑筑桩基技术术规范》JGJ94对水下混凝凝土的多项项关键指标标进行了界界定和要求求：其中坍坍落度宜为为180~220mm；水泥用量量不应少于于360kg/m3(当掺入粉煤煤灰时水泥泥用量可不不受此限)；含砂率宜宜为40%~50%，并宜选用用中粗砂；；粗骨料的的最大粒径径应满足“其粒径不得得大于钢筋筋间距的1/3”的要求。水下混凝土土灌注根据据工程条件件不同进行行选择，如如刚性导管管法、柔性性导管法、、袋装法、、开底容器器法、泵送送法、倾注注法等，常用的是刚性性导管法。。其特点是是：混凝土土沿竖向导导管下落，，利用导管管隔离泥浆浆，使其不不与混凝土土接触，导导管内的混混凝土依靠靠自重压挤挤下管口的的混凝土，，并在已灌灌入的混凝凝土内流动动、扩散，，保证混凝凝土的整体体性。刚性导管法法：导管壁厚不不小于3mm，直径宜为为200～250mm；直径制作作偏差不应应超过2mm，底管长度度不小于4m。导管内宜宜采用球胆胆设隔水栓栓，用细钢钢丝悬吊在在导管下口口，待导管管内有足量量混凝土时时剪断钢丝丝，其被冲冲出，混凝凝土随即冲冲出导管。。23（7）浇筑水下下混凝土混凝土灌注注：在施工中应应该注意混混凝土的浇浇灌速度。。初灌时，，灌注速度度要快，防防止堵管。。在灌注过过程中，应应保证注浆浆顺利，导导管在提升升捣实混凝凝土时，不不得猛提或或超量提升升，否则易易造成断桩桩、夹泥等等事故，影影响桩体质质量。灌注水下混混凝土的质质量控制应应满足以下下要求：①开始灌注注水下混凝凝土时，导导管底部至至孔底的距距离宜为300～500mm②首次灌注注时，导管管的下口埋埋入混凝土土灌注面以以下深度≮≮0.8m；③导管埋入入混凝土深深度宜为2～6m。灌注时要要保持孔内内混凝土面面均匀上升升，导管的的提升速度度应与混凝凝土上升速速度相适应应。④应控制最后后一次灌注注量，超灌灌高度宜为为0.8～1.0m，，浮浆层凿凿除后必须保证证暴露的桩桩顶混凝土土强度达到到设计等级级。24钻孔灌注桩桩－混凝土土浇筑（二）质量量控制冲击成孔灌灌注桩施工工注意事项项1、在钻头锥锥顶和提升升钢丝绳之之间应设置置保证钻头头白动转向向的装置。。2、冲击成孔孔质量控制制应符合:开孔时,应低锤密击击,当表土为淤淤泥、细砂砂等软弱土土层时,可加黏土块块夹小片石石反复冲击击造壁,孔内泥浆面面应保持稳稳定；进入入基岩后,应采用大冲冲程、低频频率冲击,当发现成孔孔偏移时,应回填片石石至偏孔上上方300~500mm处,然后重新冲冲孔；应采采取有效的的技术措施施防止扰动动孔壁、塌塌孔、扩孔孔、卡钻和和掉钻及泥泥浆流失等等事故；每每钻进4~5m应验孔一次次,在更换钻头头前或容易易缩孔处,均应验孔；；进入基岩岩后。非桩桩端持力层层每钻进300~500mm和桩端持力力层每钻进进100~300m时，应清孔孔取样一次次,并应做记录录。25（二）质量量控制3、冲击成孔孔操作要点点项目操作要点在护筒刃脚以下2m范围内小冲程1m左右，泥浆相对密度1.2～1.5，软弱土层投入黏土块夹小石片黏性土层中、小冲程1～2m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头泥块粉砂和中砂层中冲程2～3m，泥浆相对密度1.2～1.5，勤冲、勤掏渣砂卵石层中、高冲程3～4m，泥浆相对密度1.3左右，勤掏渣软弱土层或塌孔回填重钻小冲程反复冲击，加黏土块夹小片石，泥浆相对密度1.3～1.526（二）质量量控制4、排渣可采采用泥浆循循环或抽渣渣筒等方法法,当采用抽渣渣筒排渣时时，应及时时补给泥浆浆。5、冲孔中遇遇到斜孔、、弯孔、梅梅花孔、塌塌孔及护筒筒周围冒浆浆、失稳等等情况时，，应停止施施工，采取取措施后方方可继续施施工。6、大直径桩桩孔可分级级成孔，第第一级成孔孔直径应为为设计桩径径的0.6~0.8倍。7、清孔宜按按下列规定定进行：（1）稳定性差的的孔壁应采采用泥浆循循环或抽渣渣筒排渣,清孔后灌注注混凝土之之前的泥浆浆指标应满满足规范要要求；（2）清孔时，孔内泥浆面面应符合规定要求；（3）灌注混凝土土前，孔底沉渣允允许厚度应应符合《建建筑桩基技技术规范》》JGJ94的规定。27（二）质量量控制8、浆渣处理《建筑桩基基技术规范范》JGJ94规定：应对对废弃的浆浆、渣进行行处理，不不得污染环环境。不经经处理的泥泥浆如果直直接排放，，会对环境境造成污染染，随着环环保意识及及文明施工工要求的提提高，对废废弃泥浆、、渣土的处处理越来越越受重视。。2829钻孔灌注桩桩-泥浆运输车车辆三、施工常常见问题及及处理301.孔壁坍塌：：指成孔过程程中孔壁上上土层不同同程度的坍坍落1）产生：常出现在冲冲（钻）孔孔桩施工现现场地质环环境中带有有较厚的砂砂层、淤泥泥层、卵石石层等夹层层部位的成成孔过程中中，由于砂砂层、淤泥泥层和卵石石层的整体体性较差，，当施工至至夹层时．．桩孔位置置被掏空，，遇到冲（（钻）孔桩桩施工的外外力作用，，夹层部位位的孔壁不不稳定而又又采用一般般地质条件件中使用的的泥浆，护护壁不能保保持完整性性而向桩孔孔内塌落；；若在石灰灰岩地区施施工，当桩桩孔碰到地地下溶洞、、溶槽、井井或地下河河时，桩孔孔内泥浆面面会因泥浆浆漏走而骤骤然下降，，使桩孔壁壁上部突然然失去泥浆浆静压力的的作用而向向桩孔内坍坍塌。312）处理：常用的处理方方法是选用胶胶体率较高的的粘土块来造造浆，同时增增大泥浆比重重，塌孔较严严重的可向桩桩孔内加粘土土块夹小石片片，反复冲击击造壁。在孔孔壁坍塌段用用石子粘土投投入，重新开开钻，并调整整泥浆比重和和液面高度；；使用冲孔机机时，填入混混合料后高低低锤密击，造造成坚固孔壁壁后，再正常常冲击。若以以上方法仍没没有效果。那那么，征得设设计人员同意意采用其它有有效的处理方方法。322.偏孔：指成孔过程中中出现孔位偏偏移或孔身倾倾斜垂直度不不满足规范的的要求。1）产生：引起斜孔的原原因有以下几几种：土层软软硬不均、桩桩架不稳固、、导杆不垂直直等。桩孔位位置有较大的的探头石，或或桩施工现场场地质岩层走走向的坡度很很大，桩孔内内出现一边软软一边硬的地地质情况，使使钻头或冲锤锤挤向软的一一边而引起斜斜孔；在粉细细砂或石泥软软土层中成孔孔，冲进或钻钻进过快，都都会引起轻微微的塌孔，使使孔径增大，，此时，孔壁壁对钻头或冲冲锤的约束减减少，如不及及时控制好进进尺速度，很很容易使冲锤锤或钻头因摆摆动偏向一方方，导致偏孔孔。332）处理：发生斜孔后，，将桩架重新新安装牢固、、平稳垂直，，若是钻孔成成孔的多改用用冲锤成孔来来矫正；斜孔孔不严重的可可用低锤密冲冲矫正。若斜斜孔较严重的的可向桩孔内内回填充石和和枯土块，然然后用低锤密密冲，反复矫矫正。如偏移移过大，应填填入石子粘土土，重新成孔孔；如遇孤石石，而又是采采用普通的GJC-40HF、SPJ-300或CPS-10(15)回转钻机、CZ-22型冲击钻机等等设备施工的的，因进尺慢慢(通常每小时进进尺仅10-20cm)且钻头损耗严严重，可参照照钻探取岩芯芯的原理，在在原回转钻机机上安装一个个大直径的钢钢筒套(直径同设计桩桩径)，套筒端部焊焊上合金钢，，并配上大功功率电机，这这样可以使钻钻岩速度提高高数倍，将岩岩芯取出地面面；遇基岩倾倾斜，可投入入毛石于低处处，再开钻或或密打。343.孔底沉渣隔层层：指孔底残留石石渣过厚，孔孔脚涌进泥沙沙或坍落泥土土沉底。1）产生：这是泥浆护壁壁成孔灌注桩桩施工容易出出现的较严重重的施工质量量问题，造成成这种施工质质量问题的原原因主要有以以下几种：a．清孔阶段的遗遗留因素。岩岩渣粒径过大大，清孔的泥泥浆无法使其其呈现悬浮状状态并带出桩桩孔而成为永永久性沉渣；；清孔后的泥泥浆比重过大大，以致在灌灌注混凝土时时，混凝土的的冲击力不能能完全将桩孔孔底部的泥浆浆反起，造成成混浆；清孔孔之后到灌注注混凝土期间间的间歇时间间过长，使原原来已处于悬悬浮状态的岩岩渣沉回桩孔孔底部。这些些沉淀的岩渣渣过厚不能被被反起而成为为永久性沉渣渣，造成施工工质量问题。。35b．混凝土灌注阶阶段的影响因因素：浇筑混混凝土、安放放钢筋笼时碰碰撞孔壁造成成坍孔落土；；导管下端距距离桩孔底部部过高，影响响了混凝土的的冲击力对桩桩孔底部泥浆浆的反起效果果，并可能造造成初始灌注注的混凝土无无法包裹住导导管的下端，，造成混浆或或夹层；初始始灌注的混凝凝土的塌落度度过小，流动动性差，影响响了混凝上的的冲击作用而而造成底部混混浆；导管内内壁过于粗糙糙，“光洁度度”不足，减减小了初始混混凝土灌注时时球胆在导管管中的下落速速度，影响了了混凝土的冲冲击作用，造造成桩底部混混浆。362）防止和处理：：防止和处理理桩底沉渣过过厚或混浆的的措施有如下下几种：①认真检查清孔孔阶段的岩渣渣粒径，以及及清孔后的泥泥浆比重。为为了提高泥浆浆的清孔效果果，可在泥浆浆中加入外加加剂碳酸钠，，一般掺入量量为0．l％～0．3％。外加剂碳碳酸钠可以提提高泥浆的胶胶体率和稳定定性。②严格控制好清清孔后的停置置时间，若时时间过长，应应利用灌注混混凝土的导管管重新清孔，，再进行水下下混凝土的灌灌注工作。③严格控制好导导管下端到桩桩孔底部的距距离，通常为为30～50cm，且不超过50cm。确保初始灌灌注的混凝土土数量能盖过过导管下端，，且使导管的的初始埋置深深度不小于lm。37④严格控制好混混凝土的塌落落度，确保混混凝土的流动动性。经常清清理导管内壁壁，以确保其其“光洁度””，从而避免免初始混凝土土灌注时减小小球胆在导管管中的下落速速度，或造成成导管堵塞，，影响了桩芯芯混凝土的灌灌注质量。⑤对于桩长大于于35m的冲（钻）孔孔桩，在采用用正循环施工工清孔没有把把握时，应利利用真空泵采采用反循环施施工对桩孔底底部沉渣进行行清孔，以确确保成桩后的的桩底沉渣厚厚度不超过施施工规范的允允许厚度。⑥注意泥浆浓度度及孔内水位位变化，施工工时注意保护护孔壁；第二二次清渣时设设置专用泥管管，同时下混混凝土导管及及做好混凝土土浇筑的准备备工作，在高高压泥浆泵作作用下，孔中中碎渣处于悬悬浮状态，此此时立即浇筑筑混凝土，这这样桩底沉渣渣可减少到最最小程度。⑦做好清孔工作作，使沉渣厚厚度在规范允允许范围内：：端承桩≤50mm，摩擦桩≤100mm。384.夹泥或软弱夹夹层：指桩身混凝土土混进泥土或或形成浮浆泡泡漆软弱夹层层。1）产生：浇筑混凝土时