泥浆护壁灌注桩施工方案

目录

泥浆护壁灌注桩施工方案 .................................................................................................................. 2 一、 工程概况 ............................................................................................................................................ 2 二、施工方法 .............................................................................................................................................. 2

1工艺流程 ........................................................................................................................................... 2 2施工工艺与操作要领 ....................................................................................................................... 3 3主要机具设备 ................................................................................................................................... 7 4质量标准 ........................................................................................................................................... 8 5劳动力组织及安全 ......................................................................................................................... 10

泥浆护壁灌注桩施工方案

一、 工程概况

1、工程名称：山西省太原市电力高等专科学校8#学生公寓楼。 2、工程地点：山西省太原市大东关街红沟南路36号。 3、工程规模：设计建筑面积为10641.2平方米

4、建筑层数：一层地下室，六层砖混结构，建筑高度19.8米。 桩基采用泥浆护壁钢筋混凝土灌注桩，工程设计桩 61根。桩顶标高-3.18m，桩底标高-5,36m。桩径800mm,桩距1600mm。

根据地质勘探资料和设计要求，施工方案选择为泥浆护壁灌注桩，达到持力层后下钢筋笼，再灌注混凝土。

泥浆护壁钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降，因此作为施工人员应做好成桩的质量控制，确保成桩质量。

二、施工方法

1工艺流程

平整场地 测量放线定桩位 埋设护筒 钻机就位调垂直度 钻孔 拌制护壁泥浆 首次清孔 质量检测 钢筋笼制作 吊放钢筋笼 吊放导管 第一次清孔 自拌或商品砼 灌注水下砼 泥浆沉淀池 废弃泥浆处理

2施工工艺与操作要领

灌注桩钻孔机械应具备大功率、高效率的特点，工程上通常采用GPS—15型潜水钻机可满足上述要求，其钻头采用笼式钻头钻进成孔，泥浆护壁，砼采用导管回顶法灌注。具体的工艺过程及操作要领为： 2．l平整场地，测量放线定桩位

首先进行场地的平整，使现场具备“三通一平”条件，进而引进由城市规划部门提供的座标点和水准基点进行高程及桩位的测设工作，在不受桩基

施工影响处设置桩基轴线的定位点和水准点，确定桩位。成孔前，会同有关部门进行复核测量基线、水准基点及桩位，确保准确无误。 2．2钻进成孔

2．2．1埋设护筒。为防止钻进施工中护筒外圈返浆造成塌孔和护筒脱落，护筒要埋入自然地面以下1．0m（粘性土）或1．5m（砂土），高出自然地面20cm，与坑外之间空隙用回填土填实，保证护筒的稳定与垂直度。同时，护筒中心与桩位中心线误差不得大于5cm。

护筒起定位、保护孔口和承受水头压力等作用，由钢板制成，厚度5mm，内径应大于钻头直径，采用回转钻时，宜大于桩径100mm，采用冲击钻时，宜大于桩径200m。

2．2．2钻进成孔。钻机钻进开孔时，为防止桩径超径，应轻压满转，达到护筒底下4m时再加速；在易缩颈的粘土层中钻进时，要配合复钻；粉砂中钻进，应中压满转，并加大泵量，在有倾斜状的软硬土层交接处，应吊住钻杆，严格控制进尺速度，防止桩孔倾斜。在发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况时，应立即停止钻进，针对不同情况采取相应措施后方可继续施工。

上述方法通过大量工程实践证明是行之有效的，优点在于回转阻力较小，钻进平稳，且有一定的导向能力和钻进效率。

护壁泥浆，需结合不同工程的不同地质情况而定，在粘土和亚粘土中成孔时，可用水泵喷射清水，使清水和孔中钻头切削下来的土颗粒混成泥浆（即自造泥浆），排渣泥浆的比重应控制在1．l－1．2；在易塌孔的砂土和较厚的夹层中成孔时，应设置循环泥浆和泥浆泵，用比重1．l－1．3的泥浆护壁；在穿过砂夹卵石层时，须酌情提高泥浆比重或改用膨润土泥浆，以防塌孔。

2．2．3清孔:孔底沉渣厚度是灌注桩重要控制指标，孔底沉渣有三方面危害：（1）增加桩的沉降量，降低桩端承载力；（二）沉渣被卷入砼后，使桩身砼强度降低；（3）灌注砼时沉渣上升，钢筋笼所受压力较大，易将钢筋笼拱起，因此清孔后的沉渣厚度必须严格控制在规范容许的范围以内。泥浆护壁成孔的灌注桩清孔时，若孔壁土质较好不易塌孔时，可用空气及泥浆机清孔；用原土造浆的孔，清孔后泥浆比重要控制在1．l左右；若孔壁土质较差时，宜用泥浆循环清孔；清孔后的泥浆比重控制在1．15－1．25之间。在清孔过程中，必须及时补给足够泥浆，保持浆面稳定，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上，浇筑砼前，孔底沉渣厚度的控制指标为：当桩以摩擦力为主时，沉渣允许厚度不得大于300mm，桩以端承力为主时，不得大于100mm。 大直径超深基础灌注桩工程，一般位于比较繁华的闹市区，施工场地大多狭窄。因此，对于现场的泥浆管理工作必须予以充分重视，设专人负责，加强管理，便于施工顺利进行。 2．3制作与吊放钢筋笼

超深基础钢筋笼一般都较长，需分节制作，焊接连接。钢筋应进行除锈、除污、调直等工作，主筋连接采用单面搭接焊接，搭接长度≥10d（双面搭接）≥5d）。桩身同一截面的钢筋搭接面积不应超过截面总面积的50％，超过lm桩径的钢筋骨架，箍筋应与主筋点焊以防变形。

钢筋笼运转过程中，防止高起猛落，须用双吊车起吊，以防止弯曲和扭曲变形（因直径大自重亦较大），吊放钢筋笼入孔时，应注意勿碰孔壁，防止坍壁和将泥土杂物带入孔内。

先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，逐段焊接逐段放下，吊入后校正位置垂直，勿使相互扭转和变形，各节焊接连接以前，须使上下节笼各

主筋位置相对应校正，且上下笼保持垂直状态，焊接时两边对称施焊。 2．4灌注水下混凝土

在浇筑水下砼前须对孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度等项指标进行复核，若有不符要求之项，要经过处理后才可浇筑砼，其坍落度应控制在16－22cm。

浇筑砼时，各工序连续施工，钢筋笼放入孔中后4小时内必须灌注砼，整个单桩砼的灌注时间不宜超过8小时。

导管底部距孔底保持50cm左右，整根导管顶面高出水面3m左右，与漏料连接，导管的第一节底管长度应大于或等于4m，第一次浇筑砼时，应保证导管底端埋入砼中的深度不小于0．8－1．3m，且连续供料，砼的初灌量（见图3．4）根据下式确定：

Vh1d4HCA

V--不同桩径浇筑砼时砼的初灌量（m3）； d--导管内径（m）；

HC--首批砼要求浇灌深度（m）； Hc＝ HD＋ HE

Hc --管底至孔底的高度，一般取0．4－0．5m；

HD --导管的埋设深度，一般取0．8－1．2m；

A—灌注桩浇注后的横截面积（m2），当槽孔扩大时，应用扩孔后的横截面面积； HE —槽孔内砼达到Hc时，导管内砼桩与导管外水压平衡所需高度（m）

h1hw.Yw Yc其中：Hw—预计浇灌砼顶面至护筒顶面高差（m），即桩孔内泥浆深度； Yw—槽孔内水或泥浆的重度，水取10kN／m3 ，泥浆取12kN ／m3 ； Yc—混凝土拌合物重度，取24kN／m3

浇砼导管使用前需经过隔水塞和压水试验确保无漏水、渗水，导管接头连接处需加密封圈并上紧丝扣，灌注砼过程中起拔导管时，严禁将导管提离砼上表面，埋管深度应控制在2－4m，至少不能小于2m。

3主要机具设备

此类基础泥浆护壁桩，工程上经常采用性能较好的GPS—15型钻机。这种钻机，外型尺寸小，稳定性好，自重相对较轻，成孔质量好，稳动灵活，成孔率高。因此，目前被广泛地应用在泥浆护壁灌注桩工程上，其最大成孔直径为1．5m，最大钻探深度可达100多米，其主要性能指标如下： a. 最大钻孔直径1．5m b．转盘扭矩1．77kN.m

c．转盘转速13、23、42转／分（不同型号转速不同） d．水龙头提升能力180KN e．转杆内径1500mm

f．排渣方式：砂石泵，正（反）循环法 g．电机功率55kw

h．外形尺寸 47m×2．2m×8．3m i．整机自重15．7t

采用GPS—15型钻机每台与之相配套的设备和数量分别为：砂层泵一台（每2－3台钻机配置一台即可满足要求），泥浆泵2台，潜水泵2台，履带吊（15t）l台，（一般每台15t吊车可满足配合两台钻机使用能力），排污泵1台，其他诸如砼制备，钢筋笼制作等设备的配置，可依据工程规模、工期等灵活掌握，只要能满足相应的配套要求即可。一些辅助的测量仪器，如水准仪、经纬仪、井径仪等的配套，能满足生产要求即可。依据上述的设备配备原则，结合不同的工程实际，灵活掌握，即可确定出相应的设备及数量。

4质量标准

4．1本工法遵循：

4．1．l中华人民共和国国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》； 4．1．2国家建筑工程总局标准《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》（1995年将颁布新的《桩基工程技术规范》，届时应按新规程推行）； 4．2关键工序的保证项目为：

4．2．l钻孔垂直度误差＜1％桩长，成桩孔深误差控制在10cm以内，成桩后桩中心位置偏差应小于1／6的设计桩径。

4．2．2孔底沉渣或虚土厚度必须控制在规范要求范围以内。

4．2．3所使用的原材料如钢筋、水泥等，必须有出厂合格证明以及复检合格证。

4．2．4实际灌注方量不得小于设计体积，即充盈系数大于1。 4．2．5钢筋笼制作允许误差要满足设计与规范要求，各项具体的指标如

下：

主筋间距允许偏差±10mm；箍筋间距误差±20mm以内，钢筋笼直径允许偏差±10mm；

钢筋笼长度误差在±100mm以内。

4．2．6砼桩身连续完整，无断桩，缩颈、夹泥等现象，灌浆砼密实度好，桩头砼无松疏现象。

4．3保证质量的主要技术管理措施

4．3．l实行全面质量管理，建立QC小组，由技术员、质检员对各关键工序进行检查，

并做好记录，有权阻止不合格的质量点进入下道工序，具有质量否决权。 4．3．2按照工艺要求，健全岗位目标责任制，全工程实行三级检验制度，即班组

100％自检，工序交接100％互检，质检员11％专检。

4．3．3钻机就位须保证水平，现场配备水平尺，可随时校核机架水平度。 4．3．4为预防孔内事故，提高成孔质量，需加强对泥浆的管理，现场应设储浆池，备用足够的性能良好的泥浆，随时测定各层钻进的注入浆和排出浆的性能，并按施工设计要求及时给予调整。

4．3．5从第二次清孔结束到浇灌第一斗砼的间隔时间不宜超过30分钟，超过规范的这一时间后在浇筑砼之前应重新清孔，首批灌入的砼须满足初灌量的要求，以保证导管下口埋入砼的深度不小于0．8m。

4．3．6施工原始记录必须认真如实填好，现场资料及时整理，出现问题及时汇报，杜绝各种质量事故的隐患。

4．3．7成孔过程中，若发现塌孔且塌孔部较浅，则可采用大比重泥浆护

壁，进行清孔，否则，用砂和粘土的混合物回填到塌孔位置以上2m，当回填土沉积密实后再重新钻孔，当发生缩颈如钢筋笼放不下去时，则应进行复钻。 4．3．8孔深由钻杆长度保证，并用沉渣厚度测定仪或吊锤复测沉渣厚度，砼浇注高度用吊锤法测，孔径由钻头保证，并配以井径仪抽测孔径。

5劳动力组织及安全

5．l劳动力情况

为有效地利用设备，缩短工期，一般每台钻机均需配备两班人员，每个工作日完成二个台班的工作量。针对GPS—15型钻机，每台钻机配备两班人员，，每个台班投入人数成孔班5人，砼灌注班6人，钢筋笼制作2人，泥浆排污1人，共计18人左右，对于不同工程，可结合实际，按照上述原则，合理灵活地选择设备及其人员的数量。 5．2安全

本工法应遵守有关建筑安装企业施工的安全标准。

5．2．l变压器下的所有施工线路，必须实行“三相五线”制，用电设备必须安装防漏电保护器。

5．2．2固定电源线要尽可能架空，无法架空时，须采用防水橡胶电缆，拖地电缆必须符合耐压要求，严格禁止使用已老化的电缆或不合格品。 5．2．3必须经常对钻机进行检查，保证各零部件连接紧固，以防空中坠落伤人。

5．2．4其余未提及事项，应严格按照建筑企业有关的安全生产的法规，条例等执行。

三、 钢筋混凝土灌注桩的控制方法

对人、材、法、机、环进行质量监督和控制 （一） 人——施工及管理人员

1． 检查施工单位的质量保证体系、管理体系，现场管理人员是否到位。五大员（施工员、质检员、安全员、材料员、计划员）是否持证上岗。

2． 检查特殊工种，如：电焊工、电工、机械操作工是否持证上岗。 （二） 材——原材料

1． 进入施工现场的原材料均须有出厂合格证或质量保证书。 2． 现场所用的钢筋、水泥、砂、石子等原材料及钢筋焊接接头进行见证取样，送检测中心进行复试，合格后方可使用。

3． 使用混凝土，每次灌注混凝土需提严格按配合比进行配制。 （三） 施工方法及质量控制 1． 测现场水准控制点和定位基点。

2 复测桩位，误差应控制在规范允许范围之内。

3． 检查护筒位置，应埋设正确和稳定，护筒与坑壁之间应用粘土填实，护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm。

4． 开钻前，回转钻机须检查钻机磨盘的平整度（采用水平尺）及主钻杆的垂直度（采用线垂架或经纬仪）。冲击钻须检查钻机顶部起吊滑轮、桩中心线要在同一铅垂线上，钻机要稳固。

5． 钻孔过程中要适当控制进尺速度：

（1） 由硬地层钻到软地层时可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要少加压慢钻进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用大压力快速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用中等压力，慢转速并适当增加泥浆比重和粘度，抽测泥浆比重。

（2）每钻进4-5m应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处均应验孔。 (3)（钻）孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、塌孔时，应立即停钻，查明原因，采取相应的措施后再继续施工。

6． 清孔：

① 清孔分两次进行。钻孔至设计深度后，可使钻机空钻不进尺，射入较稀泥浆或清水，使孔中较浓的泥浆能置换或稀释出来，进行第一次清孔。第二次清孔是在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行。

② 清孔过程中应测定泥浆的比重，清孔后的泥浆比重小于1.2，清孔结束后应测定孔底沉渣，其值应符合规范和设计要求。

③ 清孔结束后用水平尺测量垂直度（不大于1%），合格后 应立即进行混凝土浇注。

7． 钢筋笼的制作和沉放质量监控：

① 对预制的钢筋笼要逐一检查，重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距，加密区长度、主筋搭接的焊接质量及笼顶预留的锚固长度必须符合规范和设计要求。

钢筋笼制作的允许偏差： 主筋间距： ±10mm

箍筋间距： ±20mm 钢筋笼直径： ±10mm 钢筋笼长度： ±50mm 钢筋笼主筋保护层： ±20mm

② 检查钢筋笼保护层垫块设置，一般沿钢筋笼每隔2~4m放置一组，每组三个，按120度均匀设置，即可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。

③ 钢筋笼验收合格后方可安放，采用吊车下钢筋笼，控制好笼顶标高。钢筋笼的吊装采用双点起吊，保持钢筋笼中心线与桩孔中心线重合。钢筋笼安放时应避免碰撞桩桩孔孔孔壁，采用慢起慢落逐步下放的方法；入放桩孔时，始终保持垂直状态，对准桩孔孔位徐徐下放，如下放插入困难时，不得强行下插，要查明原因，禁止晃动和强行冲击下放插入。钢筋笼顶标高必须符合设计要求。控制钢筋笼顶标高办法是根据护筒标高算出吊环尺寸。

8． 水下混凝土灌注：

① 浇注前要作好混凝土配合比。 ② 坍落度：30-50mm。

③ 混凝土要有良好的和易性和流动性。

④ 混凝土搅拌时要严格按配合比投料，同时保证混凝土的搅拌时间。 ⑤ 混凝土运输时要尽量减少时间，防止泌水、离析。

⑥ 导管使用前须经过过球和压水试验，确保无堵塞、无漏水、渗水，经验收合格后方能使用，接头连接处须加密封圈，并上紧丝扣。

⑦ 待导管下完后，利用导管进行第二次清孔，在混凝土灌注前须再次用测绳量测孔深、孔底的沉渣厚度，同时须放好隔水栓，导管距孔底300-500mm为宜，符合要求后才应允许灌注。

⑧ 混凝土灌注时，应检查隔水栓是否放置，首盘混凝土量应根据孔径进行计算，保证首盘混凝土埋管深度宜在0.8-1.2m，在混凝土灌注过程中，卸管时须测量混凝土面标高，以控制卸管节数，防止导管拔脱，造成断桩。一次拆管不得超起过6.0m，当混凝土灌注达到规定标高时方可停止灌注。

⑨ 检查每根桩的混凝土实际灌注量，充盈系数要求大于1，混凝土的标高须符合设计要求（超出设计桩顶标高500-800mm，以保证设计标高以下的强度）。

⑩ 混凝土的灌注是确保桩质量的关键工序，单桩混凝土的灌注应连续灌注。

（四） 机——施工机械、设备

1． 现场所用的测量仪器，如：经纬仪、水准仪、钢卷尺等须有权威机构出具的校定合格的证明。

2． 现场施工所用钻机、电焊机等机械设备须有出厂合格 证。 3． 量测钻头直径是否符合要求 （五） 环——施工现场环境

由于在钻孔过程中会造成大量的泥浆，所以必须检查现场循环泥浆池安排是否合理，并且督促施工单位将多余泥浆外运，确保施工现场不积泥浆。

三、 浆护壁成孔、水下灌注桩可能出现的质量问题及控制措施 1. 孔壁坍落：

产生的原因：护壁泥浆密度不足，起不到有效的护壁作用；成孔速度太快，在桩孔孔壁上来不及形成泥膜；冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击桩孔孔壁；安放钢筋笼时碰撞桩孔孔壁，破坏了泥膜和桩孔孔壁；排除较大障碍物时，留下孔洞。

控制措施与处理方法：成孔速度应根据地质情况选取；从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫板设置安装等环节予以充分注意；如桩孔孔口发生坍塌，应先探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上1.0~2.0m，如坍孔严重，应全部回填，等回填物密实后再进行钻孔。

2. 桩孔偏斜：

产生原因：钻孔时遇有软硬土交接处或岩石倾斜处，钻头所受阻力不均而偏位；钻孔时遇较大的孤石等地下障碍物使钻杆偏位；钻杆弯曲或连接不当，使钻头、钻杆中心线不同轴；场地不均匀沉降使钻机底座倾斜。

控制措施与处理方法：在有倾斜状的软硬土层处钻进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并以低转速钻进，或在斜面位置处填入片石、卵石，以冲击锤将斜面硬层冲平再钻进；探明地下障碍物的情况，并预先清除干净；钻杆、接头应逐个检查，及时调整，弯曲的钻杆要及时调直或更换；场地要平整，钻架就位后要调整，使钻盘底座要水平，并注意经常检查和校正；在桩孔偏

斜处吊住钻头，上下反复扫孔，使孔垂直；在桩孔偏斜处回填砂粘土，待密实后再钻进。

3. 梅花孔：

产生原因：转向装置失灵，泥浆太稠，阻力大，冲击锤不能自由转动；冲程太小，冲锤则提起又落下，得不到足够的转动时间，变换不了冲击位置。

控制措施与处理方法：经常检查转向装置，选用适当粘度和密度的泥浆，适时掏渣；用低冲程成孔时，隔一段时间要换高一些的冲程，使冲锤有足够的转动时间。

4. 断桩：

产生原因：混凝土坍落度太小，骨料粒径太大，未及时提升导管及导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断；搅拌机发生故障，使混凝土浇注中断时间过长；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中。

控制措施与处理方法：混凝土坍落度按设计要求、粗骨料粒径按要求控制；边浇注混凝土边拔套管，随时掌握导管埋入深度，避免导管脱离混凝土面；当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可以吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的混凝土冲开，使混凝土继续浇注。

5. 吊脚桩：

产生原因：清孔后泥浆密度过低，孔壁塌落或未立即浇灌混凝土；安装钢筋笼或导管时碰撞桩孔孔壁，使桩孔孔壁泥土坍塌；清渣未达到要求，残留沉渣过厚。

控制措施与处理方法：清孔要符合设计要求，并立即浇注混凝土；安放钢筋笼时，防止碰撞桩孔孔壁，清渣要达到设计要求。

6. 混凝土用量过大：

产生原因：钻头经过松软粘土层造成一定扩孔；浇注混凝土时，一部分扩散到软土中。

控制措施与处理方法：钻孔时，掌握好各土层的钻进速度；正常钻孔作业时，中途不得随便停钻。