泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺（泥浆护壁成孔灌注桩施工）

泥浆护壁成孔灌注桩属于湿作业成孔，其关键是保证成孔和混凝土浇筑的质量。施工工艺流程为：护筒设置→成孔、泥浆护壁→清孔→安放钢筋笼→水下灌注混凝土。施工前应进行工艺性试成孔，数量不应少于2根。

1.护筒设置

护筒是防止孔口土层和颗粒坍塌、坠落的设施，起到定位、保护孔口和导向作用。成孔时宜在孔位埋设护筒，护筒设置应符合下列规定：

（1）护筒应采用钢板制作，应有足够刚度及强度；上部应设置溢流孔，下端外侧应采用黏土填实，护筒高度应满足孔内泥浆面高度要求，护筒埋设应进入稳定土层；

（2）护筒上应标出桩位，护筒中心与孔位中心偏差不应大于50mm；

（3）护筒内径应比钻头外径大100mm，冲击成孔和旋挖成孔的护筒内径应比钻头外径大200mm，垂直度偏差不宜大于1/100。

2.泥浆制备

泥浆是由水、膨润土(或黏土)和添加剂等组成的浆体，泥浆是泥浆护壁成孔灌注桩成孔质量好坏的重要环节。泥浆的作用为利用其与地下水之间的压力差控制水压力，使泥浆能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，防止坍塌，同时稳定孔内水位，冷却钻具，带出孔内岩土碎屑。泥浆的主要性能有泥浆比重、黏度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度等指标。护壁泥浆应符合下列规定：

（1）泥浆可采用原土造浆，不适于采用原土造浆的土层应制备泥浆，制备泥浆的性能指标应符合相关规范的规定。

（2）施工时应维持钻孔内泥浆液面高于地下水位0.5m，受水位涨落影响时，应高于最高水位1.5m。

（3）成孔时应根据土层情况调整泥浆指标，排出孔口的循环泥浆的性能指标应符合规范的规定。

（4）废弃的泥浆、废渣应另行处理，不应污染环境。

3.成孔

正循环是泥浆经钻杆、钻具压入孔底，然后携带土层颗粒从钻杆钻具与孔壁的间隙返回地面的循环方式；反循环是泥浆由孔口经钻杆、钻具与孔壁的间隙流入孔底，然后携带土层颗粒从钻具、钻杆抽返地面的循环方式。

正、反循环回转钻机成孔钻进应符合下列规定：

（1）成孔直径不应小于设计桩径，钻头宜设置保径装置；

（2）成孔机具应根据桩型、地质情况及成孔工艺选择，砂土层中成孔宜采用反循环成孔；

（3）在软土层中钻进，应根据泥浆补给及排渣情况控制钻进速度；

（4）钻机转速应根据钻头形式、土层情况、扭矩及钻头切削具磨损情况进行调整。

冲击成孔灌注桩施工的关键在于合理确定冲击钻头重量，选择最优悬距、合适的冲击行程和冲击频率。冲击成孔钻进应符合下列规定：

（1）在成孔前以及过程中应定期检查钢丝绳、卡扣及转向装置，冲击时应控制钢丝绳放松量；

（2）开孔时，应低锤密击，成孔至护筒下3m～4m后可正常冲击；

（3）岩层表面不平或遇孤石时，应向孔内投入黏土、块石，将孔底表面填平后低锤快击，形成紧密平台，再进行正常冲击，孔位出现偏差时，应回填片石至偏孔上方300mm～500mm处后再成孔；

（4）成孔过程中应及时排除废渣，排渣可采用泥浆循环或淘渣筒，淘渣筒直径宜为孔径的50％～70％，每钻进0.5m～1.0m应淘渣一次，淘渣后应及时补充孔内泥浆，孔内泥浆液面应符合泥浆的规定；

（5）成孔施工过程中应按每钻进4m～5m更换钻头验孔；

（6）在岩层中成孔，桩端持力层应按每100mm～300mm清孔取样，非桩端持力层应按每300mm～500mm清孔取样。

旋挖成孔时利用钻斗与液压力作为钻进压力切削土体，将土体装满钻斗后提升出土。旋挖成孔钻进应符合下列规定：

（1）成孔前及提出钻斗时均应检查钻头保护装置、钻头直径及钻头磨损情况，并应清除钻斗上的渣土；

（2）成孔钻进过程中应检查钻杆垂直度；

（3）砂层中钻进时，宜降低钻进速度及转速，并提高泥浆比重和黏度；

（4）应控制钻斗的升降速度，并保持液面平稳；

（5）成孔时桩距应控制在4倍桩径内，排出的渣土距桩孔口距离应大于6m，并应及时清除；

（6）在较厚的砂层成孔宜更换砂层钻斗，并减少旋挖进尺；

（7）旋挖成孔达到设计深度时，应清除孔内虚土。

4.清孔

清孔应分二次进行。第一次清孔应在成孔完毕后进行。第二次应在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行。常用的清孔方法有正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔。正循环清孔一般适用于直径小于800mm的桩孔，当孔底沉渣粒径较大，正循环难以将其带上来时，或长时间清孔难以达到要求时，应采用反循环清孔。

正循环清孔应符合下列规定：

（1）第一次清孔可利用成孔钻具直接进行，清孔时应先将钻头提离孔底0.2m～0.3m，输入泥浆循环清孔，输入的泥浆指标应符合规范的规定；

（2）孔深小于60m的桩，清孔时间宜为15min～30min，孔深大于60m的桩，清孔时间宜为30min～45min；

（3）第二次清孔利用导管输入泥浆循环清孔，输入的泥浆应符合性能指标的规定。

泵吸反循环清孔应符合下列规定：

（1）泵吸反循环清孔时，应将钻头提离孔底0.5m～0.8m输入泥浆进行清孔，输入的泥浆指标应符合规定；

（2）清孔时，输入孔内的泥浆量不应小于砂石泵的排量，应合理控制泵量，保持补量充足。

气举反循环清孔应符合下列规定：

（1）排浆管底下放至距沉渣面30mm～40mm，气水混合器至液面距离宜为孔深的0.55倍～0.65倍；

（2）开始送气时，应向孔内供浆，停止清孔时应先关气后断浆；

（3）送气量应由小到大，气压应稍大于孔底水头压力，孔底沉渣较厚、块体较大或沉渣板结，可加大气量；

（4）清孔时应维持孔内泥浆液面的稳定。

灌注桩在浇筑混凝土前，清孔后泥浆应符合性能指标的规定，清孔后孔底沉渣厚度对端承型桩≤50mm，摩擦型桩≤100mm，抗拔、抗水平荷载桩≤200mm。

5.钢筋笼安装

钢筋笼安装入孔时，应保持垂直，对准孔位轻放，避免碰撞孔壁。钢筋笼安装应符合下列规定：

（1）下节钢筋笼宜露出操作平台1m；

（2）上下节钢筋笼主筋连接时，应保证主筋部位对正，且保持上下节钢筋笼垂直，焊接时应对称进行；

（3）钢筋笼全部安装入孔后应固定于孔口，安装标高应符合设计要求，允许偏差应为±100mm。

6.水下混凝土灌注

导管法灌注水下混凝土是通过导管由孔底向上顶灌，并在水中养护的混凝土施工方法。水下混凝土灌注应采用导管法，导管配置应符合下列规定：

（1）导管直径宜为200mm～250mm，壁厚不宜小于3mm，导管的分节长度应根据工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，标准节宜为2.5m～3.0m，并可设置短导管；

（2）导管使用前应试拼装和试压，使用完毕后应及时进行清洗；

（3）导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣，应保证导管连接可靠且具有良好的水密性。

混凝土初灌量是水下混凝土施工的关键，通过积聚一定量的混凝土积蓄的能量将导管内泥浆逼出，实现水下封底，并保证封底后导管外泥浆不会进入混凝土内。混凝土初灌量应满足导管埋入混凝土深度不小于0.8m的要求。混凝土灌注用隔水栓应有良好的隔水性能。隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作的混凝土块。

水下混凝土灌注应符合下列规定：

（1）导管底部至孔底距离宜为300mm～500mm；

（2）导管安装完毕后，应进行二次清孔，二次清孔宜选用正循环或反循环清孔，清孔结束后孔底0．5m内的泥浆指标及沉渣厚度应符合规定，符合要求后应立即浇筑混凝土；

（3）混凝土灌注过程中导管应始终埋入混凝土内，宜为2m～6m，导管应勤提勤拆；

（4）应连续灌注水下混凝土，并应经常检测混凝土面上升情况，灌注时间应确保混凝土不初凝；

（5）混凝土灌注应控制最后一次灌注量，超灌高度应高于设计桩顶标高1.0m以上，充盈系数不应小于1.0。

每浇注50m3应有1组试件，小于50m3的桩，每个台班应有1组试件。对单柱单桩的桩应有1组试件，每组试件应有3个试块，同组试件应取自同车混凝土。

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