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泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准

2019-07-30

        1.1   适用范围

        泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同,可分为如下几种,其适用范围如下:
        1.冲击成孔灌注桩:适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层中应用,特别适合于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用,对流砂层亦可克服,但对淤泥及淤泥质土,则应慎重使用。
        2.冲抓成孔灌注桩:适用于一般较松软黏土、粉质黏土、砂土、砂砾层以及软质岩层应用,孔深在20m内。
        3.回转钻成孔灌注桩:适用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、黏性土、砂土、软质岩层。
        4.潜水钻成孔灌注桩:适用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、砂土、砂夹卵石及风化页岩层中使用,不得用于漂石。

        1.2  编制参考标准及规范

        1.中华人民共和国国家标准 《建筑工程施工质量验收统一标准》 (GB50300—2001);
        2.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);
        3.中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94);
        4. 中华人民共和国国家标准 《建筑地基基础设计规范》 ( GB50007—2002)。
 
        2.2  术语

        1.灌注桩:先用机械或人工成孔,然后再下钢筋笼、灌注混凝土的基桩。
        2.泥浆护壁:用机械进行贯注桩成孔时,为防止塌孔,在孔内用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。

        2.3  基本规定

        2.3.1  桩位放样允许偏差如下:
        1.群桩:20mm;
        2.单排桩:10mm。
 
        2.3.2  桩基工程的桩位验收,除设计有规定外,应按下述要求进行:
        1.当桩顶设计标高与施工场地标高相同时,或桩基施工结束后,有可能进行检查时, 桩基工程的验收应在施工结束后进行。
        2.当桩顶设计标高低于施工场地标高,送桩后无法对桩位进行检查时,灌注桩可对护筒位置做中间验收。
 
        2.3.3  泥浆护壁钻孔灌注桩的桩位偏差必须符合表2.2.3.3的规定,桩顶标高至少比设计标高高出 0.5m,桩底清孔质量要求见表2.2.7—2。每浇注50m3必须有1组试件。小于 50m3 的单柱单桩,每根桩必须有 1 组试件;每个柱子承台下的桩至少应有1组试件。
泥浆护壁灌注桩施工允许偏差     表2.2.2.3
桩径 桩径允许差(mm) 垂直度允许偏差(%) 桩位允许偏差
1-3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩 条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩
D≤1000mm ±50 ≯ 1 d/6不大于100 d/4不大于150
D>1000mm ±50 100+0.01H 150+0.01H
        注:
        1. 桩径允许偏差的负值是指个别断面
        2.采用复打、反插法施工的桩允许偏差不受本表限制:
        3. H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离; d为设计桩径。

        2.3.4  工程桩应进行承载力检验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂,成桩质量可靠性低的灌注桩, 应采用静载荷试验的方法进行检验, 检验桩数不应少于总数的1%, 且不应少于3根, 当总桩数少于50根时, 不应少于2根。
        2.3.5  桩身质量应进行检验。对设计等级为甲级或地质条件复杂,成桩质量可靠性低的灌注桩,抽检数量不应少于总数的30%, 且不应少于20根; 其他桩基工程的抽检数量不应少于总数的20%,且不应少于10根;对地下水位以上终孔后经过核验的灌注桩,检验数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。每个柱子承台下不得少于1根。
        2.3.6对砂子、石子、钢材、水泥等原材料的质量、检验项目、批量和检验方法,应符合国家现行有关标准的规定。
        2.3.7粗骨料可选用卵石或碎石,其最大粒径对于沉管灌注桩不宜大于50mm,并不得大于钢筋间最小净距的1/3;对于素混凝土桩,不得大于桩径的1/4,并不宜大于70mm。
        2.3.8为核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适宜,桩在施工前,宜进行“试成孔”。

        2.4  施工准备

        2.4.1  技术准备
        1. 认真熟悉现场的工程地质和水文地质资料, 收集场区内地下障碍物、 管网等相关资料。
        2.结合场区内的具体情况,编制施工组织设计或施工方案。
        3.对现场施工人员进行图纸和施工方案交底, 专业工种应进行短期专业技术培训。
        4.组织现场所有管理人员和施工人员学习有关安全、文明施工规程,增强职工安全、文明施工和环保意识。
        5.进行测量基准交底、复测及验收工作。
        6.其他技术准备工作。

        2.4.2  作业条件
        1.施工平台应坚实稳固, 并具备机械、 人员操作空间。
        2.施工用水、用电接至施工场区,并满足机械及成孔要求。
        3.混凝土搅拌站、混凝土运输、混凝土浇筑机械试运转完毕,钢筋进场检验合格,钢筋骨架安放设备满足要求。
        4.测量控制网(高程、坐标点)已建立,桩位放线工作完成,或复测验收合格。

        2.4.3  成孔机械
        成孔机械根据土质情况进行选用,见表2.2.4.3-1。潜水钻机技术参数见表2.2.4.3-2,国产回转钻机技术参数见表2.2.4.3-3、表2.2.4.3-4,国产冲击钻机技术参数见表2.2.4.3-5,冲抓钻机技术参数见表2.2.4.3-6,抓斗与套管配套表见表2.2.4.3-7、表2.2.4.3-8。
成孔机械选用表                                  表2.2.4.3-1
成孔机械 土质情况
潜水钻  黏性土、粉土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩石、软质岩
回转钻  碎石类土、黏性土、粉土、淤泥、淤泥砂土、强风化岩、软质及
 
潜水钻机主要技术能参数    表 2.2. 4. 3-2
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
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泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
        2.4.4材料进场准备
        1.钢筋、水泥、砂、石、水等原材料经质量检验合格;
        2.混凝土拌合所需原材料全部进场,并至少具备1个工作班用量的储备;
        3.钢筋骨架加工所需原材料已全部进场,并具备成批加工能力,开钻前宜加工成型1 个工作班用量的套数;
        4.配置泥浆用的黏土或膨润土已进场。 泥浆池和排浆槽已挖好。

        2.5  材料和质量要求

        2.5.1  材料要求
        1.水泥: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。 水泥强度等级不宜低于32.5, 水泥的初凝时间不宜早于2.5 h水泥性能必须符合现行国家有关标准的规定, 水泥的进场验收应符合以下要求:
        (1)出厂合格证,内容包括:水泥牌号、厂标、水泥品种、强度等级、出场日期、批号、合格证编号、抗压强度、抗折强度、安定性等试验指标;合格证应加盖厂家质量检查部门印章,转抄(复)件应说明原件存放处、原件编号、转抄人应加盖转抄单位印章(红印为准,复印件无效);合格证的备注栏由施工单位填写单位工程名称及使用部位。
        (2)水泥进场取样方法应按《水泥取样方法》(GB l2573—90)进行,通常复试内容包括:安定性、凝结时间和胶砂强度三项。
        (3)进场水泥有下列情况之一者,应进行复试,复试应由法定检测单位进行并应提出试验报告, 合格后使用:
        1)水泥出厂日期超出三个月 (快硬性水泥超出一个月);
        2)水泥发生异常现象,如受潮结块等;
        3)使用进口水泥者;
        4)设计有特殊要求者。
        2.粗骨料:宜优先选用卵石,如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。粗集料的最大粒径不应大于导管内径的1/8~1/6和钢筋最小净距的1/4, 且不宜大于40mm,其性能及质量要求如下:
        (1)颗粒级配一般采用连续级配5~31.5mm、单粒级配16~31.5mm或20~40mm,有条件时优先选用连续级配。
        (2)含泥量限制见表2.2.5.1-1
混凝土强度等级 ≥C30 <C30
含泥量,按重量计不大于 1.0 2.0
泥块含量,按重量计不大于 0.50 0.70
        (3)有害物质含量见表2.2.5.1-2
碎石和卵石中有害物质含量指标
项目 质量标准
 硫化物和硫酸盐含量折算为SO3,按重量计不大于(%)  1
 卵石中有机物质含量(用比色法试验)  颜色不应深于标准色,如深于标准色,泽应以混凝土进行强度对比试验、予以复核

        (4)针、片状颗粒的含量限制见表2.2.5.1-3
针、片状颗粒的含量指标
混凝土强度等级 ≥C30 <C30
针、片状颗粒含量,按重量计不大于 15 25
        (5)强度指标;;采用压碎指标值见表;2.2.5.1-3
碎石、卵石的压碎指标值
骨料品种 混凝土强度等级 压碎指标值(%)
水成岩 C55-C40≤C35 ≤10          ≤16
变质岩或深层火成岩 C55-C40≤C35 ≤12          ≤20
火成岩 C55-C40≤C35 ≤13         ≤30
卵石 C55-C40≤C35 ≤12     16
        3.细骨科料(砂):采用级配良好的中砂,细度模数为3.4~2.3,其性能及质量要求如下
        (1)砂的主要技术性能见表2.2.5.1-5.
砂的主要性能
序号 项目 技术指标
1 粒径 ≤5mm
2 表观密度 2.6-2.7g/m³
3 堆积密度 1350-1650kg/m³
4 紧密密度 1600-1700kg/m³
5 空隙率 干燥松散 35%-45%
颗粒级配 25-37%
 
        2)含泥量:砂的含泥量指砂中粒径小于 0.080mm的颗粒含量;砂中泥的粒径大于1.25mm,经水洗并用手捏后变成小于 0.630mm颗粒的,称为泥块。砂的含泥量泥块含量见表2.2.5 . 1-6。
砂中含泥量、泥块含量指标
混凝土强度等级 ≥C30 <C30
含泥量,按重量计不大于(%) 3.0 5.0
泥块含量,按重量计不大于(%) 1.0 2.0
        (3)有害物含量见表2.2.5.17。
砂中有害物含量
项 目 质量指标
 云母含量,按重量计不大于(%) 2
 轻物质含量,按重量计不大于(%) 1
 硫化物和硫酸盐含量折算为SO3,按重量计不大于(%) 1
 有机物质含量(用比色法试验) 颜色不应深于标准色,如深于标准色,泽应以混凝土进行强度对比试验、予以复核
        4.水:搅拌混凝土宜采用饮用水。当采用其他来源的水时,水质必须符合国家现行标准的规定。 一般情况下应符合以下规定:
        (1)水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质或油脂、糖类及游离酸类等。
        (2)污水、 pH值小于5的酸性水及含硫酸盐量按 SO42− 计超过水的质量 0.27mg/ cm3的水不得使用。
        (3) 得用海水拌制混凝土。
        (4)供饮用的水,一般能满足上述条件,使用时可不经试验。
        5.外加剂:采用水下混凝土灌注时,混凝土中一般掺加减水缓凝剂,用于延长混凝土的初凝时间,提高混凝土的和易性, 外加剂的质量应符合国家现行标准的规定。
        6.钢筋:钢筋进场时应检查产品合格证,出厂检验报告和进场复验报告。复验内容包括:拉力试验(屈服、抗拉强度和伸长率)、冷弯试验。具体要求如下:
        (1)出厂合格证应由钢厂质检部门提供或供销部门转抄, 内容包括: 生产厂家名称、炉罐号(或批号)、钢种、强度、级别、规格、重量及件数、生产日期、出厂批号;力学性能检验数据及结论; 化学成分检验数据及结论; 并有钢厂质量检验部门印章及标准编号。 出厂合格证  (或其转抄件、 复印件) 备注栏内应由施工单位写明单位工程名称及使用部位。
        (2)试验报告应有法定检测单位提供,内容包括:委托单位、工程名称、使用部位、钢筋级别、钢种、钢号、外形标志、出厂合格证编号、代表数量、送样日期、原始记录编号、报告编号、试验日期、试验项目及数据、结论。
        (3)钢筋进场后应进行外观检查,内容包括:直径、标牌、外形、长度、劈裂、弯曲、裂痕、锈蚀等项目,如发现有异常现象时(包括在加工过程中有脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时) 应拒绝使用。

        2.5.2  质量要求
        1.钢筋加工前,应对所采用的钢筋进行外观检查,钢筋表面必须洁净,无损伤、油渍、漆污和铁锈等, 带有颗粒状或片状老锈的钢筋严禁使用。
        2.钢筋加工前,应先行调直,使钢筋无局部曲折。
        3.混凝土搅拌按以下规定执行:
        (1)原材料计量应建立岗位责任制,计量方法力求简便易行、可靠,允许偏差见表2.2.5.2。
配料数量允许偏差                      表2.2.5.2
材料类别 允许偏差(%)
现场拌制 集中搅拌站拌制
水泥 ±2 ±1
粗、细骨料 ±3 ±2
水、外加剂 ±2 ±1
        (2)外加剂应用台秤计量。
        (3)当拌制混凝土受到外界因素的影响时(如砂石含水量的变化),应及时调整和修正配合比, 使拌制的混凝土达到设计的要求。
        (4)混凝土搅拌的最短时间,强制式搅拌机不少于90s, 自落式不少于120s。
        (5)混凝土拌和物搅拌必须均匀,且色泽一致。
        (6)应在拌制地点和灌注地点分别检查混凝土的坍落度和温度。
        4. 护筒埋入土中的深度必须满足要求, 护筒四周用黏性土回填并分层夯实。
        5.桩机就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜和移动;为准确控制成孔深度,在桩架或钻具上应设置控制深度的标尺,以便在施工中观测记录。
        6.从开始成孔至水下混凝土浇筑完毕,应始终保持护筒内泥浆面高出地下水位1.0 m 以上,受水位涨落影响时,应高出最高水位1.5m以上。
        7.成孔过程中应注意地层的变化,随时调整钻进工艺,防止塌孔、缩颈、倾斜等质量缺陷。
        8.钢筋骨架在存放、起吊过程中应采取措施防止变形;在安放入孔时,位置要居中,不得碰撞孔壁;安放至设计高程后,应采取措施固定,确保在混凝土灌注过程中不移动。
        9.导管在使用前应作水密性试验,安装时要放密封圈并上紧丝扣,在孔中的位置要居中,导管底距孔底300~500mm,上部高出泥浆面不少于300mm。

        2.6  施工工艺

        2.6.1   工艺流程
        泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工艺流程见图2.2.6.1
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
        2.6.2  操作工艺
        1.施工平台
        (1)场地内无水时,可稍作平整、碾压以能满足机械行走移位的要求。
        (2)场地为浅水且水流较平缓时,采用筑岛法施工。桩位处的筑岛材料优先使用黏土或砂性土,不宜回填卵石、砾石土,禁止采用大粒径石块回填。筑岛高度应高于最高水位1 .5m, 筑岛面积应按采用的钻孔机械、 混凝土运输浇筑等的要求决定。
        (3)场地为深水时,可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台,也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定,能承受工作时所有静、动荷载,并能满足机械施工、人员操作的空间要求。

        2.护筒
        (1)护筒一般由钢板卷制而成,钢板厚度视孔径大小采用4~8mm,护筒内径宜比设计桩径大100 mm,其上部宜开设1~2个溢流孔。
        (2)护筒埋置深度一般情况下,在黏性土中不宜小于 lm;砂土中不宜小于1.5m;其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。 淤泥等软弱土层应增加护筒埋深; 护筒顶面宜高出地面300mm。
        (3)旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法,护筒底部和四周回填黏性土并分层夯实;水域护筒设置应严格注意平面位置、竖向倾斜,护筒沉入可采用压重、振动、锤击并辅以护筒内取土的方法。
        (4)护筒埋设完毕后,护筒中心竖直线应与桩中心重合,除设计另有规定外,平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%。
        (5)护筒连接处要求筒内无突出物,应耐拉、压、不漏水。应根据地下水位涨落影响,适当调整护筒的高度和深度, 必要时应打入不透水层。

        3.护壁泥浆的调制和使用
        (1)护壁泥浆一般由水、黏土(或膨润土)和添加剂按一定比例配制而成,可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。
        (2)泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定,调制好的泥浆应满足表2.2.6.2的要求。
泥浆性能指标                       表2.2.6.2
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
        (3) 泥浆原料和外加剂的性能要求及需要量计算方法
        1)泥浆原料黏性土的性能要求
        一般可选用塑性指数大于25, 粒径小于 0.074mm的黏粒含量大于50%的黏性土制浆。当缺少上述性能的黏性土时,可用性能略差的黏性土,并掺入30%的塑性指数大于25的黏性土。
        当采用性能较差的黏性土调制的泥浆其性能指标不符合要求时, 可在泥浆中掺入Na2CO3  (俗称碱粉或纯碱)、氢氧化钠(NaOH)或膨润土粉末,以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能有关,宜经过试验决定。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的 0. 1%~0.4%。

        2)泥浆原料膨润土的性能和用量
        膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。前者质量较好,大量用于炼钢、铸造中,钻孔泥浆中用量也很大。膨润土泥浆具有相对密度低、黏度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%, 即8kg的膨润土可掺100L的水。对于黏性土地层, 用量可降低到3%一5%。较差的膨润土用量为水的 12%左右。

        3)泥浆外加剂及其掺量
        a. CMC(Carboxy Methyl Celluose)全名羧甲基纤维素,可增加泥浆黏性,使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。 掺入量为膨润土的 0.05%~0.01%。
        b. FCI,又称铁木质素磺酸钠盐,为分散剂,可改善因混杂有土、砂粒、碎、卵石及盐分等而变质的泥浆性能,可使上述钻渣等颗粒聚集而加速沉淀, 改善护壁泥浆的性能指标,使其继续循环使用。 掺量为膨润土的 0. 1%~0.3%。
        c.硝基腐殖碳酸钠(简称煤碱剂)分散剂,其作用与 FCI相似。它具有很强的吸附能力,在黏性土表面形成结构性溶剂水化膜,防止自由水渗透,能使失水量降低,使黏度增加,若掺入量少,可使黏度不上升,具有部分稀释作用,掺用量与 FCI相同。两种分散剂可任选一种。
        d.碳酸钠(Na2CO3)又称碱粉或纯碱。它的作用可使 pH值增大到10。泥浆中 pH值过小时,黏土颗粒难于分解,黏度降低,失水量增加,流动性降低;小于7时,还会使钻具受到腐蚀;若pH值过大,则泥浆将渗透到孔壁的黏土中,使孔壁表面软化,黏土颗粒之间凝聚力减弱,造成裂解而使孔壁坍塌。 pH值以8~10为宜,这时可增加水化膜厚度,提高泥浆的胶体率和稳定性, 降低失水量。 掺入量为膨润土的 0.3%~0.5%。
        e. PHP,即聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用为,在泥浆循环中能清除劣质钻屑,保存造浆的膨润土粒;它具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。掺入量为孔内泥浆的 0.003%。
        f.重晶石细粉(BaSO4),可将泥浆的相对密度增加到2.0~2.2,提高泥浆护壁作用。为提高掺入重晶粉后泥浆的稳定性, 降低其失水性, 可同时掺入 0.1%~0.3%的氢氧化钠(NaOH) 和 0.2%~0.3%的橡胶粉。 掺入上述两种外加剂后, 最适用于膨胀的黏质塑性土层和泥质页岩土层。 重晶石粉掺量根据原泥浆相对密度和土质情况检验决定。
        g.纸浆、干锯末、石棉等纤维质物质,其掺量为水量的1%~2%,其作用是防止渗水并提高泥浆循环效果。
以上各种外加剂掺入量,宜先做试配,试验其掺入外加剂后的泥浆性能指标是否有所改善,并符合要求。各种外加剂宜先制成小剂量溶剂,按循环周期均匀加入,并及时测定泥浆性能指标,防止掺入外加剂过量。 每循环周期相对密度差不宜超过 0.01。

        4)调制泥浆的原料用量计算
        在黏性土层中钻孔, 钻孔前只需调制不多的泥浆。 以后可在钻进过程中, 利用地层黏性土造浆、补浆。
        在砂类土、砾石土和卵石土中钻孔时,钻孔前应备足造浆原料,其数量可按公式2.2.6.2 计算:
        m=Vρ1=(ρ2-ρ3)×ρ1  V1/(ρ1~ρ3)                                             (2.2.6.2-1)
        式中;
        m——造泥浆所需原料的总质量  (t)
        V——造泥浆所需原料的总体积  ( m3)
        V1——泥浆的总体积  (m3)
        ρ1——原料的密度  (t/m3)
        ρ2——要求的泥浆密度    (t/m3).
        ρ3——水的密度,取ρ3=1t/m3
        若造成的泥浆的黏度为20~22 s时,则各种原料造浆能力为:黄土胶泥1~3 m3 / t, 白土、 陶土、高领土3.5~8 m3/t, 次膨润土为9 m3/t。膨润土为15 m3/t。

        (4)泥浆各种性能指标的测定方法
        1)相对密度ρx:  可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,然后置于支架上,移动游码,使杠杆呈水平状态 (即气泡处于中央),读出游码左侧所示刻度, 即为泥浆的相对密度。
若无以上仪器时,可用一口杯,先称其质量设为m1,再装清水称其质量为m2,再倒去清水, 装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆, 称其质量为 m3, 则 Px=(m3一m1)/(m2—m1)。
        2)黏度η(s):用标准漏斗黏度计测定,黏度计如附图2.2.6.2—1所示。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆, 通过滤网滤去大砂粒后,将700mL泥浆注入漏斗,然后使泥浆从漏斗流出,流满500mL量杯所需时间(s),即为所测泥浆的黏度。
校正方法:漏斗中注入700mL清水,流出500mL,所需时间应是15s,如偏差超过土1s,则量测泥浆黏度时应校正。
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
图2.26.2-1  黏度计(单位: mm)

        1-漏斗;2-管子;3-量杯200mL部分;4-量杯500mL部分;5-筛网及杯
        3)含砂率(%):工地用含砂率计(如图2.2.6.2—2所示)测定。量测时,把调制好的泥浆50mL倒进含/砂率计, 然后再倒450mL清水, 将仪器口塞紧, 摇动 l min, 使泥浆与水混合均匀,再将仪器竖直静放3min,仪器下端沉淀物的体积(由仪器上刻度读出)乘2就是含砂率(%)。(有一种大型的含砂率计,容积1000mL,从刻度读出的数不乘2即为含砂率)。
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
图2.26.2-2  含砂率计(mm)

       4)胶体率(%):亦称稳定率,它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法:可将100 mL的泥浆放入干净量杯中,用玻璃板盖上,静置24h后,量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水,量杯底部可能有沉淀物。以100一(水+沉淀物)体积即等于胶体率。
       5)失水量(mL/30min)和泥皮厚(mm):用一张120mmX120mm的滤纸,置于水平玻璃板上,中央画一直径30mm的圆圈,将2mL的泥浆滴于圆圈中心,30min后,量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径 ( mm) 即失水量, 算出的结果 ( mm)值代表失水量,单位: mL/min。在滤纸上量出泥饼厚度(mm)即为泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄,则泥浆质量愈高,一般不宜厚于2~3mm。
        (5)泥浆池一般分循环池、沉淀池、废浆池三种,从钻孔中排出的泥浆首先经过沉淀池沉淀,再通过循环池进入钻孔,沉淀池中的超标废泥浆通过泥浆泵排至废浆池后集中排放。
        (6)泥浆池的容量宜不小于桩体积的3倍。
        (7) 混凝土灌注过程中, 孔内泥浆应直接排入废浆池, 防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。

        4.钻孔施工
        (1) 一般要求
        1)钻孔前,应根据工程地质资料和设计资料,使用适当的钻机种类、型号,并配备适用的钻头,调配合适的泥浆。
        2)钻机就位前,应调整好施工机械,对钻孔各项准备工作进行检查。
        3)钻机就位时,应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合,其偏差不应大于20mm。钻机就位后应平整稳固, 并采取措施固定, 保证在钻进过程中不产生位移和摇晃, 否则应及时处理。
        4)钻孔作业应分班连续进行,认真填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时应随时纠正。应经常注意土层变化, 在土层变化处均应捞取渣样, 判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
        5)开钻时,在护筒下一定范围内应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入土层后,方可加速钻进。
        6)在钻孔、排渣或因故障停钻时,应始终保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。

        (2)潜水钻机成孔
        潜水钻机适用于小直径桩、较软弱土层,在卵石、砾石及硬质岩层中成孔困难,成孔时应注意控制钻进速度,采用减压钻进,并在钻头上设置不小于3倍直径长度的导向装置,保证成孔的垂直度, 并根据土层变化调整泥浆的相对密度和黏度。

        (3)回转钻机成孔
        1)回转钻机适用于各种直径、各种土层的钻孔桩,成孔时应注意控制钻进速度,采用减压钻进, 保证成孔的垂直度, 根据土层变化调整泥浆的相对密度和黏度。
        2)在黏土、砂性土中成孔时宜采用疏齿钻头,翼板的角度根据土层的软硬在30o~60o 之间,刀头的数量根据土层的软硬布置,注意要互相错开,以保护刀架。在卵石及砾石层中成孔时,宜选用平底楔齿滚刀钻头;在较硬岩石中成孔时,宜选用平底球齿滚刀钻头。
        3)桩深在30m以内的桩可采用正循环成孔,深度在30~50m的桩宜采用砂石泵反循环成孔,深度在50m以上的桩宜采用气举反循环成孔。
        4)对于土层倾斜角度较大,孔深大于50m的桩,在钻头、钻杆上应增加导向装置,保证成孔垂直度。
        5)在淤泥、砂性土中钻进时宜适当增加泥浆的相对密度;在卵石、砾石中钻进时应加大泥浆的相对密度,提高携渣能力;在密实的黏土中钻进时可采用清水钻进。
        6)在卵石、 砾石及岩层中成孔时, 应增加钻具的重量即增加配重。,

        (4)冲击钻机成孔
        1)开孔时应低锤密击,表土为淤泥、细砂等软弱土层时,可加黏土块夹小石片反复冲击造壁;
        2)在护筒刃脚以下2m以内成孔时,采用小冲程 lm左右,提高泥浆相对密度,软弱层可加黏土块夹小石片;
        3)在砂性土、砂层中成孔时,采用中冲程2~3m,泥浆相对密度1.2~1.4,可向孔中投入黏土;
        4)在密实的黏土层中成孔时,采用小冲程1~2m,泵入清水和稀泥浆,防粘钻可投入碎石、砖;
        5)在砂卵石层中成孔时,采用中高冲程2~4m,泥浆相对密度1.2~1.3,可向孔中投入黏土;
        6)软弱土层或塌孔回填重钻时,采用小冲程 lm左右、加黏土块夹小石片反复冲击,泥浆相对密度 1 .3~1 .5;
        7)遇到孤石时,可采用预爆或高低冲程交替冲击,将孤石击碎挤入孔壁。

        (5)冲抓锥成孔与冲击钻成孔方法基本相同, 只是起落冲抓锥高度随土质而不同, 对一般松软散土层为1.0—1.5m; 对坚实的砂卵石层为2~3m。
        (6)钻进过程中的注意事项
        1)钻进时应时刻注意钻具和钻头连接的牢固性、 钢丝绳的磨损等如有异常应及时处理。
        2)大直径桩孔成孔可分级成孔,一般情况下第一级成孔直径为设计桩径的 0.6~0.8倍。
        3)在钻进过程中出现钻杆跳动、机架晃动、钻不进尺等异常情况,应立即停车检查,排除故障;如钻杆或钻头不符合要求时,应及时更换,试钻达到正常后,方可施钻。
        4)钻孔完毕,应及时将混凝土浇筑完毕,或及时盖好孔口,并防止在盖板上过车、行人;钻进过程中应及时清理虚土,提钻时应事先把孔口积土清理干净。
        5)钻进成孔过程中应时刻注意土层变化,调整泥浆性能、采用合理的进尺方法,确保不塌孔、不缩颈。

        5.清孔
        (1)清孔分两次进行,钻孔深度达到设计要求,对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查,符合要求后进行第一次清孔;钢筋骨架、导管安放完毕,混凝土浇筑之前,应进行第二次清孔。
        (2)第一次清孔根据设计要求,施工机械采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行,第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环、气举反循环等方法进行。
        (3)第二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求, 一般应满足下列要求;沉渣厚度摩擦桩≤300mm,端承桩≤50mm,摩擦端承或端承摩擦桩≤100mm;泥浆性能指标在浇注混凝土前,孔底500mm以内的相对密度≤1.25,黏度≤28s,含砂率≤8%。
        (4)不论采用何种清孔方法,在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止塌孔。
        (5)不应采取加深钻孔深度的方法代替清孔。

        6.钢筋骨架制作、安放
        (1)钢筋骨架的制作应符合设计与规范要求。
        (2)长桩骨架宜分段制作,分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定,应确保钢筋骨)在移动、起吊时不变形,相邻两段钢筋骨架的接头需按有关规范要求错开。
        (3)应在钢筋骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块, 可采用与桩身混凝土等强度的混凝土垫块或用钢筋焊在竖向主筋上, 其间距竖向为2m, 横向圆周不得少于4处, 并均匀布置。 骨架顶端应设置吊环。
        (4)大直径钢筋骨架制作完成后,应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑,确保钢筋骨)在存放、移动、吊装过程中不变形。
        (5)骨架入孔一般用吊车,对于小直径桩无吊车时可采用钻机钻架、灌注塔架等。起吊应按骨架长度的编号入孔, 起吊过程中应采取措施确保骨架不变形。
        (6)钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10 mm;骨架长度±50mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度水下灌注±20mm,非水下灌注±10 mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm,骨架底面高程±50mm。钢筋笼除符合设计要求外,尚应符合下列规定:
        1)分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接并应遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的规定。
        2)主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上。
        3)加劲箍宜设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露,以免妨碍导管工作。
        4)钢筋笼的内径比导管接头处外径大100mm以上。
        (7)搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。钢筋骨架吊放入孔时应居中, 防止碰撞孔壁,钢筋骨架吊放入孔后,峰举嚏氧幕涌津阚筋固定, 使其位置符合设计及规范要求, 并保证在安放导管、 清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。

         7.灌注水下混凝土
        (1)灌注水下混凝土时的混凝土拌和物供应能力, 应满足桩孔在规定时间内灌注完毕;混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。
        (2)混凝土运输宜选用混凝土泵或混凝土搅拌运输车;在运距小于200m时,可采用机动翻斗车或其他严密坚实、不漏浆、不吸水、便于装卸的工具运输, 需保证混凝土不离析,具有良好的和易性和流动性。
        (3)灌注水下混凝土一般采用钢制导管回顶法施工,导管内径为200~250mm,视桩径大小而定, 壁厚不小于3mm; 直径制作偏差不应超过2mm; 导管接口之间采用丝扣或法兰连接, 连接时必须加垫密封圈或橡胶垫, 并上紧丝扣或螺栓。 导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验(试水压力一般为 0.6~1.0 MPa), 确保导管口密封性。导管安放前应计算孔深和导管的总长度,第一节导管的长度一般为4~6m,标准节一般为2~3m,在上部可放置2~3根 0.5—1.0 m的短节, 用于调节导管的总长度。 导管安放时应保证导管在孔中的位置居中, 防止碰撞钢筋骨架。
        (4)水下混凝土配制
        1)水下混凝土必须具备良好的和易性,在运输和灌柱过程中应无显著离析、泌水现象,灌注时应保持足够的流动性。配合比应通过试验,坍落度宜为180~220mm。
        2)混凝土配合比的售砂率宜采用 0.4~0.5,并宜采用中砂;粗骨料的最大粒径应<40mm;水灰比宜采用0.5~0.6。
        3)水泥用量不少于360kg/m3,当掺有适宜数量的减少缓凝剂或粉煤灰时,可不小于300kg。
        4)混凝土中应加入适宜数量的缓凝剂, 使混凝土的初凝时间长于整根桩的灌注时间。
        (5)首批灌注混凝土数量的要求
        首批灌注混凝土数量应能满足导管埋入混凝土中0.8m以上,见图2.26.2-3
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准
图2.26.2-3首批混凝土数量计算
        所需混凝土数量可参考公式2.2.6.2-2
        计算:
        V≥πR2 (H1+H2)+πr2h1                                                           (2.2. 6.2-2)
        式中:
        V——灌注首批混凝土所需数量(m3);
        R——桩孔半径(m);
        H1——桩孔底至导管底端间距,一般为0.3—0.5m;
        H2——导管初次埋置深度,不小于0.8m;
        r——导管半径(m);
        h1——桩孔内混凝土达到埋置深度 H2时, 导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压力所需的高度(m)混凝土灌注时,可在导管顶部放置混凝土漏斗,其容积大于首批灌注混凝土数量,确保导管埋人混凝土中的深度。 ‘

        (6)灌注水下混凝土的技术要求
        1)混凝土开始灌注时,漏斗下的封水塞可采用预制混凝土塞、木塞或充气球胆。
        2)混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求应进行第二次拌合,二次拌和后仍不符合要求时不得使用。
        3)第二次清孔完毕, 检查合格后应立即进行水下混凝土灌注, 其时间间隔不宜大于30min。
        4)首批混凝土灌注后,混凝土应连续灌注,严禁中途停止。
        5)在灌注过程中,应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋深,导管埋深宜控制在2~6m。 严禁导管提出混凝土面, 就要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土灌注记录。
        6)在灌注过程中, 应时刻注意观测孔内泥浆返出情况, 倾听导管内混凝土下落声音,如有异常必须采取相应处理措施。
        7)在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动, 防止混凝土凝固, 增加灌注速度。
        8)为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部 lm左右时,应降低混凝土的灌注速度,当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。
        9)灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,一般为 0.5~1.0m, 以保证桩头混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除, 桩头应无松散层。
        10)在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。
        11)开始灌注时, 应先搅拌 0.5~1.0m3同混凝土强度的水泥砂浆放在料斗的底部。

        2.7  质量标准
 
      混凝土灌注桩的质量检验标准应符合表2.2.7—1、表2.2.7—2的规定。
钢筋笼质量检验标准   (mm)                表2.2.7-1
检查项目 允许偏差或允许值 检查方法



1 主筋间距 ±10 用钢尺量
2 钢筋骨架长度 ±100 用钢尺量



1 钢筋材质检验 设计要求 抽样送检
2 箍筋间距 ±20 用钢尺量
3 直径 ±10 用钢尺量
 

混凝土灌注桩质量检验标准                 表2.2.7-2
检查项目 允许偏差或允许值 检查方法
单位 数值



1 桩  位 见本标准表2.2.3.3 基坑开挖前量护筒,开挖后量桩中心
2 孔  深 mm ±300 只深不浅,用重锤测,或中央钻杆、套管长度,嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度
3 桩体质量检验 按基桩检测技术规范。如钻芯取样,大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50cm 按基桩检测技术规范
4 混凝土强度 设计要求 试件报告或钻芯取样检
5 承载力 按《建筑基桩检测技术规范》 按《建筑基桩检测技术规范》



1 垂载力 见本标准表2.2.3.3 测套管或钻杆,或用超声波检测
2 桩  径 见本标准表2.2.3.3 井径仪或超声波检测
3 泥浆相对密度(粘土或砂性中土) 1.15-1.2 用比重计测,清孔后在距孔底50cm处取样
4 泥浆面标高(高于地下水位) m 0.5-1.0 目  测
5 沉渣厚度:端承桩摩擦桩 mm ≤50
≤150
用沉渣仪或重锤测量
6 混凝土坍落度 mm 160-220 坍落度仪
7 钢筋笼安装深度 mm ±100 用钢尺量
8 混凝土充盈系数 >1 检查每根桩的实际灌注量
9 桩顶标高 mm +30      -50 水准仪,需扣除桩项浮浆层及劣质桩体

        2.8  成品保护
        1.桩基就位后,应复测钻具中心,确保钻孔中心位置的准确性。
        2.成孔过程中,应随地层变化调整泥浆性能,控制进尺速度,避免塌孔及缩径。
        3.成孔过程中,应时刻注意钻具连接的牢固性,避免掉钻头。
        4.护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,避免人或物品掉入。
        5.钢筋骨架制作完毕后,应按桩分节编号存放;存放时,小直径桩堆放层数不能超过两层,大直径桩不允许堆放,防止变形;存放时,骨架下部用方木或其他物品铺垫,上部覆盖。
        6.钢筋骨架安放完毕后,应用钢筋或钢丝绳固定,保证其平面位置和高程满足规范要求。
        7. 混凝土灌注完成后的24h内, 5m范围内相邻的桩禁止进行成孔施工。

       2.9  安全环保措施

        2.9.1  安全生产注意事项
        1.机械设备操作人员(或驶员)必须经过专门训练,熟悉机械操作性能,经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机 (车) 操作。
        2.机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后驾驶。
        3.机械设备发生故障后及时检修,决不带故障运行,不违规操作,杜绝机械和车辆事故。
        4. 专业电工持证上岗。 电工有权拒绝执行违反电器安全规程的工作指令, 安全员有权制止违反用电安全的行为, 严禁违章指挥和违章作业。
        5. 所有现场施工人员佩戴安全帽, 特种作业人员佩戴专门的防护用具。
        6. 所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。
        7.护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,避免人或物品掉入。
        8.登高作业超过2m必须穿防滑鞋,带安全带。
        9.钢筋骨架起吊时要平稳,严禁猛起猛落,并拉好尾绳。
        10.灌注桩施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查,确保完好和使用安全。
        11. 施工现场的一切电源、 电路的安装和拆除必须由持证电工操作; 电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0 m以上,严禁拖地和埋压土中,孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—88)的规定。

        2.9.2  环保措施
        1.易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、 盖套等遮盖物覆盖。
        2.施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库,不排人饮用水源。
        3.食堂保持清洁,腐烂变质的食物及时处理,食堂工作人员定期体检。
        4.受工程影响的一切公用设施与结构物, 在施工期间应采取适当措施加以保护。
        5.使用机械设备时,要尽量减少噪声、废气等的污染;施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》(GB12523—1990)的规定。
        6.运转时有粉尘发生的施工场地,如水泥混凝土拌和机站等投料器应有防尘设备。在这些场地作业的工作人员配备必要的劳保防护用品。
        7.驶出施工现场的车辆应进行清理,避免携带泥土。

        2.10  质量记录
        1. 混凝土配合比报告单;
        2.水泥检验报告、出场合格证;
        3.碎石、砂检验报告、出场合格证;
        4.水质分析报告;
        5.钢筋检验报告、出场合格证;
        6.钢筋焊接检验报告;
        7.灌注桩钻进记录;
        8.泥浆测试记录;
        9.灌注桩隐蔽工程验收记录;
        10.水下混凝土灌注记录;
        11.钢筋焊接验收记录;
        12.钢筋加工安装验收记录;
        13.测量放线记录。

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