【施工技术】泥浆护壁冲（钻）孔灌注桩施工及质量控制

泥浆作用：具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷却与润滑钻头的作用。泥浆一般需专门配制，当在粘土中成孔时，也可用孔内钻渣原土自造泥浆。

工艺流程：所有泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程大致都一样，如下图所示。

要点：钻头选型、泥浆指标参数控制和清孔是泥浆护壁灌注桩施工控制的关键环节。

泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程图

适用范围：

正循环钻孔法受其排渣方式的限制，其成孔深度和适用地层都受一定限制，一般仅适用于粉砂、黏土等细粒土，成孔深度一般在30~40m。相对于反循环钻孔，该方法设备简单、钻机小、适用较狭窄的场地，但对桩径较大、桩孔较深及容易塌孔的地层，这种方法钻进效率较低，排渣能力差,孔底沉渣多。

反循环钻成孔法适用范围较广，从软土、粉细砂到软砾石层、风化岩层，成孔深度可达100m，最大孔径达5m，是其他机械成孔工艺难以达到的。

根据设计图纸对桩位进行放线，严格控制桩位精度，是保证桩基础施工质量的前提条件。所有桩点一次性全部测放、复核，每天对预钻进桩点进行二次复核检查，确保桩位准确，桩点放线偏差应≤10mm,采用4根木桩加钉小钉（即定位桩）十字法定位，如下页图所示，并防止车辆、机械、人员等碾压、踩踏移位、破坏。

护筒是用4～8mm厚钢板制作，内径应大于钻头直径100 mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。

护筒的设置不仅仅起到桩孔定位及护口作用，在地下水位较高或水下施工中，还起到隔离水流渗入孔内的作用。

埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保证其准确、牢固、稳定，倾斜率≤5‰。检查并控制护筒中心与桩中心点的偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，必要时在面层铺设20mm厚水泥砂浆，以防漏水。

护筒的埋设深度，在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m，护筒顶面应高于地面0.4～0.6m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，受水位涨落影响或水下施工的灌注桩，护筒应加高加深，保证泥浆面高出最高水位线1.5m以上。

在正式施钻前，复核检查每一个桩中心与护筒中心偏差值，控制其在规范或设计要求范围内。

（3）桩机就位

桩机就位时，精心调平，保证钻头中心与桩位中心相重合，偏差≤20mm；垂直度偏差＜1%，并确保成孔机械在整个钻孔过程中的稳定性，避免其产生前倾和侧倾，以至影响桩孔的垂直度。为此，对于土质软弱的施工现场需要对地面进啊行适当的加固处理，并适当加大承重枕木的面积。 

（4）成孔

钻孔机具及工艺的选择，应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理等条件综合确定。如果是端承为主的结构桩，地基土中含有碎石土、砂卵石、土层较坚硬及风化岩比较多，则适宜选用冲击钻机成孔方式，即冲孔桩；

（5）清孔

当钻孔达到设计深度要求后，即应进行验孔和清除孔底沉渣、淤泥。在灌注混凝土之前，孔底沉渣应符合下列规定：端承型桩≤50mm；摩擦型桩≤100mm；抗拔、抗水平力桩≤200mm。点我：送工程实用干货

为此，在清孔过程中要不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土，并保持孔底500mm以内的泥浆比重应＜1.25。含砂率不得大于8%；黏度不得大于28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。

孔底沉渣可用重锤法或X-2型沉渣仪检测。重锤法是依据手感来判断沉渣表面位置，然后凭测锤重量夯入沉渣的厚度作为测量值。重锤法要求经验丰富，否则测量误差较大。X-2型沉渣仪是利用测试探头和仪表量测。如下图所示  

钢筋笼制作：制作时，箍筋与主筋隔点点焊；预制环形保护层垫块纵向设置间距5～6m一组，一组不少于4档，沿钢筋笼周围均匀分布，距笼顶2m另加设1道。垫块环径即为保护层厚度。环形垫块可以减少孔壁的刮伤及增加钢筋保护层的均匀性。

分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接或机械连接（钢筋直径大于20mm），并应遵守国家相应的现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

钢筋笼制作允许偏差：

钢筋笼的吊运、安装：为了防止钢筋笼在吊运过程中发生纵横向不可自动复原的变形，要采用临时加强刚度的措施。一般采用体直、质轻、便于安装的杉木杆，安装时注意杉木杆的大头朝上且吊运绳索连同钢筋、杉木杆一起捆绑，并要逐一检查保护层垫块是否完好、数量足够，否则补绑弧形垫块。 

钢筋笼的安放：钢筋笼竖直对准孔口中心后，要缓缓下放，避免碰撞孔壁或自由落下；两段钢筋笼孔口焊接时，要保证其稳定性，下放到位后，检查并控制笼顶标高偏差值在±100mm以内，然后再用吊杆安置牢固，严防下落和灌注混凝土时上浮。

（7）浇筑水下混凝土 

为保障灌注顺利，混凝土必须具备良好的工作性。《建筑桩基技术规范》JGJ94对水下混凝土的多项关键指标进行了界定和要求：其中坍落度宜为180~220mm；水泥用量不应少于360kg/m3(当掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限)；含砂率宜为40%~50%，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应满足 “其粒径不得大于钢筋间距的1/3”的要求。

水下混凝土灌注根据工程条件不同进行选择，如刚性导管法、柔性导管法、袋装法、开底容器法、泵送法、倾注法等，常用的是刚性导管法。其特点是：混凝土沿竖向导管下落，利用导管隔离泥浆，使其不与混凝土接触，导管内的混凝土依靠自重压挤下管口的混凝土，并在已灌入的混凝土内流动、扩散，保证混凝土的整体性。

刚性导管法：

导管壁厚不小于3mm，直径宜为200～250mm；直径制作偏差不应超过2mm，底管长度不小于4m。导管内宜采用球胆设隔水栓，用细钢丝悬吊在导管下口，待导管内有足量混凝土时剪断钢丝，其被冲出，混凝土随即冲出导管。

混凝土灌注：

在施工中应该注意混凝土的浇灌速度。初灌时，灌注速度要快，防止堵管。在灌注过程中，应保证注浆顺利，导管在提升捣实混凝土时，不得猛提或超量提升，否则易造成断桩、夹泥等事故，影响桩体质量。 

灌注水下混凝土的质量控制应满足以下要求：

①开始灌注水下混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm

②首次灌注时，导管的下口埋入混凝土灌注面以下深度≮0.8m；

③导管埋入混凝土深度宜为2～6m。灌注时要保持孔内混凝土面均匀上升，导管的提升速度应与混凝土上升速度相适应。   

④应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，，浮浆层凿除后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

1、在钻头锥顶和提升钢丝绳之间应设置保证钻头白动转向的装置。

2、冲击成孔质量控制应符合:开孔时,应低锤密击,当表土为淤泥、细砂等软弱土层时,可加黏土块夹小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定；进入基岩后,应采用大冲程、低频率冲击,当发现成孔偏移时,应回填片石至偏孔上方300~500mm处,然后重新冲孔；应采取有效的技术措施防止扰动孔壁、塌孔、扩孔、卡钻和掉钻及泥浆流失等事故；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；进入基岩后。非桩端持力层每钻进300~500mm和桩端持力层每钻进100~300m时，应清孔取样一次,并应做记录。

3、冲击成孔操作要点

4、排渣可采用泥浆循环或抽渣筒等方法,当采用抽渣筒排渣时，应及时补给泥浆。

5、冲孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、塌孔及护筒周围冒浆、失稳等情况时，应停止施工，采取措施后方可继续施工。

6、大直径桩孔可分级成孔，第一级成孔直径应为设计桩径的0.6~0.8倍。

7、清孔宜按下列规定进行：

（1）稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣,清孔后灌注混凝土之前的泥浆指标应满足规范要求；

（2）清孔时，孔内泥浆面应符合规定要求；

（3）灌注混凝土前，孔底沉渣允许厚度应符合《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定。

8、浆渣处理

《建筑桩基技术规范》JGJ94规定：点我：送工程实用干货。应对废弃的浆、渣进行处理，不得污染环境。不经处理的泥浆如果直接排放，会对环境造成污染，随着环保意识及文明施工要求的提高，对废弃泥浆、渣土的处理越来越受重视。