水利水电工程师关于泵吸反循环钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工

1、本工程桩基采用泵吸反循环钻孔灌注桩，持力层选用中风化泥质粉砂岩，岩石饱和单轴抗压强度标准值frk=6.0MPa，桩端进入持力层1d且不小于1m，且需穿透软弱夹层。

2、一柱一桩桩中心对应于柱形心，桩身混凝土强度等级为C30，承台混凝土强度等级为C40，桩主筋保护层厚度为50mm。

3、桩基施工完成后，应按省有关规定对桩身质量和桩基承载力进行检测，检验合格后，才能进行下一道工序的施工。

4、本工程桩直径有600mm、1000mm、1200mm、1400mm、1500mm、1800mm等。

钻孔桩工艺流程

见下流程图。

钻孔灌注桩主要施工方法

(一) 放样定位

工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

(二) 埋设护筒

护筒直径应比桩孔直径大100mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m 的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。

(三) 钻机就位

钻机就位必须稳固、周正、水平，确保“天车、转盘中心、桩位中心”三点成一线，钻机的转盘中心与桩位中心误差不大于10mm。

清理

施工准备

放样定位

清除障碍物埋设护筒

钻机就位

钻进成孔

一次清孔泥浆外运

吊放钢筋笼

下导管二次清孔

安放球胆测导管埋深

水下混凝土灌注

水中养护

沉渣是否满足要求?

提导管

捞渣净化泥浆

P<1.15?

挖设泥浆循环系统

试块制作

设备材料进场

钢筋笼制作

是否合格?

钢筋笼存放

处理泥浆

抗压试验

起拔护筒

否

是

图6-6 钻孔灌注桩工艺流程图

(四) 钻进成孔

针对本工程的地质特点： 桩基以中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层。结合以往施工经验，我方采用回转钻进方法进行成孔：在护筒埋设并定位后，首先使用GPS-20型回转钻机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率也比一般钻机高，适合在强风化层或卵石层中钻进。

在成孔过程中采用泥浆护壁。对于回转钻进，利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2~1.3 之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。通过试成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。

(五)一次清孔

在钻机钻至设计孔深后，将钻头提离孔底300～500mm，慢转，开足泵量进行一次清孔，重点是搅碎孔底较大颗粒的泥块，同时上返孔内尚未返出孔外的钻渣。时间为3h 左右。

(六)钢筋笼制作与安放

1.钢筋笼制作

钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合下表规定。

钢筋笼制作允许偏差表

项目允许偏差

1主筋间距±10

2箍筋间距±20

3钢筋笼直径±10

4钢筋笼长度±50

制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。

2.钢筋笼孔内安放

钢筋笼在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。钢筋焊接完好后，应缓慢下放至孔内，严禁砸笼，隔4m 在钢筋笼四周均匀设立4 个水泥保护块，钢筋笼下放至预定位置后，应在孔口固定，以防其上窜或下沉。

(七) 下导管

1.导管的选择

采用丝扣连接的导管，其内径φ250，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查和压水试验。

(1)外观检查：检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其内壁是否平滑，对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。

(2)对接检查：导管接头丝扣应保持良好。连接后应平直，同心度要好。

(3)压水试验：在连接后导管内先加70%的清水，然后一端密封，另一端通过空压机加压到0.5~0.6MPa，维持压力不变，滚动导管看是否漏水，时间约为15min。

经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管应严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备，满足二次清孔及水下混凝土浇筑的需要，即二次清孔时能下至孔底;水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m 左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。

2.导管下放导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。

(八) 二次清孔

1、二次清孔采用反循环法。

将泥浆从已下的导管中注入桩底，从而形成流动，因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积，便形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，从而起到极好的清孔效果。

2、二次清孔采用泵吸反循环法。

如发现孔底有大的碎块，一般的反循环法无法清理，则可采用泵吸反循环清孔是利用空压机的压缩空气，通过风管(水管)送至孔内气浆混合器，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混和物，浆气混合物因其比重小而上升，在导管内混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在压气动量的联合作用下，不断补浆，上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升，从而形成流动，因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间

的环状断面积，便形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，从而起到极好的清孔效果。经实际试验，直径在10 ㎝以内的卵石及碎石都可从孔底反出。

泵吸反循环清孔工作操作要领及注意事项：

1.导管下放深度以出浆管底距沉淤面30~40cm 为宜，风管(水管)下放深度一般以气浆混合器至泥浆面距离与孔深之比的0.55~0.65 来确定。

2.空压机的主要参数：风量6~9m3/min，风压0.7MPa。出水管直径> φ110，送风管直径(水管) φ25。混合器用φ25 水管制作，在1m左右长度范围内打6 排，每排4 个φ8 孔即可。

3.开始送风时应先孔送浆(补浆)，停止清孔时应先关气后断浆。清孔过程中，特别要注意补浆量，严防因补浆不足(水头损失)而造成

塌孔。

4.送风量应从小到大，风压应稍大于孔底水头压力，当孔底沉渣较厚、块度较大，或沉淀板结时，可适当加大送风量，并摇动出水管(导管)，以利排渣。

5.随着钻渣的排出，孔底沉淤厚度较小，出水管(导管)应同步跟进，以保持管底口与沉淤面的距离。

6.清孔后，孔内泥浆比重应小于1.20，黏度18~20s，孔底沉渣厚度≤5cm。

(九)混凝土浇筑

灌注的桩标高应加一定的高度，一般应比设计高出不小于1.0米;预加高度在浇筑墩柱砼前凿除，在凿除时须防止损毁桩身。

1.混凝土的选用：商品砼的选用有信誉的砼搅拌站为砼供应方，砼到达现场后首先核对报码单，无误即在现场作坍落度核对，允许±1～2cm误差，超过者立即通知搅拌站调整，严禁在现场任意加水，并按规定留足抗压、抗渗试件。从搅拌车卸出的混凝土不得发生离析现象，否则需重新搅拌合格后方可卸料。

2.混凝土搅拌输送：混凝土水平及垂直运输采用汽车泵，汽车泵型号sy5620TH13-37(或由商品混凝土站提供)，每台砼泵的最大工作能力约为120m3/h。 输送泵管路拐弯宜缓，接头严密，不得有硬弯。输送混凝土过程中，接长管路时宜分段进行，接好一段，泵出混凝土后方可接长下一段。

3.水下混凝土浇筑：浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土

浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2~6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。

4.试块制作：在浇桩过程中，随机抽取1～2 盘混凝土做试块，每支桩应做一组试块，制作好的试块在12h 后拆模，放置静水中养护。试块评定采用数理统计法评定。

(十) 起拔护筒

混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

(十一)回填桩孔

桩孔混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。

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