6.3 泥浆护壁成孔灌注桩

Ⅰ泥浆的制备和处理

6.3.1 除能自行造浆的黏性土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。
6.3.2 泥浆护壁应符合下列规定：
    1. 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；
    2. 在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土；
    3. 灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率不得大于8％；黏度不得大于28s；
    4. 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。
6.3.3 废弃的浆、渣应进行处理，不得污染环境。

Ⅱ正、反循环钻孔灌注桩的施工

6.3.4 对孔深较大的端承型桩和粗粒土层中的摩擦型桩，宜采用反循环工艺成孔或清孔，也可根据土层情况采用正循环钻进，反循环清孔。
6.3.5 泥浆护壁成孔时，宜采用孔口护筒，护筒设置应符合下列规定：
    1. 护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm；
    2. 护筒可用4～8mm厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔；
    3. 护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求；
    4. 受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。
6.3.6 当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。
6.3.7 钻机设置的导向装置应符合下列规定：
    1. 潜水钻的钻头上应有不小于3d长度的导向装置；
    2. 利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具中应加设扶正器。
6.3.8 如在钻进过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。
6.3.9 钻孔达到设计深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：
    1. 对端承型桩，不应大于50mm；
    2. 对摩擦型桩，不应大于100mm；
    3. 对抗拔、抗水平力桩，不应大于200mm。

Ⅲ 冲击成孔灌注桩的施工

6.3.10 在钻头锥顶和提升钢丝绳之间应设置保证钻头自动转向的装置。
6.3.11 冲孔桩孔口护筒，其内径应大于钻头直径200mm，护筒应按本规范第6.3.5条设置。
6.3.12 泥浆的制备、使用和处理应符合本规范第6.3.1～6.3.3条的规定。
6.3.13 冲击成孔质量控制应符合下列规定：
    1. 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；
    2. 在各种不同的土层、岩层中成孔时，可按照表6.3.13的操作要点进行；
    3. 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；
    4. 当遇到孤石时，可预爆或采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；
    5. 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；
    6. 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；
    7. 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。

表6.3.13 冲击成孔操作要点

6.3.14 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。

6.3.15 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。
6.3.16 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。
6.3.17 清孔宜按下列规定进行：
    1. 不易塌孔的桩孔，可采用空气吸泥清孔；
    2. 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按本规范第6.3.1条执行；
    3. 清孔时，孔内泥浆面应符合本规范第6.3.2条的规定；
    4. 灌注混凝土前，孔底沉渣允许厚度应符合本规范第6.3.9条的规定。

Ⅳ 旋挖成孔灌注桩的施工

6.3.18 旋挖钻成孔灌注桩应根据不同的地层情况及地下水位埋深，采用干作业成孔和泥浆护壁成孔工艺，干作业成孔工艺可按本规范第6.6节执行。
6.3.19 泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池(箱)，在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆相对密度，掺入锯末、增黏剂提高泥浆黏度等维持孔壁稳定的措施。
6.3.20 泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台套钻机的泥浆储备量不应少于单桩体积。
6.3.21 旋挖钻机施工时，应保证机械稳定、安全作业，必要时可在场地辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层(路基板)。
6.3.22 每根桩均应安设钢护筒，护筒应满足本规范第6.3.5条的规定。
6.3.23 成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并应清除钻斗上的渣土。
6.3.24 旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变。
6.3.25 钻孔达到设计深度时，应采用清孔钻头进行清孔，并应满足本规范第6.3.2条和第6.3.3条要求。孔底沉渣厚度控制指标应符合本规范第6.3.9条规定。

Ⅴ 水下混凝土的灌注

6.3.26 钢筋笼吊装完毕后，应安置导管或气泵管二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深，沉渣厚度等检验，合格后应立即灌注混凝土。
6.3.27 水下灌注的混凝土应符合下列规定：
    1. 水下灌注混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；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)；
    2. 水下灌注混凝土的含砂率宜为40％～50％，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm；并应满足本规范第6.2.6条的要求；
    3. 水下灌注混凝土宜掺外加剂。
6.3.28 导管的构造和使用应符合下列规定：
    1. 导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm,直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度可视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜采用双螺纹方扣快速接头；
    2.. 导管使用前应试拼装、试压，试水压力可取为0.6～1.0MPa；
    3. 每次灌注后应对导管内外进行清洗。
6.3.29 使用的隔水栓应有良好的隔水性能，并应保证顺利排出；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。
6.3.30 灌注水下混凝土的质量控制应满足下列要求：
    1. 开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm；
    2. 应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m；
    3. 导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录；
    4. 灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案；
    5. 应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

条文说明

6.3.2 清孔后要求测定的泥浆指标有三项，即相对密度、含砂率和黏度。它们是影响棍凝土灌注质量的主要指标。
6.3.9 灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标规定，对端承型桩不应大于50mm；对摩擦型桩不应大于100mm。首先这是多年灌注桩的施工经验；其二，近年对于桩底不同沉渣厚度的试桩结果表明，沉渣厚度大小不仅影响端阻力的发挥，而且也影响侧阻力的发挥值。这是近年来灌注桩承载性状的重要发现之一，故对原规范关于摩擦桩沉渣厚度≤300mm作修订。
6.3.18～6.3.24 旋挖钻机重量较大、机架较高、设备较昂贵，保证其安全作业很重要。强调其作业的注意事项，这是总结近几年的施工经验后得出的。
6.3.25 旋挖钻机成孔，孔底沉渣(虚土)厚度较难控制，日前积累的工程经验表明，采用旋挖钻机成孔时，应采用清孔钻头进行清渣清孔，并采用桩端后注浆工艺保证桩端承载力。
6.3.27 细骨料宜选用中粗砂，是根据全国多数地区的使用经验和条件制订，少数地区若无中粗砂而选用其他砂，可通过试验进行选定，也可用合格的石屑代替。
6.3.30 条文中规定了最小的埋管深度宜为2～6m，是为了防止导管拔出混凝土面造成断桩事故，但埋管也不宜太深，以免造成埋管事故。