第30卷 第9期 岩 土 工 程 学 报 Vol.30 No.9 2008年 9月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Sept., 2008 钻孔灌注桩护壁泥浆对桩基承载性能的影响
吴 鹏1，龚维明2，任伟新1，游庆仲3
（1.中南大学土建学院，湖南 长沙 410075；2.东南大学土木工程学院，江苏 南京 210096；3.苏通大桥建设指挥部，江苏 南通 226010）
摘 要：为了解钻孔灌注桩护壁泥浆对桩基承载性能的影响，分析了钻孔灌注桩护壁泥浆的功能以及对桩基承载性能影响的机理。通过对国内某大型公路桥梁大量的桩基静载试验结果分析，可以得出结论：护壁泥浆质量的好坏将直接影响到桩端沉渣厚度和桩侧泥皮厚度，进而影响桩基承载性能，因此在计算分析时需要通过合适的方式考虑。最后，总结了优质泥浆的配置原则、配置方法、泥浆施工管理和安排等经验。
关键词：钻孔灌注桩；护壁泥浆；桩端沉渣；桩侧泥皮
中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2008)09–1327–06
作者简介：吴 鹏(1980–)，男，湖南衡阳人，博士后，主要从事基础工程方面的研究。E-mail: wupeng008@https://www.doczj.com/doc/019978921.html,。
Effect of slurry on bearing performance of bored piles
WU Peng1, GONG Wei-ming2, REN Wei-xing1, YOU Qing-zhong3
(1. School of Civil Engineering and Architecture, Central South University, Changsha 410075, China; 2. College of Civil Engineering,
Southeast University, Nanjing 210096, China; 3. Construction Headquarters of Sutong Bridge, Nantong 226010, China) Abstract: In order to study the effect of slurry on the bearing performance of bored piles, the function and the effect mechanism of slurry were analyzed. Through the analysis on the static load test results of piles of a bridge, some conclusions could be drawn: the quality of slurry would have direct effect on the thickness of settled materials of pile tip and the thickness of slurry skin on piles, and further would have great effect on the bearing performance of bored piles. So the quality of slurry should be in cluded into the bearing performance analysis model of bored piles. Finally, the experiences in principles and methods of preparation, management and arrangement of construction of fine quality slurry were summerized.
Key words: bored pile; slurry; bottom sediment; slurry skin on piles
0 前 言
钻孔灌注桩是目前广泛应用的一大类桩型，尤其是在公路交通的建设过程中应用甚广，其能适用于各种土层条件，能制成较大直径和各种长度，能满足不同承载力的要求。通常情况下，对影响钻孔灌注桩的承载性能的因素，人们更多地关注地质情况，而施工因素则常常被忽略。
钻孔灌注桩在钻孔过程中需要用泥浆护壁。理论研究以及工程实践[1-3]均表明护壁泥浆质量的好坏将在很大程度上直接影响到桩基承载性能。因此，展开对钻孔灌注桩护壁泥浆影响桩基承载性能的研究非常重要。但是，虽然泥浆质量对钻孔灌注桩承载性能有着重要的影响已经得到学术界和工程界的普遍认同，但是，由于其较为复杂，研究难度大，缺乏针对性试验，目前为止，有关泥浆质量对桩基承载性能方面的研究较为少见，研究水平也较低，泥浆质量的好坏也还完全处于经验阶段。各工程采用的泥浆也不一样，有普通泥浆、特种泥浆[4]和咸水（海水）制备泥浆[5]等。
1 护壁泥浆影响灌注桩承载性能机理
钻孔泥浆是由水、膨润土（或黏土）和添加剂等所组成的混和浆体。在钻孔桩施工过程中，泥浆循环时，利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，使泥浆能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁和防止坍塌，同时稳定孔内水位。同时，泥浆还具有能带出岩土碎屑、冷却和润滑钻头的作用。因此，无论在成孔阶段还是灌注阶段，都对成桩质量有着重要的影响，从而较大程度上影响桩基承载性能。
1.1 对桩端承载力的影响机理
泥浆的一个重要的作用就是桩底清孔，其目的就是为了防止砂粒在孔中沉淀超过设计规定的厚度。如
───────
基金项目：国家自然科学基金项目（50708115）；中国博士后科学基金项目（20070410308）；中南大学博士后科学基金项目
收稿日期：2007–10–15
1328 岩 土 工 程 学 报 2008年
表1 试桩基本情况表 Table 1 Basic data of test piles
项目
序号
原编号
钻孔号 桩端土层/m 桩底标高/m 桩顶标高/m 桩长L /m 桩径d /m
长细比
(L /d )
ξ
泥浆类型 泥浆密度/(g ·cm -3)沉渣
厚度
/cm
清孔
次数
#1 Ⅰ-N1 NSZ1 粉砂 -73.8 +2.2 76 1.0 76.0 0.75 1.38 17 二次
#2 Ⅰ-N2 NSZ1 粉砂 -73.8 +2.2 76 1.0 76.0 0.81 1.32 19 二次#3 Ⅰ-N3 NSZ2 粉砂 -73.8 +2.2 76 1.8 42.2 0.90(差)
膨润土＋碱
1.32 18 二次
#4 Ⅰ-S1 SSZ1 粉砂 -80.1 +3.9 84 1.5 56.0 0.98 1.25 16 二次#5 Ⅰ-S3 SSZ2 粉砂 -65.8 +3.2 69 1.5 46.0 1.06 1.30 18 二次#6 Ⅱ-S4 ZK2 粉砂 -121.0 +4.0 125 2.5 50.0 1.11
(中)
膨润土＋ C.M.C 1.15 10 二次#7 Ⅲ-CS5 STSZ1 粉砂 -121.0 +5.0
(-9.7)
126 2.5 50.4 1.45
1.08 0 一次#8 Ⅳ-N1 XK205 粉砂 -56.5 +
2.4 58.9 1.2 49.1 1.46 1.06 0 一次#
9
Ⅳ-N4 XK210 粉砂
-63.5
+0.1 63.6 1.5 42.4 1.27
(优) 膨润土＋ P.H.P
1.10 0 一次
注：表中ξ为承载力提高系数，即试验极限承载力与计算极限承载力之比值。
果泥浆不能将孔中的钻渣清理干净，孔底就会有过多
的沉淀，形成软垫层，这样必然降低桩端承载力，增加沉降，尤其是降低加载初期桩的刚度。 1.2 对桩侧承载力的影响机理
泥浆在循环的过程中，泥浆中的自由水不断向孔壁渗透，同时泥浆中的土颗粒不断黏附在孔壁表面上，形成一层比较柔韧的黏土膜，抵抗冲刷介质对孔壁的冲刷，起到稳定孔壁、防止坍塌的作用，随着钻孔的加深和循环时间的延长，泥皮也在不断地加厚。泥皮具有渗透能力差、止水性好、抗剪强度低的特点。其影响了混凝土与桩侧土的直接结合，从而降低了混凝土灌注桩的桩侧摩阻力，泥皮愈厚，降低程度越大[6]。 1.3 对桩身自身强度的影响机理
在混凝土灌注阶段，性能不好的泥浆的液柱静切力对混凝土面上升起阻碍作用，容易造成混浆，即桩身混凝土中夹杂泥浆，从而影响桩身混凝土强度。
2 护壁泥浆对灌注桩承载性能影响试
验
国内某大型公路桥梁为了验证桩基设计参数和施工工艺，共进行了四期单桩静载试验，试桩基本情况如表1所示。这四期试验桩施工时采用了不同的泥浆。
Ⅰ期试桩 采用普通膨润土加碱泥浆。由于循环系统中缺乏高效除砂器和泥浆池容积过小造成清孔时泥浆密度γ居高不下（大于1.3 g/cm 3），检测中发现桩底沉渣17～19 cm 厚。在吊装钢筋笼灌注水下混凝土前，还必须进行第二次清孔。实测承载力提高系数ξ小于1，实测钻孔桩承载力低于设计值10%～25%。
II 期试桩 在膨润土和碱中加入CMC 控制黏度并安置除砂机，由于泥浆池总体积远小于500 m 3，清
孔时间不长，所以清孔后的泥浆密度γ仍在1.2 g/cm 3左右。如图1所示，清孔后桩底沉渣厚度随时间的增长而不断增厚。因此在水下混凝土浇筑前还必须用空气吸泥机进行第二次清孔。II 期试桩实际测承载力提高系数ξ在1左右，说明成桩工艺水平基本达到设计要求。
图1 清孔后桩底沉渣厚度与时间曲线
Fig. 1 Relationship between thickness of bottom sediment and
time after hole scouring
III 期试桩 在总结II 期试桩泥浆工艺基础上，减少膨润土用量，以高效增黏剂“PHP ”来提高黏度。另外增加清孔时间，将清孔泥浆密度ρ降至1.10 g/cm 3左右，由此百米深桩的桩底沉渣极少，实测承载力提高系数ξ＝1.20～1.40，即成孔和成桩工艺水平超过设计要求。
IV 期试桩 为了全面完整系统地掌握钻孔泥浆技术，在北岸B1标增补第Ⅳ期试桩。力争消除百米深桩清孔后桩底沉渣。结果在2桩工艺孔实验中取得了连续六天桩底沉渣无变化，实现“零沉渣”的优异成绩。如表1所示。第Ⅳ期试桩采用“专用PHP 泥浆”标准后，实测承载力提高系数ξ＝1.27～1.46。
从表1可以看出，采用膨润土＋碱泥浆，质量不良，泥皮厚，清孔后密度大于1.3 g/cm 3，桩端沉渣17～19 cm ，成孔工艺质量差，使试压荷载比规范值低
第9期 吴 鹏，等. 钻孔灌注桩护壁泥浆对桩基承载性能的影响
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10%～25%左右。膨润土＋CMC 钻孔泥浆一般清孔后密度大于1.2 g/cm 3，桩端沉渣10～16 cm ，成孔工艺质量一般，试压荷载达到设计值。采用膨润土＋PHP 专用泥浆和完善循环系统，清孔后泥浆密度小于1.10 g/cm 3，桩端无沉渣，试压荷载超过规范值。
3 护壁泥浆对灌注桩承载性能影响的
试验结果
虽然本次试验四期试桩的目的是为了揭示场地土的承载性能，并验证灌注桩施工工艺的可靠性而进行的综合性试验，没有具体针对泥浆的具体性试验。但是，#6和#7试桩、#5和#9试桩的地质情况和施工工艺类似，只是使用的泥浆不同，有一定的参考意义，分别讨论如下。
3.1 对桩端承载力的影响
从表1可以看出，#5试桩与#9试桩、#6试桩与#7两组试桩的地质情况分别类似，几何特征也分别接近，其不同点在于使用的泥浆不一样。
而从表1、图2和图3均可以看出，使用优质“专用PHP 泥浆”后，桩端沉渣减小，桩端阻力明显提高，沉降减小，尤其是在加载初期的刚度就较大。
图2 #5试桩与#9试桩桩端应力–位移曲线
Fig. 2 Relationship between stress and displacement of pile tip for
test piles #
5 and #
9
图3 #6试桩与#7试桩桩端应力–位移曲线
Fig. 3 Relationship between stress and displacement of pile tip for
test piles #
6 and #
7
3.2 对桩侧极限摩阻力的影响
桩侧土极限摩阻力τmax 值的大小，泥浆因素的影响主要决定于孔壁泥皮厚度。在孔内钻进时回孔泥浆
质量好坏是影响泥皮厚度K 的关键。公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）中所表明的泥浆性能：黏度18～20 s ，相应胶体率≥95%，失水量≤（ml/30 min ）和泥皮厚度t ≤3 mm 等指标，对于大直径桩均偏低，不能满足高质量钻孔桩的要求。国外某规范对钻孔灌注桩泥浆性能指标如下：黏度（T ）高（黏土页岩≤21 s ；粉细砂≤27秒；粗砂砂砾≤35秒），失水量（B ）小（≤10 ml/30min ），泥皮（K ）薄（≤1 mm/30min ），从护筒下开始钻进至桩水下混凝土浇筑结束，在三天（72 h ）以内为宜，否则孔壁泥皮会随时间而变厚，降低桩侧极限摩阻力τmax 值。
从图4和图5可以看出，采用优质泥浆后，桩侧平均阻力明显提高。
图4 #5试桩与#9试桩桩侧平均应力–桩顶位移曲线 Fig. 4 Relationship between average stress of pile side and
displacement of pile head for test piles #
5 and #
9
图5 #6试桩与#7试桩桩侧平均应力–桩顶位移曲线 Fig. 5 Relationship between average lateral stress of pile and
displacement of pile head for test pile #
6 and #
7
3.3 对整桩承载力的影响
从表1可以看出，最差泥浆的桩极限承载力比计算值低25%，最好泥浆的桩极限承载力比计算值高30%～40%，两者绝对为计算值的60%，这充分说明对于超长桩而言，钻孔泥浆质量是影响单桩承载力的一个重要因素。
4 护壁泥浆的配置经验总结
4.1 目标和原则
（1）既要保护孔壁，防止坍塌，又要不使泥浆密
1330 岩土工程学报 2008年
度过大，易沉淀并增加泥皮厚度。
（2）既能悬浮钻渣，又要使钻渣在泥浆池中循环时迅速下沉。
（3）既能有利施工，又能尽可能减少对承载性能的不利影响。
因此，需要根据具体的工程实际情况、地质情况以及施工要求，合理控制不同土层中泥浆的性能指标。
4.2 泥浆的配置方法
钻孔泥浆的主要性能有泥浆密度、黏度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度和塑性指数等。泥浆的性能指标是钻孔灌注桩施工的重要工艺指标，每一个性能指标的变化都直接影响到机械钻速、孔壁稳定、孔内净化、钻头寿命和预防孔内事故等一系列的成孔工艺问题，直接影响孔深、孔径、垂直度、泥皮厚度和孔底沉渣厚度等，特别对超长大直径钻影响更显著。要充分发挥泥浆的作用，其性能指标的选取非常重要。
在泥浆性能指标中最主要的是密度指标。泥浆密度的大小决定于泥浆中固相物质的含量和固相的密度。而要保证灌注桩成孔过程中不塌孔，应要求泥浆具有适宜的密度。如果泥浆密度过大，虽能维持钻孔和地层间压力的平衡，维护孔壁的稳定,加大悬浮钻碴的能力，但同时也会造成泥浆中无用固相含量较多，附着在孔壁的泥皮过厚，而且泥皮疏松，韧性较低，不但会使钻孔缩径，而且会引起孔壁水化崩塌，导致泥皮脱落，致使孔内不能净化，造成清孔困难。有时还会使泥浆泵产生堵塞，使砼的置换产生困难。况且，泥浆中无用固相含量过高时，也会拖曳钻头的钻进，使得岩屑颗粒重复破碎，导致机械钻速下降，同时对管材、钻头、水泵、叶轮等会产生较大的磨损，降低其使用寿命。如果泥浆密度过小，泥浆护壁就容易失去阻挡孔壁土体坍塌的作用，造成坍孔，也会使清孔困难。
该工程通过Ⅳ期试桩，提出在8个不同施工过程中所采用的不同性能指标，成为该工程的“专用PHP 泥浆”标准，如表2所示。其中最为重要的是：（1）控制基浆的密度γ＜1.03 g/cm3的关键是膨润土要充分膨化。1吨要造8～12 m3泥浆（黏度不高才能实现）。必须特别强调的是膨润土泥浆要静止24 h 以后才能使用，这样黏度又会提高。
（2）钻孔泥浆黏度不足主要依靠回流泥浆中加入浓PHP鲜浆来实现。
（3）在循环净化装置中补足新钻进所需泥浆，一定要用淡基浆注入钻机出口管来淡化泥浆使PHP 含量降低，泥浆黏度也下降，发生絮凝现象的加速沉
表2 专用“PHP泥浆”不同阶段指标
Table 2 Indices of “PHP slurry” during different processes
性能指标
①淡基浆
(膨润土＋碱)
②浓鲜浆
(①＋PHP)
③钻进
(⑤＋钻屑)
④循环净化
(③＋①)
⑤回流
(④＋②)
⑥清孔
(⑤＋①)
⑦返浆
(⑥＋水下混
凝土)
⑧弃用
(⑦)
密度ρ/(g·cm-3) ＜1.03 ＜1.04 ＜1.30 ＜1.10 ＜1.08 ＞1.3黏度T/(P a·S) 19～20 26～35 25～28 24～26 22～24 ＞42 含砂率π/% ＜0.30 ＜0.30 ＜4 ＜1.0 ＜0.3 ＞10 胶体率G/% ＞98 100 96 ＞98 100 ＜90
失水率B/(ml·30
min-1)
15 ＜10 ＜18 ＜15 ＜10 ＞25
泥皮厚度K
/(ml·30 min-1)
1.5 ≤1 2 1.5 ≤1 ＞5
酸碱度(PH) 9～10 10～12 9～10 9～10 8～10
＜7 ＞14
静切力Q/P a2～4 4～6 3～5
在钻机水笼
头出口处，注
入①淡基浆
降低黏度，发
生絮凝。
3～5 3～5
在水下混凝
土灌注中将
清孔后的泥
浆顶升，泵吸
返回循环池
回收，孔内与
水泥浆混合
部分弃用。
＜1
⑨说明
①润土基浆可
少量掺用CMC
改善性能。②须
静置24 h，使膨
润土颗粒充分
膨化才能使用。
①PHP专用于
提高黏度。
②用专门的制
浆及储存设备
存放
钻进中水笼
头出口泥浆
含沙量过高
可以降低钻
进速度。泥浆
黏度不够在
回流泥浆中
加②浓鲜浆
—
循环池出口
处再加鲜浆
来调整回流
泥浆黏度。
清孔后用正
循环法在桩
底注入5 m
高②新浆作
隔离层。
—
在循环
池中清
除固相
沉渣。
第9期 吴 鹏，等. 钻孔灌注桩护壁泥浆对桩基承载性能的影响
1331
图6 泥浆循环系统示意图 Fig. 6 Circling system of slurry
凝，以利于降低泥浆中含砂率。其控制标准如表2所示。 4.3 优质泥浆的特点
（1）触变性好
配制成功合格的PHP 泥浆呈嫩白色。由于黏度较大在静止状态时呈冻胶状。当钻头旋转泥浆流动时，又改变了泥浆结构，触变成黏度小的泥浆增加流动性，从而减少了钻头阻力。泥浆从流动到静止时，其黏度又能恢复增大产生悬浮作用，阻止钻屑下沉。PHP 泥浆这种触变性能是其他泥浆所没有的，它同时满足了钻进时阻力少和静止时稳定性好的两项要求。
（2）密度轻，低固相
由于使用造浆能力最强的土–膨润土做原料，故制造的泥浆含砂率极低（0～0.3%），即几乎全部土颗粒陡变成胶体，没有废余料（1 t 膨润土可造10～15 m 3泥浆）。这是普通黏土所做不到的。膨润土的原浆密度小（1.02～1.04 g/cm 3），故能携带的钻屑就多，固相（低密度黏土和钻屑）的含砂率可由2%提升到4%。另外由于泥浆密度轻，对钻头阻力就小，故能提高钻进速度，减少钻机内部各种零件的磨损。
（3）黏度高
原因是使用特效增黏剂――聚丙烯酰胺（PHP ），而不是通常所用膨润土，它的掺用量是泥浆十万分之三，而羟基纤维素（CMC ）掺量是泥浆的千万分之一，两者相差30倍，由此减少了掺料的总重量和工作量。PHP 泥浆单价虽高，但总价却低。PHP 泥浆黏度高，相应要求胶体率大（100%），这样PHP 泥浆胶体在粉细砂粗砂砾石的孔隙土中形成一层化学膜，封闭孔壁保持稳定，不易塌孔。这和冲击钻用黏土形成的厚泥皮（物理膜）有本质上不同。
（4）泥皮薄
PHP 泥浆的重要指标是泥皮厚度K ≤1 mm ，这是
其他泥浆所做不到的。愈薄则桩水下砼与桩侧土壤接
触面的夹层愈小，使桩侧土壤极限摩阻力τmax 愈大。应当注意在钻进时由于需要携带了很多钻屑，提高了黏度的同时也使孔壁泥皮加厚，所以在清孔时应将孔内泥浆的黏度调低，即注入表2中①淡基浆，有条件时应将全孔泥浆置换。特别应当提出清孔后吊装钢筋笼之前，在孔内还要用Φ4 cm 水管伸入孔内，压注稀泥浆进行低流量的小循环防止孔内泥皮厚度的增长而影响承载力。
（5）失水量小
泥浆在钻井中有水渗入孔壁的现象叫失水。失水是指一个大气压差30 min 从泥浆里渗出的体积（mL ）。泥皮厚度与泥浆过滤失水率成正比。为了不增大泥皮厚度就必须尽量减少失水量，所以在清孔过程中调整失水量小于10是确保成孔质量的关键。
（6）不分散
系指泥浆中黏土颗粒不向1 μm 方向发展被控制在1～30 μm 范围内的特性。钻进中钻屑混在泥浆中，通过钻杆的水龙头进入到沉淀池前，在泥浆管扩大处要加入淡膨润土基浆，使PHP 在泥浆中的浓度降至20%～40%发生絮凝作用。这样淤泥类细颗粒钻屑就能进一步变成较大的颗粒沉淀，容易被机械除砂装置清除。PHP 泥浆这种保留优质的造浆黏土，絮凝除去劣质钻屑的特殊功能十分有利于泥浆循环、净化。
（7）环保好
PHP 泥浆废料pH=8，无毒、无害，对农作物生长不影响，对环境污染减少到最低程度，被誉为“工农泥浆”。
4.4 泥浆的施工管理
除了泥浆配合质量的控制以外，泥浆的循环控制系统的合理安排也是十分重要的[7-8]。
1332 岩土工程学报 2008年
要实现上述PHP优质泥浆的施工，须采用“工厂化生产模式”，即集中制浆，拥有大体积泥浆池，设备完善的除砂循环和回收系统。泥浆循环系统由基浆池、除砂器、除泥器、沉淀池、运渣设备、维浆池及回收池等几大部分组成，如图6所示。具体工序包括泥浆循环系统的布置、泥浆配制、泥浆循环、泥浆净化、泥浆的回收等。这些前期投入较大，但其回报也是巨大的，可提高钻孔速度约20%左右，泥浆回收率可达30%～40%，桩承载力增大20%左右，并且在施工中不塌孔，泥皮薄，质量上乘，桩底无沉渣，不需二次清孔。
4 结 论
（1）钻孔灌注桩施工过程中泥浆质量对单桩承载性能有较大的影响。其表现形式主要是桩端沉渣厚度影响桩端承载力，桩侧泥皮厚度影响桩侧摩阻力。因此，提高泥浆质量，改善其性能指标，合理安排泥浆循环系统，减少桩端沉渣和桩侧泥皮厚度对钻孔灌注桩的承载性能非常重要。
（2）对于钻孔灌注桩，其极限承载力的计算应分别考虑桩侧、桩端的泥浆影响系数。
致谢：本文的完成得到了苏通大桥建设指挥部的支持，在此，对他们表示衷心的感谢！
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钻孔灌注桩的泥浆性能指标 泥浆的制备和清孔是确保钻子L桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：粘度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行．配合比设计。 在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是重要因素。泥浆质量差，其后果是： 1.形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，易产生塌孔或缩颈。 2.泥浆稠度大，比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差，厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。 3.稠浆在钢筋笼上沉积粘附，导致钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。因此在施工中必须按规范要求严格控制泥浆的质量。 泥浆的制备和清孔：2.1 选择合适钻孔机具。1号桥地质条件主要由细中砂、中砂组成，因而首选正循环回转钻机为钻孔机具(二台)，由于客观条件限制，又选用了二台冲击钻机为钻孔机具。用正循环回转钻机施工，一般2-3天就能打好一根桩，而使用冲击钻机施工则需十天左右才能打好一根桩。而且用正循环回转钻机施工，下好钢筋笼后，还可再一次清孔，沉渣厚度都能控制在10cm之内。经实践证明，正循环回转钻机最适合作为砂土地质条件的钻孔施工。 2.2 建立测量复核制度。对已放样桩位及时复核，复核护筒位置，安装好钻机，再复核一次，确保桩位正确。正是建立了测量复核制度，1号桥桩位没有出现偏差现象。 2.3 泥浆制备和泥浆性能指标的控制。泥浆是粘土与水的拌和物，由于泥浆的静水压力比水大，可在井孔壁上形成一层泥皮，阻隔孔外渗流，保护孔壁免于坍塌，泥浆还起了浮悬钻渣的作用，使钻进作业正常进行，因而要根据地质条件做好泥浆配合比。1号桥施工时，用黄土制浆，配合比为水：黄土∶纯碱＝100∶38∶0.25。由于该桥位主要地质条
泥浆护壁成孔灌注桩施工方案泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程： 挖沉浆池、排浆沟——泥浆循环清渣 泥浆护壁成孔灌注桩施工时先在施工现场测量放线空桩位，修筑泥浆池、安装桩架和导管架等。 一、埋设护筒 护筒是3－5mm厚钢板制成的圆筒，护筒内经应大于钻头直径，采用回钻时，宜大100mm。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒中心线应与桩位中心线重合，偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，以防漏水，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1m以上。护筒的作用是固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔内，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。 二、成孔 严格按照设计尺寸和施工验收规范进行操作，孔径按设计尺寸、孔底为中风化页岩下1m。 三、安放钢筋笼 成孔达到设计要求后，制作安放钢筋笼，钢筋笼上头比地梁上面低50mm，钢筋笼下头比孔底高50mm，在钢筋笼外边绑好护层垫块。 四、清孔 安放钢筋笼后，则应立即清孔，即清除孔底沉碴、淤泥，以减少桩
基础的沉降量。清孔宜在钢筋笼下放后进行，否则下放钢筋笼时会将孔壁土层刮落，影响清孔效果。清孔起到孔口出清水为止。清孔后，泥浆比重为1.1左右为清孔合格。该法可用于原土造浆的粘土以及制浆的石类和风化岩土层中清孔。 置换法是由新搅拌的泥浆置换孔底泥浆，即用泥浆循环方法清孔。清孔后，泥浆比重应控制在1.15－1.25之间，泥浆取样应选在距孔底0.2－0.5m处，置换法适用于孔壁土质较差的软土、砂土以及粘土中清孔。 清孔是否彻底对泥浆护壁成孔灌注桩的承载力和沉降量影响较大，施工时应严格控制。清孔后，沉渣允许厚度不得大于100mm。 五、浇筑水下混凝土 泥浆护壁成孔灌注桩混凝土的浇筑是在泥浆中进行，故为水下混凝土浇筑。水下混凝土的施工配合比应较设计强度等级提高一级，砼设计强度为C20，实际按C25配制。骨料粒径不宜大于30mm，且不宜大于钢筋最小径距的1/3。采用水泥标号不低于325号，混凝土要有良好的游动性，塌落度宜为16－22cm。混凝土浇筑应在钢筋笼下放到桩孔内后接着浇筑砼，最长时间不能超过2小时之内进行，以防止在钢筋表面形成过厚的泥皮，影响钢筋与混凝土之间的粘结强度。 本工程水下浇筑混凝土采用导管法。但第一节底管长度应≥4m，要求接头严密，不漏浆、不进水。导管顶部设有漏斗。整个个导管安置在起重设备上，可以升降和拔管后水平移动。采用导管可以防止混凝土中水泥浆被水带走，又可防止泥浆进入混凝土内形成较弱夹层，保证混凝土的官实性和强度，又可减轻混凝土自由下落所造成的离析现象。 采用导管法浇筑混凝土时，先将安装好的导管吊入桩孔内，导管顶部高于泥浆面3－4m，导管底部距桩孔底部0.3－0.5m。浇筑时，先在导管内灌入混凝土，其数量应保护混凝土第一次浇注时，导管底端能埋
金沙碧桂园II标段桩基工程 旋挖钻孔灌注桩 泥浆处理施工方案 编制： 审核： 审批： 贵州聚黔建设工程有限公司 二0一八年五月
目录 第一章工程概况 (1) 第二章泥浆处理方案 (2) 第三章安全文明施工保证措施艺 (3)
第一章工程概况： 一、工程名称：金沙碧桂园II标段桩基工程 二、工程地点：金沙县经济开发区 三、建设单位：金沙碧桂园物业发展有限公司 四、设计单位：广东博意建筑设计院有限公司 五、勘察单位：贵阳建筑勘察设计院有限公司 五、监理单位：贵州鑫晟达建设工程项目管理有限公司 六、施工单位：贵州聚黔建设工程有限公司 七、工程概况：金沙碧桂园II标段项目位于金沙县县城经开区，东侧紧邻黄山大道距金沙经开区客运站600m，南侧紧邻黄河大道距杭瑞高速金沙收费站 700m，东侧距金沙县第二职业技术高级中学1.6km，交通便利。该项目占地面积约30000m2，场地长约400米，宽约76米，拟建建筑物以高层为主。其中12#、13#、17#、18#、19#、20#、21#、22#楼为地下1层，地上18层；7#、16#楼为地下1层、地上16层，11#楼地下1层、地上17层，地下室为地下一层（7#楼、11#楼及附带地下室），结构类型为框架剪力墙结构或剪力墙结构，桩基础形式，建筑结构安全等级为二级。 根据地勘资料显示，场地所处地貌单元属溶、剥蚀、河谷阶地地貌区，场区整体位于河谷阶地及溶蚀残丘坡脚地段，整体为东高西低，地形坡度较缓，原始地面为荒地,表层存在临近场地堆填素填土，地面标高921.0-924.9m左右。场区上空无高压电线通过，场地周边也无重要建筑物及构筑物，周边无地下管线。场地工程环境条件简单。 根据区域水文资料，该场区位于溶蚀、侵蚀地段，地势较低洼，为地下水径流排泄区，根据场区地形地貌及地下水排泄条件，地下水迳流方向由东往西方向径流、排泄，最终汇入西侧支流-箐河内。场地岩溶水含水层受含水岩组地层岩性、构造发育的影响，基岩富水性强，属强透水岩组。根据场区地形地貌及地表水、地下水排泄条件，场区地下水水位较高，局部低洼地点已出露于地表，根据钻探期间对钻孔水位进行观察，场区水位标高为919.30～920.20m，场区为回
泥浆护壁成孔的关健 泥浆的配比和应用 从事过钻井工程的工程人事都能感受到，钻进液在整个钻进工程中扮演的是怎么样一个角色。它在地质工程勘察、石油天然气钻井、地下水等资源钻采、矿山钻掘工程、工程地质钻探、基础工程施工、地质灾害治理等领域中。对钻进过程钻进液所起到的作用可以归纳为：保护孔壁、平衡地层土压力、冷却润滑钻具、提供井底动力、液力碎岩、返送井底岩样等作用。 在基础工程、市政工程等通常都将粘土、水（或油）和少量处理剂混合而成，具有可调控性、比重和降失水性等性能，在相当多的情况下能够满足悬渣，稳定井壁、防止漏失、冷却润滑钻具的基本钻进需要，并且来源广泛，成本较低，配置实用方便的一种混合液体称之为泥浆。 根据不同的适用条件，可以把泥浆分为： 1.用于砂层、卵砾石层、破碎带等机械性分散底层的泥浆，简称松散地层泥浆； 2.用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的抑制性泥浆，简称水敏抑制性泥浆； 3.用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆，简称水溶抑制性泥浆； 4.用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆，简称硬岩钻进泥浆； 5.用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆； 6.用于超深井、地热井等高温条件下的抗高温泥浆。 下面就相对应的地层所使用的泥浆通常的使用泥浆所需要的性能以及常见的一些配比做具体的说明： 一、砂、砾层中使用的泥浆 在砂层、砾石、卵石以及破碎带地层中钻进，成孔的难度很大。这类地层称为机械松散性地层。由于颗粒间缺乏胶结，钻进时井壁很容易坍塌。 解决思路：增加井壁颗粒间的胶结力，粘性较大的泥浆适当渗入井壁地层中，可以明显增强砂、砾之间的胶结力，以此使井壁的稳定性增强。提高泥浆粘度，主要通过使用高分散性泥浆（细分散性）、增加泥浆中的粘土含量、加入有机或无机增粘剂等措施来实现。在这种地层中钻进所采用系分散性泥浆成功的工程实例还是很多的，下面就此类地层举出一下一些典型的配方实例： 1.Na-CMC(钠羧甲基纤维素)泥浆 这是一种最普通的提粘型泥浆，Na-CMC起进一步提粘和降失水作用。配方为：优质造浆粘土150～200g水1000ml，纯碱5～10g，Na-CMC6g左右。泥浆比重1.07～1.1粘度25～35s失水量小于12ml/30min，pH值约9.5。
钻孔灌注桩调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况采用不同性能指标，一般可参照规范选用。 1相对密度γx 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（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度γx。 若工地无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则γx=( m3－m1)/（m2－m1） 2粘度η 用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取2oomL 和5oomL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆7oomL均注入 漏斗，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间（s） ，即为所测泥浆的粘度。校正方法：漏斗中注入7oomL清水，流出5oomL，所需时间应是15s,其偏差如超过±1s ；测量泥浆粘度时应校正。 3静切力θ 工地可用浮筒切力计测定。量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，按净粘着的泥浆，用棒搅动筒内
泥浆后、静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa 4含砂率 工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆500mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率（有一种大型的含砂率计，内装9oomL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）。 5胶体率（%） 胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将100mL 泥浆倒人100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后、量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100－5=95 即95％。 6失水率（mL／3Omin） 用一张12cm*l2cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴人圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径（mm）,即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度（mm）即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm 。 7酸碱度 即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上,0.5s
泥浆护壁钻孔灌注桩原理 现阶段，建筑企业在进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工中，基本原理是什么呢？以下是泥浆护壁钻孔灌注桩基本内容如下： 钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。 泥浆护壁钻孔灌注桩原理基本概况： 钻孔灌注桩目前在沿海地基处理中应用十分广泛，但因属隐蔽工程，成桩后质量检查比较困难，且由于软土的特殊性质，经常会出现一些质量问题。根据本人的施工实践，对其中一些主要的质量通病进行剖析，并提出相应的防治措施，期望通过与同行们相互交流，达到提高施工水平的目的。 1．缩径 产生的原因 (1)清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。 (2)孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成砼桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。 防治措施
预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。 (1)使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。 (2)成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而不清泥，预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌，导致缩径的产生。 2．断桩 产生的原因 (1)砼拌和物发生离析使桩身中断。 (2)灌注中，发生堵塞导管又未能处理好；或灌注中发生导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而处理不良时，都会演变为桩身严重夹泥，砼桩身中断的严重事故。 (3)灌注时间过长，首批砼已初凝，而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混；或导管进水，未及时作良好处理，均会在两层砼中产生部分夹有泥浆渣土的截面。 防治措施 (1)导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满砼的重量；内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；导管最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘。 (2)导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验。 (3)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管拔空。
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程 泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程？以下带来关于泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程的相关流程，具体内容供以参考。 钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。泥浆护壁施工法冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。 (1)施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。 钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。 (2)钻孔机的安装与定位 安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。 为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑
轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。 (3)埋设护筒 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。 制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
泥浆护壁钻孔灌注桩 【1】基本规定 1、桩位放样允许偏差如下： （1）群桩：20mm； （2）单排桩：10mm。 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）当桩面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，灌注桩可护筒位置做中间验收。 3、桩顶标高至少比设计标高高出0.5m。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。 5、桩基工程的抽检数量不应小于总数的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】施工准备 1、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、进行测量基准交底、复测及验收工作。 3、施工用水、用电接至施工场区，并满足机械及成孔要求。 4、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。 5、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。
【3】工艺流程 泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工艺流程图。 【4】埋设护筒 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100mm，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1m；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、采用挖坑埋设法，护筒底部和四周回填黏性土并分层夯实。 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。 【5】护壁泥浆的调制和使用 1、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。 2、泥浆池的容量宜不小于桩体积的3倍。 3、混凝土灌注过程中，孔内泥浆应直排放废浆池，防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。 【6】钻孔施工 1、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。 2、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。 3、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
冲孔灌注桩泥浆处理方案(标 准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0913
冲孔灌注桩泥浆处理方案(标准版) 致：北京市市政工程设计研究总院有限公司 一、工程概况 南腊河跨大桥其中4号5号桥是景洪市勐腊县新城区主出口跨河人行道及车行道桥。2座共计冲孔灌注桩64根，合约1200余米，灌注混凝土约2000m?;按1:3比例，估算排放泥浆6000m?;。1号桥冲孔灌注桩32根，合约612米，灌注混凝土约1100m?;按1:3比例，估算排放泥浆3300m?;。3号桥冲孔灌注桩28根，合约590余米，灌注混凝土约900m?;按1:3比例，估算排放泥浆2700m?;。 二、工程地质特征 表层未粉性粘质土，褐黄色，软，硬塑。中部为泥岩（俗称风化料）属于次坚石，褐红色，硬，可塑性低。下部为强风化泥质粉砂岩。
三、水文地质特征 本工程地下水多为河床渗水及暗河支系。 四、泥浆处理方案 1.平面布置原则 经济性原则：充分利用工程所在区域现有地形加以改造，节约土地，减少临时工程的投入。 实用性原则：现场布置规划设计靠近施工点，实用方便不重复建设，确保各项设施的高效使用。 方便管理原则：便于施工管理，便于劳动力、机械设备和材料的调配，有利于减少施工干扰，有利于文明工地建设。 安全性原则：场地布置符合有关安全生产、劳动保护、防火、防洪等法律、法规要求，将方便安全措施的有效施行，有利于安全求助。 环保性原则：根据现场调查获得当地有关施工环境资料，结合当地环保部门要求，有利于环保和水土保持，尽可能减少对环境产生的不利影响。
钻孔灌注桩泥浆配制 灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。 钻孔灌注桩泥浆配制基本规定： （一）、泥浆原料粘质土的性能要求 一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50﹪的粘质土制浆，这类地质在我国分布不多，目前土质最好产地是辽宁、山东、河南省份为主。 当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2OH3（俗称碱粉或纯碱）、NaOH（氢氧化钠）或膨润土粉末以提高泥浆性能指标。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1﹪~0.4﹪。 （二）、泥浆膨润土的性能、用量和价格 1、钠基膨润土性能分析 钠基土可用在在机械铸造业，造纸业中，农业当中，因它本身具有优良的分散性和膨胀性，高造浆率，低失水率量及胶体性能和剪切稀释能力所以被广泛用在钻井工程当中。目前厂家销售价大约350元/吨左右。 2、钙基膨润土性能分析
钙基土的性能与钠基土等同，都具有优良的分散性和膨胀性，但它的造浆率略低于钠基土，低失水率量及胶体性能和剪切稀释能力所以也被广泛用在钻井工程当中。目前厂家销售价大约300元/吨左右。3．锂基膨润土性能分析 锂基膨润土是根据天然锂蒙脱石的结构性质改性合成的产品，状为含锂铝硅酸盐的白色固体粉状，遇水或乙醇、丙酮等极性溶剂中，形成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强，主要用于各种铸造涂料及多种陶瓷彩釉涂料中，用作基料的悬浮剂、触变剂。用于乳胶漆等日用化工中，用作悬乳体和膏体的触变剂、乳胶稳定剂、增稠剂，还可用作织物上浆料。 （三）、泥浆外加剂的掺量及作用 1、CMC（CarboxyMethylCelluose）全名羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，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﹪~0.1﹪。 2、FIC，又称铬铁木质素磺酸钠盐，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，掺入量为膨润土的0.1﹪~0.3﹪。 3、硝酸基腐殖碳酸钠（简称煤碱剂），其作用与FIC相似，它具有很强的吸附能力，在粘质土表面形成结构性溶剂水化膜，防止自由水渗透。降低失水量。使粘度增加，可使粘度不上升，具有部分稀释作用。煤
泥浆护壁成孔灌注桩常遇问题及其预防与处理 作者：邱成一 江西交通工程监理公司 桥涵桩基施工由于桩基施工属隐蔽工程，质量控制难以掌握，如在施工过程中出现一些问题而得不到及时处理，往往由问题升级成事故。对此应如何防患呢?现将桩基施工中常见问题及预防、处理措施罗列如下，以便和各位同仁进行交流，希冀提出宝贵意见。 一、坍孔(在成孔过程或成孔后孔壁坍塌) 产生原因 1、提升、下落钻头和下放钢筋骨架时碰撞孔壁； 2、护筒周围未用粘土填封紧密而漏水，或护筒埋设太浅 3、未及时向孔内添加泥浆，孔内泥浆面低于孔外水位，或孔内出现承压水降低了静水压力，或泥浆比重过小。 4、在流砂、软淤泥、破碎地层、松散砂层中进钻，进尺太快或停在一处空转时间太长，转速太快。 预防措施与处理方法：提升下落钻头和放钢筋骨架时保持垂直上下，护筒周围用粘土填封密实，并使其高于孔外水位；如遇流砂、松散土等，适当加大泥浆比重，不要使进尺过快或空转时间过长。轻度坍孔应加大泥浆比重并提高孔内水位；如严重坍孔，可用粘±泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。 二、钻孔偏移(倾斜，成孔后出现较大的垂直偏差) 产生原因： 1、机架不稳，钻杆导架不垂直；钻机磨损，部件松动或钻杆弯曲；接头不垂直； 2、土层软硬不匀； 3、在钻孔时，遇较大孤石或探头石，或基岩倾斜未经处理，或在粒径悬殊的砂卵石层中钻进，钻头所受阻力不匀。 预防措施与处理方法：安装钻机时，要对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备，如钻杆弯曲应及时调换，遇软硬土时应控制进尺采用低速钻进；钻孔偏斜过大时，应填入石子、粘土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升，往复扫孔纠正。如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时用低锤密击，把石块打碎，如基岩倾斜，应投入块石，使表面略平，用锤密打。 三、流砂(孔内大量冒砂将钻孔涌塞) 产生原因： 1、孔外水压力比孔内大，孔壁松散，使大量流砂涌塞桩底； 2、遇粉砂层时泥浆比重过小，孔壁未形成泥皮。 预防措施与处理方法： 使孔内水压高于孔外水压位置0．5米以上，适当加大泥浆比重；流砂严重时，可抛入碎砖、石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，使其成坚厚孔壁，阻止流砂涌入。 四、不进尺(在粘性土层钻进时，泥块报住钻头，难以钻进) 产生原因：， 1、钻头粘满土块(糊钻头)，排渣不畅，钻头周围堆积土块；
造成钻孔灌注桩质量问题的一个重要原因是泥浆在使用中出现问题。本文从泥浆使用现状、泥浆的作用、泥浆的制配、泥浆的正确使用等方面阐述了泥浆对钻孔灌注桩质量的影响和正确的施工方法。 关键词：钻孔灌注桩；质量；泥浆；作用 作为桥梁或其它结构物基础的钻孔灌注桩已得到广泛使用，并取得了很成功的经验。但是，当前钻孔灌注桩施工中出现的一些质量问题必须引起重视，其产生的原因，一是已经掌握钻孔桩施工技术的单位，或是思想麻痹，或简化施工工艺；二是随着交通建设市场不断开放和任务的不断增加，一些不具备施工资质，末掌握钻孔桩施工技术的小队伍也挤进钻孔桩施工的行列。造成钻孔桩质量问题的一个重要原因就是在泥浆使用上出现了问题，对泥浆的重要性认识不够，使用不当。因此有必要对钻孔灌注桩泥浆的作用进行再认识、再提高。 1 泥浆使用的现状 施工单位在钻孔灌注桩施工中，对泥浆制配使用等方面存在下列不规范行为： (1)选用的制浆粘土不规范，粘土的各项指针不尽合格； (2)没有建立一个正确的泥浆循环净化系统； (3)施工中采用孔口漫溢孔中泥浆，污染农田，堵塞河道，对泥浆未能回收利用，造成浪费； (4)对使用泥浆清孔排砂的概念不清，有些单位是以时间衡量清孔的好坏，对含砂率的标准则不以为然； (5)在成孔过程中，不注意泥浆指针与不同地层相适应的变化情况，不按规定经常测试泥浆的各种指针，盲目施工； (6)清孔结束后，不是检查孔底、孔中间的泥浆指针，而只是检查孔口泥浆指针，不能反映孔中砂率的真实情况，导致浇筑混凝土前沉淀过大，不得不重新清孔。 2 泥浆的作用 (1)泥浆有保护孔壁的作用 在钻孔桩施工中，只要按规定配制符合要求的泥浆，即使在细砂土的孔中，孔壁四周都应是相对光滑的。这是因为泥浆经过钻孔旋转搅动，在离心力的作用下，泥浆被摔落到孔周壁，形成3—5mm的护孔薄层，加之孔中水头作用，孔周壁土面基本得到封闭，土层中的地下水、承压水很难进入孔中。实践证明，较大比重的泥浆，护壁效果更佳，但也不是泥浆比重越大越好。 (2)泥浆的排渣作用 所谓钻孔，就是钻头搅动土壤，使之松动，从外界输人泥浆把渣土稀释，形成浓泥浆，排出孔外。这里的关键就是注入孔中泥浆比重、稠度、含砂率应符合规范要求和实际情况，只有这样才能排出孔中钻渣。我公司现施工的镇句路分离式立交桥18—20#墩底部有3m左右的砾石层，比较坚硬，进尺和排渣都很困难，一般的回旋冲击钻机很难钻下去，最后采用重型冲击锤，采用1．4~1．5g／cm3比重的粘土泥浆，终于这一层钻渣悬浮出孔。一般情况下，在粘土层钻孔泥浆比
第三节泥浆护壁成孔灌注桩 （一）回旋钻机挖成桩灌注桩施工工艺流程图。如图1。 （二）钻机安装就位：要求地耐力不小于100kPa,履盘座落的位置应平整，坡度不大于3°，避免因场地不平整，产生功率损失及倾斜位移，重心高还易引发安全事故。 （三）拴桩：桩位置确定后，用两根互相垂直的直线相交于桩点，并定出十字控制点，做好标识并妥加保护。 （四）对准桩位：首先调整回旋钻机的桅杆，使之处于铅垂状态，让钻斗或螺旋钻头对正桩位。 （五）埋设护筒：定出十字控制桩后，可采用钻机进行开孔钻进取土，钻至设计深度，进行护筒埋设，护筒宜采用10mm以上厚钢板制作，护筒直径应大于孔径200mm左右，护筒的长度应视地层情况合理选择。护筒顶部应高出地面200mm左右，周围用粘土填埋并夯实，护筒底应座落在稳定的土层上，中心偏差不得大于50mm。测量孔深的水准点，用水准仪将高程引至护筒顶部，并做好记录。
图1 （六）泥浆制作：采用现场泥浆搅拌机制作，宜先加水并计算体积，在搅拌下加入规定的膨润土，纯碱以溶液的方式在搅拌下徐徐加入，搅拌时间一般不少于3min，必要时还可加入其他外加剂如增粘降失水剂、重晶石粉增大泥浆比重，锯末、棉子等防止漏浆。制备泥浆的性能指标如下表。 制备泥浆性能指标 （七）回旋钻进成孔。 1 钻头着地，旋转，钻进。以钻具钻头自重和加压油缸的压力作为钻进压力，每一回次的钻进量应以深度仪表为参考，以说明书钻速、钻压扭矩为指导，进尺量适当，不多钻，也不少钻。钻多，辅助时间加长，钻少，回次进尺小，效率降低。 2 当钻斗内装满土、砂后，将其提升上来，注意地下水位变化情况，并灌注泥浆。 3 旋转钻机，将钻斗内的上卸出，用铲车及时运走，运至不影
旋挖钻孔灌注桩泥浆护壁成孔细则 一．旋挖钻机施工优缺点 1.旋挖桩机施工的优点 (1)施工速度快。由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内提升运至地面,无需将岩土搅碎靠泥浆返出孔外,平均每分钟进尺可达50cm左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6倍。 (2)施工精度比较高。施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电脑控制。 (3)噪声小。旋挖桩机施工的噪声主要来自机身发动机的声音,其余部件几乎没有摩擦声,特别适合在市区或居民区使用。 (4)有利于环保。旋挖桩机施工泥浆用量比较少,施工过程中泥浆的主要作用在于增加孔壁的稳定性, 甚至在土层稳定性比较好的区域可以使用清水代替泥浆钻孔施工,大大减少了泥浆的排放,对周围环境的影响比较小,同时节省了泥浆外运的成本。 (5)可自行行走,移机方便。只要场地承载力能满足旋挖桩机自重要求, 其本身靠履带可以自行移动，无需其他机械配合。 (6)机械化程度比较高。施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装,无需进行泥浆清渣处理等,可降低工人的劳动强度,同时节约人力资源。 (7)无需提供动力电源。目前市场上使用的旋挖桩机都采用机身柴油发
动机提供动力,对施工场地没有用电的情况下,尤其适用,同时也省去对电缆的拖运布设和防护,安全性相对比较高。 (8)同条件下,单桩承载力比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔,成孔后孔壁比较粗糙, 同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用,成桩后桩体与土体的结合程度比较高,相对而言单桩承载力要高。 (9)适用地层广泛。如果在旋挖桩机施工过程进行相应的技术控制,由于旋挖桩机配置钻头的多样性,旋挖桩机可以适用各种地层,在同一个桩施工过程可以全部由旋挖桩机完成,不需要选用其他机械配合成孔。 （10）易于管理。由于旋挖桩机自身特点,同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少,同时用电要求不高,从管理角度来讲,易于管理和节省管理成本。 2、旋挖桩机施工的缺点 (1)前期投入比较大。目前市场上国产旋挖桩机的售价在400万元左右,如果自购设备,一次性投入比较大。 (2)自重大,对场地要求比较严格。旋挖桩机工作状态自重一般在70t 左右,但其履带与地面接触面积约7.0m2,所以要求的地基承载力在100kPa左右,特别在填土地区,如果地表没有进行硬化或换填处理,地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑,否则采用旋挖桩机施工只移机就非常困难,严重浪费机械优势。 (3)孔壁护壁差。由于旋挖桩机钻进速度快,主要靠切土钻进,孔壁护壁
钻孔灌注桩泥浆原料的性能要求及泥浆各项指标的测定方法 一、泥浆原料的性能要求 1、粘质土的性能要求 一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。 当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其新跟你过指标不符合要求时，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、膨润土的性能和用量 膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力强、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。对粘质土底层，用量可降低到3%-5%。较差的膨润土用量为水的12%左右。 3、外加剂及其掺量 ⑴、CMC全名羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，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%。 ⑵、碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱。它的作用可是PH值增大到10。泥浆中PH值过小时，粘土颗粒难以分解，粘度降低，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粘土中，使孔壁表面软化，粘土之间凝聚力减弱，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，提高泥浆的交替率和稳定性，降低失水量。掺入量为膨润土的0.3%-0.5%。 ⑶、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，并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。 二、泥浆各项指标的测定方法 1、相对密度：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），读出游码左侧所示的刻度，即为泥浆的相对密度。 2、粘度：工地用标准漏斗粘度计测定。用两端开口两杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需的时间（秒），即为所测泥浆的粘度。 3、含砂率（%）：工地用含砂率计测定。把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处，加清水至标有“水”的刻线处，堵死管口并摇振。倾倒混合物于滤网中，丢弃通过滤网的液体，再加清水于测管中，摇振后再倒入测管中。反复之，直至测管内清洁为止。将漏斗套进滤筒，翻转过来，将漏斗插入测管中，用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内。待砂子沉淀后，读出砂子的百分含量。 清孔后的泥浆指标：相对密度1.03~1.10；粘度17~20Pa.s；含砂率<2%。
泥浆护壁钻孔灌注桩施工方案 一、工程概况 拟建工程位于长春市东部 二．工程工期 业主给定工程工期为月日——月日，共6 天。 三、工程要求 钻孔灌注桩是该工程的重点部份之一，在业主给定桩位后，必须按施工图及规范质量要求进行桩基础成孔施工。确保钻孔桩合格率达到１００％。 ３。１泥浆护壁桩施工及技术要求 ３。１。１泥浆制作及使用技术要求 １、钻孔泥浆采用粘性土与水混合造浆，其泥浆性能指标参考附表使用，如果是粘性土层，在钻进过程中，用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆，进行护壁。在泥浆浓度达不到技术要求时，可适当加入纯碱提高泥浆粘度，确保泥浆护壁作用。
2、施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0mm以上。 3、在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注混凝土。 4、废泥浆和钻渣的处理。本次施工采取把废泥浆中的土屑，粗粉杂质等钻渣清除后，重新利用，以降低工程成本。把无法利用的废泥浆和钻渣放入沉淀池中，进行自然脱水后运至指定弃土堆场。 3。1。2 护筒设置 1、护筒采用直径为1.8m钢筒，高2m.。 2、护筒埋设应准确、稳定。护筒中心应与桩位中心线重合。平面允许误差为25mm;坚直线倾斜不大于1%H。 3、护筒采用钻机埋设法。在挖掘过程中，如遇石头或其它障碍物，应及时通知甲方清除，以免延误工期，护筒底部和周围所填粘质土分层夯实。
4护筒埋设深度应根据设计要求或桩位的实际地质情况确定。护筒高度宜高出地面0.3m。 5、护筒连接处，要求筒内无突出物，应耐拉、压、不漏水。 6、如施工现场地表为粘性土，可不设护筒。 3。1。3 钻孔施工 3、1、3、1 开孔前，桩位由甲方准确定位放样，在护筒外设置定位桩，供检查孔位时用。 3、1、3、2 钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则及时处理。 3、1、3、3钻孔作业分班连续进行，填写的钻孔记录交接班时，应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求时应及时改正。经常注意地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中，并与地质剖面核对。 3、1、3、4 采取正循环钻进，开孔的孔位必须准确。开孔时慢速钻进，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进。 采取旋挖220——C型钻机钻机钻进时也应对准井位，方可钻进。 3、1、3、5 在钻孔排渣时，提钻头除土或固障停钻时，应保持孔内具有规定的水位，和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因固停钻，必须将钻头提出孔外。 3、1、3、6 旋挖钻机钻进时，确保钻孔的垂直度。 3、1、3、7 钻进过程中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆时，
泥浆护壁成孔的灌注桩施工工艺 钻孔灌注桩 ①、施工准备 场地平整：清除场地杂物，平整夯实，并做好泥浆沟池、沉淀池，备齐检测设备。 测量放线：根据控制桩以及钻孔桩桩位坐标，用全站仪准确放出桩位，并做好护桩。经监理工程师复查确认无误后安装钻机。 护筒埋设：护筒采用δ≥6mm钢板卷制，护筒直径分别为1.4m、1.8m，长度为2.5m。钢护筒底部及四周用粘土填筑，并分层夯实；顶面高出地面不小于0.3m，中心竖直线与桩中心线重合，采用实测定位法进行控制。 拌制泥浆：采用拌浆机在泥浆池拌制足够的护壁泥浆。通过现场试验确定泥浆所用粘土及膨润土掺量，确保泥浆质量达到规范要求。 钻机就位：检查并调整底座和顶端的平衡，以免钻进过程中产生位移和沉陷。钻机顶部的起重滑轮、钻头中心与钻孔桩的中心偏差不大于2cm。 ②、钻孔作业及清孔 开孔及钻进：开钻前先在孔内灌注泥浆，开孔采用低冲程进行，在确认位置、垂直度等符合标准时，正常钻进。钻孔作业要连续进行。结合地质情况，正常钻进采用中冲程进行。在钻至岩层变化处时，为防
止偏孔，用低冲程钻进。在抽渣或停钻后再钻时，由低冲程逐渐向高冲程过渡。掏渣以后，要及时补浆。 成孔检查及清孔：成孔后采用检孔器检孔，以检孔器能顺利沉入孔底为合格，否则采用钻头反复修孔处理，直至合格。成孔后，及时对桩孔的中心位置、孔径倾斜度，孔深等进行测定，符合设计和规范要求后，采用换浆法立即进行清孔。 ③、钢筋笼的制作及吊装 钢筋笼在现场加工场地分段制作，采用箍筋成型的方法，在每段钢筋笼两端及中部加强箍筋内围标记主筋位置，把主筋依次与它们焊牢，然后再绑扎螺旋箍筋，并按设计在钢筋笼主筋上焊接定位筋。注意按设计图纸、施工规范和监理要求预埋超声波检测管。 下笼采用人工配合汽车吊分节吊装、焊接接长笼体。下笼要对准孔位慢放、徐落，防止碰撞孔壁而引起塌孔。钢筋笼接长采用单面搭接焊，做到上下节焊接主筋同轴线。钢筋焊接接头要相互错开，同一截面内焊接接头数不超过总钢筋数量的50%。 下笼到位后，检查顶面和底标高，其偏差不得大于5cm，笼中心平面位置偏差不得大于2cm。检查调整合格后牢固定位，防止砼灌注过程中浮笼。 ④、灌注水下砼 砼灌注导管采用带有螺纹丝扣的快速接头的φ300mm无缝钢管。使用前进行水密、承压和接头抗拉试验，并逐节编号。导管底端到孔底距离控制在0.25～0.4m之间。
2.1.8 成品保护 1．现场测量预制桩、控制网的保护工作。 2．已进场的预制桩堆放整齐，注意防止施工机械碰撞。 3．送桩后的孔洞应及时回填，以免发生意外伤人事件。 2.1.9 安全环保措施 1．施工应按顺序有系统的进行，保持现场文明施工、安全施工。 2．施工垃圾、生活垃圾应定期清理，以免污染环境。 3．制定安全生产措施，定期对施工人员进行安全知识培训，提高安全意识，确保安全生产。 2.1.10 质量记录 1．桩的结构图及设计变更通知单。 2．材料的出场合格证和试、化验报告。 3．焊件和焊接记录及焊件试验报告。 4．桩体质量检验纪录。 5．混凝土试件强度试验报告。 6．压桩施工记录。 7．桩位平面图。 2 2 泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺标准 2．2．1 总则 2．2．1．1 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。 2．2．1．2 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）。 2．2．2 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。 2．2．3 基本规定