反循环钻孔灌注桩施工工艺规程与施工方案

1材料要求

1.1预拌混凝土强度、抗渗及抗腐蚀等指标应符合设计要求，和易性、凝结时间应满足施工要求。

1.2钢筋的品种和规格均应符合设计要求，并有出厂合格证及复试合格报告。 1.3垫块可采用混凝土轮式垫块、钢筋桥式保护层或塑料卡块。

1.4膨润土、植物胶、钠羧甲基纤维素、纯碱、烧碱等稳定液材料等应符合要求。 2主要机具

2.1反循环钻机宜根据灌注桩设计参数、地质条件、场地条件和施工要求等合理选用。常用的反循环钻机主要技术参数见表2.1。

钻机型号 GJC-40H GJD-1500 QJ-250 BDM-1 BDM-2 BDM-4 GPS-15 GPS-18 GPS-22 GPS-25D Sp180/150 YG-15 ZJD2800/180C ZJD3500/250C ZJD4000/350C ZJD05000/450 KYZ10-150 表2.1常用反循环钻机工作主机的主要技术参数 转盘最大 主卷扬提钻孔直径钻孔深度 钻杆直径升力 扭矩 (m) (mm) (mm) (kN) (kN·m) 500～1500 300～40 1500 2500 1250 2500 3000 1500 1800 2200 2500 2500 800～1500 2800 3500 4000 5000 600-3000 50 100 40 40 40 100 100 100 130 120 50 150 150 160 200 150 动力功率(kw) 40 180 120 219 273 一 —— 6.35 39.2 27.44 12.2 29.4 80 20 26 80 120 180 20 18 25 35 45 30 29.4 392 200 200 600 30 30 30 50 1100 35 120 150 220 350 75 一 14/24 18/28 75 30 37 55 75 302 37 182 246 311.5 355 170 一 一 300 一 351 377 377 559 273 KYZ10-180 600-3000 180 373 45 115 170 17.2.2钻杆的直径、强度等性能应满足设计孔径和钻进工艺及地质情况的要求，并与主动钻杆和钻头连接杆相匹配。

2.3反循环钻机钻头可根据地层条件选用，主要技术参数见表2.3。

表2.3钻头的形式、种类及适用范围 钻头种类 钻头形式 鱼尾钻头 三翼钻头 适用岩(土)层范围 软土、黏性土、松散砂土、松散圆(角)砾 软土、黏性土、砂土、圆(角)砾、软质岩、强风化硬质岩 软土、黏性土、粉土、砂土、碎石土(块石、漂石除外)、软质岩、强风化硬质岩 刮刀钻头 四翼钻头 笼式钻头 盘形滚刀 牙轮(滚刀)钻头 楔齿滚刀 球齿滚刀 组合钻头 破碎岩、硬质岩 软硬不均地层、厚层砂土、孤石、漂石地层 17.2.4导管的选用应符合本规程16.2.4节要求。洞内施工时，应考虑净空高度，导管长度不宜大于1.5m。

2.5护筒应有充足强度和刚度，其内径宜比设计桩径大100mm～150mm,宜开设1～2个溢流口，护筒长度宜大于1.5米。

2.6泥浆泵、注浆泵泵型应根据设计桩径、孔深、地层、成孔工艺、钻进速度、泵量大小及扬程等因素选择确定，常用泵的主要技术参数见表2.6。

表2.6常用泵主要技术参数

性能泵型 PWL污水泵 4PN泥浆泵 4PN衬胶泥浆泵 吸程(m3/h) (L/s) (m) 350 流量 扬程(m) 23 41 40 功率叶轮直泵重转速(r/min) (kw) 径(mm) (kg) 55 100 160 230 78 90 125 153 163 280 320 450 55 55 5.5 5.3 4.2 27 26 25 65 6PN泥浆泵 980 75 420 1200 8PN泥浆泵 4PS砂泵 550 600 90 320 3.5 63 62 37 29 28.5 980 215 55 635 4000 6PS砂泵 380 980 115 1500 440 27 17.2.7洞内钻孔灌注桩与钢管柱安装多功能一体机可用于洞室内钢筋笼运输与安装。 3作业条件

3.1施工前应完成“三通一平”。输电线、管线、旧建筑物设备基础等地上、地下障碍

物均已清理完毕。反循环钻机、起重机等施工机械与架空输电导线的最小安全距离应不低于表3.1规定。

3.2施工场地应平坦、地面坚实，当不能满足机械行走时，应采取相对应措施。 3.3根据施工需求合理布置生产、生活设施及场内道路、供水、供电及排水系统。当施工供电能力不能满足施工高峰要求时应安装自备电源或采取双回路供电系统。

3.4应依据平面布置图搭建临时设施，进行现场泥浆池等设备、设施的布置。泥浆池宜设置储浆池、溢流池和沉淀池。泥浆池/箱大小不宜小于钻孔体积的1.5～2倍。泥浆循环畅通，易于清除钻渣。

3.5施工前应对施工人员进行施工和安全技术交底。 3.6钻机和各种配套设备应进行安装调试。 4施工工艺

4.1反循环钻孔灌注桩施工工艺流程图宜符合图4.1。

测量定位

泥浆沉淀池

沉淀池清理

泥浆箱/池制

自流或泵送

泥浆/稳定液制备 |

流吸或回道泥業筒箱池 埋设护筒 护筒复验

钻机就位

钻 孔

不符合要求

清 孔

自流或泵送泥浆至泥浆池

沉渣测量

符合要求

制作钢筋笼

成孔

监理复核签证

钻机移位

钢筋笼运输 安装钢筋笼

安装导管

符合要求

测量沉渣 不符合要求 清孔

混凝土现场检 灌注混凝土

拔出导管 测量导管埋深

成桩保护 控制桩顶标高

监理复核签证

图4.1反循环钻孔灌注桩施工工艺流程

4.2应在已建立的现场测量控制网基础上进行准确的桩位测量定位，宜采用十字控制线标识。桩位偏差不应大于20mm。有限空间内(洞内)施工时，可将桩位标识于洞顶。

4.3护筒一般采用人工埋设，埋设应符合下列要求：

(1)埋设深度根据具体地质情况确定，黏性土中不宜小于1.0m;砂性土中不宜小于1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实；

(2)护筒顶部应高出地面200mm左右，测量护筒顶标高作为成孔孔深依据； (3)护筒中心与桩的中心偏差不得大于50mm,护筒倾斜度不大于1%。

4.4泥浆制备宜采用膨润土。当用黏土代替膨润土时，含砂率不应大于2%,塑性指数不应小于25。制备泥浆的主要性能指标宜符合表4.4要求。根据不同的地质条件，也可采用上部黏性土自然造浆。

4.5桩机就位时，应保持钻机底盘、转盘(或回转器)面水平和钻架垂直，回转钻机钻架的天车滑轮前缘、转盘(或回转器)中心与孔位中心(钻头中心)应在同一铅垂线上。孔位偏差不应大于50mm。

4.6成孔施工应符合下列规定：

(1)碎石土中钻进时，地层颗粒粒径不应大于钻杆内径的3/4,且不宜超过钻头吸渣口直径的2/3;

(2)开钻时，待泵组起动形成正常反循环后，停止正循环泥浆泵才能钻进。 (3)钻进过程中，应控制给进速度。泥浆流速、钻斗转速及钻进钻压可按表4.6-1、 17.4.6-2、17.4.6-3选择。

表4.6-1反循环钻进泥浆流速 泥浆流动方向 钻杆内泥浆上返流速 孔底泥浆横向流速 钻孔外环状间隙泥浆垂直流速 流速(m/s) 2～4

0.3～0.50(泥浆取0.3,清水0.5) 0.02～0.04不超过0.16 注：1.钻孔直径较小时，钻压宜选下限，转速宜选上限；钻孔直径较大时，钻压宜选上限，转速宜选下限；

砂石泵排量一般钻杆与孔壁环状间隙泥浆流速不宜大于10.0m/min,钻杆内上返速度宜大于2.0m/min;

岩(土)层类别 土层 软质岩层 中硬岩层 表4.6-2钻头外缘线速度 岩石单轴抗压强度(MPa) 钻头线速度(m/s) 1.3～3.5 5～15 15～30 30～60 1.6～1.8 1.4～1.6 1.2～1.4 硬岩层 >60 1.0～1.2

表4.6-3泵吸反循环钻进钻压表(单位：kN) 钻头类别 翼片式钻头 规格(mm) 黏性土层 800 1000 1200 1500 1800 2000 滚刀、牙轮钻头 800 1000 1200 1500

8～10 9～12 12～15 15～30 20～35 25～45 1.牙轮钻头按钻头直径(0.5kN～1.0kN)/cm选用； 滚刀钻头按钻头每把滚刀10.0kN～20.0kN选用； 地层 砂层、砾石层、卵石层 6～12 8～15 10～20 12～25 15～30 20～35 软岩层 10～30 15～35 25～40 30～45 中硬层 40～50 50～80 (4)加接钻杆前，应先停止钻进，并将钻头提离孔底100mm～200mm,维持泥浆循环 1min～2min,然后停泵加接钻杆，钻杆应拧紧上牢且密封。在恢复钻进时，应先把钻头提离孔底200mm～300mm,待形成正常反循环后下放钻具，继续钻进；

(5)钻进过程中应监测钻孔深度和垂直度，注意系统压力、钻头回转阻力、钻进速度、孔内异响、钻具磨损情况等；

(6)终孔前应及时量测钻孔深度达到设计深度后，自检报验。

4.7可采用正循环或反循环分两次清孔。孔深达到设计要求后，钻头应提离孔底 200mm～300mm,维持正常反循环进行一次清孔，直到符合清孔要求。混凝土灌注前应进行二次清孔。安装放钢筋笼后，可采用导管正循环清孔。清孔时应适时补浆保持孔内泥浆液面高度，不宜采用清水置换孔内泥浆。

4.8钢筋笼的制作、钢筋笼、导管安装及混凝土灌注应符合本规程16.4.8～11条规定。 4.9狭窄空间内，钢筋笼制安及泥浆池设置宜符合下列要求：

(1)狭窄空间场地(洞室)内，钢筋笼须多段制作时，宜整作后分段安装。分段 制作接头位于同一平面时，应征得设计同意。

(2)狭窄空间场地(洞室)内，可采用履带式液压调垂机进行钢筋笼运输与安装及导 管的安拆工作。

(3)当泥浆池不能设置于现场或泥浆不能自流至泥浆池时应布置泥浆，应设置供回浆 双管路，并宜采用伺服式泥浆泵供应和回返泥浆。

5质量标准

5.1施工前应对入场的水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检验。

5.2施工中应对测量放线、成孔、清孔、钢筋笼安装、混凝土灌注等进行全过程检查验收，嵌岩桩应对桩端持力层岩性及入岩深度进行检验。

5.3施工结束后，应对混凝土强度、桩身质量及承载力进行检验。 5.4旋挖成孔灌注桩的质量验收应符合表5.4的规定。 6成品保护

6.1成孔后灌注不及时，应将孔内注满优质泥浆，孔口用盖板盖好。

6.2群桩施工时，应间隔跳钻成孔。其安全距离不宜小于4D(D为桩径)或距离浇灌混凝土完成最短时间间隔不应少于24h。

6.3桩基施工过程中，施工设备不得碾压桩头。

6.4桩头外留的主筋插件要妥善保护，不得任意弯折或压断。

6.5在软土地基基坑中开挖时，应合理安排开挖顺序，分层平衡开挖，挖掘机具不得碰 撞桩体，不得因开挖造成桩体位移或损伤。

6.6钢筋笼雨天应覆盖，存放场地面平整，不得直接放于潮湿的地面。

6.7气温-5℃以下施工期间，桩顶应采取保温措施，保温深度应根据当地的冻土深度确定。

7注意事项

7.1施工前应对作业过程进行辨识和评价，项目负责人应组织进行现场开工安全检查，

并采取相对应的安全防护措施。

7.2钻进中遇到钻具跳动、憋车、憋泵、孔内严重漏水、涌水、钻孔偏斜等异常现象时， 应停机检查。调整钻进技术参数以控制钻速，必要时应采取加大泥浆相对密度、黏度、更换钻头或增加导向钻具等措施。继续钻进前应对桩位进行复测。

7.3水上施工时，应充分考虑筑岛的拆除和环保要求；采用水上作业平台施工时，应充分考虑材料供应和施工设备的进、退场方式。

7.4停钻时钻具应随即提出孔口或提至安全孔段，不得停放孔底，孔口应加盖保护。 7.5夜晚施工应遵守现行国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB12523的规定，避免扰民。

7.6废弃的浆、渣应进行处理，不得污染环境。