泥浆护壁防塌孔施工方案.doc

泥浆护壁防塌孔专项施工方案
一、材料与机具准备
（一）材料技术参数
1. 护壁泥浆材料
o 膨润土：选用塑性指数IP≥17的优质膨润土，掺量按水重量的15%~20%控制，确保泥浆胶体率＞90%。
o 水：采用自来水或经检测合格的洁净水，pH值控制在7~9之间，避免使用含油污、杂质的工业废水。
o 外加剂：
§ 纤维素（CMC）：掺量0.2%~0.3%，提高泥浆粘度至18~22s；
§ 火碱（NaOH）：掺量0.2%~0.5%，调节泥浆pH值至8~10，增强膨润土分散性；
§ 渗水防止剂：采用废纸浆或锯屑，掺量1%~2%，用于砂卵石层等强透水地层。
2. 混凝土材料
o 水泥：选用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，初凝时间≥45min；
o 骨料：中砂（含泥量≤3%）、5~31.5mm碎石（含泥量≤2%）；
o 配合比：通过试验确定，坍落度控制在180~220mm，初凝时间≥6h。
3. 钢护筒
o 材质：Q235B钢板，厚度≥10mm，直径比设计桩径大200~300mm；
o 长度：粘土层≥1.0m，砂土层≥1.5m，必要时采用双层护筒。
（二）主要施工机具配置
设备名称
型号规格
数量
用途说明
旋挖钻机
SR280R（最大扭矩280kN·m）
2台
成孔作业，配备电子垂直度控制系统
泥浆循环系统
含泥浆泵（流量80m³/h）
2套
泥浆制备、循环及净化
混凝土导管
φ300mm（丝扣连接）
3套
水下混凝土灌注，每节长度2~3m
超声波成孔检测仪
KON-FK（精度±1%）
1台
检测孔深、孔径、垂直度
钢筋弯曲机
GW40
1台
钢筋笼加工
泥浆比重计
NB-1
3台
现场泥浆性能检测
二、施工工艺流程
（一）施工准备阶段
1. 场地平整与测量放线
o 清除地表杂物，碾压场地地基承载力≥120kPa；
o 采用全站仪放样桩位，设置十字护桩，误差≤50mm，并用混凝土固定。
2. 泥浆系统布置
o 泥浆池：设置沉淀池（2个串联）、循环池、储备池，总容积为单桩体积的3倍；
o 循环管路：采用φ150mm无缝钢管，布置于地面以上50cm，避免碾压破损；
o 防渗漏处理：池底铺设200mm厚粘土+1.5mm厚HDPE土工膜，周边设置排水沟。
3. 护筒埋设
o 采用旋挖钻静压法埋设，护筒中心与桩位偏差≤50mm，垂直度偏差≤1%；
o 护筒顶部高出地面300~500mm，周围用粘土分层夯实（压实度≥93%）。
（二）成孔与护壁施工
1. 泥浆制备与循环
o 初拌泥浆：按水→膨润土→外加剂顺序投入，高速搅拌≥30min，性能指标控制：比重1.05~1.15、粘度18~22s、含砂率≤4%；
o 循环净化：采用振动筛（筛孔0.5mm）+旋流器（分离粒度≥20μm）二级净化，净化后泥浆比重降低值≤0.05。
2. 钻进成孔工艺
o 钻进参数：
§ 粘土层：转速20~30r/min，进尺速度0.5~0.8m/min；
§ 砂卵石层：转速10~15r/min，进尺速度0.2~0.3m/min，同步增大泥浆比重至1.2~1.3；
o 护壁措施：
§ 孔内水位始终高于地下水位1.5~2.0m；
§ 每钻进5m检测一次泥浆性能，不合格时及时补充新浆；
§ 砂层段采用“慢钻快提”工艺，减少对孔壁扰动。
3. 清孔作业
o 一次清孔：成孔至设计标高后，采用换浆法清孔，注入净化泥浆置换孔底沉渣，时间≥30min；
o 二次清孔：下放钢筋笼和导管后，采用导管压入法清孔，控制沉渣厚度≤50mm（端承桩）或≤100mm（摩擦桩），泥浆比重降至1.10~1.15。
（三）钢筋笼制作与安装
1. 加工要求
o 主筋采用机械连接（直螺纹套筒），接头错开率50%，同一截面内接头数量≤2个；
o 保护层垫块采用混凝土预制块（强度C30），每2m设一道，每道4块。
2. 吊装工艺
o 采用25t汽车吊双点吊装（吊点设在钢筋笼1/3和2/3处），吊放时保持垂直，避免碰撞孔壁；
o 钢筋笼顶端固定于护筒顶部，确保混凝土灌注时不上浮，底面距孔底500mm。
（四）水下混凝土灌注
1. 导管安装
o 导管使用前进行水密性试验（压力0.6MPa，持压15min无渗漏）；
o 导管底部距孔底300~500mm，首次埋管深度≥1.0m。
2. 灌注控制
o 首灌量计算：V=πD²H/4 + πd²h/4（D为桩径，H为孔底至导管底高度，h为导管内混凝土高度）；
o 灌注速度：≥0.25m³/min，连续作业，中途停顿≤30min；
o 埋管深度：控制在2~6m，超灌高度≥0.8m（凿除后桩顶混凝土强度≥设计值）。
三、防塌孔关键技术措施
（一）泥浆性能动态控制
1. 地层适配调整
o 粘土层：比重1.05~1.10，粘度18~20s，采用自然造浆补充；
o 砂卵石层：比重1.20~1.30，粘度22~25s，掺入2%锯屑增强护壁；
o 岩溶地层：采用低失水量泥浆（30min失水率≤15ml），配合投填碎石+水泥浆封堵溶洞。
2. 循环系统管理
o 每2h检测一次泥浆比重、粘度，记录于《泥浆性能检测台账》；
o 沉淀池每日清理一次，沉渣厚度≤300mm，防止泥渣回流孔内。
（二）成孔过程控制
1. 钻进参数优化
o 软土层：采用“轻压慢转”（钻压50~80kPa，转速15~20r/min）；
o 硬岩层：采用“高压快转”（钻压120~150kPa，转速25~30r/min），配备牙轮钻头。
2. 孔内水位维持
o 护筒内水位高于地下水位1.5~2.0m，低于护筒顶500mm；
o 雨季施工时，设置水位预警装置（警戒水位差≤500mm），及时补水。
（三）特殊工况处理
1. 轻微塌孔
o 现象：孔内水位突然下降，返浆含砂量增大；
o 处理：立即停止钻进，投入优质膨润土（掺量提高5%），循环护壁2~4h后恢复施工。
2. 严重塌孔
o 现象：钻杆突然下沉，孔口冒气泡；
o 处理：回填碎石+粘土（比例1:1）至塌孔位置以上2m，静置24h后重钻，必要时采用Φ108mm地质套管跟进。
四、质量控制标准与检测方法
（一）主控项目
项目
允许偏差
检测方法
桩径
+50mm，-20mm
超声波成孔检测仪（每桩全孔检测）
孔深
≥设计值
测绳（采用双控：钻杆长度+测绳）
垂直度
≤1/300
桩架垂直度仪+测斜仪（每5m检测一次）
沉渣厚度
≤50mm（端承桩）
沉渣仪（清孔后30min内检测）
混凝土强度
≥设计值
标养试块（每50m³留置1组）
（二）过程质量记录
1. 成孔记录：每桩填写《旋挖成孔施工记录表》，包含钻进速度、地层变化、泥浆参数等；
2. 混凝土灌注记录：记录首灌量、灌注时间、埋管深度等，绘制《混凝土灌注标高曲线图》；
3. 影像资料：每桩留存成孔后、钢筋笼下放、混凝土灌注前的孔内影像（采用孔内摄像头）。
五、安全与环保措施
（一）安全防护
1. 设备安全
o 钻机桅杆设置防后倾装置，履带式钻机停放时履带张紧度适中（下垂量≤50mm）；
o 高压电路（泥浆泵、混凝土泵）采用TN-S接零保护系统，接地电阻≤4Ω。
2. 作业安全
o 孔口设置1.2m高防护栏杆（刷红白警示漆），悬挂“防止坠落”标识；
o 钢筋笼吊装时，作业半径内严禁站人，设置专职信号指挥员。
（二）环境保护
1. 泥浆处理
o 废弃泥浆经脱水处理（采用板框压滤机，含水率≤60%）后外运，干泥饼送至指定消纳场；
o 循环池设置防雨棚，防止雨水冲刷导致泥浆外溢。
2. 噪声控制
o 选用低噪声设备（昼间≤70dB，夜间≤55dB），夜间施工办理《夜间施工许可证》；
o 破碎机、振动筛等设备设置隔音罩，基础采用减振垫。
六、应急预案
（一）触电事故
· 应急响应：立即切断电源（采用绝缘工具操作），对伤者实施心肺复苏；
· 预防措施：配电箱安装漏电保护器（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），雨天停止露天用电作业。
（二）泥浆泄漏
· 应急物资：储备200m³沙袋、50m防渗膜；
· 处置流程：立即封堵泄漏点→开挖截水沟→抽排至备用池，泄漏区域撒石灰中和（pH值控制6~9）。
本方案未尽事宜，应严格按照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）及设计文件执行，施工过程中接受监理单位全程监督，关键工序留存影像资料备查。