泥漿護(hù)壁鉆孔樁基施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)（一）工程背景某市政橋梁工程采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)，樁徑Φ1200mm，設(shè)計(jì)樁長35m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，單樁豎向承載力特征值要求不低于3000kN。場地位于河流沖積平原，表層為雜填土，下部依次為粉質(zhì)黏土、粉砂層及強(qiáng)風(fēng)化泥巖，地下水位埋深約2.5m，對(duì)樁基施工的泥漿性能及孔壁穩(wěn)定性提出較高要求。（二）地質(zhì)水文條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場地土層分布如下：1.雜填土：層厚1.0~3.0m，松散，含建筑垃圾，工程性質(zhì)差；2.粉質(zhì)黏土：層厚3.5~5.0m，可塑，黏聚力18kPa，內(nèi)摩擦角15°，為弱透水層；3.粉砂層：層厚5.0~8.0m，稍密~中密，標(biāo)貫擊數(shù)15~25擊，滲透系數(shù)2.5×10?3cm/s，易發(fā)生管涌；4.強(qiáng)風(fēng)化泥巖：層厚大于15m，飽和單軸抗壓強(qiáng)度8~12MPa，為樁基持力層。地下水位隨季節(jié)變化，豐水期水位上升約0.5m，需采取可靠的泥漿護(hù)壁措施防止孔壁坍塌。（三）設(shè)計(jì)參數(shù)樁徑：Φ1200mm（成孔直徑Φ1250mm，考慮擴(kuò)孔系數(shù)）；樁長：35m（樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥巖≥2m）；鋼筋籠：主筋Φ25@150，箍筋Φ10@200，加強(qiáng)箍Φ16@2000；混凝土：C35，坍落度180~220mm，初凝時(shí)間≥8h；泥漿性能：比重1.15~1.30，黏度18~25Pa·s，含砂率≤4%，膠體率≥95%。二、施工工藝與關(guān)鍵技術(shù)（一）施工準(zhǔn)備1.場地處理：清除地表雜填土，采用級(jí)配砂石回填并壓實(shí)（壓實(shí)度≥93%），形成20m×15m的作業(yè)平臺(tái)，周邊設(shè)置排水溝及集水井，防止雨水浸泡。2.測量放線：采用全站儀定位樁位（偏差≤5mm），設(shè)置十字護(hù)樁并做好保護(hù)，作為后續(xù)復(fù)核依據(jù)。3.泥漿系統(tǒng)：設(shè)置泥漿池（容量為單樁成孔體積的1.5倍）、沉淀池、循環(huán)槽，采用膨潤土+純堿+CMC配制泥漿，初次制備量滿足首根樁成孔需求。（二）護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒采用6mm厚鋼板卷制，內(nèi)徑Φ1300mm（比樁徑大200mm），長度2.5m（穿過雜填土進(jìn)入粉質(zhì)黏土≥0.5m）。埋設(shè)時(shí)，采用挖埋法，護(hù)筒中心與樁位偏差≤50mm，傾斜度≤1%。護(hù)筒頂部高出地面0.3m，底部采用黏土回填夯實(shí)，防止泥漿滲漏。（三）鉆機(jī)就位與鉆進(jìn)選用GPS-20型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，就位前調(diào)整機(jī)座水平，鉆頭中心與護(hù)筒中心偏差≤20mm，垂直度偏差≤0.5%。鉆進(jìn)參數(shù)根據(jù)土層調(diào)整：雜填土、粉質(zhì)黏土層：轉(zhuǎn)速40~60r/min，鉆壓10~20kN，泥漿比重1.20~1.25；粉砂層：轉(zhuǎn)速30~50r/min，鉆壓8~15kN，泥漿比重1.25~1.30，開啟泥漿循環(huán)系統(tǒng)，保持泥漿面高于地下水位1.5m；強(qiáng)風(fēng)化泥巖層：轉(zhuǎn)速20~40r/min，鉆壓20~30kN，泥漿比重1.15~1.20，采用減壓鉆進(jìn)，防止鉆頭偏斜。鉆進(jìn)過程中，每2m測量一次孔深與垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。當(dāng)鉆頭進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥巖2m后，停止鉆進(jìn)，進(jìn)行第一次清孔。（四）清孔作業(yè)1.第一次清孔：采用換漿法，保持泥漿循環(huán)，逐步替換孔內(nèi)稠泥漿，清孔后泥漿比重≤1.15，黏度17~20Pa·s，含砂率≤2%，沉渣厚度≤300mm（滿足二次清孔要求）。2.第二次清孔：鋼筋籠及導(dǎo)管安裝完成后，采用氣舉反循環(huán)法清孔，清孔后沉渣厚度≤50mm（端承樁），泥漿比重1.03~1.10，黏度16~18Pa·s，含砂率≤1%。清孔完成后30min內(nèi)開始混凝土灌注，防止沉渣再次堆積。（五）鋼筋籠制作與安裝鋼筋籠在加工廠分段制作（每段長9m），主筋采用直螺紋套筒連接（絲頭外露≤2P），箍筋與主筋點(diǎn)焊固定，加強(qiáng)箍與主筋滿焊。鋼筋籠吊裝采用25t汽車吊，吊點(diǎn)設(shè)置在加強(qiáng)箍處，雙吊點(diǎn)起吊入孔，保持垂直避免碰撞孔壁。鋼筋籠安裝深度偏差≤±50mm，頂部采用吊筋固定在護(hù)筒上，防止上浮。（六）混凝土灌注采用導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管直徑Φ250mm（壁厚5mm，絲扣連接），使用前進(jìn)行水密性試驗(yàn)（壓力0.6MPa，持壓15min無滲漏）。導(dǎo)管底部距孔底300~500mm，初灌量需確?；炷谅窆苌疃取?.0m（公式：\(V=\frac{\pid^2h}{4}+\frac{\piD^2H}{4}\)，其中\(zhòng)(d\)為導(dǎo)管直徑，\(h\)為導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度，\(D\)為樁徑，\(H\)為孔底至導(dǎo)管口高度）。灌注過程中，混凝土坍落度每車檢測（180~220mm），導(dǎo)管埋深控制在2~6m，提升導(dǎo)管時(shí)采用測繩測量混凝土面高度，嚴(yán)禁超拔。當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠底部時(shí)，放慢灌注速度，防止鋼筋籠上浮。灌注至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上1.0m（考慮浮漿），方可停止灌注。三、質(zhì)量控制要點(diǎn)（一）原材料控制鋼筋：進(jìn)場檢查質(zhì)量證明文件，按批次進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，直螺紋套筒需進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)；水泥：采用P.O42.5R水泥，檢驗(yàn)安定性、強(qiáng)度等指標(biāo)；砂石：砂采用中砂（含泥量≤3%），碎石粒徑5~31.5mm（含泥量≤1%）；泥漿材料：膨潤土檢驗(yàn)造漿率，純堿、CMC按比例添加，確保泥漿性能。（二）施工過程控制1.泥漿性能：每2h檢測一次泥漿比重、黏度、含砂率，粉砂層增加膨潤土用量，泥巖層適當(dāng)稀釋泥漿；2.鉆孔質(zhì)量：成孔后采用測孔儀檢測孔徑（偏差≤±50mm）、垂直度（偏差≤1%）；3.沉渣厚度：二次清孔后，采用測繩（帶重錘）測量沉渣厚度，端承樁≤50mm；4.混凝土灌注：記錄灌注時(shí)間、混凝土方量，確保連續(xù)灌注（中斷時(shí)間≤30min）。（三）檢測驗(yàn)收1.樁身完整性：采用聲波透射法檢測（總樁數(shù)100%），檢測管采用Φ50mm鋼管，固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)；2.承載力檢測：采用靜載試驗(yàn)（總樁數(shù)1%且≥3根），加載至設(shè)計(jì)承載力的2倍，沉降穩(wěn)定后終止試驗(yàn)。四、安全與環(huán)保措施（一）安全措施1.機(jī)械操作：鉆機(jī)、吊車等設(shè)備由持證人員操作，定期檢查鋼絲繩、制動(dòng)系統(tǒng)；2.用電安全：施工現(xiàn)場采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)置漏電保護(hù)器，電纜架空或穿管埋地；3.高空作業(yè)：鋼筋籠吊裝時(shí)，作業(yè)人員佩戴安全帶，設(shè)置臨邊防護(hù)，夜間施工配備充足照明。（二）環(huán)保措施1.泥漿處理：設(shè)置三級(jí)沉淀池，泥漿經(jīng)沉淀后，上層清水循環(huán)使用，沉渣采用固化處理（添加石灰、水泥）后外運(yùn)；2.噪聲控制：選用低噪聲設(shè)備，夜間施工噪聲≤55dB，合理安排作業(yè)時(shí)間；3.揚(yáng)塵治理：場地灑水降塵，砂石料覆蓋，運(yùn)輸車輛沖洗輪胎；4.廢水排放：生活污水經(jīng)化糞池處理，施工廢水經(jīng)沉淀池處理后排放，避免污染地下水。五、應(yīng)急預(yù)案（一）坍孔預(yù)防：控制泥漿比重，粉砂層適當(dāng)提高泥漿黏度，鉆進(jìn)速度不宜過快。處理：立即停止鉆進(jìn)，提鉆后向孔內(nèi)投入黏土、片石，采用小沖程反復(fù)沖擊，重新形成泥皮后恢復(fù)鉆進(jìn)。（二）卡鉆預(yù)防：鉆進(jìn)時(shí)保持泥漿循環(huán)，定期清理鉆頭上的泥塊，復(fù)雜地層放慢轉(zhuǎn)速。處理：采用反循環(huán)清孔，清除鉆頭周圍的泥砂；若卡鉆嚴(yán)重，可采用小藥量爆破（需辦理審批手續(xù)）松動(dòng)鉆頭后提出。（三）鋼筋籠上浮預(yù)防：混凝土灌注至鋼筋籠底部時(shí)，放慢灌注速度，提升導(dǎo)管時(shí)避免碰撞鋼筋籠。處理：發(fā)現(xiàn)上浮后，立即停止灌注，采用鋼筋扁擔(dān)將鋼筋籠下壓，重新固定后繼續(xù)灌注。（四）混凝土堵管預(yù)防：導(dǎo)管水密性試驗(yàn)合格，混凝土坍落度符合要求，攪拌站與現(xiàn)場溝通順暢，確保供應(yīng)連續(xù)。處理：采用吊車抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管頂部安裝振搗器；若無效則拆換導(dǎo)管（需清理孔內(nèi)