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旋挖钻孔灌注桩施工方案及泥浆处理

一、项目概况与工程条件

1.1项目背景与建设意义

本项目为XX市XX区域基础设施建设工程，主要包括桥梁及高层建筑群，其中桩基工程采用旋挖钻孔灌注桩工艺，共计桩基386根，桩径分为0.8m、1.0m、1.2m三种，桩长15-35m不等，设计单桩竖向抗压承载力特征值2000-4500kN。旋挖钻孔灌注桩因其施工效率高、成孔质量好、适应性强等优点，成为本项目桩基工程的首选工艺。然而，旋挖施工过程中产生的泥浆若处理不当，易引发环境污染、孔壁坍塌及施工效率降低等问题，因此科学制定施工方案并强化泥浆处理措施，对保障工程质量、安全及环境保护具有重要意义。

1.2工程地质与水文条件

场地地貌单元属河流阶地，地层自上而下依次为：①杂填土（厚度1.5-3.0m，松散）；②淤泥质粉质黏土（厚度2.0-4.5m，流塑，高压缩性）；③粉砂（厚度5.0-8.0m，中密，饱和）；④圆砾（厚度8.0-12.0m，中密，含卵石）；⑤强风化泥岩（未揭穿，承载力特征值350kPa）。地下水类型为孔隙潜水，初见水位埋深2.5-4.0m，稳定水位埋深1.8-3.2m，对混凝土结构具微腐蚀性。地质条件显示，上部软土层易缩颈，砂层易坍孔，需通过优质泥浆护壁及动态调整工艺参数确保成孔质量。

1.3主要工程量与技术标准

本工程旋挖钻孔灌注桩主要工程量包括：土方开挖约12000m3，C30水下混凝土约8500m3，钢筋笼制作约680t。技术标准严格遵循《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）及《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018），要求桩位偏差≤50mm，孔径偏差±50mm，孔深偏差+300mm，沉渣厚度≤100mm，桩身完整性检测Ⅰ类桩比例≥95%。泥浆性能指标需满足：密度1.10-1.20g/cm3，黏度17-22Pa·s，含砂率≤6%，pH值8-10。

1.4施工环境与周边条件

场地位于城市建成区边缘，东侧紧邻既有市政道路（交通流量大，需设置限速及防撞设施），南侧为居民区（夜间施工需降噪措施），地下管线包括给水、燃气、电力管线（埋深1.2-2.8m，需物探明挖并保护）。场地内设置临时泥浆池（容积300m3）及钢筋加工场（面积800m2），水电从市政管网接入，供电容量满足2台旋挖钻机同时作业需求。环保部门要求施工期泥浆不得外排，废弃泥浆需经脱水固化后合规处置，运输过程需办理渣土消纳许可。

二、施工准备与技术方案

2.1施工准备

2.1.1技术准备

组织设计、勘察、施工三方进行图纸会审，重点核对桩位坐标与地下管线位置关系。根据地质报告编制专项施工方案，明确不同地层钻进参数：杂填土层采用低转速（10-15r/min）、小压力（80-100kN）钻进；粉砂层控制钻速（12-18r/min）并加大泥浆密度至1.25g/cm3；圆砾层更换截齿钻头，采用分级扩孔工艺。完成技术交底，确保操作人员掌握坍孔预防措施及泥浆性能调整方法。

2.1.2现场准备

清除场地内障碍物，平整压实作业区域，承载力需满足旋挖钻机自重（约65t）及钻进反力要求。测量放线采用全站仪复核桩位，设置护桩并定期校核。泥浆系统规划包括：在场地西侧设置三级沉淀池（总容积450m3），配备2台ZJ-200型泥浆净化器处理循环泥浆，废弃泥浆暂存池容积200m3。施工便道采用C20混凝土硬化，厚度300mm，宽度6m。

2.1.3物资准备

旋挖钻机配置2台SR280型（最大扭矩280kN·m），备用1台SR220型。钻头配备筒钻（用于黏土层）、螺旋钻（砂层）、嵌岩钻（强风化泥岩）。钢筋笼加工场设置滚焊机2台，主筋连接采用直螺纹套筒工艺。材料进场检验：钢筋按批次见证取样复试，水泥需提供3天强度报告，膨润土检测胶质价≥60mL/15g。

2.2技术方案

2.2.1成孔工艺

采用跳打施工顺序，相邻桩位间距≥4倍桩径。开孔时埋设钢护筒（直径比桩径大200mm，长度4m），护筒中心偏差≤20mm。钻进过程控制：粉砂层每钻进0.5m上下扫孔一次；圆砾层钻速≤20r/min，钻压控制在120-150kN；进入强风化泥岩后采用清水钻进，及时更换清水泥浆。终孔后采用泵吸反循环清孔，沉渣厚度检测采用重锤法，直至≤100mm。

2.2.2泥浆护壁系统

泥浆配比：膨润土8%-10%、CMC0.3%、纯碱0.5%，通过高速搅拌机（转速≥1200r/min）制备。循环系统流程：钻进→振动筛（筛孔2mm）→除砂器→泥浆净化器→沉淀池→储浆池。性能动态监测：每2小时检测密度、黏度，含砂率超标时添加膨润土调整。废弃泥浆处理：加入PAM絮凝剂（0.1kg/m3）进行化学絮凝，经厢式压滤机脱水后含水率≤40%，外运至指定消纳场。

2.2.3钢筋笼制作与安装

钢筋笼分节制作，每