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桩基施工技术交底

一、冲击钻成孔
1、 冲击钻成孔工艺介绍
采用卷扬机带动大重量的冲击钻头在一定的高度内将钻头提升然后突放使钻头降落利用冲击功能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔。〔工艺流程见：图1〕
2、冲击钻施工准备工作
〔1〕钻孔场地在旱地时应去除杂物、换除软土、平整压实场地位于陡坡时也可用枕木、型钢等搭设工作平台。
〔2〕在浅水中宜用筑岛围堰法施工筑岛面积应按钻孔、设备大小等。
〔3〕钻孔场地在深水中或淤泥较厚时可搭设工作平台进展施工平台须巩固稳定能承受施工作业时所有静、活荷载同时应考虑施工设备能平安进、退场。如水流平稳时钻机可设在船舶或浮箱上进展钻孔作业但须锚锭稳固保证桩位准确。
〔4〕根据设置的三角网及桩位坐标图用全站仪放出每个桩孔的中心位置然后用钢尺复核各桩孔之间的平面间隔 。定出桩位的中心位置并在周围做上护桩并报监理工程师检验经监理工程师检验桩位符合精度要求后可进展护筒的埋设。
〔5〕准备好足够的混凝土原料拌和、运输设备以及材料堆放场地。
〔6〕在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头；在砂黏土、砂和沙砾石层中宜用形钻头。钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量使总重不超过卷扬机的起重才能。
〔7〕吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无弯和无断丝者平安系数不应小于12。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连接结实钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵敏。主绳与钻头的钢丝绳搭接时两根绳径应一样捻扭方向必须一致。
〔8〕在砂类土、碎〔卵〕石土或黏土夹层中钻孔宜采用膨润土泥浆护壁。在粘性土中钻孔当塑性指数大于15浮渣才能满足施工要求时可利用孔内原土造浆护壁。冲击钻钻机钻孔可将黏土加工后投入孔中利用钻头冲击造浆。
泥浆性能指标应按钻孔和地质情况确定并应符合以下规定：
泥浆比重：正循环旋转钻机、冲击钻机使用形钻头钻孔时入孔泥浆比重为1.1—1.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时孔底泥浆比重砂粘土不宜大于1.3大漂石、卵石层不宜大于1.4岩石不宜大于1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05—1.15。
黏 度：一般地层16—22松散易坍底层19—28s。
含砂率：新制泥浆不大于4。
胶体率：不小于95。
pH 值：应大于6.5.
为进步泥浆粘度和胶体率可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等其参量应经试验。造浆后应试验全部性能指标钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率并填写泥浆试验记录表每个台班不少于一次。
〔9〕根据孔深备足混凝土导事先预拼并做试压试验按自下而上顺序编并标示尺度。
〔10〕钻孔前应设置巩固、不漏水的孔口护筒。护筒内径应大于钻头直径应考虑钢护筒不变形和起吊方便的加强设备钢护筒长度1.5米—3.0米护筒直径比桩径大0.4米。
〔11〕护筒埋置应符合以下规定：
①护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m还应满足孔内泥浆面的高度要求在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。
②护筒埋置深度：岸滩上粘性土应不小于1m砂类土应不小于2m。当表层土松软时宜将护筒埋置到较坚硬实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等下沉护筒。
③水中筑岛上护筒宜埋入河床面以下1m；水中平台上可按施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深必要时打入不透水层。在水中平台上下沉护筒应有导向设备控制护筒位置。
④护筒顶面中心与设计桩位偏向不得大于5cm倾斜度不得大于1。
3、钻进工艺
〔1〕准备工作完毕后将钻机在工作平台上安装就位安装钻机前底架应垫平保持稳定不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用揽风绳对称拉紧钻头中心与护筒中心偏向不得大于5cm。
〔2〕开孔的孔位必须准确应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。开孔、开钻时应先注水直接投入粘土冲击锤反复冲击造浆开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高于地下水位1.5～2.0m高于护筒底脚0.5m以上并低于护筒顶0.3m以防溢出在冲击钻进中取渣和停钻后应及时向孔内补充水或泥浆保持孔内水位高度、泥浆比重及黏度。
〔3〕护筒底脚以下2～4m范围属于河床外表一般比拟松散应认真施工采用浓泥浆小冲程频率反复冲砸使孔壁坚实圆顺能起导向作用防止孔口坍塌。必要时可按1：1投入粘土和小片石〔直径不大于15cm〕使泥膏片石挤入孔壁。开孔或钻进中如遇流沙现象时可加大粘土减少片石比例按上述处理力求孔壁坚实。
〔4〕开场钻孔时应采用小冲程开孔待钻进深度超过钻头全高加正常冲程前方可进展正常冲击钻孔。钻进过程中应勤松绳和适量松绳不得打空锤；勤抽渣使钻头经常冲击新颖底层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量。
〔5〕钻孔工地应有备用钻头检查发现钻孔桩钻头直径磨耗超过15ｍｍ时应及时更换修补。更换新钻头前应先检孔到孔低确认钻孔正常时方可放入新钻头。
〔6〕钻孔时起、落钻头速度宜均匀不得过猛或骤然变速冲程应根据土层情况分别确定：一般通过大土层时采用高冲程〔100cm〕在通过松散沙砾石或砂石土层以及粘性土层时采用中冲程〔约75cm〕在易坍塌或流沙地段宜用小冲程。并进步泥浆的粘度和比重。
〔7〕在通过漂石或孤石时如外表不平整应先投入粘土小片石将外表垫平再用十字钻锤进展蚝冲击钻进以防发生斜孔坍塌事故。
〔8〕要注意均匀地放松钢丝绳的长度一般松散地层每次可放松50~80cm实坚硬土层每次放松30~50cm应注意防止松绳而形成“打空锤〞松绳过多那么减小冲程降低了钻进速度严重时 使钢丝绳纠缠发惹事故。
〔9〕钻孔作业应连续进展在钻进过程中如遇停电或其他原因终止钻进应设法及时将钻头提出孔外以防埋钻孔口应加护盖。
〔10〕冲击锤起吊和进口时严禁孔口附近站人防止钻锤撞击发惹事故。
〔11〕冲击钻的排渣可采用取渣筒取渣也可将胶沉入孔中采用换浆排渣也可二者同时采用。孔内出渣不得堆积在钻孔周围。取渣后应及时向孔内添加泥浆以维护水头高度投放粘土自行造浆。
〔12〕钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后应对孔位、孔径、孔深和孔形进展检验并填写钻孔记录表。孔位偏向不得大于5cm。
〔13〕钻进深度到达设计标高时经技术及监理检验合格后应立即开场清孔清孔时必须保持孔内水位清孔后孔底沉淀厚度应不大于20cm清孔完毕后及时下放钢筋笼及导灌注水下砼以防孔底沉淀加厚以及塌孔事故。
〔14〕钻孔工地应有备用钻头检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。更换新钻头前应先检孔到孔底确认钻孔正常时方可放入新钻头。
〔15〕成孔到达设计深度时技术人员及时对孔位、孔径、孔深、孔形及竖直度进展检验孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准垂直度用验孔器检测为准并及监理工程师验收合格前方可进展下道工序。
表1-1 成孔检验工程
序
工程
允许偏向
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位中心偏心
50mm
4
倾斜度
≤1孔深
5
桩底沉渣厚度
摩擦桩≤200mm、柱桩≤50mm
〔16〕为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度应待邻孔混凝土抗压强度到达2.5MPa前方可开钻或采取隔桩钻孔的方式进展作业。
4、清孔
〔1〕钻孔至设计高程经对孔径、孔深、孔位、孔型、竖直度等进展检查确认钻孔合格后应即进展清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。清孔可选用以下：
①抽渣法适用于冲击或冲抓法钻孔。
②吸泥法适用于土质实不易坍塌的冲击钻孔。
不采用何种清孔在抽渣或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新颖泥浆保持孔内水位。
〔2〕清孔应到达以下：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒泥浆比重不大于1.1含砂率小于2黏度17-20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：柱桩不大于5cm摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度代替清孔。
〔3〕清孔是钻孔灌注桩保证成桩质量的重要一环通过清孔确保桩孔的各项质量指标、孔底沉渣厚度、泥浆指标和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。假设沉淀时间较长那么应在孔内下入钢筋笼安装好灌浆导后用水泵施行二次清孔作业。二次清孔：在导顶部安装一个弯头和皮笼用泵将泥浆压入导内再从孔底沿着导置换沉碴过程中要测量泥浆的各项指标同时用测锤测量沉淀厚度确保沉渣厚度不大于20cm完成后立即进展砼浇筑。
5、钻孔桩作业施工操作规那么
〔1〕钻机及相关器械应符合设计要求用前要专人检查使用中要定部位、定工序、定人员各负其责加强维修保养用后专人检修保。
〔2〕钻孔应一次成孔不得中途停顿因故停钻时孔口应加护盖以防掉人、落物。钻进时起落钻头速度要均匀孔内出渣应及时清理。
〔3〕卷扬机钢丝绳卷绕整齐卷绕时严禁有人跨越其上卷扬机筒上钢丝绳不得放完至少保存3圈严禁人拉钢丝绳卷绕。
〔4〕钻机组装按起吊作业操作要求进展分工明确各负其责通过专人检查并试开钻确认状态良好方可使用钻进时卷扬机变速器的换档应先停车挂上档后方可开车。
〔5〕及时检修保证机械正常作业一切准备就绪后开场钻孔要仔细观察和调整钻机速度防止卡钻掉钻头事故。
〔6〕拆安钻杆人工操作过程中要注意平安当使用冲击钻时吊钻头钢丝绳松弛度要适当。严禁用机械动力拆安钻杆。
〔7〕钻孔过程中应对孔位、孔径、孔深、孔形等进展检查随时校正。
〔8〕要规划施工便道行车要有序间施工要有良好的照明设施要保证电缆及水线路平安。
6、钻孔异常处理
〔1〕钻孔生坍孔后应查明原因和位置进展分析处理。坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时回填重新钻孔。冲击法钻孔时可投黏土块夹小片石用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。
〔2〕钻孔中如发生严重弯孔、梅花孔、探头石时应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处待填料沉实后再重新钻孔纠偏。
〔3〕发生卡钻时不宜强提。应查明原因和钻头位置采取晃动大绳以及其他措施使钻头松动后再提起。
〔4〕发生开钻、掉钻时应查明情况尽快处理严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔内。必须进入有防护设施的钻孔时应确认钻孔内无有害气体和备齐防、防溺、放埋等保证平安措施后方可进入并应有专人负责现场指挥。
二、水下砼的灌筑
1、导拼装及下放
〔1〕钢导内壁应光滑、圆顺内径一致接口严。导直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应可为20-30cm。导节长度中间节宜为2m等长底节可为4m,漏斗下宜用1m长导。
〔2〕导使用前应进展试拼和试压按自下而下顺序编和标示尺度。导组装后轴线偏向不宜超过钻孔深的0.5并不宜大于10cm连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。由导接头法兰盘连接接头处用橡胶圈封防水。导使用前应进展水承压和接头抗拉试验。进展水试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力也不应小于导壁和焊缝可能承受灌注砼时压力的1.5倍。导的就位下口至孔底0.4米导升降采用25t汽车吊。
〔3〕导长度应按孔深和工作平台高度。漏斗底距钻孔上口应大于一节中间导长度。导接头法兰盘宜加锥形活套底节导下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头但必须有防松装置。
〔4〕导应位于钻孔在浇筑混凝土前应进展升降试验。导吊装升降设备才能应与全部导充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应并有一定的平安储藏。
2、砼及水下砼灌注
〔1〕在浇筑水下混凝土前应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的“工程检查证〞在浇筑水下混凝土过程中应填写“水下混凝土浇筑记录〞。
〔2〕在第一次清孔到达要求后由于安装钢筋笼及导至浇筑砼的时间较长孔底又会产生沉渣所以安装钢筋笼及导就绪后再利用导进展二次清孔。清孔的是在导顶部安装一个弯头和皮笼用泵将泥浆压入导内再从孔底沿着导外置换沉渣。清孔是深度到达设计要求, 其它指标满足要求。认真做好灌注前的各项检查记录并经监理工程师确认后,立即浇筑水下砼。
〔3〕砼的拌制：与有资质的专业商品砼签订商砼采购合同工程部提供原材料试验室对混凝土质量全程进展试验检测和控制；砼的运输：用砼灌车运输运输以保证灌注不连续为原那么运输过程中严防离淅并由专人负责现场塌落度控制在18-22cm发现离淅或塌落度损失超过2cm必须重新拌和。桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。水下混凝土养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。
〔4〕隔水栓：漏斗底口处必须设置严、可靠的隔水装置该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排除。现场可以采用软球式隔水栓用塑料布包新拌砼制成的软球球直径略大于导直径1cm～1.5cm。或采用直径比导直径小约20mm的皮球。
〔5〕首批混凝土量的计算：钻孔桩所需首批砼数量应能满足导初次埋置深度的需要不得小于1m并不宜大于3m。其混凝土参考数量可以按下式计算：

HW
h2
h3
h1
Hc

V≥〔∏d2/4〕h1+〔∏D2/4〕Hc
Hc= h2 +h3
式中：V——首批混凝土所需数量m3；
d——导内径m；
D——桩径m；
Hc——首批混凝土在孔内的高度m；
h2——导初次埋置深度m；≥1.5m
h3——导底端至钻孔孔底间隔 m；取0.4m
h1——桩孔混凝土面高度到达Hc时的导内混凝土柱的高度m。
而：h1=rwHw/rc；
其中：rw孔内泥浆比重kN/m3；
Hw桩孔内混凝土面以上水和泥浆深度m；
rc混凝土的容重kN/m3。
由于孔内直径的不均匀该式计算出首批混凝土数量后需根据现场孔内情况适当增大混凝土量。
〔6〕剪球、拔栓或开阀首批混凝土灌注完毕后立即测孔内混凝土面高度计算出导埋置深度如符合要求即可正常灌注。如发现导内大量进水说明出现灌注事故应按后述事故的处理进展处理。
〔7〕灌注开场后应紧凑、连续地进展严禁中途停工。并应尽量缩短撤除导的连续时间每根桩的浇筑时间不应太长宜在8h内浇筑完成。在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底使泥浆内含有水泥而变稠凝结致使测深不准确。灌注混凝土过程中要防止雨水等进入导混凝土的离淅必然造成桩身质量不符合要求。灌注过程中应注意观察内混凝土下降和孔内水位升降情况及时测量孔内混凝土面高度正确指挥导的提升和撤除。
在浇筑混凝土过程中应测量孔内混凝土顶面位置保持导埋深在1-3m范围。埋深太浅可能造成泥浆进入导埋深太深可能造成堵还可能使导不能提升。
〔8〕导提升时应保持轴线竖直和位置居中逐步提升。如导法兰卡挂住钢筋骨架可转动导使其脱开钢筋骨架后移到钻孔中心。
当导埋深超出允许范围时可撤除1节或2节导〔视每节导长度〕。此时暂停灌注先取走漏斗重新系牢井口的导吊车提升然后法兰盘接头,同时将起吊导用的吊钩挂上待拆的导上端的吊环待快速接头撤除后吊起待拆的导徐徐放在地上然后将漏斗重新插入井口的导内调整好位置继续灌注。
应尽量缩短撤除导的连续时间撤除导动作要快时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意平安。已拆下的节要立即清洗干净堆放整齐。
〔9〕在灌注过程中当导内混凝土不满含有空气时后续混凝土要徐徐灌入不可整斗地灌入漏斗和导以免在导内形成高压气囊挤出节间的橡皮垫而使导漏水。
〔10〕当混凝土面升到钢筋骨架下端时为防钢筋骨架被混凝土顶托上升可采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时应使导底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处并徐徐灌注混凝土以减小混凝土从导底口出来后向上的冲击力；③当混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后适当提升导减小导埋置长度以增加骨架在导口以下的埋置深度从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
〔11〕在灌注将近完毕时由于导内混凝土柱高度减小超压力降低而导外的泥浆及所含渣土稠度增加相对度增大如在这种情况下出现混凝土顶升困难时可在孔内加水稀释泥浆并掏出局部沉淀土使灌注工作顺利进展。在拔出最后一段长导时拔速度要慢以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导下形成泥心。
〔12〕浇筑到桩身上部5米以内时可以不提升导待浇筑至规定标高再一次提出导拔时注意提拔及反插保证桩芯混凝土实度。
混凝土灌注到接近设计标高时工地值班人员要计算还需要的混凝土数量〔计算时应将导内的混凝土数量估计在内〕拌和站按需要数量拌制以免造成浪费。当混凝土浇筑面接近设计高程时应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。
护筒的撤除可在灌注完毕后混凝土初凝完毕前拔出。为减少以后凿除桩头的工作量可在初凝前铲掉桩顶部混凝土预留10cm到日后承台施工时凿除。
〔13〕 在灌注混凝土时每根桩应至少留取三组试件如换工作班时每工班都应制取试件。试件应施加养护强度测试后应填试验表。强度不合要求时应及时提出。采取补救措施。
〔14〕有关混凝土灌注情况灌注时间、混凝土面的深度、导埋深、导撤除以及发生的异常现象等技术人员应进展详细的过程记录。
〔15〕水下混凝土浇筑过程中发生导漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因造成断桩事故应予重钻或与有关研究补救措施。

表4-1 钻孔桩允许偏向：
序
工程
允许偏向(mm)
1
护筒
顶面位置
50
倾斜度
1
2
孔位中心
50
3
倾斜度
1
3、桩的质量检测应符合以下规定：
〔1〕所有钻孔桩桩身混凝土质量均应进展低应变动测法检验；
〔2〕地质条件较差、桩长较长的桩应按设计图纸要求进展超声波检测；
〔3〕每根桩作混凝土检查试件不少于一组；
〔4〕对质量有问题的桩应钻取桩身混凝土鉴定检验；
〔5〕对大桥和特大桥或构造需要控制的柱桩的桩底沉渣厚度按柱桩总数3-5钻取样检验。
4、桩基成桩质量检验
桩的质量检测主要有：静载试验、o-cell试验、小应变检验、大应变检验、声测检验、钻孔取芯等。
5、水下混凝土灌注常见事故及对策〔见表4-1〕
表4-2 水下混凝土灌注常见事故及对策
序
事故性质
主要原因
相应对策
1
初灌时导堵塞
导内有老混凝土粘附没有去除
每节导均要检查并敲落吸附的砂浆或混凝土
塞子过紧不能通畅下落
塞子略小于导内径预先试通一次
导进水混凝土内水泥浆流失
导预先作水检查
混凝土级配不好或发生离析
第一车混凝土必须在和易性、坍落度等方面满足设计要求可适当多加些水泥砂浆后续混凝土恢复正常
2
施工中导堵塞
混凝土中带有大直径块石
混凝土漏斗处设置金属网网孔直径略小于导内径
导使用过久经屡次周转磨损进水或施工中振动碰撞造成丝扣松弛而进水或封圈老化而进水
掉换新导、封圈减少施工中的振动与碰撞
第一车混凝土过少没有将导底埋入混凝土内或拔过多使底高出混凝土面而进水造成混凝土离析
始终保持导底部埋在混凝土内
3
钢筋笼被顶起
导插入混凝土内过多
及时撤除导保持埋入混凝土内不超过5m。笼子与导壁间必须有定位件或垫块。
在导提升时笼子太靠近被导带起
4
瓶 颈
灌混凝土时孔口堆载过大或进展其他作业〔如静压桩等〕
灌混凝土时不准在孔口附近有额外侧向荷载产生
浆面降低
确保泥浆面的稳定位置
5
断 桩
施工过程中导曾拔离混凝土面致使二次开
不允许导脱离混凝土
6
桩身夹泥
施工过程泥浆浆面降低造成坍孔
维持浆面稳定位置
地面有泥块落入孔内
加强监视
混凝土拌台有泥块混入
7
试桩时沉降过大不能满足要求
桩顶劣质混凝土未凿彻底
试桩桩顶必须露出优质混凝土
孔底清淤不彻底
严格检查清孔结果
桩身有断裂可能
按性质5处理