钻孔桩施工技术培训(GAI).doc

目 录

一、桩基施工质量标准： 1
1.原材料规格 1
2.工艺要求 1
3.主控项目 1
4. 一般项目 2
二、桩基施工方法及工艺 2
1.旋挖钻机钻孔工艺 2
2.主要控制点 9
3、质量预控点 9
4、风险分析 10
三、施工环保与安全 13
1.环境保护 13
2 .施工安全 13

桥梁桩基施工技术培训

一、桩基施工质量标准：
1.原材料规格
桩基所用水泥为高品质的强度等级为42.5的硅酸盐水泥；粗骨料采用连续级配的砾石《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30—2003；普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋须符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）的规定。
2.工艺要求
桩基施工工艺要求、桩基质量验收等须符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）。
3.主控项目
（1）灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定。
（2）成孔深度必须符合设计要求，沉渣厚度不大于300mm。
（3）实际浇筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积，桩身任意一段平均直径与设计直径之比严禁小于1。
（4）浇筑后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。
（5）钢筋的规格和数量必须符合设计要求。
（6）砼强度必须符合设计要求。
（7）桩端伸入持力岩层和深度必须符合设计要求。
（8）桩端持力岩层的性质和持力岩层的厚度必须符合设计要求。
4. 一般项目
⑴ 桩径不小于设计孔径。
⑵ 桩顶标高允许偏差±10mm；
⑶ 孔位中心偏心群桩≤50mm；
⑷ 钻孔桩钢筋骨架制作、安装应符合下表：
钢筋笼制作允许偏差

序 号
项 目
允 许 偏 差
检验方法
1
主筋间距
±0.5dmm
尺量检查不少于5处
2
箍筋间距或螺旋钢筋螺距
±20mm
3
加强筋间距
±20mm
4
钢筋骨架直径
±10mm
尺量检查
5
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查

二、桩基施工方法及工艺
1.旋挖钻机钻孔工艺
将场地平整完成后，填筑钻孔平台并将其压实，按照测量确定的位置埋设护筒，护筒埋设深度根据覆盖层的情况具体确定。钢筋笼集中制作，现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输，导管法灌注混凝土。旋挖钻机钻孔施工工艺流程见图1。
1.1施工准备
⑴ 场地平整：本合同段只有奎屯高架桥有钻孔灌注桩，沿既有G217线布置，所以，施工场地能够满足钻孔机架的组立以及施工荷载等要求。
⑵ 桩位测量：根据已测设好的控制桩等用木桩准确标识各桩位的中心及标高，并向监理工程师报验。拉十字线过桩基中心打设4个临时护桩，以便后续施工。
1.2 护筒埋设
根据桩位中心及其临时护桩定位护筒并埋设。护筒的埋置深度不得小于2.5m，护筒内径比桩径大于20-30cm，且护筒内无突出物，应耐拉、耐压，不漏水。护筒外侧以湿润的粘土填塞，捣夯密实，必要时洒水渗透密实。严禁开孔后水流从护筒外侧向井内渗透，以防井壁坍塌。护筒在埋设过程中，应随时检查护筒中心的偏移；埋设完毕后，利用临时护桩在护筒顶端刻画出桩位的中心线标记，以便在施工过程中随时检查桩位中心。护筒严禁受除井壁侧压力、泥浆应力以外的其它应力。护筒顶部应高出地面15cm以上，并不得低于井外水头。桩位临时护桩当该桩灌注完毕后方可作废。
1.3钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
1.4泥浆制备
（1）调制化学泥浆

平整场地
明挖基坑

测定桩位
挖埋护筒
钻机就位
钻 进
制作护筒
中间检查
终 孔
清 孔
测 孔

安放钢筋笼
安放导管

二次清孔
灌注混凝土

制备泥浆箱、挖泥浆池、沉淀池
泥浆制备、泥浆指标检测
投泥浆、注清水、测比重
测孔深、泥浆比重、钻进速度
测孔深、孔径、倾斜率
注清水、换泥浆、测比重
填表格、监理工程师签字认可
填表、监理工程师签字认可
检查泥浆比重及沉渣厚度
制作混凝土试件
清理、检查
测孔深、孔径
钢筋笼制作
混凝土拌和及运输
凿 除 桩 头

图1 钻孔灌注桩施工工艺流程图

制造泥浆材料可采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成用量如下：
钻孔中化学泥浆性能指标和用量

膨润土
纯碱占用土量
纤维素
占用土量
水
m3
相对密度
粘度pa.s
酸碱性ph
胶体率(%)
砂率
(%)
1t
5kg
0.5 kg
13
1.08-1．20
19-23
8-10
≥95
6-8
（2）泥浆现场管理和调配
本工程位于217国道上，为了保持路面的完整性，不允许在路面上挖设泥浆池，施工中必须准备足够储存一个孔所需泥浆量的可移动式泥浆箱，制作宽2m、高1.5m、长6m的泥浆箱，每台钻机配备5个泥浆箱。另外，在埋设护筒时，把同一桩号的桩基护筒全部一次性埋设到位，以作先施工桩初灌量泥浆存储池和沉淀池。具体施工操作如下：
①泥浆搅拌
按照设计泥浆的配合比搅拌好泥浆放入不施工的护筒内随着钻进的深入用泥浆泵向孔内注入泥浆，用以平衡地层压力，保证孔避稳定。
②泥浆管理
先施工桩砼灌注时，首批砼返上来的泥浆用后施工的护筒（护筒间用循环槽联通）储存，正常灌注护筒内泥浆满时用泥浆泵将泥浆抽入泥浆箱，以流备后用。
③泥浆净化
钻孔过程中返上来的泥浆如果含砂量过高，就在泥浆泵与泥浆箱之间连接一个旋流除砂器将泥浆中的砂子清除，如果泥浆性能变差满足不了施工要求，可用适量的膨润土和添加剂进行调配，以满足施工要求。
1.5 钻孔
护筒埋设完毕并注入泥浆后方可开钻，开钻时，先用低档慢速钻进，钻至护筒以下1米后，再调为正常速度。钻进过程中，根据不同的地质情况选用不同形式的钻头，在土质地层中钻头选用螺旋式土钻或旋挖斗，有水时用旋挖斗掏渣；在次坚石地层中选用螺旋勘岩钻或筒式勘岩钻，在坚石或不均匀石质地层中选用筒式勘岩钻切削钻进。钻进过程中，经常抽取渣样并检查泥浆指标，注意土层变化，以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力、泥浆比重。在砂土、软性土等易坍孔的土层中，采用低档慢速，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。
钻至设计标高并经岩样判别确认到位后，停止钻进。
1.6 清孔
根据不同地质条件，采用换浆法清孔，用旋挖斗掏渣，同时注入净浆进行泥浆置换。
清孔后及时用测绳测量孔深，用检孔器检测孔径、孔的倾斜度等各项指标。下放钢筋笼及灌注混凝土前重新测量孔深，检查是否有塌孔现象。遇塌孔或沉渣过厚时，及时用旋挖斗进行二次清孔。
1.7钢筋笼制作、安装
桩基钢筋笼在钢筋加工长集中加工，钢筋笼主筋接头采用闪光对焊连接或套筒连接，每一截面上接头数量不超过50%，且钢筋接头应交错布置，相邻两根接头间距不得小于35倍钢筋直径且不小于50cm，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，应在专用台架上进行，并纵横设控制架，确保符合要求。钢筋骨架的保护层厚度按设计要求由定位钢筋来保证，按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周等距布置4个。
根据设计桩基钢筋笼长度，综合考虑施工效率和运输方便，确定钢筋笼加工每节长度，本工程桩基钢筋笼最长为43.36m，计划分为2节加工，运输采用牵引车挂2节平板车进行运输。
使用大吨位汽车起重机吊装钢筋笼。入孔时应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔，入孔后不宜左右转动，在孔口接长钢筋时，上、下主筋位置应对正，保证钢筋笼接长上下段的轴线在一直线上，不得出现转折。安装到位，在孔口均应有可靠的支撑及牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
钢筋笼吊放入孔后的位置容许偏差应符合下列规定：
⑴ 钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于10mm；
⑵ 钢筋笼底面高程偏差不大于±50mm。
1.8 水下混凝土浇筑
⑴ 安装导管
导管采用φ300mm钢管，底节设4m，中间节每节2m,配1～2节1～1.5m的短管。吊装先试拼，连接牢固、封闭严密、导管组装后轴线偏差，不宜不超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm；并进行水密试验和拉力试验，试验时水的压力不小于孔底净压力1.5倍。导管安装应位于钻孔中央，导管密封圈须齐全完好，导管接头要拧紧，导管底口距离孔底30-50cm。
⑵ 灌注水下混凝土
浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如超出5cm，则利用导管进行二次清孔，清孔完成后，立即浇注水下混凝土。
灌注混凝土前和过程中，应按规定时间检测高性能混凝土的坍落度、扩展度、含气量和入模温度，并做好记录。待检测指标合格后，方可灌注混凝土。
初灌时砼储量应充足，保证导管埋深不小于1米，初灌砼储量计算参考如下：

式中： -灌注首批砼所需数量 (m3)；
-桩孔直径 (m)；
-桩孔底至导管底端间距 (m)，取0.25~0.40m；
-导管初次埋置深度 (m)，不少于1m；
-导管内径 (m)；
-孔内水或泥浆高度 (m)；
-孔内水或泥浆的重度（KN/m3）；
-砼拌和物的重度（KN/m3），取24 KN/m3；
首批砼灌注前对孔底沉淀层厚度应再次测定，如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。
计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。并能把导管下口埋入混凝土不小于1m并不宜大于3m。
浇注连续进行，中途停歇时间不超过30min。在整个浇注过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，及时提升导管，控制导管的埋深，保持导管在混凝土埋深2～6m范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应缓慢提升导管，确定混凝土顶面位置，考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程50-100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量，在浇筑过程中应如实填写混凝土浇筑记录。
1.9 旋挖钻机作业注意事项
钻进过程中，要及时掌握钻孔深度，根据地质层变化，及时调整钻进压力、钻进速度和适宜的泥浆稠度，以防钻进不利地层时塌孔。
钻进中随时注意地层变化，在地层变化处均应留取渣样，判断地质类别，记入记录表中，并与设计院提供的地质剖面图相对照。钻渣渣样编号保存，以便分析备查。
2.主要控制点
按上述工艺流程对每道工序主要控制点见表：
序号
主要工序
控制要点
备 注
1
放线后安装护筒
检查护筒中心与桩中心的偏差（不大于50mm）。

2
安装钻机
检查桩机水平度，检查桩机是否平稳。

3
钻孔
不同的岩石时应控制钻进速度；
桩机设备发生异常现象要及时处理；如遇斜孔、塌孔，溶洞等不良现象应做处理方案及时处理。

4
制作钢筋笼
检查钢筋笼制作质量

5
第一次清孔
检查成孔质量：孔深、孔径、沉碴厚度，泥浆比重、粘度、含砂率。

6
吊装钢筋笼
检查连接接头是否符合要求。钢筋笼长度（承台锚固长度），保护层是否齐全，钢筋笼的中线。

7
插入导管
检查导管长度及封密性能，导管底与孔底的距离。

8
第二次清孔
检查泥浆比重、粘度、含砂率。控制沉渣厚度。

9
灌注水下砼
检查砼配合比、原材料计量、搅拌时间、混合料均匀性及初凝时间；
控制砼的初灌量；砼坍落度测试；砼强度试验试件的取样和制作；
充盈系数是否符合要求。

10
拔出导管
检查桩顶标高；单桩验收。

11
制备泥浆
检查泥浆的比重、粘度、含砂率。应符合规范或施工组织设计要求。

3、质量预控点
3.1 施工组织
严格审校施工方生产、技术管理、劳动力组织、施工机械配备及管理、材料供应计划，进度计划安排，施工场地布置等方面严密性、合理性，尤其重点审查施工方质保体系落实情况。溶洞处的处理措施及可能发生的卡钻等应对方案，特殊情况如停电、水的应急措施。
3.2 地质资料
详细记录钻孔地质资料，应充分了解土层情况，对于有溶洞高低起伏大的区域要予以特别对待。
3.3场地条件
检查场地三通一平条件，同时事先查明场内地下障碍物分布情况，必要时提前清理。
3.4 原材料质量
严格控制现场使用原材料质量。钢筋质保书必须规范，应与进场钢筋炉号、批号相吻合。拌制混凝土用的水泥、砂、石符合有关质量要求并应有相应的质保书和生产许可。按配合比拌制混凝土，及时制作试块，按要求检查混凝土坍落度。
3.5测量定位
检查控制轴线定位依据、标高引入点，并检查场内控制轴线及标高，成桩前验证桩位平面位置。
4、风险分析
钻孔灌注桩施工的工序较为复杂，其中成孔、水下混凝土灌注对钻孔灌注桩质量影响较大。钻孔灌注桩常见的质量问题包括桩斜孔、断桩、坍孔、钢筋笼上浮等。
4.1 桩孔倾斜
4.1.1 产生的原因：
成孔过程中遇地质不均匀，硬软共存。
钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
4.1.2 预防措施
安装钻进时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖线上,并经常检查校正。
由于主动钻杆较长,钻动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。
在不均匀地层中钻进或接近岩面时，要求施工方控制冲程和钻孔频率已保证桩身垂直度。
4.2 钢筋骨架上浮
4.2.1 产生的原因
混凝土浇注速度过快。
4.2.2预防措施
⑴ 尽量缩短混凝土的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时流动性过小。
⑵ 当混凝土面接近和初进钢筋骨架，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并徐徐灌入混凝，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。
⑶ 当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管,减小导管埋置长，以增加骨架在导管口以下的埋置升度，从而增加混凝土对钢筋骨架握裹力。
4.3坍孔
4.3.1产生的原因：
护壁泥浆性能不符合要求。
泥浆补充不足或钻进过程遇溶洞、裂隙导致泥浆大量流失。
泥浆液面低于地下水位。
4.3.2预防措施：
及时检查泥浆液面，详细分析超前钻资料，在接近溶岩的土层时，充分储备泥浆。
4.4断桩
4.4.1产生的原因：
集料配比不当，砼和易性差而造成离析卡管。
泥浆指标未达到要求、钻机基础不平稳、钻架摆幅过大、钻杆上端无导向设备、基底土质差甚至出现流沙层二导致坍孔。
砼灌注间歇时间超过砼初凝时间。
砼灌注过程中导管埋置深度过小，或因导管接头不良致使管中进水，导管埋深过大，下端管口的砼已凝固引起灌注间断。
当砼卡管或严重漏水，拔出导管处理故障后，未将已灌注的砼彻底清除就恢复灌注也会形成断桩。
灌注时间长，表层砼失去流动性，而继续灌注的砼顶破表层而上升，将混有泥浆的表层覆盖包裹。
4.4.2预防措施：
（1）确保良好的集料级配及砼和易性。
（2）坚持清孔确保泥浆的粘度、比重、砂率指标达到要求。
（3）对有流沙层的桩基加膨润土、纤维素、煤碱剂、碳酸钠等比重低、粘度好、固壁能力强的外加剂以加强泥浆的粘结性能。
（4）灌注设备和灌注能力要满足砼连续施工要求，在灌注砼前，应对导管进行泌水检查。剪球前必须储备足够量的砼一次连续下料，导管下口至孔底的距离不应过大，以保证导管的初始埋深。确保导管埋深控制在2~6m范围内。
（5）砼灌注期间，间歇时间不应大于砼初凝时间。
（6）发生“堵导管”现象是严禁将导管不利砼面灌注，以免砼夹层；配合吸泥机、空压机，做好处理导管堵塞或断桩准备。
三、施工环保与安全
1.环境保护
⑴ 合理规划施工用地，最大限度地减少施工用地。
⑵ 水环境保护：钻孔过程中的灌浆、灌孔溢出的泥浆应作处理，采取排入沉淀池或外运，不得任意排放。
⑶ 桩基施工弃碴应统筹安排，集中堆放和利用。尽量做到与周围环境融洽，并有良好的排水截水和挡护设施。
2 .施工安全
桥梁桩基施工的安全问题突出表现为钻机的转移及就位，钻孔过程中地质的变化、钢筋笼的吊装。
⑴ 钻机在转移及行进时，制定加固措施，防止钻机碰撞建（构）筑物等事故。钻机就位后，对钻机及配套设施进行全面的检查，确保钻机安设平稳、牢固。
⑵ 钻进时严密监视钻进情况，观察孔内有无异常情况，钻架是否倾斜、各连接部位是否松动、是否有坍孔征兆等。
⑶ 对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔出的，加设护筒顶盖或铺设安全网罩。
⑷、钢筋笼吊装时，笼内应捆扎扁担和钢筋支撑，提高吊装抗挠能力，避免出现质量、安全事故。吊装时，下方禁止站人，必须待钢筋笼到位后，才准靠近。