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钻孔灌注桩施工工艺指导

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2012年3月12日

钻孔灌注桩施工工艺指导
1、施工放样
依据设计资料，由测量队用全站仪精确放样，每次放样至少两排，通过钢尺进行相互间距校核无误后，放样数据和记录报监理工程师审核，然后现场复测，最终定位，并安设护桩，以便检查钻孔位置及钢筋骨架的定位。
2、 护筒埋设
护筒采用5mm厚钢板卷制而成，直径大于孔径30cm，埋设的深度根据地质条件确定，一般为1.5m，护筒顶面高出施工水位1.0~1.5m，高出地面至少30cm。河道中护筒底的埋深一定要穿过淤泥层，稳固扎实。护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，倾斜程度不大于1%，护筒周围用粘土夯实。
护筒埋设好后，及时复核护筒的中心坐标位置和高程，做好测量记录并请监理工程师签认。
3、 泥浆制配
钻孔泥浆由水、粘土配制而成，其性能指标参照下表。
泥浆性能指标表
项目
相对密度
粘度（s）
静切力（Pa）
含砂率（%）
酸碱度（PH）
胶体率（%）
数值
1.05～1.20
16～22
1.0～2.5
8～4
8～10
≥96
4、 钻机就位
钻机就位前，对钻机的钻头、钻杆等仔细检查，尽量避免钻进过程中掉钻等意外发生。钻机就位必须牢固、平稳，钻头中心位置与孔中心对正，钻杆要垂直，偏差不大于2cm。备好造泥浆粘土和泥浆池。
5、 钻机钻进
开钻前，应先使用优质粘土或膨润土调治好泥浆，泥浆的性能指标应满足规范要求，待泥浆输入到孔内一定数量后，方可开始钻孔。开孔初期控制好钻进速度，采用慢速推进，使初开孔壁坚实、竖直，能起导向作用，避免碰撞护筒，钻锥在孔中能保持竖直稳定时，再全速钻进，并注意随时进行桩位复测，检查孔径、倾斜度以及钻机平稳程度，防止孔位偏斜。钻进过程中根据地质情况调整钻进速度，并做好钻孔记录。钻孔时要高度重视泥浆护壁，根据不同的地质，泥浆指标也应调整，适时测泥浆密度、粘度、含砂率等主要指标。钻孔过程中，护筒内的泥浆顶面，应始终高出地下水位至少1m以上。
6、 终孔清孔
钻孔达到要求深度后，停止进尺，稍提钻锥离孔底10cm~20cm空钻，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.03~1.1的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出，但必须保持水头差，防止坍孔。使清孔后含砂率降到2%以下，粘度为17~20 Pa·s，相对密度为1.03~1.10且孔底沉淀层厚度不大于设计规定的量值时，即可终止清孔。在吊入钢筋骨架后，灌注前应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀层厚度，如超出规定，应进行第二次清孔。
7、 成孔检查
灌注桩成孔后，下入钢筋笼前必须对孔径及孔形进行检查，检查采用笼式测孔器，测孔器用钢筋制作而成，其外径等于钻孔的设计桩径，长度等于孔径的4~6倍，检测时将测孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于笼径，若中途受阻则有可能在受阻部位有缩径或孔斜现象，应采取措施予以消除。检测结果应符合下表：
8、钢筋笼制作安装
（1）钢筋须具有质量保证单，并经抽样检验合格。
（2）Ⅱ级钢筋
a、钢筋接头焊接应使用电弧焊，钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。焊工必须持有上岗证。
b、采用电弧焊焊接，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两钢筋轴线一致，并尽量采用双面焊（焊接长度不小于5d）。
c、配置在同一截面内的钢筋接头，截面积不得超过配筋总面积的50%。
（3）钢筋骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行，按设计图纸分段制作，分段长度根据吊装条件确定，确保不变形，接头应错开。
（4）钢筋制作完成后，应水平垫高遮盖并使其不受机械损伤。
（5）钢筋骨架吊装时应准确地就位、焊接。两钢筋搭接端部应予先折向一侧，使两钢筋轴线一致，采用单面搭接焊接，焊接长度不小于10D，同时保证配置在搭接长度区段内钢筋接头截面积百分率不超过50%，且钢筋接头避免出现在最大弯矩区域内。钢筋笼就位后，钢筋骨架应采取临时固定措施，以防钢筋骨架偏位和上浮。
（6）钢筋笼安装过程中应对焊接接头等留下影像资料。
9、灌注水下砼
灌注前必须检查沉淀厚度，合格后方可进行，如沉淀厚度超厚则进行二次清孔。根据钻孔深度配置导管长度，并将每根每节顺序编号待用，导管要圆整，顺直、接口无磨损，不漏水。进场的导管先进行水密承压试验，合格后才允许使用。吊装时导管应位于孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验，导管底口距孔底20～30cm，为了起到密水作用，灌注混凝土前在导管中放入一充气球胆，以便浇筑时把混凝土和泥浆隔离。灌注时先把料斗灌满砼(3.5m3左右)，料斗下预先装一块铁板阀门（关闭状态），打开阀门，砼顺着导管向下，紧接着往里面输送砼，灌注应紧凑地、连续地进行。在灌注过程中要防止砼拌和物从料斗顶溢出或从料斗外掉入孔内，且应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼高度，确定导管埋入深度及混凝土上升速度，准确指挥导管的提升、拆除和混凝土注入量。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，随着混凝土面的上升断续提管，但始终保持导管在混凝土中埋深2～6 m。
砼顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5~1.0m，以保证砼强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层，灌注结束后在砼初凝前拆除护筒。
灌注过程中，及时做好灌注记录、砼坍落等各项试验，遇到问题及时解决。
10、水中桩施工
水中施工采用填土围堰的方式施工。
（1）施工放样
依据设计资料，由测量队放出桩位，在水中做出明显标志。
（2）填土围堰
a、用钢尺在桩位两侧往外拉3米，作为填土宽度，采用自卸车、挖机配合装土运输，推土机推平的方式由岸边往河中心填土。
b、填土高度结合水位与桩顶标高来控制，适当高于桩顶标高，同时高于河中水位50cm以上。
(3)此外，水中桩灌注时，混凝土按陆上桩采用罐车运输至工地现场，直接灌注。同时联系好备用汽车泵，防止意外情况发生。其余施工工序按陆上桩工艺进行。
11、 事故预防和处理办法
⑴导管进水
①主要原因
a、首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大，不能将导管底口下封住，使水从导管底口进入；
b、导管接头不严，橡皮垫被高压气囊挤开，水进入；
c、导管提升过猛，控制错误，使导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。
②处理方法
a、若是第一种情况，立即将导管提出，进行清孔重新下导管，重新灌注；
b、若是第二、三种情况，应换新导管，插入混凝土用吸泥或抽水的方法将导管内的水和沉淀吸出，继续灌注混凝土，起先混凝土应增加水泥用量，以后的混凝土可恢复正常配合比。
⑵卡管
①主要原因
a、在首批砼下注时，由于导管底口距孔底的距离保持不够，因安装钢筋及导管时间过长，孔内钻渣淤积加深，使得导管底端被泥砂等物堵塞；
b、砼在浇注过程中发生离析使粗集料过于集中而卡塞导管。
②处理方法
a、若是第一种情况，应用吊车将料斗连同导管一起吊起，待砼灌注畅通后再把导管放置回原位。为避免此类事故发生，当孔内沉淀较厚时，灌注前必须进行二次清孔；
b、若是第二种情况，则须把导管吊起，快速向井架冲击，但切不可把导管提出砼面以外。为避免此类事故发生，将严格要求做到：导管牢固不漏水；砼和易性坍落度符合要求。
⑶坍孔
主要原因是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或护筒周围堆放重物或机器振动引起。
处理方法是加大水头，移开重物，排除机具振动，用吸泥吸出坍入孔内泥土，如不继续坍孔，时间允许可重新灌注，否则拨出导管和钢筋笼，回填粘土，重钻。
⑷埋管
主要原因是导管埋入混凝土过深，使导管内外混凝土已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大，或提管过猛将导管拨断。
预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m，混凝土内加缓凝剂，加速混凝土灌注速度，提升导管不可过猛。
⑸钢筋笼上浮
①主要原因
在砼浇注过程种，砼灌注速度过快，钢筋骨架受到砼从漏斗向下灌注时的位能而产生的冲击力，砼从导管流出来向上升起，其向下冲击力转变为向上顶托力，使钢筋笼上浮。
②预防办法
a、砼表面接近钢筋骨架时，放慢砼浇注速度；
b、砼表面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离；
c、砼表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离；
d、在孔底设置环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。
12、 质量检验
① 钻孔灌注以钻取芯样法或超声波法等无破损检测法对桩的匀质性进行检测，检测根数按施工规范要求进行。
② 对质量有怀疑的桩及因灌注过程处理过的桩，均应进行检测。
③ 灌注桩水下砼的质量应符合下列要求：
a 砼强度符合设计要求。
b 无断层或平层。
c 钻孔桩的桩底不高于设计标高，桩底沉淀厚度不大于设计规定。
d 桩头凿除预留部分无残余松散层和薄弱砼层。
13、 环保措施
为保护施工范围内的环境卫生、农田，钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后，用运输船或罐车将泥浆池（槽）中的泥浆清运到指定的排放地点。

质量通病与防治措施
序号
质量通病
形成原因
防治措施
1
桩位偏位
1、钻机就位时，钻头中心与桩位轴线偏差大。
2、钻机就位时，架立不平稳。
3、钻孔工程中，钻机振动过大，发生移位。
1、钻机就位时，架立必须平稳。
2、开钻前，复测钻头中心与桩位轴线须尽可能重合，偏差不得大于5cm。
3、钻孔工程中，应加强检测钻机是否因振动过大，发生移位，一经发现偏位须立即采取纠正措施。

2
1、坍孔、缩扩孔、斜孔
2、沉淀层不符合设计及规范要求
1、泥浆比重小，转速、进尺过快，水头压力偏小；钻孔时间过长，钻杆不顺直，钻头偏心，钻机倾斜。
2、清孔泥浆比重小、时间短，换浆速度快，沉淀池容积偏小。
1、按规范控制泥浆比重，针对不同地质采用合适的转速、进尺，控制孔内水头高度；检查钻杆、钻头，钻孔过程中确保钻机处于水平状态。
2、根据含沙率控制清孔泥浆比重及粘度，延长清孔时间，严禁直接向孔内加注清水，沉淀池容积必须满足要求。

3

1、钢筋骨架搭、焊接长度不足。
2、钢筋骨架主筋不同心，分节偏心，搭接间隙过大。
3、钢筋骨架保护层厚度偏差大。
4、骨架上浮或下沉。
3、沉淀层不符合设

1、钢筋下料不准确，造成搭、焊接长度不一。
2、吊装运输造成骨架变形、弯曲；搭接接头角度不一。
3、钢筋骨架对中不准确。
4、钢筋骨架固定措施不到位，砼浇注至骨架底处时速度过快。

1、严禁控制钢筋下料长度，制作规范。
2、采用合适的吊装运输设备，确保钢筋骨架不受损伤；搭接接头角度一致。
3、加强对中检查，确保对中准确。
4、钢筋骨架采取有效固定措施，严格控制砼浇注至骨架底处时的速度。
4
1、混凝土灌注初灌导管进水。
2、埋管。
3、导管堵塞。
4、夹层断桩。
5、桩顶砼松散、夹泥。

1、首盘混凝土数量不够，导管离孔底间隙过大。
2、砼液面高度和导管长度控制不准，致使导管埋置过深。
3、砼配合比控制不准，混合料严重离析，灌注不连续，间隙时间过长。
4、导管密封不严、进水；导管埋深不足，提升过程中导管悬空；灌注中发生塌孔。
5、砼灌注高度不足，桩头破除不到位。

1、储料斗容积必须满足首盘砼下灌后导管埋深不小于1m的要求，严格控制导管下口至孔底的距离。
2、加强砼灌注过程中砼液面高度和导管长度的测量与校核，严格控制导管埋深。
3、严格控制砼施工配合比，确保每盘砼均具有良好的工作性，并加强施工管理，确保灌注施工连续、不间断。
4、在拼装过程中严格检查导管的密封性；灌注过程中落实专人进行施工控制；保持孔内水头，孔周围不得有堆放物和机械振动。
5、严格控制砼灌注高度；桩头破除必须达到坚硬砼面。

钻孔灌注桩基础质量检查标准
检查项目
规定值或允许偏差
检查规定
频率
方法
混凝土抗压强度（Mpa）
在合格标准内
3组/桩
28d抗压强度
轴线偏位（mm）
群桩
100
每桩检查
全站仪或经纬仪检查
单排桩
50
钻孔倾斜度（mm）
直桩
1%桩长，且不大于500
每桩检查
测壁仪或钻杆垂线法
孔深（mm）
摩擦桩
不小于设计
每桩检查
测绳检查
支撑桩
比设计深度超深不小于50
混凝土坍落度（mm）
180～220
3次/桩
坍落度仪测量
钢筋骨架底面高程（mm）
±50
每桩检查
水准仪检查
清孔后泥浆指标
相对密度
1.03～1.10
每孔检查
泥浆相对密度计
粘度（s）
17～20
标准漏斗粘度计
含砂率（%）
＜2
含砂率计
胶体率（%）
＞98
量杯
沉淀厚度（mm）
摩擦桩
符合设计要求，当设计无要求时：直径≤1.5m的桩，≤300，对桩径＞1.5m或桩长＞40m或地质较差的桩，≤500
每孔检查
沉淀盒或标准测锤检查
支撑桩
不大于设计规定
每桩检查
孔径（mm）
不小于设计
每桩检查
探孔器检查
质量要求
每桩应作无破损动测检查，无断桩、离析、缩颈、夹层等质量缺陷；桩顶面应平整，连接处平顺无局部修补；凿除桩头预留混凝土后，桩顶应无残余的松散混凝土。
灌注桩钢筋骨架质量检查标准
检查项目
规定值或允许偏差
检查规定
频率
方法
主筋间距（mm）
±10
2个断面/节
尺量每个间距
螺旋筋或箍筋间距（mm）
±10
10间距/节
尺量
骨架长度（mm）
±10
按骨架总数30%抽查
尺量
骨架直径（mm）
±5
骨架倾斜度（%）
±0.5
每桩检查
垂线法测量
骨架保护层厚度（mm）
±10
8处/节
尺量
骨架中心平面位置（mm）
20
每桩检查
尺量
骨架顶面高程（mm）
±20
每桩检查
水准仪测量
骨架底面高程（mm）
±50
每桩检查
水准仪测顶面高程后反算

钻孔灌注桩工艺流程图
平整场地
施工准备
砼配合比、原材料试验

施工组织
开工报告
试验报告

桩位放样

制作护筒
埋设护筒

复核放样

泥浆池

钻机就位

合格泥浆

钻 孔

清 孔

成孔检查

提钻

下探孔器

钢筋笼制作
安设钢筋笼

安设导管
导管制作、密水试验

砼拌和运输
灌注记录
灌注水下砼
破 桩 头
桩基检测

试块检测
试块制作

检查验收