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旋挖成孔灌注桩工程技术规程DBJ50 156 2012 1 目录一 旋挖成桩工程应用现状及术语二 旋挖成桩工程相关规范 标准及文件三 旋挖成桩工程基本规定和强制性条文要求四 旋挖成桩工程勘察和设计方面五 旋挖成桩施工和检验要求六 施工质量验收重点七 旋挖成孔常见问题预防和处理 2 一 旋挖成孔桩工程使用现状及术语施工队伍组成 1 专业地基基础施工企业2 地勘单位专业技术人员3 施工总承包企业4 私人承包 3 旋挖设备组成 选型 旋挖钻机组成由液压履带式伸缩底盘 主机 自行起落可折叠桅杆 伸缩式钻杆 钻具 及滑轮架 油缸 动力头等部件组成 4 5 螺旋钻头 短螺旋 6 斗齿底 截齿底 7 排气孔 单层底钻头 卵石取芯桶钻 冲抓锥碎石 取石 两瓣斗 返回 冲抓锥 8 旋挖钻机适用土层范围 砂土 人工填土 粉土 淤泥质粘土 粘土 粉质粘土 中密 密实碎石土 卵石 孤石 9 全 强风化岩层 泥岩 泥质 钙质胶结 砂岩层 石灰岩 灰岩层 凝灰岩层 花岗岩层 10 存在问题1 先进技术代替传统工艺 技术力量及经验储备不足 2 复杂地质条件下施工经验不足 成孔工艺选择不当及缺乏应急处理办法 3 项目管理水平参差不齐 施工质量技术标准模糊 4 施工技术标准欠缺 5 桩基质量无法做到心中有数 较多凭感觉 11 术语 成孔方式 旋挖机械成孔方法分两种 干成孔 不使用稳定液护壁 泥浆护壁成孔 使用稳定液护壁 全钢护筒护壁旋挖成孔 使用套管跟进对易坍塌 易缩径地层进行护壁 采用旋挖钻具成孔的一种工法 可分为护筒下到位后钻孔和护筒跟进钻孔 造壁钻孔 通过预注浆工艺将钻孔位置的松散地层用水泥浆液胶结形成稳定的地层 然后采用旋挖钻具直接取土成孔的一种工法 12 13 摩擦桩在承载能力极限状态下 桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受 桩端阻力小到可忽略不计 端承桩在承载能力极限状态下 桩顶竖向荷载由桩端阻力承受 桩侧阻力小到可忽略不计 小直径桩d 250mm中直径桩250mm d 800mm大直径桩d 800mm 14 砼初灌量水下混凝土浇筑时为稀释 冲散桩底沉渣而要求一定足够数量的混凝土 钻孔偏斜旋挖施工过程中 施工桩实际轴线与设计桩孔轴线的偏离称钻孔弯曲 俗称孔斜 塌孔孔壁土与原生土脱离掉入孔内的现象称为塌孔 卡钻在旋挖钻进过程中 钻具被孔壁卡住 使提钻或旋转无法正常进行的现象 稳定液主要用于保持孔壁稳定的液体 护筒主要用于固定桩位 保护孔口 保持孔壁稳定的筒状体 有钢质护筒和混凝土护筒 15 16 人工填土层 新近高回填土 旋挖钻进工法土层特性成因复杂 组成物质杂乱不均匀 任意堆填 未经充分压实 土质松散 空洞 孔隙率高 强度高低不均 新填土 因自重压力引起的固结尚未完成 稳定性较差 受地下水影响较大 17 潜在事故塌孔 斜孔 卡钻 漏浆 钻杆断裂 砼流失设备选择钻杆 素填土 生活垃圾填土等钻杆使用摩擦杆 建筑垃圾 碎石填土 岩石等钻杆使用提供加压力的机锁杆 钻头 素填土 生活垃圾填土等选择土层双底捞砂斗 建筑垃圾 碎石填土 岩石等选择嵌岩双底捞砂斗或锥螺旋钻头 18 操作重点因回填土土质情况各异 应根据不同的土质进行不同的操作 回填土的钻进操作应注意提放钻头尽量缓慢匀速 防止钻头刮碰孔壁 保护泥皮 避免塌孔 钻进时应低转速 大扭矩 防止泥浆高速冲刷孔壁 在密实型回填土中 应慢速钻进 用主卷扬钢丝绳吊着钻杆 用齿具拨动块石 在提钻 正反转动力头时 严禁快速起步操作方式 导致阻力瞬间增加而提断钢丝绳 扭断钻杆 当提升出现异常阻力增高时 严禁硬提 预防钻具卡死 19 钻进过程中应密切关注桩孔周围地表 注意护筒周围是否发生松动或塌陷 护筒是否处于原位 同时应注意泥浆上表面气泡情况 用以判断孔内是否稳定 如表面突然出现气泡 则可能已经出现塌孔 新进高回填土的处理措施注浆加固方式 造壁成孔 在桩位处及四周预先钻无数小孔 然后安装带有孔眼的注浆管道 通过注浆管道向里面高压喷射水泥浆 当注浆孔中水泥浆液疑固达一定强度 其破碎石因浆液的渗透得以固结 提高整体性 可使成孔顺利进行 然后采用旋挖钻机直接钻进成孔 灌注反压混凝土先用旋挖钻机就位 开孔 视现场情况 在桩塌孔位置 均采用C20混凝土进行灌注反压 反压最高度不得大于2m 待混凝土硬化后进行钻孔 20 灌注反压混凝土成孔 开钻后塌孔 钻孔桩开钻 混凝土反压 反压后重新定位放线 21 反压后重新开钻 过程成孔质量 终孔质量 轴线 标高标识 22 二 旋挖成桩工程相关规范 标准及文件 一 旋挖成桩工程相关规范 标准国家标准 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2001 岩土工程勘察规范 GB50021 2001 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 建筑地基与基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 混凝土质量控制标准 GB50164 2011 工程测量规范 GB50026 2007 23 行业标准 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 建筑变形测量规范 JGJ8 2007 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 2010 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 2012 建筑基桩检测技术规范 JGJ106 2003地方标准 建筑地基基础工程施工质量验收规范 DBJ50 125 2011 重庆建筑地基基础设计规范 DBJ50 047 2006 工程地质勘察规范 DBJ50 043 2005 旋挖成孔灌注桩工程技术规程 DBJ50 156 2012 24 二 旋挖成桩工程相关文件一 关于加强桩基工程质量监督和检测的紧急通知 渝建质监 2008 004号二 重庆市建设领域禁止 限制使用落后技术通告 第七号 三 重庆市质监总站关于加强对旋挖桩成桩质量检测的通知 渝建质监 2011 53号 25 三 旋挖成桩工程基本规定和强制性条文 一 基本规定1 3 0 5是否编制旋挖成孔灌注桩专项施工方案并进行审批 首桩验收前先进行检查方案编制情况 2 3 0 6旋挖成孔灌注桩施工完成后 应及时组织桩基子分部工程质量验收 监督检查 子分部工程验收记录 3 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 9 1 2桩基工程检验按时间顺序分为三个阶段 施工前检验 施工检验 施工后检验 施工前检验 9 2 1施工前应严格对桩位进行检验 26 9 2 3灌注桩施工的应进行下列检验 1混凝土拌制应对原材料质量与计量 混凝土配合比 坍落度 混凝土强度等级等进行检查 2钢筋笼制作应对钢筋规格 焊条规格 品种 焊口规格 焊缝长度 焊缝外观和质量 主筋和箍筋的制作偏差等进行检查 钢筋笼制作允许偏差应符合本规范表6 2 5的要求 4 旋挖成孔灌注桩施工前 由于各道工序间施工时间的影响 施工准备充分与否也将影响施工质量 因此 施工准备情况的检查验收必不可少 应具备的资料 监督检查资料 1 质量管理体系和质量保证措施的建立情况 包括责任人员责任书及相关人员资格 岗位证书 27 2 有关资料准备 岩土工程勘察报告 桩基工程施工图设计文件及图纸会审资料3 旋挖成孔灌注桩专项施工方案及有针对性的应急预案4 施工技术交底记录 应具备的检查和测量工具 主要有全站仪 经纬仪 水准仪 钢卷尺 测绳 测锤 沉渣仪 稳定液测试仪器 粘度计 比重称 含砂率计 等 应具备的现场条件 应在不受施工影响的地方设置轴线控制点和水准点 开工前 经复核后应妥善保护 施工中应进行复测 原材料及半成品检查 28 1 砂 石子 钢材 水泥等原材料的质量 检验项目 批量和检验方法 应符合国家现行标准的规定 砂 石子检验批 以同一产地 同一规格每400m3或600t为一验收批 不足400m3或600t也按一批计 钢材检验批 由同一牌号 同一炉罐号 同一规格的钢筋组成 每批重量通常不大于60t 超过60t的部分 每增加40t 或不足40t的余数 增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样 水泥检验批 同品种 同强度等级 同一出厂编号的袋装水泥每200t为一验收批 散装水泥每500t为一验收批2 混凝土配合比试验单 3 钢筋笼制作应对钢筋规格 焊条规格 品种 焊口规格 焊缝长度 焊缝外观和质量 主筋和箍筋的制作偏差等进行检查 钢筋笼制作允许偏差应符合规范的要求 29 5 7 1 1施工前应按施工方案进行试成孔1 详细记录试成孔过程的各项参数 记录应准确 完整 真实 试成孔记录的参数 包括地质情况 旋挖钻机的钻头 钻杆选用 加压方式 转速 提钻速度以及孔壁稳定性情况 孔底沉渣厚度 稳定液的制备和使用 护筒的设置 成孔时遇到的异常情况等 2 施工过程中应按试成孔确定的参数进行施工 及时记录并核验施工参数与试成孔参数差异 按预先制定的应急预案及时调整 3 同一场地不同地质条件应按不同工艺分别进行试成孔 30 6 7 1 7成孔应采用跳挖方式 钻头倒出的渣土距孔口最小距离应大于6m 并应及时清除外运 7 6 1 4应制定有针对性的应急预案 完善各种预防措施 8 6 3 3临近边坡的桩基应在完成边坡支护后施工 31 二 强制性条文1 3 0 7采用旋挖成孔灌注桩基础的建筑物 在施工和使用期间应进行沉降变形监测 结合 关于加强建筑工程变形监测的监督提示 32 2 7 1 3旋挖成孔灌注桩孔口应设置护筒 并满足设计要求 条文解释 固定桩孔位置 控制桩顶标高 保持泥浆水位 压力 防止塌孔 防止钻孔过程中的沉渣回流 保护孔口 防止地面石块掉入孔内等 33 四 旋挖成桩工程勘察和设计方面 一 4 0 3地基勘察点间距应符合下列规定 1 对端承桩 含嵌岩桩 宜为12m 24m 相邻勘探孔揭露的持力层层面高差宜控制为1m 2m 2 对摩擦桩宜为20m 35m 当地层条件复杂 影响成桩或设计有特殊要求时 勘探点应适当加密 3 高回填土 岩溶 岩土界面坡率大于10 等复杂地基的一柱一桩工程 应每柱设置勘探点 此点应重视执行 二 4 0 4勘探孔的深度应符合下列规定 1一般性勘探孔的深度应达到预计桩长以下3d 5d d为桩径 且不得小于3m 对大直径桩 不得小于5m 2控制性勘探孔深度应考虑场地稳定性要求 存在外倾结构面时 孔深应进入潜在滑移面下3m 5m 对需验算沉降的桩基 应超过地基变形计算深度 34 3钻至预计深度遇软弱层时 应予加深 在预计勘探孔深度内遇稳定坚实岩土时 可适当减小 4持力层为岩层的桩 应钻入预计桩底以下3d 5d 并穿过溶洞 破碎带 到达稳定地层 5当桩底变化较大时 宜按最长桩长确定孔深 三 5 0 5对于坡地岸边的桩基 应进行桩基的整体稳定验算 桩基应与边坡工程统一规划 同步设计 四 单柱单桩的大直径嵌岩桩 应视岩性检验孔底下3倍桩身直径或5m深度范围内有无土洞 溶洞 破碎带或软弱夹层等不良地质条件 五 5 0 7旋挖成孔灌注桩不宜采用扩底桩 六 水下普通混凝土配合比设计要求 湿作业成孔水下浇筑混凝土时 其空气中成型的混凝土标准养护试件抗压强度检测评定结果须满足混凝土设计强度等级的1 2倍 35 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 20025 1 1桩位的放样允许偏差如下 群桩20mm 单排桩10mm 5 1 2桩基工程的桩位验收 除设计有规定外 应按下述要求进行 1 当桩顶设计标高与施工场地标高相同时 或桩基施工结束后 有可能对桩位进行检查时 桩基工程的验收应在施工结束后进行 2 当桩顶设计标高低于施工场地标高 送桩后无法对桩位进行检查时 对打入桩可在每根桩桩顶沉至场地标高时 进行中间验收 待全部桩施工结束 承台或底板开挖到设计标高后 再做最终验收 对灌注桩可对护筒位置做中间验收 36 五 旋挖成桩施工和检验要求 一 施工检验 桩成孔质量检查内容成孔的中心位置 桩位 孔深 孔径 垂直度 桩顶 底标高 孔底沉渣厚度 桩端持力层核验 相邻桩刚性角要求 施工时应先施工底标高较深桩 清孔 37 1 10 3 3桩基工程的桩位验收 除设计有规定外 应满足下列要求 成孔的中心位置 桩位 当桩顶设计标高与施工场地标高相同时 或桩基施工结束后 有可能对桩位进行检查时 桩基工程的验收应在施工结束后进行 当桩顶设计标高低于施工场地标高 送桩后无法对桩位进行检查时 对打入桩可在每根桩桩顶沉至场地标高时 进行中间验收 待全部桩施工结束 承台或底板开挖到设计标高后 再做最终验收 对灌注桩可对护筒位置做中间验收 2 孔深只深不浅 用重锤测 或测钻杆 全护筒长度 嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度3 孔径 井径仪 干施工时用钢尺量4 垂直度 测全护筒或钻杆 干施工时吊垂球 38 5 桩顶 底标高 水准仪 依据设置的水准点自制检孔器 检孔器用 28和 16钢筋制成 检孔器外径等于钢筋笼外径 100 检孔器长度是检孔器外径的4 6倍 检孔器顶面几何中心焊起吊圈 检测时 将检孔器吊起 使笼的中心 井孔的中心 吊绳保持一致 慢慢放入孔内 上下畅通无阻标明孔径大于设计桩径 若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或弯孔现象 应采取措施予以消除 检孔器还可测孔位 桩孔倾斜度 将检孔器放入孔内 调整起吊滑轮 使吊绳保持竖直 此时吊绳位置即为桩孔中心位置 将起吊滑轮固定测出滑轮至井口距离 测出检孔器下放时各个位置的水平偏移 就可推算出个测点偏移桩中心距离及倾斜度 39 6 沉渣厚度测量方法方法1 成孔后以测绳量孔深 浇筑混凝土前以测绳量孔深 两次长度相减 方法2 成孔后用丈量钻杆的方式量孔深 浇筑混凝土前以测绳量孔深 两次长度相减 方法3 一次清孔后用测绳量孔深 浇筑混凝土前以测绳量孔深 两次长度相减 方法4 浇筑混凝土前测两次孔深 第一次测绳悬挂尖长重物 第二次悬挂底端为平面的重物 两次长度相减 方法5 浇筑混凝土前测两次孔深 第一次先开动水泵进行泥浆循环 上下提拉导管 使孔底沉渣浮起 然后以测绳测量孔深 再关闭水泵 停止循环 待孔内沉渣沉淀一段时间后以测绳量孔深 两次长度相减 方法6 浇筑混凝土之前用测绳凭感觉测量沉渣厚度 当感觉接触到沉渣顶面时记录深度 感觉接触到孔底时记录深度 两次长度相减 方法7 采用沉渣测定仪 如JNC 1 40 7 桩端持力层核验对于端承取芯样桩 根据钻机取出的岩芯进行判断是否进入中风化岩层 待达到设计的嵌岩深度后将取出的岩芯送往实验室进行试压 如达到设计要求停止钻进 并记录测量深度 反之则继续钻进直至取出的岩芯强度达到设计要求为止 对于端承未取芯样桩 根据试验桩的岩芯与钻出岩芯的岩性进行对比 如与试验桩岩性相吻合 即可终孔 反之则需加深钻进或会同设计 地勘人员作进一步研究 10 3 2桩端持力层应由相应的检测报告 采用岩石单轴抗压强度检验桩基础地基的承载力时 取样数量不少于总桩数10 且不少于10根 每个桩孔钻取1组岩样 41 8 刚性角要求在钻孔施工过程中对桩基深度的控制除嵌岩深度外还根据相邻桩基的深度来控制 使其满足设计要求的相邻桩间高差小于桩距的要求 9 清孔清孔的目的是清除孔底沉渣 而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一 因此 必须确保清孔彻底 充分 一次清孔 灌注桩成孔至设计标高后 利用清孔器在原位进行第一次清孔 一次清孔的目的是将孔内的颗粒状物排出孔外 减少孔底沉渣 节省二次清孔时间 在测得孔底沉渣厚度小于50mm时 及时吊放钢筋笼 二次清孔 经过安放钢筋笼 焊接 下放导管等过程 由于孔内泥浆处于静止姿态 原来悬浮在泥浆中的泥 砂砾和石屑会沉人孔底 同时 安放钢筋笼和导管时也会擦碰孔壁使泥砂落孔内 为此 在砼灌注前应进行第二次清孔 二次清孔应做到边循环清孔边测孔底沉渣 当孔底沉渣厚度符合设计及规范要求时 应立即进行水下砼的灌注工作 42 选择合适的清孔方式 施工过程应根据不同的施工设备 设计要求及地层条件 来合理选用清孔方法 1 抽浆法清孔 以空气吸泥机或吸泥泵将孔底沉渣直接吸出 优点是清孔较彻底 且清孔速度快 但在孔壁易坍塌的桩孔中应谨慎使用 2 换浆法清孔 保持泥浆正常循环 将钻孔内钻渣悬浮较多的泥浆换出 采用该法清孔不易引起坍孔 但清孔速度慢 须控制好泥浆指标及清孔时间 否则清孔效果难以保证 3 掏渣法清孔 先采用掏渣法进行初步清孔 待较大颗粒沉渣清理完毕后 可换用换浆法进一步清孔 同时降低孔内泥浆密度 4 喷射法清孔 对孔底进行高压射水或射风数分钟 使沉淀物悬浮 用混凝土顶出桩口 该法仅宜作为其他方法清孔的辅助手段 43 沉渣和孔深检测工具 测绳 测绳是检验孔深是否达标的工具 是一根有刻度的刚性绳 在测绳端部有配重块 将其投入到已完成的孔中 直到孔底 然后在孔口位置读数 即为所测孔的准确深度 旋挖捞砂清孔钻头 44 45 46 47 岩芯取样 监理见证取样 岩石抗压强度检测报告 质监站验收 48 施工过程中贯彻执行工程质量 三检制 班组自检 施工员复检 质检员抽检 49 钢筋笼加工制作 50 混凝土试件留置1 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008的要求 直径大于1m的桩或单桩混凝土量超过25m3的桩 每根桩桩身混凝土应留有1组试件 直径不大于1m的桩或单桩混凝土量不超过25m3的桩 每个灌注台班不得少于1组 每组试件应留3件 2 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002第5 1 4条要求 每灌注50m3必须有1组试件 小于50m3的桩 每根桩必须有1组试件 51 二 施工后检验10 4 1旋挖成孔灌注桩应进行桩身完整性和单桩承载力检测 10 4 2旋挖成孔灌注桩桩身完整性应100 检测 检测方法应采用声波透射法或钻芯法 10 4 3当桩基工程有下列情况之一时 应采用单桩竖向抗压承载力静载试验进行检测 抽检数量不应少于总桩数的1 且不得少于3根 当总桩数在50根以内时 不应少于2根 1设计等级为甲级的桩基 2场地地质条件复杂 成桩质量可靠性较低的桩基 10 4 8当采用声波透射法检测 测试桩长与施工桩长不符时 不得对整桩桩身完整性下结论 当声波透射法未能对全段桩长进行完整性进行判定时 应采用钻芯法进行桩身完整性补充检测 10 4 9当采用钻芯法对桩身完整性进行检测时 应对桩底沉渣进行判定 52 4 对嵌岩桩 当受设备或现场条件限制无法进行单桩竖向抗压承载力静载试验时 可根据终孔时桩端持力层检验情况并结合成桩后桩身质量检验报告 混凝土强度检测报告进行核验 5 桩身完整性及承载力检测 除符合本规程规定外 尚应符合 建筑基桩检测技术规范 JGJ106的规定 53 六 施工质量验收重点 一 质量验收组织和程序 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 2001 6 0 1检验批及分项工程应由监理工程师 建设单位项目技术负责人 组织施工单位项目专业质量 技术 负责人等进行验收 6 0 2分部工程应由总监理工程师 建设单位项目负责人 组织施工单位项目负责人和技术 质量负责人等进行验收 地基与基础 主体结构分部工程的勘察 设计单位工程项目负责人和施工单位技术 质量部门负责人也应参加相关分部工程验收 二 桩基子分部工程验收 分部 子分部 工程质量验收合格应符合下列规定 1分部 子分部 工程所含分项工程的质量均应验收合格 2质量控制资料应完整 54 3地基与基础 主体结构和设备安装等分部工程有关安全及功能的检验和抽样检测结果应符合有关规定 4观感质量验收应符合要求 要点 灌注桩工程是地基基础分部工程当中的一个子分部工程 其施工质量直接影响工程结构安全 同时 灌注桩又是后续工序会对其进行隐蔽的工程 因此 有必要在该项工程完成后及时实施质量验收 以保证后续结构的安全 减少不必要损失 验收组织 总监理工程师组织 参加单位 建设单位项目负责人 施工单位项目经理和项目技术负责人 监理单位专业监理工程师 勘察 设计单位工程项目负责人和施工单位技术 质量部门负责人验收程序 旋挖成孔灌注桩工程质量验收应在施工单位自检合格的基础上进行 55 验收内容 1岩土工程勘察报告 桩基础施工图纸及会审纪要 设计变更及材料代用通知单 2经审定的施工组织设计及变更情况记录等 3桩位测量放线图和工程桩位复核签证单 4各种原材料试验检验资料 5施工日志 成桩质量检查记录 隐蔽工程验收记录等施工记录 6混凝土检测报告及评定资料 7桩身完整性检测 承载力检测报告 8桩基竣工平面图及桩顶标高记录 9其它相关资料 56 水下灌注混凝土质量通病防治导管进水导管堵管灌注混凝土时塌孔埋设导管桩顶标高未满足设计标高夹泥 断桩