钻孔灌注桩基础

目 录1.钻孔灌注桩基础施工211适用范围212施工准备213操作工艺314质量标准11主控项目11一般项目12主控项目12一般项目1315质量记录1316安全与环保1417成品保护151.钻孔灌注桩基础施工11适用范围111 本指导书适用于城市桥梁工程混凝土桩基础的施工。12施工准备121材料要求 1需泥浆护壁成孔时应加工护筒，储备足够数量黏土等制浆材料。 2拌制混凝土的水泥、砂、石、外加剂、掺合料及水等经检验合格，其数量应满足施工需要。质量要满足混凝土拌制的各项要求。 3钻孔平台所需的方木、板材、型钢、钢板，吊挂钢筋笼的方木、型钢，砂浆或塑料垫块等应符合施工设计规定。122施工机具与设备 混凝土拌制设备、成孔设备、起重设备、运输设备、导管等，其数量应根据设备能力、工程量、施工程序、工期要求确定。123作业条件 1施工范围内妨碍钻孔作业的地上、地下电缆、管道、杆线等应清理或改移完毕，不妨碍施工的障碍物必须进行标识，并有保护措施。 2现场用水、电接通。用电负荷能满足钻机的作业要求。应准备好夜间照明设施。 3根据施工图和现场情况，确定施工顺序。 4现场道路畅通，施工场地应清理平整，必要时应进行碾压、夯实处理，满足施工机械作业要求。 5测设桩位轴线定位桩、施测桩位，并标示桩底高程。 6钢筋笼加工完成，验收合格并运至现场存放，数量应满足施工需要。 7泥浆护壁时，现场应设泥浆池和泥浆收集设施。124 技术准备 1图纸会审已经完成并进行了设计交底。 2根据已编制的施工组织设计编制详细的施工方案，上报监理并得到审批。 3施工人员获得技术交底和安全交底。明确施工部位的编号地层、地质条件、地下水的情况。明确施工部位的桩径、孔深、桩顶桩底标高、灌注混凝土的强度等级、坍落度及质量要求。13操作工艺131工艺流程1 正(反)循环钻机注入泥浆清底安装钢筋笼钻 孔钻机就位、对中埋护筒复测桩位检测混凝土标高提升导管灌入水下混凝土二次清底下导管清理桩头拔护筒拔导管2 冲击钻机注入泥浆安装钢筋笼验孔掏渣钻 孔钻机就位埋护筒复测桩位检测混凝土标高提升导管灌入水下混凝土二次清底下导管拔护筒拔导管3 旋挖钻机注入泥浆清 底出 渣钻 孔埋护筒钻 孔钻机就位复测桩位提升导管灌注水下混凝土二次清底下导管安装钢筋笼验 孔拔护筒拔导管检测混凝土标高4 螺旋钻机安装钢筋笼验 孔清 底出 渣钻 进钻机就位复测桩位灌注水下混凝土提升串筒或导管检测混凝土标高下串筒或导管拆串筒或导管5 全护筒冲抓钻机安装钢筋笼验 孔清 底钻 进钻机压护筒钻机就位复测桩位检测混凝土标高提升串筒或导管灌注水下混凝土拔导管及护筒下导管132操作工艺 1埋设护筒前应校验桩位，确认正确。 2埋设护筒1) 护筒内径一般较桩径大200300mm。2) 护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m并高出施工地面05m以上。3) 护筒埋设深度应符合施工设计规定。4) 采用正(反)循环钻机、冲击钻机、旋挖钻机等钻孔时，护筒可以采用挖埋法设置。钢质护筒可以采用锤击法就位。挖埋法设置护筒时，回填土必须用黏性土分层夯实。5) 采用全护筒冲抓钻机时，护筒由钻机在钻进中分节压入。6) 护筒埋设允许偏差：顶面中心偏位50mm，垂直度1。护筒埋设后应进行检查，确认符合要求。 3钻机就位1) 机位的地基应平整、坚实。地基软弱时应进行处理，使其能满足钻机作业要求。2) 钻机的钻具中心应对准护筒中心。钻机应平稳、不倾斜。可在钻机双侧吊线坠或用经纬仪校正钻杆垂直度。3) 钻机安装后应用缆风绳固定，并经试运行，确认符合要求。 4制备泥浆：泥浆宜用黏土加水搅拌制成，也可用膨润土加纯碱加水制成。泥浆性能应符合施工设计规定。 5钻孔1) 正循环回转钻机i. 钻头回转中心对准护筒中心，先启动泥浆泵23min，待循环泥浆输进护筒中一定数量，然后再开动钻机，慢慢将钻头放置于护筒底。开始应低压、慢速钻进，以稳固护筒下脚，待钻至刃脚下1m后，方可根据土质情况以正常速度钻进。ii. 在黏土地层钻进时宜选用尖底且翼片较少的钻头，采用稀泥浆、中等转速、大泵量的钻进方法，以防止出现钻头包泥、憋泵现象。iii. 在砂层钻进时宜选用平底钻头，采用稠泥浆、低压、慢转速、大泵量的钻进方法。在易坍塌段可向孔内投人适量黏土块，并控制钻具升降速度和回转速度，以减轻钻头上下运动时浆液对孔壁的冲刷。iv. 在含砾石层中钻进时宜用优质泥浆、慢转速、大泵量、两级钻进方法v. 循环泥浆数量可按下式计算：Q=4.7 X 104 X(D2一d2)Xv式中：Q循环泥浆量(Lmin)： D钻头直径(m)； d钻具外径(m)； v循环泥浆上返流速(ms)，取02503ms。vi. 钻速选择： 在一般地层中钻进时转速为4080rmin，钻孔直径小、黏性土取较高值；钻孔直径大、砂性土取较低值。较硬或非均质土层转速可减少至2040rmin。vii. 钻压确定：在土层中钻进时，钻进压力应保证循环泥浆畅通，钻渣清除及时。 在岩层中钻进时，钻进压力应使钻头能有效切入并破碎岩石，同时又不会过快地磨钝和损坏钻头。viii. 清孔方法：抽浆法：将送风管通过灌注水下混凝土的导管插入孔底，压缩空气从管底喷出搅起沉渣，沿导管排出孔外；也可用砂石泵或射流泵作动力，利用导管作为吸泥管将孔内泥浆抽走。抽浆同时必须不断向孔内补充清水。 换浆法：在终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底100200mm，维持泥浆的循环，并向孔内注入含砂量小于4的新泥浆或清水，令钻头空转1030min，直到达到清孔要求为止。2） 反循环回转钻机i. 钻头回转中心对准护筒中心，先启动砂石泵，待泥浆循环正常后，开动钻机慢速回转下放钻头至护筒底。开始应低压、慢速钻进，以稳固护筒下脚，待钻头正常工作后再逐渐加大压力和转速，使钻头不产生堵水，待钻至刃脚下1m后，方可根据土质情况以正常速度钻进。ii. 在钻进时应仔细观察进尺情况和砂石泵排水出渣情况，排水量减少或排水中含渣量较多时，应控制钻进速度，防止因泥浆相对密度过大而中断循环。iii. 在砂砾石层中钻进时，可采用间断钻进的方法控制钻进速度，防止钻渣过多堵塞管路。iv. 接长钻杆时，先将钻具提高到距孔底80100mm的位置，维持泥浆循环l2min，以冲洗孔底并将管道内的钻渣排净，再停泵接钻杆。钻杆应连接牢固，并防止螺栓、螺母和工具掉人孔内。v. 钻机钻进参数和钻速的选择见表132-1。432-1 泵吸反循环钻机钻进参数和钻速表钻进参数和钻速地层性质钻压(kN)钻头转速(rmin)砂石泵排量(m3h)钻进速度(mh)黏土层、硬土层1025305018046砂土层5l52040160l80610砂层、砂砾石层31020401601808l2中硬以下基岩204010301401600.51.0注 ： l本表钻进参数以上海探机厂产GPS一15型钻机为例，砂石泵排量要根据孔径大小和地层情况灵活选择调 整，一般外环间隙循环液流速不宜大于10mmin，钻杆内上返流速应大于24ms； 2桩孔直径较大时，钻压宜选用上限，钻头转速宜选用下限；桩孔直径较小时，钻压宜选用下限，钻头转速宜选用上限。vi. 采用换浆法清孔，见正循环回转钻机的清孔方法。3） 冲击钻机i. 将钻机冲击中心对准护筒中心。先向护筒内灌注调制好的泥浆；或直接注水并加入黏土块，用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击造浆，同时稳固护筒下脚。ii. 冲程选择：在紧密的砂层、含砾石的土层中钻进宜采用大冲程；在松散的砂层、含砾石的土层中以及黏性土、粉质黏土中钻进宜采用中冲程；在易坍塌或流沙地段中钻进宜采用小冲程，并应提高泥浆的密度和黏度。iii. 在松软土层钻进时，每次宜松绳5080mm；在密实土层钻进每次可松绳3050mm。iv. 泥浆密度选择：在砂层及砂砾石土层中钻进，泥浆相对密度宜采用l5；在岩层中钻进，泥浆相对密度以l3为宜，以满足浮渣为度；在黏土层中钻进，可只加清水，自行造浆。v. 采用掏渣方法清孔，一般每钻进0510m掏渣一次，掏至泥浆中无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。掏渣后应及时向孔内注入泥浆或清水，以保持孔内水头。4） 旋挖钻机i. 将钻杆轴线垂直对准桩位中心，钻头着地，平稳开孔、出土，直至达到护筒埋置标高，提钻埋设护筒。ii. 在护筒内注入泥浆，继续钻进，当钻斗内装满渣土，提升钻斗至孔口上，回转钻斗，开启活门卸土。iii. 开孔及最初应慢速，待钻孔至护筒刃脚下l5m后可以正常速度钻进。iv. 在黏土层中钻进应选用长斗齿和齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻卸土时应及时清理齿间黏土。v. 在较硬土层中钻进，可先用小直径钻斗钻进，再用适宜直径的钻斗扩孔至要求孔径。vi. 钻斗出土时提升速度不宜过快，以免产生负压造成孔壁坍塌。一般钻斗提升速度可按表132-2选用。表132-2钻斗提升速度桩径(mm)钻斗工作状态、700120013001500满渣钻斗提升(ms)0.9730.7480.6280.575空钻斗升降(ms)1.2100.8300.8300.830 注：l本表适用于砂土和黏土互层的情况；3 端承桩在接近孔底标高时，应减小钻斗的提升速度，防止持力层松弛。vii. 清孔：在泥浆稳定的情况下，一般用双层底捞砂钻斗不进尺回转，使沉渣进入斗内，反转封闭斗门，即可达到清孔。5） 螺旋钻机i. 螺旋钻机适用于细粒土层、无地下水的情况，不用泥浆护壁干钻法施工，一般可不用埋设护筒。ii. 将钻杆垂直对准桩位中心。正常钻进时应边钻进边出渣，钻至设计高程时，钻杆边旋转边提升边清渣，直至钻杆全部提出孔外。6） 全护筒冲抓钻机i. 适用桩径l012m，桩长30m左右。ii. 将钻机冲击中心对准桩位中心，用钻机本身的下压功能将钢护筒压至土层中一定深度，不需泥浆护壁。随钻进随下压并接长护筒，直至设计深度。iii. 在软弱土层施工时护筒底端应深于抓土面l015m；在中等硬度的土层中护筒底端应深于抓土面30cm。钻进时先压护筒，再用抓斗取土。iv. 遇砂砾石土层应先用抓斗机开挖至护筒刃脚下200300mm，再将护筒压下。 6钻孔中故障的处理1) 坍孔：少量坍孔可加大泥浆稠度继续钻进；连续大量坍孔应停止钻进，孔中回填黏土、砂砾，待沉淀密实重新钻孔；如护筒因坍孔下沉，应回填后重新埋设且加深护筒埋置深度，护筒四周应用黏土夯实。2) 钻孔偏斜：钻孔不深且偏斜小于l，应校正钻机，用钻具纠正钻孔后继续钻进。钻孔较深或偏差大于1，应回填重钻。3) 糊钻：多发生于正(反)循环钻和冲击钻机，一般因泥浆稠度过大、排渣量不够或泥浆供应不足造成。糊钻不严重时应控制钻进速度；严重时应停止钻进，提出钻锥，清除钻渣，降低泥浆稠度。4) 埋钻：发生坍孔埋钻时，可用吸泥机或高压射水松动钻锥后提出。5) 卡钻：多发生于冲击钻机，可用晃动大绳、冲水、吸渣等方法使钻锤松动后提出。6) 掉钻：可采用打捞叉、多用钩及时打捞。 7钻孔清孔完成后，应对孔深、孔径进行检测，确认符合要求。8安放钢筋笼1) 桩较短时钢筋笼可整桩制作、安放，桩较长时，宜分段制作、分段下沉，并按钢筋接头搭接长度的规定连接焊牢。2) 在钢筋笼的箍筋上应绑扎砂浆或塑料垫块，以保证钢筋保护层厚度。3) 为防止钢筋笼起吊变形，可采取临时加固措施，入孔时拆除。4) 吊放钢筋笼时应对中、平稳、缓放，不得刮碰孔壁造成坍塌。5) 钢筋笼就位后应固定在护筒上口，以防移动。9安放导管、灌注支架及储料漏斗1) 导管使用前应进行试拼、编号和渗漏检验，并注明导管自下端向上的累积尺度。导管可逐节安装，也可分段预接后逐段安装。导管下口至孔底距离应为200400mm。2) 最上一节导管与储料漏斗相连处应安装活门。导管在桩孔内应居中。3) 灌注混凝土的支架可就地搭设或采用移动式。灌注支架应稳固地安放在桩孔之上。4) 储料漏斗应固定于灌注支架上，当桩顶高于孔中水面时，漏斗底口应高出桩顶4m以上，当桩顶低于孔中水面时，漏斗底口应高于水面4m以上。 10二次清孔1) 灌注水下混凝土之前应用测深尺、测深锤检测孔底沉淀厚度，若超过规定应二次清孔。2) 正、反循环钻机一般利用导管向孔内压人相对密度l15左右的泥浆，置换孔底沉渣。3) 冲击钻、旋挖钻机宜对孔底进行高压射水或射风，使孔底沉淀物悬浮，达到二次清孔。 11灌注水下混凝土1) 灌注时混凝土拌合物的坍落度应控制在180220mm，如其坍落度和均匀性不符合要求，应进行二次拌合，二次拌合后仍不符合要求不得使用。2) 灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，否则应在拌合物中掺加缓凝剂。3) 漏斗中首批混凝土拌合物的储量应能满足其下落后导管端部埋人混凝土深度不小于1m的要求，其数量可按下式计算：Vd2/4（H1+H2）+d2h1/4式中 V灌注首批混凝土所需数量(m3)； D桩孔直径(m)； H1桩孔底至导管底端距离，一般为04m； H2首批混凝土灌注后导管的埋置深度，一般l m； d导管内径(m)；h1桩孔内混凝土将导管埋人深度H2时，导管内混凝土柱需平衡管外水或泥浆压力所需的高度(m)，h1按下式计算： h1=（HW+W）/C式中HW井孔内水或泥浆深度(m)； W井孔内水或泥浆单位质量(kNm3)； C混凝土拌合物单位质量(24kNm3)。4) 开启活门首批混凝土泄放后，应检查导管是否漏水，如有泥浆回灌现象应及时处理，同时应随即探测导管埋置深度，确认符合要求即可正常灌注。5) 灌注过程中应随时探测导管埋置深度，以确定导管提升与拆除的时间。导管提升前、后，其下端埋置深度不宜大于6m且不宜小于2m。6) 使用全护筒灌注混凝土时，应随灌注随提升，提升过程中保持护筒内混凝土厚度不小于1.0m。7) 当孔内混凝土面升到钢筋骨架下端时，应放慢灌注速度，减少混凝土上升冲力，防止钢筋笼被混凝土顶托上升。8) 导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，稳步提升。若提升中发生卡挂钢筋笼的现象，不得硬提，应转动导管使其脱离钢筋笼后再继续提升。9) 为确保桩顶混凝土质量，应在桩顶设计高程以上加灌0.51.0m，灌注结束清除此段混凝土与泥浆的混合部分后，即能露出合格的混凝土。10) 灌注结束后拆除储料漏斗、灌注支架和导管。11) 拆除的导管应随即清理洁净，依序码放备用。12) 在灌注水下混凝土过程中出现导管进水、阻塞、埋管、塌孔等情况应改进操作并及时处理。i. 导管进水：应立即拔出导管、钢筋笼，重新清孔，再灌注混凝土。ii. 导管堵塞：可采用长杆冲捣或提起导管晃动，使混凝土落下，但应注意提导管时，切不可拔出混凝土面。iii. 埋管：当导管埋置过深或被钢筋卡住不易拔出时，可晃动导管，或用捌链、千斤顶缓慢提升。iv. 塌孔：塌孔严重时应立即提出导管、钢筋笼，回填重钻。 12不用泥浆护壁成孔，且无地下水的桩孔可用导管或串筒浇筑普通混凝土。 13护筒拔出1) 现场埋设护筒时，处于地面以下或桩顶以下的整体护筒应在混凝土灌注完成后立即拔出；处于地面以上的可拆卸护筒，应待混凝土强度达到5MPa后方可拆除。2) 使用全护筒冲抓钻机灌注混凝土时，应随灌注随提升，并逐节拆除，直至全部拔出。3) 拆除护筒应及时清理洁净，存放备用。 14清理桩头1) 清理桩头时在桩顶标高处先弹出切割线后方可剔凿，沿切割线剔凿一圈，剔凿深度以见主筋为宜。2) 将灌注桩高于桩顶的主筋逐根剔凿，使其与混凝土分离并将其弯成一定角度，以能将桩顶以上的混凝土清除为宜。3) 清除桩头。4) 将桩顶以上的预留筋恢复到设计要求形状。133冬雨期施工 1冬期施工的混凝土灌桩对桩头应采取保温措施，在混凝土未达到设计强度50以前不得受冻。 2雨期施工时做好地面排水，防止钻机作业区的地基软化，造成钻机倾斜而影响施工质量。14质量标准141 城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ 2规定：主控项目 1成孔达到设计深度后，必须核实地质情况，确认符合设计要求。 检查数量：全数检查。 检验方法：观察、检查施工记录。 2孔径、孔深应符合设计要求。 检查数量：全数检查。 检验方法：观察、检查施工记录。 3混凝土抗压强度必须符合设计要求和相关标准规定。 检查数量：每根桩在浇筑地点制作混凝土试件不得少于2组。 检验方法：检查试验报告。 4桩身不得出现断桩、缩径。 检查数量：全数检查。 检验方法：检查桩基无损检测报告。一般项目5钢筋笼底端高程偏差不得大于50mm。检查数量：全数检查。检验方法：用水准仪测量。6混凝土灌注桩偏差应符合表141的规定。表141混凝土灌注桩允许偏差允许偏差检验频率序 号项 目(mm)范围点数检验方法群桩10011桩位排架桩501用全站仪检查摩擦桩符合设计要求1沉淀盒或标准测锤，2沉渣厚度支承桩不大于设计要求每根柱1查灌注前记录3垂直度钻孔桩1桩长，且5001用测壁仪或钻杆垂线和钢尺量挖孔桩0.5桩长，且，200l用垂线和钢尺量 注：此表适用于钻孔和挖孔。142 桥梁工程施工质量检验标准DBJ 0112规定：主控项目 1、成孔和清孔后孔径、孔深、倾斜度应符合设计要求和技术规程规定。 检查数量：全数检查。 检验方法：用全站仪、验孔器、重锤测绳、超声波测孔仪检测。 2桩身混凝土抗压强度必须符合设计要求。 检查数量：每根桩至少留置2组标准养护试件，桩长20m以上者至少留置3组标准养护试件。同条件养护试件的留置应根据设计要求或实际需要确定。 检验方法：检查试件试验报告。 3桩身混凝土应进行完整性检验，检验结果应符合设计要求及合同要求。 检查数量：按合同规定。 检验方法：检查超声波测孔仪等无损探伤报告。 4特大桥和地质复杂的大中桥应按设计和合同要求进行桩的承载力试验。 检查数量：按试桩方案确定。 检验方法：观察并检查试桩记录和试桩报告。 5钻孔灌注桩偏差应符合表142规定。表442钻孔灌注桩允许偏差允许偏差检验频率序 号项 目(mm)范围点数检验方法群桩1001桩位排桩50每根柱1用钢尺量摩擦桩符合设计要求2沉渣厚度支承桩不大于设计要求每根柱1查灌注前记录一般项目6需嵌入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度应符合设计要求。检查数量：全数检查。检验方法：观察、检查施工记录15质量记录151钻孔施工记录(包括故障及处理)152桩孔质量检验记录(孔位、孔深、孔径、垂直度)153钢筋笼加工和安装质量检验记录154钢筋及焊条、水泥、砂、石、外加剂、掺合料等材料的产品合格证和试验报告155混凝土配合比申请单及试验报告或商品混凝土的合格证156灌注混凝土施工记录157混凝土试件抗压强度试验报告158桩体质量检验记录159桩承载力检验记录16安全与环保161 同时钻孔施工的相邻桩孔净距不得小于5m。两桩净距小于5m时，一桩混凝土强度