地基与基础工程1

1、4.1桩基工程钻孔灌注桩及后压浆施工工艺标准1适用范围 本标准使用于泥浆护壁，水下浇筑混凝土的钻孔灌注桩。采用其它方式成孔的钻孔灌注桩也可参照执行。 本标准使用于建筑工程和市政工程钻孔灌注桩基础施工，也使用于支护挡土用的钻孔灌注桩的施工。2施工准备2.1 技术准备 施工前，施工单位应组织有关人员进行技术交底、熟悉工程图纸和岩土工程勘察资料，踏勘施工现场；在掌握现场相关资料的基础上，合理选择施工工艺，编制施工组织设计； 施工组织设计的编写应具备下列主要资料和条件： 1 钻孔灌注桩设计施工图； 2 建筑场地的岩土工程勘察报告； 3 施工总平面图和施工区域及邻近区域内地下地上管线、地下障碍物、地面建

2、（构）筑物的调查资料；4 可供施工用的水、电量；5 工程施工合同书；6 有关荷载、施工工艺试验参考资料； 施工组织设计应根据工程和场地特点，具有针对性。其主要内容如下： 1 工程概况和设计要求； 2 施工方案：包括成孔工艺、混凝土灌注方案的选定，及于此想配套的设备选型； 3 施工平面布置图：应标明桩基工程轴线坐标，水电、行车路线泥浆循环系统，钢筋笼制作场地、混凝土搅拌设施及材料堆场； 4 桩位图和施工流程说明：应标明桩位、编号和施工顺序； 5 工艺技术要求，包括成孔，钢筋笼加工，混凝土伴制等； 6 保证工程质量、安全施工、季节性施工和环境保护的技术措施； 7 主要施工设备及机具的配备计划；主要

3、材料供应计划； 8 工程进度计划，施工作业计划和劳动力组织计划。 施工前应逐级进行施工技术交底。2.2 材料与设备要求 成孔设备 1 桩孔钻进方法和机具的选择，应根据现场地层条件，工程设计要求和施工场地条件及施工单位设备机具的实际情况进行，一般可参照表-1成孔机具适 用 范 围潜水钻沾性土、粉土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩旋挖钻机沾性土、淤泥、淤泥质土、砂土、砂砾层、砾卵石层、强风化岩回转钻（正反循环）砂土、沾性土、粉土、碎石类土、强风化岩、软质及硬质岩冲抓钻碎石类土、砂土、砂卵石、沾性土、粉土、强风化岩冲击钻各类土层及风化岩、软质岩2 桩孔钻进要求设备有足够的功率、扭矩和提升力，

4、并要求钻机转盘有适应孔径的通孔（或可移式转盘） 和多级变速等技术性能，钻塔应有足够的承载能力。3 如由于桩孔孔径大，钻具无定型产品时，钻具可自行制作，但自制钻具的质量应和设备能力配套。4 在群桩和排桩施工时，宜采用便于移动设备；采用固定式设备时应配备吊车或应铺设枕木、道轨实现整机移动，简化搬迁程序。5 泥浆泵选型应根据设计桩孔直径、地层、成孔工艺、钻进速度、泵量大小等因素考虑；6 钻头的选择主要根据设计桩孔直径、地层、成孔工艺综合考虑。对于硬质岩层及非均质地层宜选用牙轮或滚到钻头。常用钻头的主要类型见表-2（略） 混凝土搅拌设备 1 当地政府有规定或有条件的地方，应采用商品混凝土。 2 当采用

5、现场伴制的混凝土时，应根据搅拌机的生产能力，单根桩灌注混凝土的体量和适当的灌注时间确定合适的搅拌机类型和数量。 1）每小时必须的混凝土供应量按下式计算： q=Vt式中：q混凝土灌注强度（m³h），可参照表，根据导管直径确定； V单桩混凝土实际用量（m³），应根据地层和成孔情况考虑充盈系数的影响； t适当的灌注时间（h），可参照表-1表-1 适当灌注时间表桩长m303050507070100灌注量40 40-8040 40-80 80-12050 50-100 100-16060 60-120 120-200适当灌注时间 2-3 4-5 3-4 5-6 6-7 3-5 6-8

6、 7-9 4-6 8-10 10-12 2）搅拌机宜采用自落式，容量不宜小于400L，所需搅拌机台数可按下式计算： n=qP 式中：n搅拌机的数量（台）； P搅拌机的生产能力（m³h）； 3）部分国产混凝土搅拌机性能见表-2性能鼓形搅拌机双坠反转出料搅拌机JG150JG250JG500JZ150JZ200JZ250JZ350JZ500出料斗容量（L）150250500150200250350500每小时工作次数2520203030303030骨料最大粒径mm60806060606060802.3 作业条件2.3.1 施工前应做好施工场地平整合排水系统的设置。并应预先探明和清除桩位的地

7、下障碍物。2.3.2 施工前应按施工平面布置图的要求做好施工区域内的供水、供电、施工道路、施工设备、材料堆场及生活设备等的布置安排。2.3.3 施工前应复核测量基准线、水准基点，基准线、基准点应设在不受桩基施工影响的区域，并应在施工过程中加以妥善保护。2.3.4 施工前应做好设备进场、安装、调试等准备工作。2.3.5 施工前应将水泥、砂、石、钢筋等原材料取样送检，取得复验报告；现场应备有适量的合格原材料。 3操作工艺3.1 工艺流程施工准备 桩位放样 护筒埋设护筒制作 泥浆制作钻机就位泥浆循环成孔泥浆处理清孔弃浆、渣外运钢筋笼制作钢筋笼安装导管安装混凝土伴制二次清孔混凝土试块制作混凝土运输水下

8、混凝土灌注浆液伴制滞后压浆成桩检测3.2 泥浆的制备、与净化 采用泥浆护壁和排渣时，泥浆密度及调制应符合下列规定： 1 在沾性土层中钻进时，一般应注入清水，采用原土造浆护壁。排渣时，泥浆相对密度宜控制在1.001.25； 2 在砂土层中钻进时，泥浆相对密度宜控制在1.21.4；在穿过砂夹卵石层或易坍孔的地层中钻进时，宜控制在1.31.6； 3 泥浆宜就地选用粘土调制，其指标应符合下列规定： 表 制备泥浆的性能指标项次项目性能指标检验方法1密度1.101.15gcm³泥浆密度计2粘度1025s5000070000漏斗法3含砂率6%量杯法4胶体率95%量杯法5失水量30ml30min失水

9、量仪6泥皮厚度13mm30min失水量仪 7静切力1min2030mgc10min50100mgc静切力针8稳定性0.03gc9PH值79PH试纸注：当无较好粘土时，可在浆中掺入碳酸钠,氢氧化钠或彭润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量应经试验确定。碳酸钠的掺入量宜为孔中泥浆重的0.1%0.2%。 制备泥浆用的粘土应符合下列要求： 1 胶体率不低于95%； 2 含砂率不高于4%； 3 造浆能力不低于2.5LKg。 配置泥浆的粘土用量可按下式计算：1（-2） P=1-2式中： p配置1m³泥浆加入粘土的质量（t）； 配制泥浆的密度（gcm³）； 1粘土的密度（gcm³

10、）； 2水的密度（gcm³）； 注：单孔所需粘土量，应考虑充满桩孔、循环槽及孔径大、孔壁和循环槽的渗透量。3.2.4 当河床水深冲刷大，且在透水性强的砂、砂石、卵石地层中钻进时，宜采用聚丙 烯酰胺泥浆（P.H.P）护壁。3.2.5 泥浆护壁应符合下列规定：1 施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上；在受水位涨落影响时，应高出最高水位1.5m以上。2 在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土。3 浇筑水下混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率8%，粘度28s。4 在容易产生泥浆渗透的地层中，应采用维持孔壁稳定的措施。3.2.6 使用泥浆护壁的桩

11、孔，现场必须配有泥浆性能指标测定仪，设专人管理。每班测定一次粘度、密度和含砂率并作记录。3.2.7 泥浆过稠时，应用稀泥浆稀释或加入降稠剂，严禁加入清水。3.2.8 泥浆循环和净化系统的设置，应符合下列要求。1 泥浆循环槽宽300mm，深200mm，长宽一般不小于15m，草地纵向坡度宜小于1%，在成孔过程中随时清除钻渣；2 泥浆池应设在循环槽末端，容积宜为单孔总排渣体积的1312；分两池，可用挖掘机轮换掏渣；3 必要时，可用机械净化，使用泥浆振动筛降低泥浆的含砂率。其机械性能见本章附录4.1C。4 废浆、废渣应及时进行处理，不得污染环境。3.3 钢筋笼的制作3.3.1 钢筋的型号、规格和钢筋笼

12、的结构必须符合设计图纸要求。3.3.2 钢筋笼的制作质量验收满足下列规定：1 钢筋笼制作允许偏差见表；表 钢筋笼制作允许偏差项目允许偏差（mm）主筋间距±10箍筋间距或旋筋间距±20钢筋笼直径±10钢筋笼长度±502 主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上；3 钢筋笼的内径应比导管街头处外径大100mm以上；4 主筋的混凝土保护层厚度不得小于30mm，水下浇筑混凝土不得小于50mm。其厚度允许偏差：非水下浇筑混凝土±10；水下浇筑混凝土±20；5 分段制作的钢筋笼，其段长应由起吊高度和钢筋原材料长度确定。段间主筋连接应采用焊接并遵守

13、混凝土结构工程施工资料验收规范GB 50204的规定。 钢筋笼的制作 1 应做好如下准备工作： 1） 选择设备和工具：电焊机、钢筋调直机、钢筋切割机、加劲机（箍筋）制作台，支架和卡板等； 2） 根据设计图纸和设计要求，采购钢筋，并计算主筋、加劲箍、螺旋筋、吊筋的用料长度、成批切好备用； 3） 制作加劲箍（箍筋），并按要求焊牢。 2 钢筋笼制作方法应符合下列规定： 1） 加劲箍宜设在主筋外侧（当因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧），其箍平面必须与主筋垂直，并按设计间距与主筋焊牢； 2） 主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求所设弯钩不得向内伸露；当桩身通长配筋，钢筋笼最下端主筋可向中心收拢成锥形；

14、3） 螺旋筋与主筋的焊接宜采用梅花形布置焊点； 4） 钢筋笼长度的调节段应在终孔后的清孔和起钻期间制作，其段长根据孔深计算，并置于最下部。 3 确保主筋保护层厚度的措施，可在钢筋外沿绑扎预制混凝土或焊导正筋。一般沿笼身纵向每隔35m设一道，每道沿笼外周对称地设34块。 对参与施焊的焊工必须进行现场条件下的焊接工艺试验，并经试验合格后，才可上岗。3.4 桩身混凝土伴制与灌注导管 钻孔灌注桩混凝土属普通混凝土，其配合比设计应按普通混凝土配合比设计规程JGJ55执行；同时还应符合混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204的有关规定。 水下混凝土的配合比应符合下列规定： 1 水下混凝土必须具备良好

15、的和易性，配合比应通过使用确定。坍落度宜在180220mm；水泥用量不小于360Kgm³； 2 水下混凝土的含砂率宜为40%45%，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm，有条件时应采用连续级配； 3 为改善和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂，初凝时间必须大于单桩浇筑时间。 混凝土伴制：1 搅拌前应做好下列准备：1） 将每罐的用料量列表挂牌与搅拌机旁，将砂、石运料车称重标记（水泥按袋计）；2） 检测搅拌机水泵时间控制器及水量是否准确；3） 检测搅拌机各基础螺栓是否紧固，离合器是否灵活，上料钢筋绳是否有损，不符合要求时，必须处理好；4） 应配有备有电源。2 现场用料的配合比误差

16、应符合混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204的规定：1） 砂、石子按质量计，误差不得超过3%；2） 按砂、石子的含水量对配合比的用水量做适当调整；3） 水泥的外加剂，按质量计误差不超过2%；4） 外加剂的水溶液，按质量计误差不超过2%；3 上料顺序为石子、水泥、砂子、水，搅拌时间宜为6090s。 水下浇筑混凝土用导管应符合下列规定： 1 导管直径的选择应与桩径大小和通过能力相适应，并应符合表的规定；表 导管直径与通过能力桩径（mm）导管直径（mm）导管壁厚（mm）通过能力（m³h）8001250200251012501750250351717503005252 导管分节长度，

17、漏斗下配管长宜为1.0m，底管长度不一小于4.0m，其它宜为2.0m；制作时内径应一致，直径制作误差不应超过2mm；内壁光滑，弯曲误差不超过长度的1%；应保证隔水栓顺利通过；3 导管宜采用法兰或双螺纹方扣快速接头，接头应密封，使用前应试拼、试压，试压力为0.61.0MPa；导管总长应备有20%30%的余量；4 导管拆卸后应立即将接头盒内外壁洗净；若需停放时，螺寇应涂油防锈。3.5 成孔施工 桩孔施工宜采用冲击和回转等非挤土机械成孔方法进行，包括冲击钻、重抓锥钻、大直径回转钻、潜水电钻、螺旋钻、旋挖钻、扩孔钻等成孔施工工艺。 桩孔施工工艺的选择，应根据桩型、桩孔深度、地层条件、泥浆排放及处理等条

18、件综合确定。对孔深大于30m的端桩型桩宜采用反循环钻进工艺成孔或清孔。 桩位测定应符合下列要求： 1 按设计桩位平面布置图用测量仪器在场地内放点并埋标，桩位偏差10mm； 2 根据已定桩位，用十字交叉法在拟钻桩孔的周围钉4个引线桩，并保护好，可随时恢复桩孔中心； 3 用测量仪器监测埋设孔口护筒，筒中心与孔中心偏差50mm； 4 用测量仪器监测钻机安装就位，转盘中心与护筒口十字线交点重合，偏差30mm。 孔口护筒的制作与埋设应符合下列规定： 1 应用厚48mm的钢板卷制焊接；其内径应按桩径及使用的钻机确定，当采用回转钻机、旋挖机时宜比钻头直径大100150mm；当采用冲抓钻机时宜钻头直径大200

19、300mm；每节护筒长度以1.21.5m为宜；顶部宜开设12个宽300mm、高200mm的溢流口； 2 护筒埋设应准确、正直、稳固； 3 护筒埋置深度：在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m。筒顶面宜高出地面或填筑面0.20.3m；孔内冲洗液面宜高出地下水位1.0m；当采用反循环钻进时，应高出地下水位2.0m以上； 4 当受水位涨落或水下施工时，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。应严格控制护筒内外水位差，当地产条件较好时不小于1.0m；地产条件较差时不小于1.5m. 钻机安装必须符合下列规定： 1 钻机地盘和转盘面保持水平（用水准尺两个方向测） 2 天轮中心、游动滑车中心、转盘

20、中心在同一条铅垂线上； 3 保证钻机平稳牢固，在钻进过程中不得发生滑移或倾斜。 为保证桩孔的垂直度，利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具上应加导正器。潜水钻的钻头上应有不小于3倍直径长度的导向装置。 在工程桩施工前，必须试成孔，数量不得少于2个孔。 桩孔开钻前应充分做好准备工作，桩孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。施工过程应填写施工原始记录。成孔完毕制灌注混凝土的实际间隔不宜大于24h。 钻进过程中如发生孔斜，塌孔和护筒周围冒浆时，应停钻，袋采取相应措施后，才能继续钻进。 桩孔的深度控制应符合下列规定： 1 摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制桩孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩孔进入设计

21、持力层深度； 2 端承型桩：必须保证桩孔进入设计持力层深度。 桩孔达到设计深度清孔应符合下列规定： 1 泥浆指标参照本标准第条第三款执行； 2 混凝土灌注前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定： 1） 端承桩50mm； 2） 摩擦桩10mm； 3） 抗拔桩、抗水平力桩200mm； 对于工业与民用建筑钻孔灌注桩基础工程应按表3.5.12的规定控制和检查成孔质量 成孔方法桩径偏差（mm）垂直度允许偏差（1%）桩位允许偏差（mm）单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩条形桩基沿轴线方向和群桩基础中间桩泥浆护壁D1000mm-0.1d-501d6且不大于100d4且150冲（钻）孔桩d1000mm

22、-50100+0.01H150+0.01H注： 桩径允许偏差的负值是指个别断面； H为地面标高与桩顶设计标高之间的距离；d为桩径。 对于铁路、公路桥梁灌注桩工程，应按表3.5.13 中规定和检查成孔质量。项目允许偏差（mm）附注孔的中心中心位置群桩：100单排桩：50斜桩以规定的某个水平面的偏差值计算孔径不小于设计桩径倾斜度直桩小于1100斜桩：小于设计斜度的±2.5%孔深摩擦桩：不小于设计深度柱桩：比设计深度超深50柱桩是指支撑在岩面积嵌入岩层的桩孔内沉淀土厚度摩擦桩：不大于0.40.6d柱桩：不大于设计规定应尽量争取不大于0.4d清孔后泥浆指标粘度1720s，含砂率4%在钻孔顶、

23、中、底分别取样检验，以其平均值为准注：清孔后泥浆指标是指用换浆法清孔后，拟在泥浆中灌注水下混凝土的要求。3.6 正循环回转钻进成孔3.6.1 正循环回转钻机适用于粘性土、粉土、砂类土及风化岩层、碎石含量少于20%的土层中钻进成孔。3.6.2 施工前准备按本标准的第二章规定执行。3.6.3 钻进参数应符合下列规定： 1 钻头转数：一般均质地层，转数范围4080rmin，孔径小、粘性土取值大，孔径大、砂土层取值小；较硬或非均质地层，转数可相应减少到2040rmin；钻头转数一般为4050rmin.刀具线速度宜控制在1.53.5ms之间。可参照表1选用。岩（土）层线速度 （ms）钻头直径（m）0.4

24、00.600.801.001.20钻头转数（rmin）稳定性好的土层1.53.57216748111368429672456稳定性差的土层0.71.533722248173613291124极不稳定的砂层0.50.72433162212171013811软岩 30MPa1.72.081955464414832382732硬岩=30-60MPa1.41.7678145543341273222272 钻压可根据岩土力学性质、钻头类型、设备能力及钻具结构状况进行选择，也可直接按表-2选用。 岩土类别单轴抗压强度（MPa）孔径0.40.60.81.01.2钻压（KPa）砂土28311415519623

25、粘性土8171126153519432353粉质粘土、强风化泥岩，517222633354443555365强风化-中风化页岩、5302250337544995512465149中风化-微风化砂页岩、306050687510399137124-171149-2053 冲洗液量（称泵量），不论采用何种钻头，当上部岩（土）层有不稳定层段时，可按式3选用。Q V= 101000F式中： Q洗液量（Lmin） V冲洗液钻孔壁（最大过水断面处）上返流速（mmin） F冲洗液上返最大过水断面面积（）表3 正循环回转钻进泵量选择表地层情况与钻进方法孔径（m）0.40.60.81.0泵量（Lmin）上部无不稳

26、定层（刮刀或牙轮钻进340-390500-825990-14851560-2330上部无不稳定层（钢粒钻进）135-300200-450270-600340-755上部有不稳定层1202805007803.6.4 钻进成孔的操作方法，应符合下列规定： 1 开孔时，应先在护筒内放入一定数量的泥浆或粘土块，稍提钻具空转，并从钻杆内注入清水，搅拌成浆，开动泥浆泵循环，待泥浆拌匀后开始钻进； 2 初钻时应低档慢速钻进，钻至护筒刃脚下1m并形成泥皮护壁后，根据地层情况可按正常速度钻进； 3 正常钻进时，应根据不同地质条件，随时检查泥浆粘度； 4 在粘土层中钻进时，宜选用尖底钻头，采用中等转速，大泵量、稀

27、泥浆的操作方法； 5 在砂土或软土等易坍塌土层中钻进时，宜选用平底钻头，采用控制进尺、低压慢速、大泵量、稠泥浆的操作方法； 6 在坚硬土层钻进时，宜采用优质泥浆、低档慢速、大泵量、两级钻进的操作方法； 7 钻孔直径应每钻进58m检查一次，钻头直径应经常检测。3.7 反循环回转钻进成孔 反循环回转钻机适用与粘性土、粉土、砂类土及岩层中成孔。当在卵石层中钻进时，卵石粒径不得超过钻杆内径的23，含量不大于20%。 反循环钻进按形成负压方法、设备的不同可分为泵吸反循环、气举反循环、射流反循环，桩孔施工采用泵吸反循环。 施工前准备按本标准第2章的规定执行。1、2、3选择。表1 钻压选择表（单位：KN）钻

28、头类别规格mm岩层粘性土层砂层、砂石层、卵石层软岩层中硬岩层翼片式钻头8008106121030100091281515351200121510202540150015301225304518002035153040502000254520355080滚刀、牙轮钻头80010010001501200150020018002000表2 钻头外缘线速度岩土类别岩石单轴抗压强度 MPa钻头线速度 ms土层1.82.5软岩层5151.41.7中硬岩层30601.21.4硬岩层6011.2流砂层1.52 表3 反循环钻进冲洗液流速经验数据冲洗液流动方向流速 ms钻杆内冲洗液上返流速24孔底冲洗液横向流速0.30.56（泥浆取0.3，清水0.5）钻孔外环状间隙冲洗液垂直流速0.020.04不超过0.16 当采用泵吸反循环时，其钻进成孔的操作方法应符合下列规定：1 砂石泵启动后，应在形成正常反循环时才能开钻慢速回转，下降钻头于孔底。开始钻进时，应轻压慢转至钻头正常工作后逐渐增大转速，调整钻压，以不造成钻头吸水口堵塞为限；2 砂石泵出水压力应保持在200kPa以上。当压力降至200kPa以下时，可调节出水阀减少排出量，或反复启闭出水阀，径泵内压力