旋挖钻孔桩基础施工技术指南

旋挖钻孔桩基础施工技术指南一、总则

1.1目的

为规范旋挖钻孔桩基础施工工艺，统一施工技术要求，确保工程质量与施工安全，提高施工效率，降低工程成本，特制定本指南。

1.2适用范围

本指南适用于工业与民用建筑、桥梁、港口、市政工程等领域的旋挖钻孔桩基础施工，适用于黏性土、砂土、碎石土、风化岩等地层条件，桩径可涵盖600mm～3000mm，桩深不宜超过100m。

1.3规范性引用文件

本指南引用下列文件中的条款：GB50007建筑地基基础设计规范、JGJ94建筑桩基技术规范、JGJ180建筑施工土石方工程安全技术规范、TB10218铁路桥涵地基和基础设计规范、JTJ334港口工程桩基规范。

1.4术语和定义

1.4.1旋挖钻孔桩：利用旋挖钻机取土成孔，然后放置钢筋笼、灌注混凝土形成的桩基础。

1.4.2旋挖钻机：通过钻杆带动钻头旋转切削土石，通过钻头斗门或伸缩式钻斗取土的成孔设备。

1.4.3护筒：埋设于桩孔顶部，用于定位、保护孔口、维持孔内水头的钢制或混凝土圆筒。

1.4.4泥浆护壁：利用泥浆压力平衡地层压力，防止孔壁坍塌，携带钻渣的成孔工艺。

1.4.5清孔：清除桩孔底部沉渣，确保桩端承载力的施工工序。

1.4.6沉渣：成孔过程中沉淀于孔底的钻渣和岩屑。

二、施工准备

2.1场地准备

2.1.1地质勘察与场地平整

施工前需完成详细地质勘察，明确地层分布、地下水位及岩土力学参数。场地应进行平整压实，确保钻机行走区域承载力满足设备重量要求。对于软土地基，需铺设钢板或路基箱分散荷载。场地坡度应控制在1%以内，防止积水影响施工。

2.1.2三通一平实施

完成施工用水、用电、道路及场地平整（三通一平）。供水系统需保障泥浆制备与循环用水需求，供电容量应满足钻机及混凝土设备峰值负荷。临时道路需承载30吨级车辆通行，并与主干道形成环形通道。

2.1.3障碍物处理与管线保护

清除施工区域内地下管线、孤石等障碍物。对无法迁移的管线，需设置隔离防护并制定专项保护方案。深基坑开挖区域应提前支护，避免孔口塌方。

2.1.4护筒埋设定位

护筒中心偏差需≤50mm，垂直度偏差≤1%。埋设深度应穿透软弱土层进入稳定土层0.5m以上，筒顶标高需高出地面300mm。护筒外侧需分层回填黏土并夯实，防止渗漏。

2.2设备检查与调试

2.2.1旋挖钻机性能检测

检查钻机底盘结构完整性，确保液压系统无泄漏。钻杆垂直度偏差≤0.5%，钻头磨损量不得超过设计直径的3%。动力头扭矩需满足最大钻孔扭矩要求，制动系统应灵敏可靠。

2.2.2泥浆制备与循环系统调试

泥浆搅拌机转速≥120rpm，确保膨润土充分分散。泥浆性能指标：黏度18-22s，含砂率≤4%，比重1.05-1.25。循环系统沉淀池容积应≥单桩方量的1.5倍，除砂器效率需达到85%以上。

2.2.3混凝土灌注设备校验

导管内径应比钢筋笼主筋大50mm以上，接口需密封严密。混凝土泵送压力需达到2.5MPa以上，输送管路长度不宜超过150m。备用发电机容量应满足设备总功率的120%。

2.3材料验收与存储

2.3.1钢筋笼材料控制

主筋直径误差≤±2mm，箍筋间距偏差≤±10mm。钢筋力学性能需符合GB/T1499.2标准，屈服强度≥400MPa。焊接接头需按500个接头为一批次进行拉伸试验。

2.3.2混凝土原材料检验

水泥采用P.O42.5以上等级，初凝时间≥45min，终凝时间≤10h。砂石含泥量分别≤3%和≤1%，针片状颗粒含量≤5%。外加剂需经试配验证，减水率≥20%。

2.3.3泥浆材料储备

膨润土需满足API13A标准，造浆率≥16m³/t。纯碱（Na₂CO₃）纯度≥95%，羧甲基纤维素（CMC）黏度≥800mPa·s。材料库房应防潮通风，避免结块变质。

2.4人员配置与培训

2.4.1关键岗位资质要求

项目经理需持有一级建造师证书，技术负责人应具备高级工程师职称。钻机操作手需持特种作业操作证，累计操作时长≥500小时。试验员需通过公路工程试验检测人员考核。

2.4.2技术交底与安全培训

开工前需进行三级技术交底，重点说明孔深控制、沉渣厚度等关键参数。安全培训应包含机械伤害预防、孔口防护、触电急救等内容，考核合格率需达100%。

2.4.3应急处置能力建设

组建不少于5人的应急小组，配备急救箱、担架、灭火器等物资。每季度开展坍孔、涌水等险情演练，确保30分钟内完成人员疏散和设备转移。

2.5技术准备与方案编制

2.5.1施工图纸会审

核对桩位坐标与建筑总图偏差，确认桩端持力层标高与地质报告一致性。检查钢筋笼尺寸与桩径匹配度，保护层厚度偏差需控制在±10mm内。

2.5.2专项施工方案编制

明确钻进参数：黏性土转速20-30rpm，进尺≤60cm/次；砂卵层转速15-20rpm，泥浆比重≥1.3。制定不同地层的护筒跟进深度、清孔换浆标准等细则。

2.5.3测量放线与复核

采用全站仪进行桩位放样，偏差≤20mm。护筒埋设后需复测中心点，每10根桩抽查1根垂直度。高程控制点需设置在不受施工影响的稳定区域。

三、钻孔施工工艺

3.1钻进作业控制

3.1.1开孔定位

钻机就位后，通过全站仪复核桩位坐标，确保偏差控制在20mm以内。钻头中心对准护筒中心，启动钻机缓慢下放钻具，钻头接触地面时轻压钻进，避免钻头偏移。开孔阶段采用低压慢速钻进，钻进速度控制在0.5m/min以内，待钻进深度达3m后逐步提高转速。

3.1.2钻进参数调整

根据地层变化动态调整钻进参数：黏性土层采用转速20-30rpm，钻压15-25kN，进尺速度控制在0.6m/min；砂卵石层降低转速至15-20rpm，增加钻压至25-35kN，同时提高泥浆比重至1.25-1.35；岩层使用牙轮钻头，转速降至10-15rpm，钻压增至40-50kN。每钻进2m记录一次岩样变化，及时调整钻具组合。

3.1.3孔壁稳定性控制

钻进过程中保持泥浆液面高于地下水位2m以上，防止孔壁渗水坍塌。遇易塌孔地层时，向泥浆中添加纤维素（CMC）增强护壁性能，添加量控制在0.3%-0.5%。发现孔口返浆突然减少或孔口周围出现裂缝时，立即停钻回填黏土重新钻孔。

3.2护筒跟进技术

3.2.1护筒埋设深度

软弱土层区域护筒需穿透淤泥层进入稳定土层不少于1.5m；流砂层护筒应进入隔水层3m以上；岩层区域护筒深度不小于2m。护筒顶面标高统一测量，确保同一排桩护筒顶面高差不超过50mm。

3.2.2护筒连接密封

钢护筒采用法兰盘连接时，接缝处放置橡胶垫圈并均匀拧紧螺栓。混凝土护筒采用榫卯接口，接口处涂抹环氧树脂密封胶。每节护筒焊接完成后进行闭水试验，确保焊缝无渗漏。

3.2.3护筒纠偏措施

发现护筒倾斜时，采用千斤顶顶推法校正：在护筒倾斜反侧设置支撑点，用50t千斤顶缓慢顶推，垂直度偏差超过1%时需重新埋设。护筒中心偏移超过30mm时，采用高压注浆法调整孔位，注浆压力控制在1.0MPa以内。

3.3特殊地层钻进工艺

3.3.1大直径卵石层处理

遇粒径超过30cm的孤石时，采用筒钻取芯破碎法：先用筒钻钻取孤石中心形成导孔，再使用牙轮钻头沿导孔破碎周边岩体。卵石层钻进时每钻进0.5m进行一次捞渣，防止钻头卡埋。

3.3.2溶洞地层施工

钻进至溶洞顶板1m时降低钻压至10kN，采用冲击钻头缓慢穿透。溶洞高度小于1m时，投入片石和黏土混合物（比例1:3）回填密实；溶洞高度超过1m时，预埋钢护筒穿越溶洞。施工过程中连续监测孔深，发现钻进速度突然加快立即停钻。

3.3.3高承压水地层应对

在承压水头高于含水层顶板3m的区域，采用双液注浆止水：先向孔底注入水玻璃（模数2.8-3.2），再注入水泥浆（水灰比0.5:1），注浆压力控制在2.5MPa以内。钻进过程中保持泥浆比重不低于1.30，失水量控制在15mL/30min以内。

3.4钻孔质量监控

3.4.1孔深检测方法

采用钻杆标记法与超声波测孔仪双重检测：钻进时在钻杆上每5m做红色标记，终孔后用测绳复核孔深。超声波测孔仪检测孔径、垂直度，检测点每2m一个截面，每个截面均匀布设4个测点。

3.4.2孔斜控制标准

桩长小于30m时垂直度偏差不大于1%；桩长30-50m时偏差不大于0.8%；桩长超过50m时偏差不大于0.5%。发现孔斜超标时，采用扩孔器修孔，修孔速度控制在0.3m/min。

3.4.3孔径控制措施

钻头直径比设计桩径大40-60mm，每钻进5m检查一次钻头磨损量。遇缩孔现象时，在缩孔位置反复提钻扫孔，扫孔时间不少于30分钟。孔径偏差超过50mm时，重新扩孔至设计直径。

3.5钻孔异常处理

3.5.1坍孔应急处置

发生轻微坍孔时，立即向孔内投入黏土块和片石（粒径5-20cm），通过钻头搅拌回填。严重坍孔时，迅速将钻具提出孔外，回填黏土至坍孔位置以上2m，待孔壁稳定后重新钻进。

3.5.2钻头卡埋处理

发现钻头卡埋时，先尝试高压泵反循环冲孔，压力控制在3MPa以内。无效时采用振动锤振动钻杆，振动频率控制在20Hz。钻杆无法提升时，采用水下爆破解卡，药量控制在0.5kg以内。

3.5.3漏浆事故应对

漏浆时立即停止钻进，向孔内投放锯末、棉籽壳等堵漏材料，同时提高泥浆比重至1.4。漏浆严重时，在孔周打设注浆孔，注入水泥-水玻璃双液浆，注浆半径扩大至桩径2倍范围。

四、钢筋笼制作与安放

4.1钢筋笼加工准备

4.1.1材料进场验收

钢筋运抵现场后核对质量证明文件，检查直径、长度、外观质量。主筋表面无油污、裂纹，弯曲部位无损伤。每60吨为一批次进行力学性能复验，屈服强度、抗拉强度、伸长率需符合GB/T1499.2标准要求。

4.1.2下料与调直

采用砂轮切割机按设计长度截断主筋，切口与钢筋轴线垂直偏差≤3°。主筋调直使用机械调直机，局部弯曲矢高≤4mm/m。箍筋采用弯曲机弯制，弯钩平直段长度≥10d（d为箍筋直径）。

4.1.3加工平台搭设

在平整场地上铺设20mm厚钢板作为加工平台，平台水平度偏差≤5mm/2m。设置定位卡具控制主筋间距，定位卡具间距≤3m。平台四周设置排水沟，防止钢筋锈蚀。

4.2钢筋笼制作工艺

4.2.1主筋连接控制

主筋采用直螺纹套筒连接时，丝头加工长度为套筒长度的1/2，牙形饱满无秃牙。连接后外露丝扣不超过2P（P为螺距），用扭力扳手检查扭矩值：Φ25钢筋扭矩≥260N·m。焊接接头采用双面搭接焊，焊缝长度≥5d，焊缝高度≥0.3d且≥4mm。

4.2.2箍筋绑扎要求

箍筋间距允许偏差±10mm，加密区长度符合设计要求。螺旋箍筋采用绑扎丝与主筋绑扎，绑扎点梅花形布置，间距≤1m。加强箍筋（内支撑环）间距≤2m，与主筋焊接牢固，焊缝长度≥10d。

4.2.3保护层垫块设置

沿钢筋笼圆周均匀布置4-6组垫块，每组3-4个，纵向间距≤2m。垫块采用强度不低于C40的混凝土预制块，厚度允许偏差±2mm。绑扎垫块的铁丝头向笼内弯折，避免刮伤孔壁。

4.3超声波检测管安装

4.3.1管材选用与连接

检测管采用Φ50mm×3mm钢管，端口切割平整无毛刺。采用套管焊接连接，套管长度≥100mm，焊缝饱满无砂眼。管内无异物，底部封焊严密，顶部加盖密封。

4.3.2固定与密封处理

检测管沿钢筋笼均匀分布，间距≤桩径的1/3且≤1.5m。与加强箍筋焊接固定，焊点≥3处/米。管口高出桩顶标高500mm，管口加盖活动盖板，防止混凝土进入。

4.3.3密封性检测

安装完成后向管内注入清水，水面高度超过桩顶标高。24小时后检查液面下降情况，下降量≤5mm为合格。对渗漏管节进行补焊或更换，重新检测直至合格。

4.4钢筋笼运输与吊装

4.4.1运输防护措施

钢筋笼采用专用平板车运输，运输时设置支撑点防止变形。支撑点设置在加强箍筋处，间距≤3m。笼体两侧用木方楔紧，避免滚动碰撞。

4.4.2吊点设置要求

吊点布置在加强箍筋与主筋焊接节点处，采用双吊点对称布置。Φ800以上钢筋笼增设4个吊点，吊索与笼体夹角≥60°。吊具采用卸扣和钢丝绳，安全系数≥6。

4.4.3吊装过程控制

吊车支腿垫实路基箱，起重臂回转范围内无障碍物。起吊时先离地200mm暂停，检查吊具和笼体稳定性。下放过程保持垂直，严禁碰撞孔壁。遇障碍物立即停止，查明原因处理。

4.5钢筋笼安放技术

4.5.1对中与定位

钢筋笼吊直后缓慢放入孔内，顶部设置临时悬挂装置。采用两台经纬仪在垂直方向监测笼体垂直度，偏差≤1/100。笼体中心与桩位中心偏差≤50mm，通过调整吊绳位置进行微调。

4.5.2接长与连接

分节制作的钢筋笼对接时，上下节主筋对齐，采用帮条焊连接。焊接时对称施焊，减少变形。连接后检查轴线偏心≤d/10（d为主筋直径）。

4.5.3固定与标高控制

钢筋笼安放至设计标高后，在顶部焊接4根定位钢筋支撑在护筒上。定位钢筋长度≥500mm，确保笼体居中。标高允许偏差±50mm，用水准仪复测后固定牢固。

4.6质量验收标准

4.6.1外观尺寸检查

主筋间距允许偏差±10mm，箍筋间距±20mm。钢筋笼直径偏差±50mm，长度偏差±100mm。加强箍筋与主筋焊缝饱满，无漏焊、裂纹。

4.6.2连接质量检验

直螺纹接头按500个接头为一批次进行拉伸试验，强度达到钢筋抗拉强度标准值。焊接接头按300个接头为一批次进行外观检查和力学性能试验。

4.6.3安放位置复核

钢筋笼中心位置偏差≤50mm，顶面标高偏差±50mm。保护层厚度允许偏差±20mm，采用测厚仪抽查每根桩3个截面。

五、混凝土灌注施工

5.1混凝土制备与运输

5.1.1配合比设计

混凝土配合比需通过试配确定，水胶比控制在0.35-0.45之间，砂率宜为40%-50%。掺加粉煤灰时，掺量不超过胶凝材料总量的30%，坍落度控制在180-220mm。缓凝剂掺量根据气温调整，初凝时间不少于6小时，终凝时间不超过12小时。

5.1.2原材料质量控制

水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥，进场时检查出厂合格证和检测报告。细骨料采用质地坚硬的天然砂，含泥量≤3%，泥块含量≤1%。粗骨料粒径5-25mm，针片状含量≤8%，含泥量≤1%。外加剂需经检测合格后方可使用。

5.1.3拌合物运输

混凝土采用罐车运输，运输时间不超过45分钟。夏季施工时对罐体覆盖遮阳布，冬季采取保温措施。运输过程中保持罐体匀速转动，防止离析。到达现场后检测坍落度，偏差控制在±20mm范围内。

5.2灌注设备安装

5.2.1导管布置

导管内径宜为250-350mm，壁厚≥3mm。每节导管安装前检查密封圈是否完好，连接处涂抹黄油。导管底部距孔底300-500mm，灌注前进行水密承压试验，压力不小于1.5倍孔底静水压力。

5.2.2首批混凝土量计算

首批混凝土量需确保导管下端一次性埋入混凝土中1.0m以上。计算公式为：V=πd²h/4+πD²H/4。其中d为导管内径，h为导管埋深，D为桩径，H为导管下端至孔底高度。实际施工时增加10%富余量。

5.2.3隔水设施设置

采用球胆或隔水塞作为隔水设施，球胆直径比导管内径小20-30mm。灌注前将球胆置于导管内水面以上，用铁丝固定。剪断铁丝时确保球胆能顺利下落，避免卡阻。

5.3灌注过程控制

5.3.1首批混凝土灌注

剪断铁丝后迅速将混凝土灌入导管，连续进行不得中断。观察孔口返浆情况，当首批混凝土灌入后导管内混凝土下落时，立即向导管内补充混凝土，保持导管内混凝土面高度。

5.3.2连续灌注控制

灌注过程保持连续性，间隔时间不超过30分钟。导管埋深始终控制在2-6m范围内，每灌注2-3m测量一次混凝土面高度。埋深过小时上下抖动导管，埋深过大时缓慢提升导管。

5.3.3顶面标高控制

桩顶混凝土面标高需超灌0.5-1.0m，确保桩头浮浆凿除后桩顶标高满足设计要求。灌注接近桩顶时减小导管埋深至1-2m，适当放慢灌注速度，避免浮浆过厚。

5.4灌注异常处理

5.4.1导管堵塞应对

发生堵管时立即上下抖动导管，无效时采用高压泵疏通。疏通压力控制在0.5-1.0MPa，避免过压导致导管破裂。若仍无法疏通，将导管提出孔外清理后重新下放，但需确保导管底部埋入混凝土中1m以上。

5.4.2埋管事故处理

导管埋入过深导致无法拔出时，采用振动器振动导管。振动频率控制在20-30Hz，持续振动不超过3分钟。振动无效时，在导管周围钻设减压孔，减小混凝土对导管的握裹力。

5.4.3夹层预防措施

避免混凝土离析，运输前检查坍落度。灌注过程中随时检测混凝土和易性，发现离析立即退回。确保导管埋深稳定，避免导管拔出混凝土面。桩身出现夹层时，采用高压注浆法补强。

5.5灌注后养护

5.5.1桩头保护

混凝土灌注完毕后，桩顶覆盖土工布并洒水养护，养护期不少于7天。冬季施工时覆盖保温材料，确保混凝土不受冻。桩头预留钢筋部分涂抹水泥浆防锈。

5.5.2桩头凿除

待混凝土强度达到设计强度70%后，人工凿除桩头浮浆层，凿除面应平整，不得损伤桩身混凝土。凿除后桩顶标高偏差控制在±50mm以内。

5.5.3成桩检测

桩身完整性采用低应变法检测，检测数量不少于总桩数的20%。承载力采用静载荷试验，检测数量不少于总桩数的1%且不少于3根。检测不合格的桩需进行钻芯法复检。

六、质量验收与安全控制

6.1成桩质量检测

6.1.1桩身完整性检测

采用低应变反射波法检测桩身完整性，检测点设置在桩顶中心位置。传感器安装时涂抹耦合剂，确保与桩顶紧密接触。采集信号时避免电磁干扰，采样频率不低于10kHz。Ⅰ类桩判定标准：波形规则，无明显缺陷反射；Ⅱ类桩存在轻微缺陷，但不影响承载力；Ⅲ、Ⅳ类桩需进行钻芯法验证。

6.1.2桩基承载力检测

静载荷试验采用慢速维持荷载法，最大加载量取设计值的2倍。加载分级为预估极限承载力的1/10，每级荷载稳定标准为沉降速率连续两次不超过0.1mm/h。卸载时分级卸至零，回弹量测量精度达0.01mm。高应变法检测需采用重锤，锤重不预估单桩承载力的1/10。

6.1.3桩位偏差复核

全部桩施工完成后采用全站仪进行桩位复测，允许偏差：单桩、条桩基中的桩垂直于中心线方向和沿中心线方向均为100mm+0.01H（H为桩顶标高）。群桩中的桩基础边桩偏差为d/6或100mm（取小值），中间桩偏差为d/4或150mm（d为桩径）。

6.2常见缺陷处理

6.2.1断桩修复工艺

对浅层断桩（深度小于5m）采用接桩处理：清除松散混凝土至密实面，凿成台阶状，植入钢筋后支模浇筑C40微膨胀混凝土。深层断桩采用高压旋喷注浆：在断桩两侧钻孔，下入注浆管，注入水灰比0.5: