钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工艺第一章编制依据与适用范围1.1法规与规范《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB502022018《建筑桩基技术规范》JGJ942008《混凝土结构工程施工规范》GB506662011《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ802016《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部37号令《钻孔灌注桩施工安全技术标准》Q/CSG2052022（某央企内部标准）1.2适用范围本工艺适用于黏性土、粉土、砂土、卵石层、强风化岩层等地层，桩径φ600mm～φ2000mm，桩长≤100m，抗压、抗拔、抗水平力及支护桩。不适用于地下连续墙、微型桩、后注浆钻孔桩。第二章施工准备2.1现场调查(1)逐孔核对地勘报告，记录各层标高、厚度、标贯击数、地下水埋深。(2)采用RTK测量放线，放出桩位中心，外放50mm，钉设φ8mm钢筋桩，刷红白漆。(3)地下管线交底：由建设单位组织燃气、电力、水务、通信四方现场签字确认，并留存影像。2.2技术准备(1)图纸会审：项目经理部牵头，设计、勘察、监理、施工四方参加，形成《图纸会审记录》表C23。(2)试成孔：每栋楼首根桩必须试成孔，记录钻压、转速、泵量、泥浆比重、沉渣厚度，作为后续施工参数上限。(3)技术交底：采用“三级交底”制度——项目总工→栋号长→机台长，交底内容逐条签字，留存纸质版+扫描版。2.3材料与设备(1)水泥：P·O42.5，3d强度≥17MPa，28d强度≥48MPa，碱含量≤0.6%，氯离子≤0.06%。(2)钢筋：HRB400E，屈服强度标准值400MPa，强屈比≥1.25，最大力下总伸长率≥9%。(3)导管：φ273mm×4mm无缝钢管，丝扣连接，密封圈采用三元乙丙，单节长2m、1m、0.5m三种，每50套做一次1.2MPa水压试验。(4)钻机：徐工XR360E旋挖钻，最大扭矩360kN·m，加压系统最大加压力220kN，配备自动垂直度仪，精度0.1°。(5)泥浆系统：黑旋风BW850/2A泵，流量850L/min，配备除砂机、除泥机、比重秤、马氏漏斗黏度计。2.4人员配置每台钻机标配8人：机台长1（一级建造师）、班长1、操作手2、普工4；另配安全员1、试验员1、记录员1，实行“定机、定人、定岗”。第三章工艺流程与关键控制3.1流程总图测量放线→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→钻孔→一次清孔→钢筋笼制作与吊装→导管安装→二次清孔→水下混凝土灌注→起拔护筒→后注浆（如有）→桩顶养护→检测。3.2护筒埋设(1)护筒直径=桩径+200mm，壁厚≥12mm，长度≥2m，顶部高出地面300mm。(2)埋设允许偏差：中心线≤20mm，倾斜度≤1%。(3)周边用黏土分层夯实，分层厚度≤150mm，压实度≥90%。3.3泥浆制备(1)配比：膨润土50kg+Na₂CO₃2kg+CMC0.8kg+水1000L，新浆比重1.05～1.08g/cm³，黏度18～22s。(2)循环池容积≥桩孔容积的1.2倍，分“新浆池—沉淀池—废浆池”三级，池壁用240mm砖墙+20mm防水砂浆抹面。(3)每班检测比重、黏度、含砂率，记录于《泥浆性能检测表》表C59，含砂率≤4%方可下放钢筋笼。3.4钻孔(1)开孔：低速0.5m，钻压≤20kN，确保垂直度。(2)正常钻进：转速6～18rpm，钻压50～120kN，每进尺1m记录一次钻压、转速、泵量。(3)入岩判定：当钻速骤降＜5cm/min、钻杆抖动明显、岩屑呈片状，立即通知监理确认，留存岩样拍照。(4)终孔标准：孔深=设计桩长+0.5m，沉渣厚度≤50mm（摩擦桩）或≤30mm（端承桩）。3.5一次清孔采用“气举反循环”法：空压机风量≥6m³/min，风管插入导管底部以上1m，清孔时间≥30min，直至返出泥浆比重≤1.15g/cm³。3.6钢筋笼制作(1)主筋连接：采用滚轧直螺纹套筒，丝扣长度≥1.1倍钢筋直径，拧紧力矩值见表31。(2)加劲箍：φ16@2000，设在主筋内侧，与主筋采用双面焊5d。(3)保护层：混凝土垫块强度≥C30，每断面≥4块，纵向间距≤2m。(4)超声波检测管：φ50×1.5mm钢管，沿圆周均布3根，底部封底，顶部加堵头，随钢筋笼下放，管口高出桩顶300mm。3.7钢筋笼吊装(1)采用25t汽车吊双点起吊，第一吊点设在笼顶下1/4L，第二吊点设在笼底上1/5L。(2)入孔后，用2根φ16mm吊筋悬挂在护筒外侧，确保笼顶标高偏差≤±20mm。3.8导管安装与二次清孔(1)导管底部距孔底300～500mm，导管上口高出泥浆面≥1m。(2)二次清孔：采用“泵吸反循环”，清孔后泥浆比重≤1.10g/cm³，黏度≤20s，含砂率≤2%，监理现场签字确认。3.9水下混凝土灌注(1)混凝土性能：坍落度180～220mm，扩展度≥450mm，初凝时间≥8h，氯离子扩散系数≤1000C。(2)首灌量计算：V=πR²h+0.5πr²H其中R为桩半径，h=1.5m（导管埋深），r为导管半径，H=2m（首灌后导管内外差）。首灌量≥1.8m³，采用1.2m³大料斗+0.6m³小料斗串联。(3)灌注连续进行，每车混凝土现场测试坍落度、温度、含气量，记录车号、时间、方量。(4)导管埋深：始终控制在2～6m，每提升3m拆管一次，拆管时间≤3min。(5)超灌高度：≥0.8m，确保凿除浮浆后桩头强度≥C30。3.10起拔护筒混凝土灌注结束后≥2h方可起拔，采用振动锤边振边拔，每次提升高度≤500mm，防止缩颈。3.11后注浆（仅用于承载力提高20%以上工程）(1)注浆管：φ25mm钢管，壁厚3mm，桩侧注浆阀间距12m，桩端注浆阀距孔底0.3m。(2)注浆时机：混凝土强度达到C15（约灌注后36h）。(3)注浆参数：水灰比0.6，注浆压力2MPa，稳压时间≥2min，单桩注浆量≥2t水泥。第四章质量检验与验收4.1过程检验(1)孔深：采用带刻度的测绳，每孔3点，取最小值。(2)孔径：采用φ600mm笼式检孔器，外径=设计桩径，长度6倍桩径，自由下落无阻碍为合格。(3)垂直度：采用KodenDM604超声波测斜仪，每米记录一次，偏差≤0.3%。4.2成桩检测(1)低应变：100%检测，Ⅰ类桩≥95%，Ⅱ类桩≤5%，无Ⅲ、Ⅳ类桩。(2)超声波透射：抽检30%，声速均值≥4000m/s，声速离散系数≤5%。(3)静载试验：抽检1%且≥3根，最大加载2倍特征值，沉降量≤40mm，回弹率≥80%。4.3不合格桩处理出现Ⅲ类桩：采用“钻孔抽芯+注浆补强”法，抽芯直径φ100mm，贯穿缺陷段，注入超细水泥浆，水灰比0.4，压力1.5MPa，注浆量≥0.5倍缺陷段体积。第五章职业健康安全与环保5.1危险源清单(1)高处坠落：钻机平台≥2m，设置1.2m防护栏杆，踢脚板180mm。(2)触电：配电箱三级配电、二级漏保，漏保动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s。(3)机械伤害：钻机旋转半径5m内设置警戒带，安装红外感应报警器。5.2应急预案(1)塌孔：立即停钻，回填黏土+水泥（比例3:1）至塌孔段以上1m，静置24h后重新钻孔。(2)混凝土堵管：采用“抖动+反插”法，无效则立即拆除导管，用高压水枪冲洗，时间≤15min，否则按断桩处理。(3)泥浆外溢：现场设置50m³应急收集池，配备2台7.5kW泥浆泵，30min内回抽。5.3环保措施(1)废浆固化：加入5%生石灰+2%絮凝剂，搅拌后pH7～8，运至政府认可弃渣场。(2)噪声控制：夜间22:00～06:00禁止旋挖作业，昼间噪声≤75dB(A)。(3)扬尘控制：场内道路100%硬化，配备2台雾炮机，PM10在线监测＞150μg/m³自动启动。第六章成本与进度控制6.1成本测算（φ800mm，L=50m，2023年Q2华南地区）(1)人工：钻机班组8人×350元/工日×2天=5600元(2)材料：C35混凝土49m³×450元=22050元；钢筋1.85t×4800元=8880元；导管摊销500元(3)机械：XR360E租赁2800元/台班×2=5600元；25t吊车1200元/台班×1=1200元(4)综合单价：22050+8880+5600+1200+500+5600=43830元，折合895元/m。6.2进度指标单机单套设备：黏性土：平均进尺8m/h，单桩纯钻时间6.25h砂卵石：平均进尺2.5m/h，单桩纯钻时间20h综合考虑清孔、灌注、移机，黏性土地层单机日成桩2根，砂卵石地层0.8根。第七章典型案例（广州南沙万顷沙安置房项目）7.1项目概况建设单位：广州南沙产业投资有限公司设计单位：广州市设计院施工单位：中建三局华南公司基础分公司桩基数量：1860根，φ1000mm@1200mm，平均桩长58m，端承摩擦桩，单桩承载力特征值4200kN。7.2实施过程2022年8月～11月，投入XR400E钻机6台，采用“分级钻孔+气举反循环”组合工艺，穿越12m中粗砂层（N=25击）及3m卵石层（N>50击）。试成孔发现沉渣厚度80mm，超过规范。项目总工组织攻关，将泥浆比重由1.08提至1.12，黏度由20s提至25s，二次清孔时间由30min延长至45min，沉渣厚度降至28mm，满足端承桩≤30mm要求。7.3检测结果低应变：1860根，Ⅰ类桩1814根（97.5%），Ⅱ类桩46根（2.5%），无Ⅲ、Ⅳ类桩。静载试验：抽检19根，最大加载8400kN，沉降量18.2～29.6mm，回弹率82%～89%，均判定合格。7.4成本与工期实际综合单价942元/m，较预算节省3.2%；总工期92天，较合同节点提前8天，获业主奖励20万元。第八章常见问题与排错指南（面向初学者）8.1问题：导管漏水现象：首灌后导管内水位下降，泥浆反涌。原因：密封圈老化、丝扣未拧紧。解决：立即停灌，拆除导管，更换密封圈，重新做1.2MPa水压试验，合格后方可复灌。8.2问题：钢筋笼上浮现象：灌注过程中笼顶标高上升>100mm。原因：混凝土灌注速度过快，导管埋深不足。解决：降低灌注速度至8m³/h，将导管埋深加大至4m，用2根φ20mm钢筋将笼顶与护筒焊接固定。8.3问题：桩身混凝土强度不达标现象：抽芯强度28MPa，低于设计C35。原因：现场加水、混凝土运输超时>2h。解决：①退回整批次混凝土；②对已灌注桩采用“钻孔注浆补强”，注浆水泥量≥1.0t/m，注浆后28d抽芯复检，强度≥38MPa判定合格。8.4问题：声测管堵管现象：超声波检测时探头无法下放。原因：管口保护盖脱落，泥浆倒灌。解决：采用φ30mm硬质尼龙探头+高压水冲洗，无效则改用“钻孔法”补测，在桩侧钻φ110mm孔至桩底，下入换能器检测。第九章信息化与数字化管理9.1二维码系统每根桩生成唯一二维码，包含桩号、坐标、成孔时间、混凝土方量、检测报表，现场扫码即可查看，数据上传至“南沙智慧工地平台”。9.2北斗定位钻机安装北斗RTK终端，实时上传钻头三维坐标，垂直度偏差>0.3%自动报警，短信推送至监理及业主代表。9.3AI识别现场摄像头接入“慧眼AI”系统，自动识别未佩戴安全帽、吸烟等行为，识别率>95%