钻孔灌注桩

钻孔灌注桩桩基础通常可分为沉入桩基础和灌注桩基础，按成桩施工方法可分为：沉入桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩；一、沉入桩基础（一）沉桩方式及设备选择1、锤击沉桩宜用于砂类土、黏性土。桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定。2、振动沉桩宜用于锤击沉桩效果较差的密实的黏性土、砾石、风化岩。3、在密实的砂土、碎石土、砂砾的土层中用锤击法、振动沉桩法有困难时，可采用射水作为辅助手段进行沉桩施工。在黏性土中应慎用射水沉桩；在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩。4、静力压桩宜用于软黏土（标准贯入度N20）、淤泥质土。5、钻孔埋桩宜用于黏土、砂土、碎石土，且河床覆土较厚的情况。（二）准备工作1、资料2、场地，障碍物3、人员密集的场所不应进行沉桩施工4、对地质复杂的工程，为检验桩的承载能力和确定沉桩工艺应进行试桩。5、贯入度应通过试桩或做沉桩试验后会同监理及设计单位研究确定。6、防腐（三）施工技术要点1、预制桩的接桩可采用焊接、法兰连接或机械连接2、沉桩时，桩帽或送桩帽与桩周围间隙应为5～10mm；桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；桩身垂直度偏差不得超过0.5%。3、沉桩顺序：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短；临近建筑物从建筑物一侧向另一侧打；先打坡顶后打坡脚。4、管内助沉5、桩终止锤击的控制应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅。6、沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。7、在沉桩过程中发现以下情况应暂停施工，并应采取措施进行处理：1）贯入度发生剧变；2）桩身发生突然倾斜、位移或有严重回弹；3）桩头或桩身破坏；4）地面隆起；5）桩身上浮（三）泥浆护壁成孔1．泥浆制备与护筒埋设（1）泥浆制备根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计，宜选用高塑性黏土或膨润土。（2）护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并宜高出施工地面0.3m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。（3）灌注混凝土前，清孔后的泥浆相对密度应小于1.10;含砂率不得大于2%;粘度不得大于20Pa．s。（4）现场应设置泥浆池和泥浆收集设施，废弃的泥浆、钻渣应进行处理，不得污染环境。2．正、反循环钻孔（1）泥浆护壁成孔时根据泥浆补给情况控制钻进速度；保持钻机稳定。（3）钻孔达到设计深度，灌注砼之前，孔底沉渣厚度应符合设计要求。设计未要求时端承型桩的沉渣厚度不应大于100mm；摩擦型桩的沉渣厚度不应大于300mm。3．冲击钻成孔冲击成孔灌注桩是利用冲击式钻机或卷扬机把带钻刃的、有较大质量的冲击钻头（冲锤）提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层或冲挤土层，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，并利用专门的捞渣工具掏土成孔，最后灌注混凝土成桩。它能适应各种不同地质情况，特别是卵石层中钻孔,冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。（1）冲击钻开孔时，应低锤密击，反复冲击造壁，保持孔内泥浆面稳定。（3）每钻进4～5m应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔并应做记录。（4）排渣过程中应及时补给泥浆。（5）稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣，清孔后灌注砼之前的泥浆指标符合要求。4．旋挖成孔（1）泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台套钻机的泥浆储备量不少于单桩体积。（2）旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，并根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变。（四）干作业成孔1．长螺旋钻孔（1）钻机定位后，应进行复检，钻头与桩位点偏差不得大于20mm，开孔时下钻速度应缓慢；钻进过程中不宜反转或提升钻杆。（2）砼压灌结束后，应立即将钢筋笼插至设计深度，并及时清除钻杆及泵（软）管内残留砼。2．人工挖孔（1）人工挖孔桩必须在保证施工安全前提下选用。（2）挖孔桩截面一般为圆形，也有方形桩；孔径1200～2000mm，最大可达3500mm；挖孔深度不宜超过25m。（3）采用砼或钢筋砼支护孔壁技术，护壁的厚度、拉接钢筋、配筋、砼强度等级均应符合设计要求；井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm；上下节护壁砼的搭接长度不得小于50mm；每节护壁必须保证振捣密实，并应当日施工完毕；应根据土层渗水情况使用速凝剂；模板拆除应在砼强度大于2.5MPa后进行。（4）挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。（五）钢筋笼与灌注砼施工要点1、钢筋加工2、孔壁、固定3、孔径与导管大小4预拌混凝土，骨料粒径5．灌注桩各工序应连续施工，钢筋笼放入泥浆后4h内必须浇筑砼。6．桩顶砼浇筑完成后应高出设计标高0.5～1m，确保桩头浮浆层凿除后桩基面砼达到设计强度。（凿桩0.5～1m）7．当气温低于0℃以下时，浇筑砼应采取保温措施，浇筑时砼的温度不得低于5℃。当气温高于30℃时，应根据具体情况对砼采取缓凝措施。（六）水下砼灌注1、灌注程序2、配合比塌落度3．导管应符合下列要求：（1）导管内壁应光滑圆顺，直径宜为20～30cm，节长宜为2m。（2）导管不得漏水，使用前应试拼、试压，试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。（3）导管轴线偏差不宜超过孔深的0.5%，且不宜大于10cm。4．使用的隔水球应有良好的隔水性能，并应保证顺利排出。5．开始灌注砼时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm；导管一次埋入砼灌注面以下不应少于1m；导管埋入砼深度宜为2～6m。6．灌注水下砼必须连续施工，并应控制提拔导管速度，严禁将导管提出砼灌注面。灌注过程中的故障应记录备案。钻孔灌注桩施工质量事故预防措施一、地质勘探资料和设计文件二、孔口高程及钻孔深度的误差（二）钻孔深度的误差1、施工应把高程换算一致，避免出现钻孔深度的误差。2、孔深测量应采用丈量钻杆的方法，取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深。对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，确定钻孔是否进入桩端持力层。三、孔径误差1、每根桩孔开孔时，应验证钻头规格，实行签证手续。2、对于直径800-1200mm的桩，钻头直径比设计桩径小30-50mm和合理的四、钻孔垂直度不符合规范要求（一）主要原因1．场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降，导致钻孔偏斜；2．钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜；3．钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成偏离钻进方向；4．钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成偏离钻进方向。（二）控制钻孔垂直度的主要技术措施1．压实、平整施工场地；2．安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整；3．定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换；4．在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填黏土，冲平后再低速低钻压钻进；5．在复杂地层钻进，必要时在钻杆上加设扶正器。五、塌孔与缩径（一）主要原因塌孔与缩径产生的原因基本相同，主要是地层复杂、钻进速度过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成。（二）预防措施钻（冲）孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时，成孔速度应控制在2m／h以内，泥浆性能主要控制其密度为1.3～1.4g／cm3、黏度为20～30Pa.s、含砂率不大于6%，若孔内自然造浆不能满足以上要求时，可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法，改善泥浆的性能，通过对泥浆的除砂处理，可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因，钢筋骨架安装后应立即灌注混凝土。七、孔底沉渣过厚或灌注混凝土前孔内泥浆含砂量过大。1、要准确测量孔底沉渣厚度，首先需准确测量桩的终孔深度，应采用丈量钻杆长度的方法测定，取孔内钻杆长度十钻头长度，钻头长度取至钻尖的2/3处。2、在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔，有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。3、当采用正循环清孔时，前阶段应采用高黏度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后，应把孔内泥浆密度降至1.1～1.2g／cm2。4、清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度，检测分析。八、水下混凝土灌注和桩身混凝土质量问题混凝土质量关系到混凝土灌注过程是否顺利和桩身混凝土质量两大方面。要配制出高质量的混凝土，首先要设计好配合比和做好现场试配工作，采用高强度水泥时，应注意混凝土的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系，必要时添加缓凝剂。施工现场应严格控制好配合比（特别是水灰比）和搅拌时间。掌握好混凝土的和易性及其坍落度，防止混凝土在灌注过程中发生离析和堵管。（一）初灌时埋管深度达不到规范要求规范规定，灌注导管底端至孔底的距离应为0.3～0.5m，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m。在计算混凝土的初灌量时，除计算桩长所需的混凝土量外，还应计算导管内积存的混凝土量。（二）灌注混凝土时堵管1．灌注混凝土时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。2．灌注导管在安装前应有专人负责检查，可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查，检查项目主要有灌注导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否密封、厚度是否合格。3．灌注导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用气压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.5倍。4．灌注导管底部至孔底的距离应为300～500mm,在灌浆设备的初灌量足够的条件下，应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作，其直径和椭圆度应符合使用要求，其长度应≤200mm。5．完成第二次清孔后，应立即开始灌注混凝土，若因故推迟灌注混凝土，应重新进行清孔。否则，可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚，并导致隔水栓无法正常工作而发生堵管事故。（三）灌注混凝土过程中钢筋骨架上浮1．主要原因：（1）混凝土初凝和终凝时间太短，使孔内混凝土过早结块，当混凝土面上升至钢筋骨架底时，结块的混凝土托起钢筋骨架；（2）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架；（3）混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮。2．预防措施：除认真清孔外，当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。（五）桩身混凝土夹渣或断桩1．主要原因：（1）初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土；（2）混凝土灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出混凝土面；（3）混凝土初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使混凝土上部结块，造成桩身混凝土夹渣；（4）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉积砂层，阻碍混凝土的正常上升，当混凝土冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包人混凝土内。严重时可能造成堵管事故，导致混凝土灌注中断。2．预防办法：导管的埋置深度宜控制在2～6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋置深度≥1m。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。（六）桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求主要原因是超灌高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。根据《城市桥梁施工与质量验收规范》CJJ2-2008中相关规定，桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0．5～1m。对于大体积混凝土的桩，桩顶l0m内的混凝土还应适当调整配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。九、混凝土灌注过程因故中断（一）若刚开灌不久，孔内