钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工工艺工程技术科编制：郑良一、场地准备二、钻孔灌注桩施工工艺流程图三、钻孔灌注桩施工四、施工过程中的关键点目录五、常见的缺陷及防治（1）开挖前场地完成三通一平。地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施如照明、动力、安全设施准备就绪。（2）熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料，做到心中有数。（3）操作前应对吊车等进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。（4）场地应先按设计图纸要求的标高进行平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和垃圾等），场地低洼处须回填夯实。按照其他桩施工方法测量放样。一、场地准备二、钻孔灌注桩施工工艺流程图三、钻孔灌注桩施工场地平整，图纸核对钻机选择以及钻孔前检查施工前准备钻孔，埋设护筒，钢筋笼制作、安装泥浆备制、灌注钻孔灌注桩施工流程成孔检测桩头清理及桩基检测质量检测1、施工前准备：（1）在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作、泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。（2）、钻机选型根据本段地层情况，初步确定此次试验选用CZ-8D型冲击钻机钻进成孔。三、钻孔灌注桩施工2、钻孔灌注桩施工流程（1）桩位测量放样根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。依据桩基中心轴线坐标值，用坐标法或极坐标法放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差应控制在2cm范围内。在距桩中心约2m安全的地带设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。桩位测量必须请测量监理工程师复核合格之后方可进行下道工序。三、钻孔灌注桩施工（2）埋设钢护筒护筒埋设应向监理工程师报验，经监理工程师检查合格后方可进行下道工序。护筒埋设一般采用挖埋法和压入法，当采用挖埋法时埋坑不宜太大，一般比护筒直径大0.6m～1.0m，使用冲击钻时应大于钻头40cm。护筒外侧回填黏土至地面，并分层夯实，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出地面0.5m；其中在砂土及其它松软地层中埋设护筒时，将护筒以下的松散软土至少挖除0.5m，换填好粘土并分层夯实。换土不能满足要求时，护筒必须加长，使筒脚落到硬土层上。为防止护筒陷落，可用方木做成井字架夹持护筒中部，一起埋于土中；也可用钢丝绳把护筒捆住，系于地面的方木上。在粘性土中挖埋时，挖坑深度与护筒高度相等，坑底稍加平整即可。三、钻孔灌注桩施工护筒在埋设过程中，要求护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，护筒的垂直倾斜度不大于1%。采用冲击钻机成孔时，要求护筒内径大于设计桩径300～400mm，壁厚10mm，护筒顶端露出地面0.5m，埋设深度在粘性土层中不小于1.0～1.5m,砂土中不小于2m。护筒埋设好后，测量护筒顶高程并记录，以便测量孔深。三、钻孔灌注桩施工为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用“+”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩，以便在挖埋护筒及钻孔过程随时校正桩位。并在埋设前通过定位桩拉线放样，把钻孔中心位置标于坑底；再把护筒放进坑内，用十字架找出护筒的圆心位置，移动护筒使其圆心与坑底钻孔中心位置重合，用水平尺校正，使其直立，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。如采用压入法安装护筒时，在压入时要防止护筒卷口。在钻孔施工过程中，尽量避免撞击护筒，同时要求经常校正护筒的垂直度和桩位。（3）泥浆制备采用钻孔自造浆，在钻孔过程中按比例向孔内投入粘土或膨润土即可。泥浆造浆材料选用优质粘土，粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。试验室负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。三、钻孔灌注桩施工在钻孔桩施工过程中，设置沉淀池和泥浆池，从孔口出来的混合液，在沉淀池中沉淀后进入泥浆池再用泥浆泵送入孔底，然后泥浆将钻渣从孔底携带出孔口，流入沉淀池，循环利用；在泥浆将钻渣携带出孔口时，如钻渣不及时从循环液中分离出来，会被重新注入孔内，降低钻进效率和泥浆性能指标，影响护壁效果，易造成塌孔、埋钻或卡孔等，为此要求经常检测泥浆的各种性能指标是否满足施工要求。（4）钻机选择以及钻孔前检查在碎石类土以及岩层中宜用十字型钻头；在砂黏土，砂和砂砾石层中宜用管型钻头。同时钻头的重量考虑泥浆的吸附作用以及钢丝绳和吊具的总重量，使总重量不超过卷扬机的起重能力。吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无断丝和死弯者，安全系数不小于12，钢丝绳与钻头间必须设转向装置三、钻孔灌注桩施工并连接牢固，钻孔过程中应经常检查其作业状态以及转动是否正常，灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径向方向相同，同时必须捻扭一致。钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换新钻头，更换新钻头前应检孔到孔底，确认钻孔正常时才可放进新钻头。（5）冲击钻成孔待钻机就位准确后开始钻进，初始钻进时，先在孔内注水，加粘土，小冲程制浆，进尺适当控制，在护筒刃脚处小冲程、高频率反复冲砸，使刃脚处有坚实的泥浆护壁，钻至刃脚下1m后正常钻进。钻孔作业时，注意地质变化，在变化处取渣样，编号保存。冲击一段时间后，将冲锤提起，换用掏渣筒掏渣。在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，待钻进4～5m后再掏渣。进入基岩后适当减少冲程。正常钻进时根据地质资料掌握土层变化，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对，根据核对判定的土层调整冲程。钻进时连续进行，不随意中途停钻。钻进进程中和掏渣后严格控制和保持孔内水头稳定，并注意观察，发现情况及时处理，如实填写钻孔原始记录。孔内水头始终保持在地下水位线以上2m，以加强护壁，防止塌孔。升降钻头时平稳，不碰撞护筒或孔壁。在钻进过程中，勤检孔、勤抽碴、勤检查钻具。如发现孔偏、孔斜，用片石回填至偏、斜上方0.3～0.5m处重新冲砸造孔；遇到孤石时，用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或击入孔壁。在钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位2m左右，同时控制泥浆比重，在砂粘土地层钻进时，泥浆比重控制在1.05～1.15之间，既能获得较高的钻进速度，又能作到不塌孔；在易塌地层中钻进时，泥浆比重提高到1.2左右，适当降低成孔钻速，必要时添加外加剂如CMC、纯碱等，以确保孔壁稳定。桩孔钻至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查，满足要求后请监理工程师进行检查，为清孔做好准备。三、钻孔灌注桩施工（6）检孔及清孔1）钻孔至设计标高后，使用长度和外径符合施工技术规范要求，用HRB400钢筋制作的检孔器吊入孔内，检查孔径大小及垂直度等，得到监理工程师同意后采用换浆法清孔。2）如经检查发现有缺陷，例如中心线不符，超出垂直线，直径减小，椭圆截面，孔内有漂石等，必须就这些缺陷书面报告监理工程师，并采取适当措施予以改正。三、钻孔灌注桩施工3）标准符合设计及规范要求，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。清孔（7）钢筋笼制作及安装钢筋笼在加工车间下料，分节同槽制作。根据运输、起重设备性能，确定单节钢筋笼长度。主筋间采用单面焊接，同一截面上接头数量不大于50％，相邻接头断面间距不小于1.5m。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号、分待验区、分合格区及不合格区堆存。为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将支撑割除。钢筋笼制作好后，用平车运至各桩位，拟采用汽车吊起吊就位。三、钻孔灌注桩施工钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合现行混凝土与砌体相关施工标准的有关规定，钢筋笼主筋与加强箍筋要全部焊接。钢筋笼焊接接头质量必须请监理工程师检查合格后方可进行下道工序。钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块，垫块标号不小于桩基混凝土标号。钢筋笼制作完成后经监理工程师验收合格后方可进行下道工序。为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆，支撑系统应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动。同时当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部1米左右时降低混凝土灌注速度。当混凝土拌合物上升到距钢筋笼底口4米以上时提升导管，使底口高于骨架底口2米以上，即可恢复灌注速度。三、钻孔灌注桩施工声测管的布置及数量必须满足设计要求，与钢筋笼一起吊放。声测管要求全封闭（下口封闭、上端加盖），管内无异物，水下混凝土施工时严禁漏浆进管内。声测管间连接采用套管丝扣连接，管口高出设计桩顶30cm，每个声测管高度保持一致。三、钻孔灌注桩施工（8）二次清孔钢筋笼下放到位固定后，立即安放导管。导管采用钢管制成，接头为快速螺纹接头。导管使用前做水密承压及接头抗拉试验，试压压力不低于孔底压力的1.5倍，然后用汽车吊逐段吊装接长、下放，导管下端距孔底的距离为300~500mm。混凝土导管安放完后，若孔底沉碴厚度不满足设计要求，利用导管进行二次清孔，使沉碴厚度、孔内泥浆等指标满足设计及规范要求，桩底沉碴厚度小于5cm。清孔时及时向护筒内补充优质泥浆，确保护筒内水头，并取样检测，经监理工程师现场检验合格后，立即拆除吸泥弯头，开始浇筑水下混凝土。测量沉渣厚度三、钻孔灌注桩施工（8）水下混凝土灌注1）下放灌注混凝土导管①导管采用φ250mm钢管，通过能力为18m3/h，各节导管间采用丝扣或法兰连接。导管每节长度根据桩长大小配置，最下端一节长度不小于4m，并配置1m、0.5m短管调节导管长度。②导管下放前在地面检查导管连接处的密封性（水密试验方法：拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力。导管须滚动数次，经过15min不漏水即为合格），采取可靠措施确保接头处不进泥浆。③导管要居中下入孔内，导管下端距离孔底约0.3～0.5m。④接导管前先洗净连接头，连接紧密，严禁渗漏。三、钻孔灌注桩施工2）漏斗导管上部接漏斗，采用5mm钢板制成，做成圆锥形，上口四周均匀焊2～4个吊环，用吊车固定。三、钻孔灌注桩施工3）水下灌注混凝土要求水下灌注混凝土（导管灌注混凝土）应符合下列要求：①水泥标号采用42.5级，其初凝时间不早于2.5h。②粗骨料采用级配良好的碎石。③粗骨料粒径不得大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时亦不得大于31.5mm。④细骨料宜采用级配良好的中砂。⑤混凝土的含砂率宜为40%～50%。⑥只有得到监理工程师的批准，才能使用缓凝外加剂。⑦抗硫酸盐水泥应按图纸说明，或按监理工程师的要求采用。⑧坍落度宜为180～220mm。⑨水灰比宜不大于0.6。三、钻孔灌注桩施工4）混凝土灌注①在混凝土灌注前，进行二次清孔，测量孔底沉渣及泥浆比重，达到设计要求方可进行混凝土灌注。②按照监理部已批准的施工配合比拌制混凝土，确保供应，在最先浇筑的混凝土初凝前浇筑完毕。三、钻孔灌注桩施工③灌注混凝土前加隔水拴，首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的需要，所需混凝土的数量计算示意图见图。首批灌注混凝土量的计算公式：式中：V——灌注首批混凝土所需数量(m3)；D——桩孔直径（m）；H1——桩孔底至导管底端间距，一般0.4m；H2——导管初次埋置深度（m）；d——导管内径（m）；h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即：HW——井孔内水或泥浆的深度（m）；——井孔内水或泥浆的密度（kg/m3）；——混凝土拌合物的密度（取2400kg/m3）。三、钻孔灌注桩施工④为了防止初始水下混凝土浇筑时，导管内混凝土内混进泥浆，可事先制作直径小于导管内径的混凝土隔浆球（预设吊环），浇筑混凝土前用塑料膜衬在导管上口，将混凝土隔浆球放在上面，用铅丝绑在吊环上，并在铅丝上作上孔深标记，在浇筑混凝土时，待漏斗内充满混凝土时，缓慢放松铅丝，让混凝土与隔浆球同时下沉，当混凝土下沉至导管下口时，剪断铅丝，混凝土注入孔内，开始混凝土的正常浇筑。⑤采用混凝土运输罐车直接倒入漏斗的方法进行水下混凝土浇筑，开浇前准备混凝土的量要大于导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的计算需要量。⑥混凝土