钻孔灌注桩施工技术总结.docx
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钻孔灌注桩施工技术总结
摘要
本文主要从钻孔灌注桩的施工技术方面展开论述，结合林邦溪大桥的实际情况。
合理的选择冲击钻孔灌注桩施工技术。
冲击钻孔灌注桩是采用机械设备在土中形成一定直径的井孔到设计孔底标高后，将预制好的钢筋笼放入井孔中，然后就地灌注混凝土成桩。
关键词：
冲击钻孔灌注桩
前言
目前,在高层建筑、重型厂房、公路、铁路等工程中大量采用桩基础,桩基已成为我国工程建设中最为重要的基础形式。
在所有桩基类型中,灌注桩应用较为普遍,灌注桩由于对各种地质条件的适应性强、施工简略易操作且设备投入不是很大,目前,在各类建筑及公路、铁路中都得到了广泛的应用。
钻孔灌注桩施工技术措施
1、工程概况
该工程地处福建省龙岩市，工程名称为林邦溪大桥，桥区左侧林邦发电站。
本桥平面在GTSDK0+203～GTSDK0+499位于右，为缓和曲线。
偏圆曲线（R=4000m）段， 纵面位于直线段（坡度为0.013%）；上部构造采用现浇混泥土，全桥6联。
下部构造桥墩采用五柱墩、桩基础；全桥桩基共792m/36根，桩径均为1.0m，桩长11～25m，钢筋50T，C30桩基混凝土720m3本桥桥位区处于地质较种类较复杂，冲击成因，局部残坡积，主要为第四系亚粘土、亚砂土、细砂、有机质土局部分布，各土层分布不均，粘性土多呈软～流塑状态。
基岩埋藏深，为厚层钙质砂质泥岩，顶部强风化带分布不连续，呈透镜状、似层状，厚度0.0-4.7m，弱风化带厚度大，层位稳定连续，层面总体平缓，埋深2.6-18.5m。
浅层地下水丰富为，类型为第四系孔隙水和基岩风化裂隙水，其对砼无腐蚀。
局部分布饱和砂土，存在地震液化危害，水文地质条件较复杂。
基础采用钻孔灌注桩，
2、桩位放样
采用全站仪精确定位桩孔的中心位置，根据桩定位点向桩四周拉十字线，并在十字线四个端头钉放四个护桩，以四个护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。
护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。
3、护筒的制作和埋设
3.1.护筒采用厚度4～8mm钢板制成，内径大于桩径10cm，上部宜开设1～2个溢浆孔；钢护筒的中心应与桩中心重合（其中误差≯50mm），倾斜度应≯1%。
3.2.为保证平面位置和竖直度，护筒底部应与地面周边紧贴密实。
3.3.护筒埋设深度≮1.5m，且应高出地面30cm。
4、钻机就位
钻孔采用的旋挖钻机应保持平稳、安全作业，不发生倾斜、位移，钻机就位时与平面最大倾角≯4°。
钻机就位后钻头中心和桩位中心应进行校对，误差控制在20mm以内。
5、泥浆调制
在钻进过程中根据地层不同情况保持一定的静水水头压力，尽量利用地层粘土自然造浆。
泥浆稠度不能满足要求时应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确保钻进过程不坍孔、不缩孔。
桩孔施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低钻速和钻压以满足施工质量控制要求。
各种土层泥浆性能指标如下：
工程泥浆性能指标表（cm3）表1
土层
泥浆比重（g/cm3）
粘度/s
含砂率%
塑性指数
粘性土
1.03～1.05
18～20
＜4
＞15
粉砂层
1.20～1.25
25～28
＜4
＞15
卵石层
1.20～1.25
28～30
＜4
＞15
砂岩
1.15～1.20
23～28
＜4
＞15
泥岩
1.15～1.20
23～25
＜4
＞15
泥浆调制必须遵循以下原则：
严格按照施工配比拌制泥浆，拌制泥浆的时间不得少于10min，调制好的新浆必须在泥浆池中水化分解24h后才能使用，放置期间必须用泥浆泵进行池内循环。
钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。
6、钻孔
钻机在就位后，钻进时首次进尺控制在60cm左右，且应遵循“慢挖、斗稳、慢提”的原则，在开钻时宜低档慢速钻进，在钻进护筒下1m后方可正常速度钻进，并在钻进过程中时常注意土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。
在孔口5～8m范围内应通过控制盘随时监控钻杆垂直度，如有偏差应及时进行校正。
在钻进过程中应注意及时向孔内注浆，并使孔内手头保持一定高度，以增加孔内压力，保证泥浆护壁的质量。
6.1.在钻孔过程中发生坍孔后，应先查明原因并进行分析处理，可采用加深护筒等措施后继续钻进；也可以再泥浆中加入黄土，以增大泥浆比重，改善其孔壁结构；同时在坍孔段钻头每次进入液面时，速度要缓慢，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.3～0.5m/s。
坍孔严重时，需回填重新压实后重新钻孔。
6.2.钻孔过程中发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔竖直位置；若发生严重弯孔或探头石时，应采用小片石或卵石与粘土混合物回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。
6.3.埋钻主要发生在一次进尺太多和砂层中泥浆沉淀过快；卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，在钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。
埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。
因此处理方案应首先清除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。
在事故发生后，应保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁防止其坍塌。
6.4.在钻孔前应先用水准仪确定孔口标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，孔深不得小于设计深度，超钻深度≯500mm；孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔。
钻孔桩钻孔允许偏差见下表。
钻孔桩钻孔允许偏差表表2
序号
项目
允许偏差（mm）
1
孔径
≮设计孔径
2
孔深
≮设计孔深
3
孔位中线偏差
≤50
4
倾斜度
≤0.5%桩长
6.5.成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并应及时清除钻斗上的渣土。
6.6.钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离≯6m，并应及时清除。
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。
7、清孔
7.1钻孔深度检查
钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，规范要求后方可清孔。
本标段根据根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定采用换浆法清孔；
7.2清孔标准
孔底500mm以内的泥浆相对密度≮1.25，含砂率≯8%，黏度≯28s；
7.3安装钢筋笼的检查
在准备下方钢筋笼及灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
砼浇筑前孔内沉渣厚度不大于200mm。
8、钢筋笼的制作与安装
8.1原材料进场
钢筋进场后，首先要检验牌号、等级、规格、生产厂家是否与合同相同，产品外观是否受损；检查无损后再检验其初尝质量合格证书和质量检验报告单。
无合格证书和质量检验报告单的应不予验收。
进场材料验收后，应按材料的不同种类、型号、规格、等级及生产厂家分别堆存在钢筋棚内，钢筋下用垫木支撑，不得混杂，并设立标示标牌。
及时对各种型号钢筋现场取样，并进行钢筋的各项力学性能试验。
钢筋试验合格后，即可进行钢筋的加工。
8.2钢筋笼的制作
8.2.1钢筋在加工前应对钢筋表面进行清洁，将表面油渍、漆皮、锈渍等清除赶紧。
钢筋应平直，无局部弯折。
8.2.2钢筋笼在下料是应根据设计长度确定，主筋伸入冠梁35d，钢筋笼下部收口角度15°。
8.2.3主筋采用直螺纹套筒连接，钢筋端头处切割平齐；安装接头时用管钳扳手拧紧，使钢筋头在套筒中央位置相互顶紧；接头连接套筒外应有有效螺纹外露，套筒单边外露有效螺纹≯2倍螺距。
相邻纵向受力钢筋焊接接头交错布置，接头连接区段长度≮35d（且≮500mm），同一截面内钢筋接头≯50%。
8.2.4钢筋笼制作时，为保证钢筋笼的整体稳定性，按设计要求做好加强箍筋，并标出主筋的位置。
加强筋必须与主筋焊接牢固，螺旋筋安装时应与主筋点焊牢固。
8.2.5钢筋在焊接前，根据施工条件进行试焊，焊接合格后方可正式焊接。
HPB300钢筋采用E4303系列焊条，HRB400钢筋采用E5003系列焊条，焊接时尽量采用平焊。
焊缝长度及宽度必须符合设计和规范要求。
焊渣边焊边应清除干净，焊缝密实。
采用双面焊时，焊缝长度≮5d；采用单面焊时，焊缝长度≮10d。
8.2.6钢筋笼加工完成后应在其上安装砼垫块，砼垫块应与灌注桩的标号相同，垫块按3个/断面布置，从钢筋笼底部设置，每3米一个断面。
8.2.7钢筋笼验收标准
钢筋笼加工制作完成后，存放在平整、干燥的场地上。
存放时，应进行编号，将钢筋笼垫高以免粘上泥土。
钢筋笼制作的验收标准及允许偏差见下表：
钢筋笼制作的验收标准及允许偏差表3
序号
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
钢筋骨架长度
±50
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±10
尺量检查
3
主筋间距
±10
尺量检查
4
箍筋间距
±20
尺量检查
5
保护层厚度
±20
尺量检查
8.3.钢筋笼安装
8.3.1钢筋笼安装前，需经过现场监理工程师检查。
检查合格后，方可进行钢筋的安装。
8.3.2钢筋笼采用汽车吊整体吊装。
起吊时，吊机操作应平稳、缓慢，避免落钩时速度过快，导致钢筋笼冲击变形。
钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，应检查钢筋笼是否平稳，然后主吊慢慢起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副吊配合起钩。
汽车吊主钩竖直吊着钢筋笼吊运入孔，孔口采用槽钢支撑。
8.3.3指挥吊机吊笼入孔、定位，吊机旋转应平稳。
下放时若遇到钢筋笼卡孔的情况，要吊出钢筋笼检查孔位情况后在吊放，不得强行入孔；当钢筋笼下到副吊点时，暂停放下，拆下副吊处点的钢丝绳、卡坏；当钢筋笼下到主吊点时，暂停放下，并且插入槽钢，把钢筋笼固定在护筒顶，然后拆下主吊点处的钢丝绳、卡坏并检查钢筋笼订标高，算出吊筋长度，吊筋与钢筋主筋焊接后缓缓下至设计位置。
8.3.4钢筋笼安装结束，经现场监理工程师检查合格后方可进行混凝土浇筑。
8.4.钢筋笼安装过程中需注意事项：
8.4.1钢筋笼起吊过程中，应缓慢地将钢筋笼竖直，观察有无变形或有电焊被迸开的现象，若有则立即将钢筋笼放下，加固后方可继续起吊。
8.4.2当钢筋笼下端接近护壁底口时，应放慢速度，并在工人的扶持下，对准孔中心缓慢下放，防止钢筋笼碰撞孔壁。
8.4.3骨架落到设计标高后，将其校正在桩中心位置并固定，防止上浮。
9、灌注混凝土
9.1混凝土设计强度
桩身混凝土设计强度等级为C30，灌注时要求从桩底到桩顶一次完成。
9.2施工资料
在砼浇筑过程中必须有经验的技术人员进行监控，并填写好施工记录。
9.3砼灌注采用导管发灌注施工
具体要求如下：
9.3.1混凝土配合比及其骨料要求
砼拌制后要保证良好的流动性，砼坍落度控制在18～22cm。
骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小间距的1/4。
9.3.2砼灌注
9.3.2.1导管吊装前先试拼，并进行水密性试验，接口连接牢固，封闭严实，同时检查拼装后的垂直情况与密封性，根据桩孔的深度，确定导管的拼装长度，吊装时导管应位于桩孔中央，使得导管下口离孔底20～40cm。
9.3.2.2水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为300mm，视桩径大小而定。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3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P的1.3倍，P可按下面公式计算：
式中：
P——导管可能受到的最大内压力（kPa）；
——混凝土拌和物的重度（取24kN／m3）；
——导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；
——井孔内水或泥浆的重度（kN／m3）；
——井孔内水或泥浆的深度（m）。
本标段导管气密性试验已在监理验证下验收合格。
9.3.2.3首批砼用剪球法泄放，首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。
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，一般为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h1=
/
；
、
、
——意义上。
根据计算本标段首批灌注混凝土的数量应≥1m3。
9.3.2.4首批混凝土灌注后，混凝土应连续灌注，并应尽可能缩短拆除导管的间隔时间。
在砼灌注过程中，专职技术人员坚守刚问，用测绳测锤，探测砼面深度，计算导管埋深，使导管的埋深控制在2～6m，做好砼灌注记录，直到导管的提升及拆除。
9.3.2.5为确保桩顶质量，在桩顶设计标高上加灌1m，以保证砼的强度，多余部分施工冠梁必须凿除，残余桩头应无松散层。
9.4．砼方量计算
为保证混凝土不浪费，又能达到设计所需的要求，必须现场准确计算最后一次砼方量。
9.5桩身砼抗压强度检验
桩身砼抗压强度应符合设计规定，每根灌注桩留取砼抗压试验试件3组，以检验砼强度。
9.6施工注意事项
9.6.1钻孔灌注桩轴线和垂直轴线方向偏差均不宜超过50mm，桩身垂直度偏差不宜大于桩长的0.5%，以保证两桩不会相碰。
9.6.2钻孔灌注桩施工应满足桩长、桩径、混凝土强度等级等设计要求，不得有断桩、混凝土离析、夹泥等现象发生。
混凝土粗骨料采用卵石或碎石，其最大粒径不大于桩主筋间最小净距的1/3。
9.6.3钻孔灌注桩作为围护结构，应满足桩身质量及钢筋笼连接要求。
围护桩施工，施工场地必须平整，成孔机械就位后做到垂直施工。
9.6.4钻孔灌注桩采用隔桩施工的成孔顺序，并在灌注混凝土24小时后进行邻桩钻孔施工。
9.6.5混凝土应连续灌注，每根桩的灌注时间不得大于混凝土的初凝时间。
混凝土浇筑应高于桩顶设计标高（不小于0.8m），凿除浮浆后的混凝土必须满足设计要求。
钢筋笼露出桩顶长度应满足锚固长度，浇灌冠梁混凝土前，必须清除桩顶的残渣、浮土和积水。
9.6.6钢筋笼主筋采用机械连接，钢筋笼的制作、吊放和水下混凝土的搅拌及灌注等工序应满足设计和施工规范要求。
9.6.7钢筋笼在制作、运输、吊装过程中应采取有效措施防止钢筋笼变形；安装应对准孔位，避免碰撞孔壁和自由下落；钢筋笼宜采用整体吊装。
9.6.8钢筋笼吊放到设计位置时，应检测其高程是否达到设计要求，检查合格后立即固定钢筋笼并关注混凝土。
9.7钻孔桩检测
混凝土灌注桩应采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不少于总桩数的10%且不少于5根。
10、成品保护
10.1安全防护
已控制好的桩孔必须用木板将桩口盖严密，防止土块、杂物、人员等坠落。
10.2桩孔验收合格后及时放好钢筋笼，办好隐检手续，将混凝土浇筑完毕，防止坍方。
10.3混凝土浇筑完后将外露主筋和插铁扶正，用草帘将桩顶混凝土覆盖浇水养护。
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