钻孔灌注桩施工工艺标准

'钻孔灌注桩施工工艺标准术语1灌注桩先用机械或人工成孔，然后再安放钢筋笼、灌注混凝土的基础桩。2泥浆护壁用机械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。3沉渣厚度在灌注混凝土前由于沉淀或其他原因造成孔底标高上抬，以及钻孔后孔底标高所形成的高度差值叫沉渣厚度。4充盈系数实际混凝土灌注量与桩体混凝土理论量之比值。5正、反循环1）共同点正循环钻机和反循环钻机都是通过钻井液(泥浆)的循环进行保护钻井井壁和出渣的,即通过钻井液(泥浆)的循环,把钻孔里的钻渣带出来。它们在钻进成孔的工艺上是相同的,适用的地层也基本相同。2）不同点正循环钻机和反循环钻机最大的不同点就是钻井液(泥浆)的循环方式。正循环钻机只要用一台泥浆泵,排渣能力比较弱；反循环钻机则需要两台泥浆泵,或一台泥浆泵和一台空气压缩机，排渣能力比较强。a、正循环钻机 正循环钻机的钻井液(泥浆)是由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来。由于它是靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的钻渣比较多,很难满足设计要求的沉渣厚度不大于20cm的质量要求。b、反循环钻机反循环钻机的钻井液(泥浆)的循环方式则正好相反,它的钻井液是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面)向钻井里输送,再用空气压缩机或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来,所以循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣比较干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来,像鸡蛋大的钻渣都能排出来。能确保设计要求的沉渣厚度不大于20cm的质量要求。施工准备1技术准备1.1认真熟悉现场的工程地质和水文地质资料1.2进行测量基准交底、复测及验收工作。测量最好放相邻的几个桩，自己可以用钢尺按图纸设计进行桩位复核，确认无误后方可开钻。2物资准备配置泥浆用的黏土或膨润土已进场，设置泥浆池和排浆槽。泥浆池要设置三个，分别是泥浆储备池、循环池、沉渣池。要设置在不影响桩位的地段。3施工设施准备3.1施工机械 主要施工机械：回旋钻、冲击钻、旋挖钻机，要根据地质选用合适钻机。3.2监测装置全站仪、经纬仪、水准仪、塔尺、钢卷尺、测绳、坍落度测试仪、泥浆测试装置等。3.3作业条件准备3.3.1施工场地平整，达到三通一平，施工平台应坚实稳固，并具备机械、人员操作空间。3.3.2施工用水、用电接至施工场区，并满足机械及成孔要求。泥浆池及循环池已完成。3.3.3混凝土搅拌站、混凝土运输、混凝土浇筑机械试运转完毕，钢筋进场检验合格，钢筋骨架安放设备满足要求。3.3.4钻孔机械试运转完毕。4施工工艺4.1工艺流程4.1.1泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程见图4.2操作要求4.2.1埋设护筒护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。护筒内径比桩直径宜大150mm～300mm，上口应高于地面200mm-300mm ,并设有排浆口，上口加焊吊环，吊环应对称设置。埋设护筒时，护筒中心轴线对正桩位中心，其偏差不宜大于20mm，护筒外宜用黏土分层回填夯实。4.2.2钻机就位a)钻机就位时，必须保持钻机平稳,并采取一定的固定措施。为控制钻孔深度，应对每桩位地面和护筒顶面测设标高，以便施工控制和记录。b)钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏差不应大于20mm。钻机就位后应平整稳固，保证在钻进过程中不产生位移和摇晃，否则应及时处理。4.2.3钻孔钻孔的一般要求1)钻孔前，应根据工程地质资料和设计资料，使用适当的钻机种类、型号，并配备适用的钻头，调配合适的泥浆。钻头直径要经常检查，磨损超过1公分应及时调换。为了防止钻杆或钻锥掉进孔内便于打捞也可预先在钻锥上焊接打捞环或打捞杠，或在钻锥上缭绕几圈钢丝绳等。2)桩孔施工应尽量一次不间断完成，不得无故中途停钻。施工中各岗位操作人员必须认真履行岗位职责，做好交接班记录。3)开钻时，在护筒下一定范围内应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入土层后，方可加速钻进。4)在钻孔、排渣或因故障停钻时，应始终保持孔内具有规定的水位和泥浆的相对密度和粘度。 5)对于土层倾斜角度较大，孔深大于50m的桩，在钻头、钻杆上应增加导向装置，保证成孔垂直度。4.2.4冲击钻成孔1)冲击成孔时应使用大比重、高粘度泥浆护壁和捞渣，也可直接向孔内投入黏土或泥球护壁。2）冲击时应控制钢丝绳放松量，严禁“打空锤”，避免损坏冲击机具，要做到勤放、少放。3）用卷扬机施工时，应在绳上标识控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头以防钢丝绳缠卷钻头或反缠卷筒。4）在松散的含砂土层或砂卵砾石层中，可直接使用捞渣筒冲击捞渣钻进。5）在黏土层中，冲击宜采低冲程，以防粘泥包钻头。6）在淤泥中冲击钻进时，应增加碎石和黏土投量，并用低冲程0.75m～1.5m，边投边冲，增加孔壁稳定性。7）在卵砾石层冲击时，应多投黏土少投石量，冲程可增加到2m～2.5m。8）在漂石层冲击钻进时，可回填硬度和漂石相近的碎石，用高冲程冲4击或高低冲程交替冲击。9）在基岩中，宜采用高冲程和高频率，应不断转动钻头，改变钻头冲击位置，防止出现梅花形孔底或发生斜孔。4.2.5护壁用泥浆的制作 a）护壁泥浆一般由水、黏土（或膨润土）和添加剂按一定比例配置而成，可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。b）泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定，调制好的泥浆应满足表1-2的要求。c)泥浆各种性能指标的测定方法1)相对密度ρ采用HB-1型相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。2)粘度η（s）用标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。3)含砂率（%） 采用HA-1型含砂率计测定。量测时，把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口塞紧，摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上刻度读出）乘2就是含砂率（%）。（有一种大型的含砂率计，容积是1000ml，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）4)胶体率（%）亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法：可将100mL的泥浆放入干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。以100-（水+沉淀物）体积即等于胶体率。5)失水量（ml／30min）和泥皮厚（mm）用一张120mm×120mm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径（mm）即失水量，算出的结果（mm）值代表失水量，单位：ml／min。在滤纸上量出泥饼厚度（mm）即为泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄，则泥浆质量愈高，也可采用HS-1型失水仪及泥皮厚度测试仪。6)泥浆池一般分循环池、沉淀池、废浆池三种，从钻孔中排出的泥浆首先经过沉淀池沉淀，再通过循环池进入钻孔，沉淀池中的超标废泥浆通过泥浆泵排至废浆池后集中排放。7)泥浆池的总容量宜按一台成孔设备计算不宜小于桩体积的3倍。8)混凝土灌注过程中，孔内泥浆应直接排入废浆池，防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。4.2.6清孔 a)清孔分两次进行，钻孔深度达到设计要求，对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查，符合要求后进行第一次清孔；钢筋骨架、导管安放完毕，混凝土灌注之前，应进行第二次清孔。b)第一次清孔根据设计要求，施工机械采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行，第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环等方法进行。c)第二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求，一般应满足下列要求；摩擦桩沉渣厚度≤150mm，端承桩沉渣厚度≤50mm，摩擦端承或端承摩擦桩沉渣厚度≤100mm；泥浆性能指标在浇注混凝土前，孔底500mm以内的相对密度≤1.25，粘度≤28s，含砂率≤8%。d)不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。e)不应采取加深钻孔深度的方法代替清孔。f)成孔后需先用检孔器检孔，检孔器直径需比钢筋笼直径大10cm,长度小于等于5D（钢筋笼直径）4.2.7钢筋笼制作、安放a）钢筋笼的制作应符合设计与规范要求。b）长桩钢筋笼宜分段制作，分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定，应确保钢筋笼在移动、起吊时不变形，相邻两段钢筋骨架的接头需按有关规范要求错开。c）钢筋笼保护层可采用混凝土垫块或限位钢筋。 d）钢筋笼保护层设置竖向间距为2m～4m，同一截面均匀分布，不得少于4处。钢筋笼顶端应设置吊环或采取多加钢筋骨的方式。e）大直径钢筋笼制作完成后，应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑，确保钢筋笼在存放、移动、吊装过程中不变形。f)钢筋笼入孔一般用吊车，起吊应按钢筋笼长度的编号入孔，起吊过程中应采取措施确保钢筋笼不变形。g）搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋笼吊放入孔时应居中，防止碰撞孔壁，钢筋骨架吊放入孔后，采用挂吊方式固定，安放时计算好钢筋笼的准确位置，使其位置符合设计及规范要求，钢筋笼在井口连接宜采取机械连接方式，并保证在安放导管、清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。4.2.8灌注混凝土a)灌注水下混凝土时的混凝土拌合物供应能力，应满足桩孔在规定时间内灌注完毕；混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，开灌前必须有1/2桩体混凝土到现场。b）混凝土运输宜选用混凝土搅拌运输车,应该保证混凝土不离析，具有良好的和易性和流动性。c)灌注水下混凝土采用钢制导管回顶法施工，导管内径为250mm～350mm，视桩径大小而定，壁厚不小于3mm；直径制作偏差不应超过10mm ；导管接口之间采用丝扣或法兰连接，连接时必须加垫密封圈或橡胶垫，并上紧丝扣或螺栓。导管使用前应在地面装置成形进行水密承压（试水压力一般为0.6MPa～1.0MPa），采用吊机提升，检查接长后垂直度最大偏离中心≤50mm，确保导管口密封性。导管安放前应计算孔深和导管的总长度，第一节导管的长度一般为4m～6m，标准节一般为2m～3m，在上部可放置2～3根0.5m～1.0m的短节，用于调节导管的总长度。导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋骨架。采用法兰连接导管时应在导管连接处加焊防碰撞钢筋笼措施。导管底部距孔底部不大于500mm.d）水下混凝土配制1）水下混凝土必须具备良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性。配合比应通过试验确定，坍落度宜为：导管灌注为180mm～220mm，干孔灌注为80mm～100mm。2）混凝土配合的含砂率宜采用0.4～0.5。宜采用中粗砂，采用碎石作粗骨料时，含砂率可增大10%。3）混凝土水灰比：水下混凝土宜采用0.5～0.65，干作业时宜采用0.4～0.5，确定时应考虑砂石料的含水率。4）粗骨料优先采用砾石或卵石，最大粒径<40mm，素混凝土的石料粒径不宜大于50mm。e）首批灌注混凝土数量使导管埋入混凝土深度不宜小于1.2m。f）灌注水下混凝土的技术要求1)混凝土开始灌注时，漏斗下的封水塞可采用预制混凝土塞、木塞、水泥砂干拌球或导管内吊放钢板，封水塞应高于水面50mm～100㎜。 2)混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时不得使用。3)第二次清孔完毕，检查合格后应立即进行水下混凝土灌注，其时间间隔不宜大于30min。4)首批混凝土灌注后，混凝土应连续灌注，严禁中途停止，一根桩不宜超过4h。5)在灌注过程中，应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深宜控制在2m～6m。严禁导管提出混凝土面，指导拆管节数要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土灌注记录。6)在灌注过程中，应时刻注意观测孔内泥浆返出情况，倾听导管内混凝土下落声音，如有异常必须采取相应处理措施。7)在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动，并及时转动，防止起拔导管困难。8)为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时，应降低混凝土的灌注速度，当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度，也可采用孔口限位措施。9)灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，水位下一般为0.5m～0.8m，干孔中为0.2m～0.4m，以保证桩头混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。 10)在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。开始灌注时，应先搅拌0.5m3～1.0m3水泥砂浆放在料斗的底部，砂浆标号要比混凝土标号略高。11）在灌注达到桩顶下2m左右时，导管高度宜高出混凝土面5m以上，导管埋深不宜小于1.0m，以保证桩头的密实度。12）导管在拆卸时应加快拧卸速度，对拆卸导管集中堆放并用水冲洗干净。4.2.9桩头处理a)桩头灌注完毕后，应立即探测桩顶面的实际标高，检查桩的实际灌注长度。用测锤不易测准的情况下，可拿竹竿探测。b)处于水中的桩头，在混凝土初凝前，以高压射水朝上冲射超出标高的部分，但须保留桩顶设计标高上200cm～300cm。c)桩孔内高出水面的桩头，在清除浮浆沉渣后，应对桩头进行养护，高出地面的桩头应制作桩头模板，待混凝土强度达到70%时，方可拆除桩头模板。4.3季节性施工4.3.1泥浆护壁钻孔灌注桩不宜在冬季施工时，应做好保护措施。4.3.2雨天施工时，现场必须有排水措施，严防地面雨水流入桩孔内。5质量控制标准5.1主控项目混凝土灌注桩的质量检查应符合表1-3、表1-4及1-5的规定。5.2一般项目见表1-3、1-4的规定。 5.3其他质量控制要求5.3.1保证施工控制及桩位测放的准确性。5.3.2施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段（包括仪器、方法）也应检查。5.3.3施工中应对成孔、清渣、安放钢筋笼、灌注混凝土等进行全过程检查，钻孔过程中，保证成孔的桩径、垂直度，钻孔过程中出现钻机晃动等异常现象，应检查和分析原因且采取措施。5.3.4施工中留置试块应分为标准养护与同条件养护两种。5.3.5泥浆护壁成孔，发生斜孔、弯孔、塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉降等情况，应停止钻进。经采取措施后，方可继续施工。5.3.6钻进速度，应根据土层情况，孔径、孔深、供水或供浆量的大小，钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。5.3.7水下混凝土灌注时，导管插入混凝土的深度不宜小于1m。5.3.8施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。5.3.9清孔过程中，必须及时补给泥浆，并保持浆面稳定。5.3.10钢筋笼在堆放、运输、起吊，入孔等过程中，必须加强对操作工人的技术交底，严格执行有关技术措施。5.3.11混凝土灌注到接近桩顶时，应随时测量顶部标高。表1-4混凝土灌注桩质量检验标准 6产品防护6.1钻机就位后，应复测钻具中心，确保钻孔中心位置的准确性。6.2成孔过程中，应随地层变化调整泥浆性能，控制进尺速度，避免塌孔及缩径。6.3成孔过程中，应时刻注意钻具连接的牢固性，避免掉钻头。6.4护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护，采用专门设施覆盖或出示标识，避免人或物品掉入。6.5钢筋笼制作完毕后，应按桩分节编号存放；存放时，大直径桩的钢筋笼不允许堆放，防止变形；存放时，骨架下部用方木或其他物品铺垫，上部覆盖。6.6钢筋笼安放完毕后，应用钢筋或钢丝绳以及铁丝固定，保证其平面位置和高程满足规范要求。6.7混凝土灌注完成后的24h内，相邻的桩禁止进行成孔施工。6.8凿完桩顶混凝土后，将表面浮渣清理干净，尽快组织交工验收。7环境因素及危险源控制措施7.1环境因素控制措施7.1.1施工废水、生活污水、渣土、废泥浆应及时按规定要求处理。7.1.2受工程影响的一切公用设施与结构物，在施工期间应采取适当措施加以保护。7.1.3机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后驾驶。 7.1.4机械设备发生故障后及时检修，禁止带故障运行，不违规操作，杜绝机械和车辆事故。7.1.5所有现场施工人员佩戴安全帽，特种作业人员佩戴专门的防护用具。7.1.6所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。7.1.7护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护，或填埋或覆盖，避免人或物品掉入。'