钻孔压浆桩施工工艺标准

'2．7．1总则2．7．1．1适用范围钻孔压浆桩适应性较大，几乎可用于各种地质土层条件施I，既能在水位以上干作业成孔成桩，也能在地下水位以下成孔成桩；既能在常温下施工，也能在－35℃的低温条件下施工；采用特制钻头可在饱和单轴抗压强度标准值∮rk≤40MPa的风化岩层、盐渍土层及砂卵石层中成孔；采用特殊措施可在厚流砂层中成孔；还能在紧邻持续振动源的困难环境下施工。2．7．1．2编制参考标准及规范1.中华人民共和国国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；2.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；3.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。2．7．2术语钻孔压浆桩：是用长螺旋钻机钻孔至设计深度；在提升钻杆的同时通过设在钻头上的喷嘴向孔内高压灌注已制配好的以水泥为主剂的浆液，至浆液达到没有塌孔危险，或地下水位以上0.5～1.0m处；待钻杆全部提出后，向孔内放置钢筋笼，并放入至少1根离孔底lm的补浆管，然后投放粗骨料至设计标高以上0.5m处；最后通过补浆管，在水泥浆终凝之前多次重复地向孔内补浆，直至孔口返出纯水泥浆、浆面不再下降为止而形成的灌注桩。2．7．3基本规定2．7．3．1钻孔压浆桩按其使用功能可分为基础桩（竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩和复合受荷桩）及基坑支护桩；按竖向抗压承载性状可分为端承摩擦桩和摩擦端承桩。目前常用桩径为400mm、600mm和800mm，成桩长度最大可达33m。2．7．3．2钻孔压浆桩的单桩竖向承载力初步设计时可按当地静载荷试验结果统计分析资料估算；也可按国家行业标准《火力发电厂地基处理技术规定》（DL5024-93）的“12.5.3条目”估算；还可按土的物理特性指标与承载力参数之间的经验关系结合可靠的静载荷试验结果分析资料估算；供设计用的单桩竖向承载力，最终应由现场静荷载试验确定。2．7．3．3钻孔压浆桩的桩身构造和配筋等按有关灌注桩混凝土和钢筋混凝土的规定执行。2．7．4施工准备2．7．4．1技术准备1．工程合同书和施工任务书；2．开工报告书；3．建筑场地的桩基岩土工程报告书（工程地质资料和必要的水文地质资料，若在冬期施工还应具备当地气象资料和土层冻深及冻胀性资料）；4．桩基础工程施工图纸及图纸会审纪要；5．试成孔及试成桩资料；6．桩的静载及动测试验资料；7．桩工机械及配套设备的技术性能资料；8．有关现行的桩基础设计与施工方面的规范、规程与规定以及各级政府有关桩基础施工的技术政策、法令和文件；9．建筑场地和邻近区域内的高压电源、通信线路、地下管网与构筑物、地上与地下障碍物以及周围道路状况的调查资料；10．水泥、石料、钢筋及混凝土外加剂等原材料的质检报告；11．编制施工组织设计，基本内容如下：（1）根据施工场地工程地质、水文地质条件及施工图设计，选定钻孔压浆桩的主要技术参数：成孔方法、水灰比、注浆压力、提钻速度、补浆压力等；（2）确定成孔成桩工艺流程； （3）确定施工机械及配套设备；（4）设备及主要材料供应计划，标明相应的规格、质量要求及数量；（5）劳动力组织计划；（6）根据工程量大小及业主合同要求制定进度计划；（7）试成孔及试成桩，若在施工准备阶段未进行此项工作，则应在桩正式施工前进行；（8）桩的载荷试验，若在施工准备阶段未进行此项工作，而设计单位又要求试桩时，应制定试桩计划；（9）制定保证工程质量、安全生产、劳动保护、防火、防止环境污染和适应季节性（冬季、雨季、风天）施工等技术措施以及文物保护措施；（10）编制施工平面图（标明桩数、桩位、编号、施工顺序；水电线路、道路与临时设施的位置；材料及钢筋堆放位置；泵站位置等）。2．7．4．2材料准备1．水泥：钻孔压浆桩宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，基础桩的桩身强度≥C25时，水泥强度等级宜用42.5，平均气温低于-20℃的野外施工，可使用早强型普通硅酸盐水泥。2．粗骨料：钻孔压浆桩由于成桩过程中存在有别于其他灌注桩的向浆孔内投料及补浆工序，为使这两道工序能顺利进行，骨料中10mm以下的含量宜控制在5％以内，常用规格：16～31.5mm、20～40mm、31.5～63mm、10～20mm与16～31.5mm混合级配，20～40mm与31.5～63mm混合级配、最常用为20～40mm；桩径较粗、孔深较大又容易串孔时，宜用较大粒径的碎石，反之则宜选用较细粒径。骨料最大粒径不应大于钢筋最小净距的1／2。3．钢筋：钻孔压浆桩使用的钢筋笼与普通灌注桩完全相同，主筋采用热轧带肋钢筋、常用规格为12～32；螺旋箍筋采用热轧圆盘条、常用规格为声6～12；架立箍筋通常采用热轧光圆钢筋、常用规格为10～16。4．混凝土外加剂：作为减水剂使用，以提高桩身混凝土强度为目的时，宜用奈系的FDN、UNF、NNO等高效减水剂或高效缓凝减水剂；桩径、桩长较大，注浆泵能力不足时，可使用缓凝剂或缓凝减水剂，提高成桩工艺质量。5．混凝土用水：混凝土拌合用水应符合《混凝土拌合用水标准》（JCJ63-89）的技术要求。普通自来水可作为混凝土拌合用水。2．7．4．3主要机具准备1．钻孔压浆桩施工的主要机具设备由长螺旋钻孔机、高压注浆泵、铲车、螺旋钻杆、高压注浆管、注水器及浆液制备装置等组成，单台机组配备如表2．7．4．3-1。2．长螺旋钻孔机：钻孔压浆桩应选用能满足长螺旋钻孔需要的长螺旋钻孔机，常用国产长螺旋钻孔机规格、型号及性能见表2．7．4．3-2。3．注浆泵：钻孔压浆桩所使用的注浆泵，因其工作介质是以水泥浆为主的浆液，通常浆液重度大于16kN／m3、漏斗黏度大于35s，且采用高压注浆工况，因此对注浆泵的吸程、泵量、泵压及功率储备都有严格的要求。可选用SNC-300水泥注浆泵、：桩径、桩长较小时也可用WB-320泥浆泵替代。SNC-300水泥注浆泵性能如表2.7.4.3-34.螺旋钻杆；常用规格有：300mm、400mm、500mm、600mm、800mm，每节定尺长度为4m或5m，常规连接方式有“六方插接”和“法兰盘螺栓连接”。5．高压注浆管；高压注浆管是钻孔压浆桩施工中连接注浆泵与螺旋钻杆、实现浆液高速输送和高压注浆的重要工具。本工艺使用的高压注浆管与液压传动机械的高压胶管通用，常用规格性能如表2．7．4．3-4。 6．注水器：注水器是连接注浆管与动力头的高压动密封装置，是实现钻杆旋转的同时进行高压注浆的关键装置。7．浆液制备装置：由电器控制柜、电动机、减速器、搅拌轴、搅拌叶片及搅浆桶组成，搅浆桶容积1.2～2.2m3，浆液制备装置配套数量和规格，视单桩混凝土体积及施工效率而定。每个机组通常配2套以上。2.7.4.4作业条件1．施工前应做好三通一平。清除妨碍施工的地上和地下障碍物；雨期施工时必须采取有效的排水措施，冬期施工时，必须采取防冻措施；风天施工时，必须采取防止扬尘措施；对于不利于大型机械运行的松软场地应进行硬化处理或备足钢板、路基箱。2．施工前应复核测量基线、水准点及桩位。桩基的轴线控制点和水准点的数量应不少于2个，桩基轴线的定位点及施工地区附近所设的水准点应使其在不受桩基施工影响处，所有测量资料均需由监理工程师核验。3．施工前应试成孔，且不少于2个，核对地质资料，检验施工工艺参数是否适宜。4．在钻机塔杆上应有明显的进尺标记。2．7．5材料和质量要求2．7．5．1水泥水泥进场前应检查出厂合格证，进场应作复试，进场取样方法应按《水泥取样方法》（GBl2573-90）进行，通常复试内容包括：安定性、凝结时间和胶砂强度三项，检验方法、性能指标及质量要求按《水泥胶砂强度检验方法》（GB／T17671-1999）、《水泥压蒸安定性试验方法》（GB／T750-1992）、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB1346-2001）、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB／T175-1992）执行。2．7．5．2卵石、碎石钻孔压浆桩所用碎石取样方法、检验方法、性能指标及质量要求按《建筑用卵石、碎石》（GB／T14685-2001）、《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）执行。2．7．5．3钢筋钢筋入场应附厂家出厂合格证、批号和出厂材质检验单。使用前按不同厂家，不同规格，按规范批量取样做母材抗拉、冷弯试验和可焊性试验，符合规定方可使用。钢筋分别堆放，防止±锈，设标志以示区别。取样方法、检验方法、性能指标及质量要求按《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）、《低碳钢热轧圆盘条》（GB／T701-1997）、《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（C-B13013-1991）执行。2．7．5．4混凝土外加剂检验方法、性能指标及质量要求按《混凝土外加剂》（GB8076-1997）执行。2．7．5．5混凝土用水钻孔压浆桩混凝土用水应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的技术要求。２．７．６施工工艺２．７．６．１工艺流程(见图2.7.6.1)2．7．6．2操作工艺用长螺旋钻机钻孔至设计深度；在提升钻杆的同时通过设在钻头上的喷嘴向孔内高压灌注已制配好的以水泥为主剂的浆液，至浆液达到没有塌孔危险，或地下水位以上0.5～1.0m处；待钻杆全部提出后，向孔内放置钢筋笼，并放入至少1根离孔底lm的补浆管，然后投放粗骨料至设计标高以上0.5m处；最后通过补浆管，在水泥浆终凝之前多次重复地向孔内补浆，直至孔口返出纯水泥浆、浆面不再下降为止。操作工艺分述如下：1．定桩位：根据设计图纸、施工组织设计，本着有利于保护已施工程桩，以及孔土和废浆外运及钢筋笼、碎石内运方便等综合因素，确定当班施工桩位顺序。定出拟施桩位后由当班技术人员测量复核确定，并随即插上标志桩。2 ．钻机定位：由钻机指挥人员指挥钻机司机，将长螺旋钻机开到拟施桩位，钻头的钻尖对准标志桩后，用吊线法或经纬仪在互为900的两个方向，将螺旋钻杆或挺杆调至设计角度，垂直度控制在桩长的1％以内。如果地基承载力不能满足长螺旋钻机行走要求，则应采用道渣、废砖块等垫道，也可用6块长×宽×厚：mm：6000×1200×16或6块长×宽×厚：mm：6000×1200×120的路基箱垫道后行走移位。3．挺杆垫实：钻机挺杆下方必须用硬方木垫实，通常用一根mm：1500×250×250另加若干厚度较小的硬方木，挺杆垫实可避免钻进时钻机晃动，影响桩的垂直度，损坏钻机桩径较粗、桩长较大、施工地坪土层地基承载力小于100kPa又容易发生卡钻时，挺杆下方宜用两根mm：1500×250×250硬方木平行垫实。4．钻进：将钻头的出浆孔用棉纱团堵塞严实，钻头轻放入土、合上电闸、钻头及螺旋钻杆缓慢钻入土中。铲土工将螺旋钻杆钻出的孔土随即清出孔口并及时运出场外。5．制浆：放浆员按技术人员技术交底中水灰比所决定的需水量，在搅浆桶内设定放水标志，每次搅浆前加水至标志位置；搅浆岗工人按技术交底中水灰比所决定的水泥包数整齐的摞好在搅浆桶前，经放浆员过数后方可将水泥拆包倒入搅浆桶开始搅浆。搅浆岗在得到钻机指挥指令后方可开始搅浆。搅好的浆必需用16目的筛网过滤后方可放入放浆池。6．补浆管安放：将20mm聚氯乙烯补浆塑料管穿入加工成型的钢筋笼内，并使补浆塑料管入桩孔时下端距孔底lm，当桩长超过13m时，宜放两根补浆管，为一长一短，长管下端距孔底lm，短管为桩长的1／2即可；补浆管应与钢筋笼简易固定、上部超出笼顶长度应保证钢筋笼入桩孔后尚能露出施工地坪0.5m左右，补浆塑料管上端接上快速接头。7．注浆：（1）钻至设计标高后，钻机空转（桩孔较浅或没有埋钻危险可停止转动）等待注浆、钻杆不再下放，钻机指挥在钻头已到达、或将要到达设计标高前10～20s向注浆车司机发出注浆信号。（2）注浆车司机接到信号开始注浆的同时以浆车喇叭声发出应答信号，钻机指挥接到信号30s左右，并观察高压胶管伴随注浆到达位置产生剧烈摆动的特征，确认浆液到达孔底后，向钻机司机发出提钻指令。（3）钻机指挥根据技术交底的提钻速度和注浆车司机定时发出注浆量信号，指挥钻机司机提升钻杆，保证注浆量略大于提钻形成的钻孔空间、确保钻头始终浸没在浆面下1.0m左右。一般注浆压力4～8MPa。（4）钻杆提至没有埋钻危险的标高位置时停止转动井延续原提钻和注浆速度，铲土工将螺旋钻杆上附着的孔土及时清出。8．提出钻杆：钻杆提升至不塌孔标高位置时，停止注浆，在孔口清理干净后、将钻杆提出孔外，立即安放孔口护筒，并加盖孔口盖板；上部孔段超径严重时应将孔口护筒中心固定在原桩位中心。9．下钢筋笼：（1）单吊点起吊：长度为12m以内的钢筋笼可直接起吊。1）将两端带封闭环、长度约10m的钢丝绳（10～16的专用吊绳、以下同）一端从位于约1／4笼长位置钢筋笼吊点（焊接双道架立箍筋）位置穿出，两端的封闭环与钻机副卷扬吊绳的索具临时连接，同时在吊点处拴好2根声25mm、长度约50m的棕绳（方向控制绳、以下同），在钢筋笼的左右两个方向人工拉紧方向控制绳。2）起动钻机副卷扬后，钻机指挥全面协调副卷扬与人工方向控制绳的工作状态，使钢筋笼不刮、不碰任何地面和空中物件将钢筋笼按预定方向平稳的吊起。3）钢筋笼吊至与地面垂直时，转动或移动钻机将钢筋笼中心对准孔口。4）孔口操作人员扶好钢筋笼、松开副卷扬将钢筋笼缓慢平稳地下入桩孔，吊点下移至接近孔口时松开方向控制绳。继续下降钢筋笼至设计标高位置。5）用水准仪测量并将钢筋笼固定在设计标高处。6）将专用吊绳一端的封闭环从索具中取出，开动钻机副卷扬抽出专用吊绳。（2）双吊点起吊：长度大于12m可采用双吊点起吊；吊点宜设在1／3笼长和2／3笼长位置。为减少起吊变形可采用加焊甚至满焊螺旋箍筋焊点、增加架立箍筋直径的方法增加钢筋笼整体刚度；也可采用在吊点处绑扎梢径120～180mm、长度4～6m的干燥杉木增加吊点处刚度的综合方法起吊。10 ．孔内投骨料：钢筋笼就位后立即在孔口安放漏斗并将装满骨料的铲车开至孔口，铲斗举高对准漏斗、均匀缓慢的往桩孔内倾倒骨料，骨料高出桩顶标高0.5～1.0m投料完成，并作好纪录。11．补浆：（1）长管补浆：投料完成以后约15min，补浆员用孔土将桩孔围高0.3m，将注浆管接头与拟补浆桩孔的长补浆管快速接头连接，补浆员向制浆站发出开泵补浆信号后退离桩孔5m以外，开泵补浆（补浆压力2～4MPa）后浆面上升，首次补浆应将泥水返净，每次补浆都应见纯净水泥浆液开始从桩孔流出方可终止，终止补浆时补浆员向制浆站发出停泵信号，停泵后卸开注浆管接头，通常长管补浆一次。（2）短管补浆：长管补浆后约15min，补浆员将注浆管接头与拟补浆桩孔的短补浆管快速接头连接，补浆员向制浆站发出开泵补浆信号后退离桩孔5m以外，开泵补浆后，浆面上升，见纯净水泥浆液开始从桩孔口流出终止补浆。由于水泥浆在桩孔内的析水原因，浆面反复下降，因此必需多次补浆直至浆面停止下降方可完成全部补浆工序。（3）花管补浆：基础桩施工末次补浆前将花管插入桩头下约4m。末次补浆应采用花管补浆并振捣。（花管结构：32X3mm钢管，长约5m，上端部焊接补浆快速接头，下端封堵，下部0.5m范围钻有若干5mm孔）。2．7．6．3操作注意事项1．特殊培训：钻孔压浆桩的钻机司机、钻机指挥、泵车司机、铲车司机、补浆员、放浆员及电工必须接受钻孔压浆桩工艺的专门培训、并有一定的实习时间方可独立操作。2．浆液制作：（1）水灰比0.45～0.6之间，搅拌的水泥浆超过初凝时不得使用；（2）水泥浆严禁掺有水泥纸袋或其他杂物。3．根据不同的地质条件在泵压能力范围内调整注浆压力，控制在4～8MPa之间。4．严禁孔口的泥块掉入，骨料投放量不应少于桩的理论计算体积的80％。5．钻孔时将相邻未完成补浆的桩孔盖好，以防落土入孔。6．基础桩桩头采用插入式振捣器振捣，快插慢拔，且不得长时间在一处振捣，振捣深度应大于1．5m。振捣完毕的桩头注意防止车辆、钻机压碾。7．钢筋笼加工。（1）钢筋笼加工由技术负责人下达图纸并进行技术交底后施工。（2）成形之钢筋笼应平卧堆放在乎整干净的地面上，并编号、挂牌堆放待用，其堆放不宜超过3层。（3）钢筋笼下置前，由项目部值班技术员会同甲方监理进行实地检查验签后，方准起吊入孔。（4）钢筋笼制作，必须由专业焊工持证上岗，按设计图纸，实行现场挂牌焊制，便于检验。所有钢筋焊件必须符合规范要求，焊缝应饱满无气孔、空洞，不伤筋。施工中每200个焊接点做一组拉、弯焊件试验，检验焊接质量是否符合要求。（5）沿钢筋笼主筋每隔2～3m加焊弹性定位架，每个断面均匀布置3～4个。（6）钢筋笼起吊点处加焊箍筋，防止钢筋笼吊起变形。（7）吊放钢筋笼入孔时应对准孔位、保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下入。如果下放不到设计标高则应查明原因复钻注浆后方可重新下入。（8）钢筋笼按确认长度下入后，应保证笼顶在孔内居中，吊筋均匀受力，牢靠固定。8．钻孔压浆桩冬期严寒气候下施工要点：（1）钻孔压浆桩的一个主要优势是能在冬期严寒气候条件下(可达到－35℃)顺利成孔成桩。（2）选用特制的钻头，钻进冻土时应加大钻杆对土层的压力，并防止摆动和偏位。（3）钻进过程中，应及时清理孔口周围积土，避免气温严寒使暖土在钻机底护筒下冻结。（4）冬期施工钻孔与注浆两道工序必须密切配合，避免孔内土壁结冰，影响桩质量。（5）冬期施工钢筋笼的焊接应符合《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）中“钢筋工程”的规定。（6 ）水泥浆制备设备放置于暖棚内，采取热水搅拌水泥浆，输浆管路用防寒毡垫等包裹严实，设置专人对水温、浆温、混凝土人模温度进行监测，并做好冬期施工记录。（7）一般情况下冬期施工成桩时混凝土温度不低于－15℃，桩头用塑料薄膜、岩棉被及干土覆盖严密，局部桩孔留有测温管。（8）安装一台内燃机为动力的小型空压机，在发生停电、停水或机械故障时将管路内积水吹干。（9）施工期间气温低于－20℃时采取提高水温，增加补浆次数，增加测温频率，桩头蒸汽加温，添加防冻剂等技术措施。2．7．7质量标准2．7．7．1桩位的放样允许偏差如下：群桩：20mm；单排桩：10mm。2．7．7．2钢筋笼质量标准见表2．7．7．2。钻孔压浆桩钢筋笼质量检验标准表2．7．7．2项序号检查项目允许偏差值(mm)检查方法1主筋间距±10用钢尺量主控项目2钢筋笼长度±100用钢尺量1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋、螺旋筋间距±20用钢尺量一般项目3直径±10用钢尺量2．7．7．3钻孔压浆桩质量检验标准见表2．7．7．3。2．7．8成品保护1．钻孔压浆桩的施工顺序，应根据桩间距和地层可能的串浆情况，按编号顺序跳跃式进行，防止串浆造成对已施工完的邻桩的损坏。2．桩施工完毕后3d内，应避免钻机或重型机械直接碾压桩头，以免桩头破坏。3．桩头清理，应在桩头混凝土凝固后进行，一般3d以后。清理桩头应采用人工清理，严禁挖掘机等机械强行清理。桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。2．7．9安全环保措施2．7．9．1安全生产1．钻机、泵车及装载机司机必需经过专门训练，经专业管理部门考核并取得操作证或驾驶证后才能上机操作。2．钻机、泵车及装载机司机和钻机指挥人员应严格遵守安全操作规程，严禁酒后上岗。3．机械设备不得带病运转。4．专业电工持证上岗，应严格遵守电气安全操作规程。5．所有现场施工人员都必须佩戴安全帽，特种作业人员应佩戴专门防护用具。6．登高作业必须穿防滑鞋、系安全带。7．钢筋笼起吊要平稳，并拉好方向控制绳、严禁钢筋笼下站人。8.应经常检查钢丝绳、吊具及索环的磨损损坏程度，按报废标准及时更换。9．冬期施工应经常检查钻机挺杆、滑轮横梁，发现脆断裂纹立即修补。10.处理钻杆埋钻强力提升前应全面检查设备、特别是薄弱部位。11.钻机行走场地的地基承载力不满足要求时应加垫钢板或路基箱。12.多风地区或多风季节施工时应配备风速仪，6～7级大风应停止作业，钻机按迎风面停放，并将钻杆钻入土中5～8m；7～8级强风应卸去钻杆、将动力头降至地面。8级以上强台风应将挺杆放至地面。13．高压注浆时，人员不得在注浆管3m范围滞留。14．夜间施工时各岗位应有可靠的联络信号。2．7．9．2环境保护 1．施工废水经沉淀后方可排人市政下水管道。2．现场生活区应保持清洁、垃圾应及时集中存放，生活废水应排放（或集中运送）至市政下水管道。3．食堂保持清洁、食堂工人定期检查身体。4．施工现场噪声应符合《建筑施工场地噪声限值》（GB12523-1990）的规定。5．易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布或其他可靠措施遮盖。6．水泥浆搅拌站应有挡风装置防止粉尘飞扬，工作人员配备必要的劳动保护用品。7．驶出施工现场的车辆应进行清理，避免污染场外道路。2．7．10质量记录1.工程定位测量记录；2．设计交底记录、图纸会审记录；3．设计变更、洽商记录、事故处理记录；4．技术交底记录；5．施工记录表、施工记录汇总表、桩的工艺试验记录；6．施工日志；7．施工组织设计、施工方案及执行中变更情况；8．原材料出厂合格证；9．原材料试验报告；10．混凝土试块抗压强度报告；11．混凝土试块强度统计评定；12．分项评定表、质量检查表；13．桩基检测报告；14．竣工报告；15．竣工平面图；16．工程竣工验收记录表。'