钻孔灌注桩基础施工工艺

埋设护筒
• 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下 的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若 能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍 孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、 固定桩孔位置和钻头导向作用等。 制作护筒的材料有木、钢、钢 筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大 （旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度 约2-3m。一般常用钢护筒。
安全生产与环境保护
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1.钻机安装牢固，防止倾覆。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞 牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。 2.注意用电安全，电线不能直接敷衍在地面上，应采用架空措施。配 电箱加锁。 3.钻孔中，应注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地质，随时补充泥 浆，保证孔内水位。冲击钻施工时，应对附近建筑物的安全监测。应 在钻机附近设置醒目标志和围杆，以防人员掉入孔内。 4.每工班检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡等，及时处 理问题。钢丝绳一个节距内断丝超过15%时必须更换。钢丝绳安全系 数，缆风绳3.5， 吊索8—10。 5.冲击钻施工噪音大，夜间施工对附近居民造成影响，影协调好关系。 6.泥浆应沉淀处理后排放，并符合环保要求，必须及时清运渣土，防 止污染。
泥浆制备
• 1、除能自行造浆的土层外，泥浆制备要选用高塑性粘土或膨润土。 拌制泥浆要根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。 • 2、泥浆护壁要符合下列规定 • (1)施工期间护筒内的泥浆面要高出地下水位1.Om以上，在受水位涨 落影响时，泥浆面要高出最高水位1.5m以上； • (2)在清孔过程中，要不断置换泥浆，直至浇筑混凝土。 • (3)浇筑混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重要小于1.25，含砂率 ≤8％， • (4)在易产生泥浆渗漏的土层中要采取维持孔壁稳定的措施。 • 3、废弃的泥浆、渣要按环境保护的有关规定处理。
二次清孔
• 钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为 此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后， 应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计 要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻 孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉 渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩， 要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机 不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸 泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方 便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压 缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
桩机就位
• 安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和 桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的 地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。 • 为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔 机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻 杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、 钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。 钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并 在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
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拔管及后期混凝土养护
用导管进行清孔合格后立即进行水下混凝土灌注。开灌时，导管底端应提离 孔底30～50cm，以保证隔水塞能顺利排出。 开灌前储料斗内必须有足够的混凝土量，其体积必须满足将导管底端一次性 埋入混凝土中80cm以上的深度为宜。 在混凝土灌注过程中，要经常测量混凝土面上升高度，保持导管在混凝土 中的埋深在2～6m。严禁把导管底端提出混凝土面，灌注水下混凝土 应连续进行，不得中途停止，并边灌注混凝土边按规定上下穿插导管 （上提高度一般≤1㎝），以保证桩身混凝土密实，无断桩、缩径、夹 泥和蜂窝结构。 提升导管时应避免碰到挂钢筋笼和钢筋笼上浮，当灌注的混凝土面距钢筋 笼底端时，应严格控制导管的埋管深度不要过深。当混凝土面上升到 钢筋笼内3－4m时，再提升导管，使导管底端高于钢筋笼底端2m以上 时，即可恢复正常的灌注速度。 为保证桩顶的混凝土质量，应控制最后一次混凝土的灌注量，一般灌注的 混凝土顶面标高应高出设计的桩顶标高80～100cm。 灌注桩身混凝土时，每根桩应制混凝土试块不得少于一组。试块养护28天 后及时送检。
成孔（二）
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反循环钻进成孔 – 开钻前要合理规划布置好泥浆池、沉淀池和循环槽，以保证反循 环作业时，冲洗液循环通畅，泥浆排放彻底，钻渣清除顺利。 – 泵吸反循环钻进成孔应遵守以下操作要领： • ① 为保持孔壁稳定，孔内水位应高出地下水位2.0m。控制冲液孔沿 孔壁下流的速度不超过10m/min。合理控制起下钻速度。 • ② 据不同地质条件合理选用钻头。一般要求钻头的吸水口断面开敞、 流阻小、防止堵塞，钻头吸口距钻头底端不宜大于250㎜；前导钻头 直径比中心钻杆直径大160～200㎜，超前距离为200㎜。
成孔（三）
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成孔（一）
• 正循环钻进成孔 – 钻机安装时，转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心重合，其偏差 不得大于20mm，钻机安装应平稳牢固。 – 钻进时，在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环，钻具 下入孔内后要低档慢速轻压，钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大 压力钻进。 – 正常钻进时，应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻进 参数，在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进，在砂土中宜 用低速、轻压、大泵量钻进，在碎石土中宜用低档慢速，控制进尺、加 大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。 – 加钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环3～5min后再拧卸加 接钻杆。钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时 应停止钻进，经采取有效措施后方可施工。 – 清孔采用正循环换浆方法，一般分两次清孔，第一次清孔在钻进至设计 深度后，使钻头慢速空转不进尺，不断循环换浆。清孔后在粘性土中的 孔底附近泥浆比重控制在1.1左右，在砂土、碎石土中孔底附近泥浆比重 控制在1.15～1.25。第二次清孔在安装导管后，利用导管输送循环泥浆。 清孔后孔底泥浆的含砂率应≤8%，粘度≤28S，泥浆比重＜1.25。灌注混 凝土之前孔底沉渣厚度应符合下列规定：端承桩≤50㎜，摩擦端承桩、端 承摩擦桩≤100㎜，摩擦桩≤300㎜。
安装导管
• 1、钻孔深度达到5m左右时，提钻下套管。 • 2、套管内径要大于钻头1OOmm。 • 3、套管位置要埋设正确和稳定，套管与孔壁之间要用粘土填实，套 管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。 • 4、套管埋设深度：在粘性土中不小于1m，在砂土中不小于1.5m， 并要保持孔内泥浆面高出地下1m以上。
灌筑混凝土
• 水下混凝土必须具有良好的可易性，坍落度宜为180～220mm。 混凝土含砂率宜为40%～45%，选用中粗砂。粗骨料的最大粒经应 ＜40mm.水灰比宜采用0.5～0.55，每立方混凝土中水泥用量不宜 少于380kg。 导管宜用无缝钢管制作，导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～ 300mm，直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度按工艺要 求确定，配置若干1.0～1.5m的短管，导管每节长度一般2.0～ 3.0m。底管长度不宜小于4m。接头用法兰盘连接。法兰盘周围对 称设置连接螺栓孔不宜少于6个。螺栓口径不宜小于12mm。导管 连接处用厚度为4～5mm的橡胶垫圈密封，严防漏水、漏气。连接 导管时要使导管平直，内壁光滑平整，安装后的导管轴线偏差不得 超过20mm。下孔前应作试压试验，试验压力为0.6～1.0MPa，保 证导管密封性能可靠和在水下作业时导管不漏水 。
相关质量要求
• 1、泥浆护壁成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒 浆以及地面沉陷等情况，要停止钻进。经采取措施后，方可继续施工。 • 2、钻进速度，要根据土层情况、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。 • 3、水下混凝土面平均上升速度不小于O.25m3／h。浇筑前，导管中 要设置球、塞等隔水，浇筑时，导管插入混凝土的深度不小于1m。 • 4、施工中要经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。 泥浆粘度18～22，含砂率不大于4％～8％，胶体率不小于90％。 • 5、清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持浆面稳定。 • 6、钢筋笼变形：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，严格执行加固的技术措施。 • 7、混凝土浇到接近桩顶时，随时测量顶部标高，以免过多截桩或补 桩。