钻孔灌注桩施工工艺

第一节钻孔灌注桩施工工艺

一、工艺流程

二、钻孔准备工作

钻孔准备工作主要有桩位的测量及放样、平整施工场地和布设道路、设置供水供

电系统、护筒的制作与埋设、泥浆池的开挖与调制及钻机的选用等。

1、施工测量与放样

在基础开工前，测量人员应首先根据设计所提供的导线点，采用坐标放样法放出纵向轴线和横向轴线及桩位，并布设固定桩。

根据施工的需要每座应设置不少于2个固定水准点，水准点应设在安全稳固处，并便于施工观测。

基桩桩位的测量放样必须由两名技术员互相复核，并经测量监理工程师复核验收后，才可以进行下一道工序。

2、场地平整

在钻机就位之前，应根据桩基的设计要求、钻机的选用型号、施工方法及其它机械设备的相互配合施工布置情况而决定。

⑴、场地为旱地时，应先平整场地，换填淤泥，并打夯密实，以便于钻机就位，避免钻机产生不均匀沉降，并在施工平台周围设置临时排水沟。

⑵、场地淤泥层较厚时，可搭水上工作平台，工作平台的搭建应牢固，并能满足施工要求。

3、施工道路的布设

同时修筑好施工现场临时道路，以便钻机及砼罐车等设备进入施工现场。考虑雨雪时对施工的影响，施工便道应采用泥结碎石或砂砾石铺筑，以保证施工道路全天候通车。

4、供水供电系统

钻孔桩位附近应有充足的水源或水井，负责各孔位的用水；施工现场应有与地方相连的电力设施，来满足施工用电。考虑施工的连续性，防止因停电造成停工，故施工现场应准备一台200kw发电机，以便备用。

5、护筒的制作与埋设

⑴、护筒一般采用4～6mm的钢板卷制焊接而成，其内径应比桩径一般大20～40cm；

⑵、护筒的埋置深度一般根据设计要求或水文地质情况确定，一般情况下埋置深度为2～4m。护筒就位用十字交叉法定位，中心线应与桩的中心线重合，并且护筒高度宜高出地面0.3ｍ或水面1.0～2.0ｍ。

⑶、护筒就位后，周围用粘土分层均匀填满夯实，确保泥浆不外漏，确保护筒位置正确牢固。

⑷、护筒埋好后，测定好护筒顶标高，做好资料，请监理复核认可后，钻机就位。在桩机范围内整浇混凝土地坪，挖好泥浆排放沟，确保泥浆不外溢。

三、护筒埋设

根据测量技术要求，以桩位中心点为圆心挖出比设计桩径大200mm的基坑，采用十字中心吊锤法将护筒(护简直径为D+100mm，D为施工桩径)垂直固定于桩位处进行校正，达到要求后，方可埋设。

护筒技术要求如下：

<1>护筒采用钢板卷制，护筒中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1％，同时高出地面10cm为宜；

<2>基坑深度一般为1.10～1.30m，遇障碍物需清除后方能埋设。对于杂填土较多的区域，适当深挖处理；

<3>校正后用粘土将护筒周围埋实，确保护筒在钻进中不漏失泥浆，不发生位移。

四、泥浆管理与运用

（一）泥浆配制

<1>泥浆池的开挖应不影响老路运行安全的前提下，避开桩位和施工道路进行合理布局。

<2>泥浆的作用：泥浆的相对密度大于水的相对密度，泥浆将在孔井壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护空避免与坍塌。

<3>泥浆一般由水、黏土（或膨润剂）和添加剂等组成。粘土宜采用水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表的粘土为好，一般应就地取材，粘土的胶体率应不低于95%，含砂率不大于4%，制浆能力不低于2.5/kg。在粘性土中钻孔，事先只需要调制不多的泥浆，以后可以利用在钻进过程中地层粘土造浆补浆。（以上主要是正反循环回转钻机）

（二）泥浆循环系统的设置

在铺设硬地坪时即留出泥浆池及主要循环沟槽的位置，挖好后用砖或砌块砌好。泥浆池尽量放在桩位空隙处，泥浆池容量根据单桩方量及最多同时施工的桩数而定，一般在100m3左右，泥浆池内分沉淀池和循环池。另外配备二只自制24m3泥浆箱存放新鲜泥浆。

泥浆性能要求

设专人进行泥浆管理，随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度，以确保钻进需要，性能不合格泥浆不得使用，对于施工中产生的废浆均输送到废浆罐中储存，再用密封罐车外运排放。

五、钻机安装就位

<1>钻机就位前，应对钻空前的各项准备工作进行认真检查，包括机具设备、护筒的埋设和泥浆等。须将路基垫平填实，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度；

<2>钻机安装就位后，钻机底座与顶端平稳牢固，在钻孔过程中不发生倾斜位移和沉陷。调整好钻机，保证钻杆竖直，使钻架吊点、钻机的转盘中心和桩位中心三点在一垂直线上，钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm。

六、成孔钻进

（1）开始钻孔时，将配制好比重为1.3~1.4的泥浆倒入泥浆池及孔内，应稍提钻杆，在护筒内打浆，同时开动泥浆泵进行泥浆循环，待泥浆搅拌均匀后方可进钻。刚开始进钻时，尺度要控制，对于护筒底部，应抵挡慢速钻进，使护筒底脚处有坚固的

泥皮护壁。如护筒底部地质松软出现漏浆时，应提起钻头，向孔内倒入粘土块，再放入钻头进行倒转，使粘土挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。钻进护筒底部1m后，可按地质情况以正常速度钻进。

（2）钻进过程中应经常注意土层变化，土层变化时应捞取渣样，判断土层，计入钻孔记录，并与设计地质柱状图进行核对。钻孔操作人员必须认真执行岗位责任制，随时填写钻孔记录，交接班时，必须详细落实本班情况及下班应注意事项。

（3）钻孔过程中，应随时检查平台的水平度，发现倾斜，及时调整，确保成孔垂直度。钻孔过程中要保持孔内有1.5～2.0m水头高度，钻进作业必须保持连续性，升降钻头时，保证操作平稳，防止发生碰撞护筒、孔壁。拆除和加接钻杆力求迅速。

（4）在粘土钻孔过程中，控制钻进速度，及时检查泥浆比重，防止泥浆比重过大，影响成孔质量。泥浆比重控制在1.2～1.3之间；粘度控制在16～22秒为宜。

（5）在钻孔中因故停钻时，一是确保有规定水位及相应比重的泥浆，防止塌孔，二是钻头上提2m左右，以防钻渣沉淀而埋住钻头，造成质量事故。

（6）当钻孔达到设计深度，应及时停机。对孔径、孔深、孔斜率进行检查。七、成孔检验

⑴、孔径检验：用笼式探孔器对桩径进行检验（探孔器的长度为4～6倍的桩径，直径为钢筋笼的外径+10cm）。检测时，将探孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻，表明孔径符合设计要求；如遇阻表明在遇阻处有可能缩径或孔倾斜情况，应采取措施予以消除。

⑵、孔深检测：孔深的检测普遍采用测绳和锤球法进行。

⑶、倾斜率检测：倾斜率一般采用钻杆（钢绳）测斜法。将带有钻头的钻杆或钢绳放入孔内到底，在孔口放一与护筒同径的木板，使钻杆（钢绳）保持在孔中心线的位置上，在木板上放出设计桩位后，与钻杆（钢绳）进行比较，量出偏差的数值，从而计算出孔的倾斜率。

⑷、对孔径、孔深、孔斜率进行检查自测合格后，报监理复测，同意后，开始清孔。

八、一次清孔

钻进终了，将钻具提离孔底0.2m左右，上、下活动，低速回转，全泵量冲孔，充分研磨孔底较大颗粒土块，待孔内返出浆液中无泥块泥皮可视为一次清孔完毕，实

现“一次清孔为主，二次清孔为辅”的清孔排渣原则。时间一般不少于30分钟，用测锤测得孔深符合设计要求为止。

⑴、成孔检验合格后，立即进行清孔作业，清孔的方法很多，可根据情况进行。无论采取何种方法，在清孔排渣时，必须保持孔内原有的水头高度，以防塌孔。

⑵、清孔后应从孔底部提取泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合规范要求（含砂率不大于2%，相对密度为1.03～1.10，粘度为１７ｓ~２０ｓ，胶体率≥98%）

⑶、沉淀厚度的检测

沉淀厚度的检测一般采用测锤法，将测锤慢慢沉入孔内，凭人的手感探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉淀厚度。

灌注水下混凝土前，孔内沉淀厚度应符合设计规定。

九、钢筋笼的制作及安装

<1>进场的钢筋规格和质量应符合设计要求并附有质保书。原材和焊接质量按施工规范之要求取样送检；

<2>钢筋笼制作前，将主筋校直，清除钢筋表面污垢、锈蚀等，钢筋下料应严格按照料单进行下料；

<3>钢筋笼采用环形模制作：制作时，全孔笼在地面分段制作，在孔口对接；要求主筋与加强筋点焊牢固，并不得损伤主筋；

<4>制作好的钢筋骨架应存放在平整、干燥的场地上。存放时，应在钢筋骨架每个加劲筋与地面接触处垫上等高的方木，避免污染。加工好的钢筋骨架各节段应排好次序，挂上标示牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋骨架要防雨、防潮，钢筋骨架

不宜制作过多存放。

<5>无论采用何种运输方式，都不得使骨架变形。钢筋骨架一般采用平板车运输，当骨架超过6m时，需在平板车上加托架。钢筋骨架在装车时要保证每个加劲筋处设支撑点，以保证骨架的结构形状。

<6>钢筋骨架的起吊一般采用汽车吊进行。为了保证骨架起吊时不变形，宜采用两点吊。第一点设在骨架下部，第二点设在钢筋骨架成长度的三分之一处。对于长骨架，应在骨架内部设支撑杠以加强骨架的刚度。起吊时先起吊第一点，使骨架稍提起，再与第二点同时起吊。待骨架离开地面后，第一点停止起吊，继续起吊第二点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止第二点的起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直。如有弯曲，进行校正。当骨架浸入孔口后，将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。当骨架下降到第二吊点附近加劲箍接近孔口时，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加劲箍处，按上述办法暂时支承。此时可吊来第二节骨架，使上下两节骨架处于同一竖直线上，进行焊接。焊接时应先焊接顺桥方向的接头，最后一个接头焊好后，经监理工程师检验合格后，抽取临时支承，将骨架徐徐下降，如此循环，使全部骨架降至设计标高为止。

<7>骨架孔口定位，必须有测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位钢筋。

<8>钢筋笼按设计桩详图和设计交底会的规定对接。钢筋笼制作偏差不超过规范标准，经验收合格后按开孔通知书要求入孔并在孔口焊接。同时采用焊接吊筋和加水泥保护块的技术措施，确保钢筋笼垂直度位置安放达到设计标高及水平位置安放，保留设计要求的保护层空间；

<9>钢筋笼放到孔底后，用水准仪测量笼顶标高，如超过允许误差范围，则在孔口架方木，将钢管穿入吊环，调整钢筋笼放置高度。直到混凝土初凝后再拆方木和钢管，以防止钢筋笼自沉。应详细检测钢筋骨架的地面标高是否与设计相符，偏差不大于±50mm。

<10>钢筋笼置放必须轻提缓放，下放遇阻应立即停止，查明原因并进行相应处理后再行下放，严禁将钢筋笼高起猛落、强行下放。

十、下导管

<1>导管一般采用钢导管，力求坚固，内壁应光滑、顺直和无局部凸凹。导管的内直径一般为200～350mm，根据桩径的大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用气压试验。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。接头抗拉试验不合格的接头不准使用。保证导管在填充水下混凝土中不渗水，不漏浆，确保桩的质量。

<2>根据孔深配制好相应的导管节数，保证安装时一次性到位。导管吊装时，应使位置居于孔中，轴线顺直，卡口旋紧，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。导管底与孔底保证有25~40cm左右的空隙，防止导管进入沉淀中，混凝土无法涌出管外。另避免离孔底太高，使第一斗灌注混凝土无法埋住导管口或导管埋深太少，泥浆重新涌入导管内形成夹泥，影响成桩质量。导管上口应加放储料斗，以便满足首批混凝土封底的需要。

<3>下管前清点根数，检查联接处密封情况，每节使用“O”型密封圈，保证良好的密封性能，严防泥浆渗入管内；孔口连接时，在丝扣处涂抹机油，便于拧卸；严禁使用铁锤打击导管，防止变形。

<4>用吊将导管吊入孔内，位置应保持居中，导管下口距孔底0.5m～0.7m，将球胆放入导管中，以供隔水，导管使用前必须和现场监理做直线性和压水试验验收，合格的导管方可使用。

十一、二次清孔

下好导管即开始二次清孔。拟定采用正循环清孔，首先往孔内注入原浆，将孔内泥块土屑携出孔外，然后以低比重优质泥浆置换孔内浓浆，清至孔内返出之泥浆比重为1.15～l.20或粘度≤22秒，其沉渣厚度为≤100mm时视清孔符合要求。经现场监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。灌注前使用橡皮球作为隔水塞将混凝土与泥浆隔离。

十二、水下混凝土灌注

<1>采用商品混凝土，坍落度要求18~22cm，有较好的和易性，采用水下混凝土灌注工艺。

<2>灌注前，应对孔底沉淀厚度再一次进行测量。如沉淀厚度超标，可用喷射法

向孔底喷射3~5min，使沉渣悬浮，方可灌注混凝土。

<3>水下混凝土灌注是桩基施工的关键工序，二清后与混凝土灌注之间的间隔时间一般不超过30分钟，开灌后必须做到连续灌注，保证灌注成桩质量；

<4>当班灌注班长应及时测量孔内混凝土面上升高度，以此正确掌握导管的提升与拆除，灌注导管的拔管及埋深控制在4～6m范围内；

<5>当灌注遇阻时，应上下轻轻活动，畅通后方可继续灌注；

<6>首斗灌注量必须确保导管底部埋入混凝土面1.2m以上；

<7>所有工程桩灌注混凝土面必须高于桩顶标高，高出部分高度以保证桩顶标高处混凝土质量为准，一般为2m左右；

<8>设专职试块制作人员，负责检测混凝土坍落度及每根桩制作一组混凝土试块，经养护28天后送检测单位作抗压强度试验。

<9>水下浇筑混凝土过程中，及时测量混凝土面的标高，严格控制超灌高度，确保有效桩长和保证桩头的高度。在灌注水下混凝土过程中，设污水泵及时排水防止泥浆漫出，确保文明施工。

<10>灌注过程中，应注意管内混凝土下降和孔内水位升降情况，即使测量孔内混凝土面的高度，正确进行导管的提升和拆除。此时，停止灌注，取下储料斗，提升导管时应保持轴线竖直和位置居中，当导管提升到孔口以上一定高度时，用卡盘将导管固，拆除1或2节导管并放在不影响施工的地方，然后将储料插入孔口的导管内，校正位置，继续灌注。导管拆除过程中，动作要快，时间不宜超15min，拆除的导管要清洗干净，堆放整齐。

<11>在灌注过程中,当导管内混凝土不满,并含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,避免导管内形成高压气囊,挤出管圈间的密封圈,而使导管漏水。

<12>在灌注过程中为防止钢筋笼上浮，混凝土灌注面接近钢筋笼1m左右时，应降低混凝土的灌注速度；当孔内混凝土进入钢筋笼骨架4~5m后，适当提升导管，减少导管的埋置深度，以增加骨架在导管口下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力，阻止钢筋笼上浮，此时恢复正常灌注速度。

<13>为了确保桩顶质量，灌注到桩顶标高时，一般宜比设计标高高出0.5~1.0m。在灌注接近结束时，由于导管内混凝土的高度减小，压力降低，由于导管外泥浆的密度增大，混凝土会出现上升困难，此时可以在孔内加入清水稀释泥浆，使灌注工作顺

利进行到底。拔出最后一节导管时，拔管速度一定要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

<14>灌注过程时，每根桩应取不少于三组试件，并由专人填写灌注记录。

<15>在灌注结束后，混凝土出凝前拔除钢护筒。

十三、桩顶控制

为了精确控制桩顶标高，需要随时测量混凝土顶面高度，测锤制作要符合规定要求，能够准确探测到混凝土面真实高度，终止灌注的条件是保证混凝土面高于设计高度0.5m，导管拔出混凝土面前要反插0.5～1.0m，保证桩顶混凝土面平整，避免出现空心桩。

十四、成品桩基保护

（一）预留长度保护措施

确保桩顶混凝土强度满足设计要求，要求现场混凝土实际灌注高度比设计桩顶标高高出一定的高度，以保证混凝土与泥浆的隔离，此保护措施为桩顶预留长度。（二）施工间距保护措施

由于采用多台钻机同时施工，相邻两钻机不宜过近，以免相互干扰。在相邻混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔施工，其安全距离不宜小于4d，或最小时间间隔不应少于36小时。

（三）桩头保护

挖土时严禁刮碰钢筋笼，人工清桩顶虚土，桩顶标高用水准仪测定并做好标记。凿桩头时要注意风镐打入的深度，不得扰动桩体，保证桩体完整。最后用人工找平。十五、成桩质量标准

<1>钻孔灌注桩钻头直径应不小于桩的设计直径，施工时钻头锥形夹角应大于120度，桩身成孔直径不得出现负偏差，其充盈系数应大于1.0，小于1.2。

<2>灌注桩施工时应采取相应有关措施保证桩顶处及桩身混凝土达到设计强度等级。桩顶高出设计标高2米，且不小于桩长的5％。

<3>主筋单面焊大于等于10d，箍筋搭接焊长度：由φ8为80，φ16为160，主筋接头根数在同一截面上不得大于50％，接头间距大于等于35d(d为主筋直径)且大于850。

<4>灌注桩应进行二次清孔，第二次清孔后的平均沉淤厚度应≤100mm，桩身混

凝土灌注应在二次清孔后半小时内进行，并应连续灌注直至桩完成，做好每根桩的成桩原始记录。钢筋笼质量验收标准

灌注桩质量验收标准