钻孔灌注桩(1)

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1、1 摘要:介绍了钻孔灌注桩施工工艺流程,分析了施工中常见质量问题,并提出了预 防措施。钻孔灌注桩由于其具有较强的适应性,能满足各种荷载的需要,并具有较 好的抗震性能以及在造价、工期等方面的优点,所以近年来在高层建筑中被广泛 采用。 关键字：灌注桩，抗震性，钻孔，荷载 前言2 1.钻孔灌注桩的施工工艺 1.1 施工准备 完成钻孔灌注桩的定位工作，平整场地，接通水、电，为钻机进场创造好条件。 钻机、护筒、钢筋、泥浆箱及各种相关材料，准备到位。 开工前召开现场技术交底会，使所有参与钻孔桩施工的施工人员明确本岗位的 具体技术要求、职责，尽一切力量避免出现断桩。 跟商品混凝土厂联系有关标号、配合比、坍落

2、度及运输方面等事宜。 处理好文明、安全施工有关事项，包括用电、排污、排放泥浆、三防等。 备足有关配件材料，做到开钻后中途不停站，检查所有测量仪器及施工机械， 确保无误。 清理、清除钻孔桩桩位内杂物保证护筒顺利下放。 对自备发电机组进行试机，并进行停电时的快速发电、通电检验，确保停电时 能快速保证钻机重新开钻。 位于旱地钻孔灌注桩采用挖孔埋设钢护筒；位于现状河道内桥梁搭好水上排架。 排架竖向均采用 6 米长直径 16 厘米的松木桩，并用道钉连接，中间用剪刀撑加 固。 1.2 施工方法 采用 GPS150 型钻机，正循环回转法施工。钻头采用尖头笼式钻头（主要用于 粘土层中）及平头笼式钻头（主要用于

3、粉砂土中） 。 1.2.1 测量放样 1.2.2 埋设护筒 护筒采用钢护筒，用 5mm 厚钢板制成，确保在护筒埋设稍有偏差时，保证钻头 能正确就位，并能顺利提钻。 旱地里护筒长度为 1.2m，位于现状河道内的护筒长为 2m （并外套钢护筒） ，因 为上部土质较差，大部分为杂填土。原则上保证护筒进入原状土 50cm，并高出 地面 30cm 左右，以确保不小于 1m 的水头压力，防止塌孔。如 2m 不够长，加 长护筒。由于地质资料第一层土为粉质粘土，第二层均为淤泥质粉质粘土层，3 下为粉土夹粉质粘土，因此护筒埋深不宜穿透粉质粘土层，而使护筒外露段长 一些有利。 护筒就位用十字交叉法定位。 护筒就位

4、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。 如果底部土质很差。为防止护筒下沉，采取相应的加固措施，把护筒固定。 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。 护筒埋好后，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。 1.2.3 泥浆循环 在各桥位附近各设置一个四根桩泥浆容量的泥浆池（泥浆比重 1：3） ，用于泥 浆循环，并及时组织泥浆车进行外运。 1.2.4 钻孔 开钻前，配制好比重为 1.3-1.4 的泥浆进入泥浆池及孔内。 调平好钻孔工作平台，保证钻孔平台水平并确保牢固，在钻孔过程中不发生倾 斜位移。 调整好钻机，保证

5、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。 在钻孔过程中，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。 在粘土钻孔过程中，及时检查泥浆比重，控制在 1.21.3 之间。粘度控制在 1622 秒，发现不符，及时调整。 钻孔作业分班连续进行，不中断。 升降钻具时，保证操作平稳，钻头提升时，防止发生碰撞护筒、孔壁及钩挂护 筒底现象发生。 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。 钻孔中采用轻压慢钻，使孔底不全部承受钻具重力，以避免或减少倾孔、弯孔4 和扩孔现象。 在粉砂

6、土控制进尺速度，加大泥浆比重至 1.31.4，粘度 2224 秒。 在粘土中控制中等转速，大泵量稀释泥浆，防止泥浆比重过大，影响成孔质量。 当钻孔达到设计深度，及时停机。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。 1.2.5 清孔 达到设计深度后，开始清孔，用换浆清孔法。当泥浆比重为 1.151.18 时，再 放钢筋笼。 1.2.6 下钢筋笼 钢筋笼现场分节制作，长度根据定尺钢筋长度及钢筋笼长度确定。保证接头按 50错开。同一根钢筋两个接头错开 100cm 以上。 钢筋笼制好后，报监理验收合格方可使用。 制作原则是：主筋顺直，距离均匀，箍筋间距均匀，点焊牢固，保

7、护层垫块均 匀合理放置，垫块采用圆垫块。 钢筋笼连接采用单面搭接焊，长度为 10d，持证上岗，保证焊缝饱满，长度满 足规范要求。 吊放钢筋笼，确保骨架垂直缓慢下放，控制好钢筋笼顶标高，用两根钢筋固定 在正确的标高位置上，保证钢筋骨架不下沉不上浮。 1.2.7 放导管 导管在使用前检验好水密性试验，不合格的接头不准使用。保证导管在填充水 下混凝土中不漏水，不漏浆，确保桩的质量。 根据孔深配制好相应的导管节数，保证安装时一次性到位。 下放导管时，位置保证正确，卡口旋紧。 导管底与孔底保证有 30cm 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

8、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。 1.2.8 二次清孔5 放好导管后，通过导管进行二次清孔，测定好泥浆比重为 1.10 左右，沉淀 10cm，孔径、孔深符合设计要求时，报监理同意后，开始浇注混凝土。 1.2.9 浇注混凝土 钻孔灌注桩混凝土采用 C25 商品混凝土，坍落度宜控制在 16cm22cm。 浇混凝土前，隔水塞在导管一定高度内设置好，由初灌量计算确定，初灌量确 定原则：当导管离孔底 3040cm 时，保证第一次混凝土下料使导管埋入混凝 土中 1m 以上。 斗内灌满混凝土，剪断铁丝，混凝土连续浇灌。用测绳测得导管埋深为 6m ，拆 导管二节并保证拆导管后

9、，导管在混凝土内埋深1m ，再浇混凝土。也就是控 制两点，第一，导管埋深不宜过大，控制在 4-6m 之间，过深导管无法拔出导 致埋管形成断桩。第二，导管埋深必须保证最少有 2m ，防止操作中稍有失误， 导管提升过高、过快，出现导管埋深过小或拔空，涌入泥浆，形成断桩、夹泥 的质量事故。 混凝土顶标高比设计桩顶标高出 2 米，确保设计桩顶以上 1m 内混凝土质量符 合设计要求。 配备一定数量泥浆车，保证泥浆顺利外运。 1.3 质量保证措施 每道工序须请监理验收合格后再进行下道工序施工。 确保钻孔垂直，钻头带导向，孔底减压钻进。 开钻前预先配制好优质泥浆，用粘土或膨胀土为原料，控制比重在 1.31.

10、4 之 间。遇夹砂土层时，为防缩颈，把优质泥浆注入孔内。 确保孔底沉渣小于 10cm，采用二次清孔。 商品混凝土严格控制坍落度及发料时间，确保混凝土连续下料。 防止断桩、夹泥，备足第一斗。 现场施工记录确保准确，每根桩均报现场监理工程师予以验收签字。 为防止严重塌孔现象发生，钻孔采用梅花形间隔法（对角线）施工。 若发生塌孔、斜孔，则回填粘土至塌孔处以上 12m ，重新钻孔。 发生卡钻及落钻等现象，仔细分析原因，采取相应对策解决问题。6 保证每根桩成孔质量检测比例达到规定要求。 在施工中严格按规范、标准执行，不合格坚决返工重做。 若下雨浇注混凝土，斗上设防雨棚，防止雨水进入混凝土内。 2.钻孔灌

11、注桩实例 通过地铁车站基坑围护结构钻孔桩施工实例，简要介绍了在钻孔灌注桩施 工中的常见问题、成因及控制措施。 2.1 工程概况 苏州地铁号线 -TS-01 标 高速站站期为地下双层三跨岛式车站，车 站主体采用明挖顺作法施工，基坑长 276.4m，标准段宽 20.9m 。基坑开挖深度 标准段为 8m12.5m。车站主体采用钢筋混凝土双层三跨框架结构，钻孔灌注桩 设计桩径 800mm，沿车站结构外墙布置，桩间间距 1200mm.基坑中部为 1#桩， 桩长 21.05m，共计 229 根；东、西端头井为 2#桩，桩长 22.03m ，共计 125 根。 钻孔灌注桩采用 C25 混凝土浇筑；钢筋笼主筋

12、为 3028（双层） ，内加强筋为 20，外螺旋筋为 12。 2.2 工程地质及水文 2.1 工程地质根据地质勘察报告，车站的地层自上而下依次为： （1）人工堆积层：粉质粘土填土、杂填土，层底标高 45.4342.61m。 （2）新近沉积层：粉土、粉粘土、粉细砂及粒径为 1020mm 的圆砾，D 大=200mm，分布在标高 38.0935.28m 之间。 （3）一般第四纪沉积层：粉土、粉质粘土，层底标高 36.3732.08m；粉细 砂，层底标高 35.0730.88m ；粉质粘土、粘土层、粉土层、细中砂层，层底标 高 24.6920.88m；卵石、粉细砂，层底标高 22.0910.52m；粉

13、质粘土、粘土、 粉土、细中砂，层底标高 10.797.63m；粉细砂、粉质粘土，层底标高 8.387.03m. 2.3 水文地质 （1）潜水：含水层主要为圆砾、粉细砂，透水性好，水位标高为 39.5141.59m，水位埋深为 4.506.50m ，处于车站结构站厅层中。此层地下水 与地表水系联系密切，由于受附近水塘、湖渗漏影响，本层地下水直接接受地 表水补给。 （2）第一层承压水。含水层主要为粉土、粉细砂，透水性一般，水位标高 为 32.4135.88m，水位埋深为 10.1013.50m ，处于车站结构站台层上部，水头 高度 14m. 第一层承压水与地表水及潜水联系极密切。 （3）第二层承压

14、水。含水层主要为卵石及粉细砂层、渗透系数大，为强透 水层，水位标高为 29.3333.13m ，水位埋深为 13.0016.40m，处于车站结构站 台层下部，水头高度 79m.。 2.4 施工安排 根据工期要求，为加快工程进度，提高工作效率，结合场地及地质水文条7 件，采用旋挖钻机施工，直升导管灌注混凝土成桩的施工方法。另外配备一台 冲击钻机（只做为辅助使用，当旋挖钻机难以通过卵石、圆砾地层时，可采用 冲击钻机通过）配合施工。为防止钻孔时两桩相距太近或时间间隔太短，造成 塌孔，采取按每间隔两孔分批跳孔施作的顺序。 2.5 施工工艺流程图 钻孔灌注桩在施工中常见问题及过程控制措施 2.5.1 孔

15、壁坍落 （1）原因分析： 护壁泥浆密度和浓度不足，起不到可靠的护壁作用； 护筒埋深位置不合适，埋设在砂或粗砂层中； 成孔速度太快，在孔壁上来不及形成泥膜； 孔内水头高度不够或出现承压水，降低了静水压力； 掏除钻渣或下放钢筋笼时，撞击孔壁； 排除较大障碍物形成较大空洞而漏水致使孔壁坍塌。 （2）控制措施： 在松散砂土中钻进时，应控制进尺，对泥浆的密度、粘度和胶体率进行 调整； 将护筒底部贯入粘土中 0.5m 以上； 根据地质情况合理选取成孔速度； 如地下水位变化大，应采取升高护筒、增大水头，或用虹吸管连接等措 施； 从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫块设置等环节均予以充分注意； 如孔口发生坍塌，应先

16、探明坍塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位 置以上 12m ，如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。 2.5.2 护筒冒水、漏浆 （1）原因分析： 埋设护筒时周围填土不密实； 起落钻头时碰动了护筒。 （2）控制措施： 埋设护筒时，四周的土要分层夯实，发生冒水、漏浆时重新选用含水量 适当的粘土填筑； 起落钻头时要防止碰撞护筒； 开始发现护筒冒水，可用粘土在四周填实加固，如护筒严重下沉或位移， 则应返工重埋。 2.5.3 缩孔 8 （1）原因分析：塑性土膨胀。 （2）控制措施：上下反复扫孔，以扩大孔径。 2.5.4 钢筋笼安装不符合设计要求 （1）原因分析： 钢筋笼堆放、起吊、搬运没有严格执行规范要求，支垫数量不够或位置 不当，造成笼体变形； 钢筋笼安放入孔时不是垂直缓慢放下； 清孔时孔底沉渣或泥浆没有清理干净，造成实际孔深与设计要求不符， 钢筋笼放不到设计深度。 （2）控制措施： 在制作过程中，每隔 2.0m 设置加劲箍一道，并在笼内每隔 4