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1、钻孔灌注桩基础施工工艺,高工101 组员 蔡志恒 洪海涛 徐龙 李响李宇航 周璐 吴团 黄何,钻孔灌注桩基础施工工艺流程,施工准备,一、技术准备 1、施工现场必须配全该工程所用规范、规程、标准，并确保其为有效版本。 2、熟悉现有图纸和图纸会审记要，认真学习图纸资料，熟悉规范规程。 3、根据建筑控制线定位，设立轴线控制桩，水平标高控制线。 二、施工现场准备工作 1、布置临时设施：工程场地“三通一平”（水通、电通、路通、场地平整）准备就绪后，设备和施工队伍立即进场，并尽快安排好生活、住宿等事宜。 2、场地清理：根据现场实际情况科学布置，做好“三通一平”工作，清理现场的地下、地面障碍物，并将场地分层
2、压实、平整。地面承载力大于8T/平方米，确保顺利施工。,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。,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
3、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。,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
4、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。,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。
5、 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35min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1.151.25
6、。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。,成孔（二）,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： 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。 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
7、不宜大于250；前导钻头直径比中心钻杆直径大160200，超前距离为200。,成孔（三）,冲击钻进成孔 在冲孔中应根据岩土层情况合理调整冲程和泥浆比重。遇孤石、块石时，可抛填相似硬度的碎石，用高冲程或高低冲程交替冲击，将孤石、块石挤入孔壁或将孤石、块石冲碎成渣。 岩溶发育的岩层中冲孔，容易发生偏孔、卡钻、掉钻、泥浆流失等情况，应采取下列措施： 发生孔斜应用回填片石处理后重新冲击； 发生溶洞宜填充灌浆处理后重新冲击； 冲孔前，应在钢丝绳上作记号控制冲程。开始冲孔时，应低锤密击，锤高0.40.6m，并及时加碎石和粘土，使孔壁挤压密实，直至孔深达到护筒以下34m后，将锤高提高到1.52.0m以上转入
8、正常冲击。正常冲击时，应控制好钢丝绳放量，勤放少放，防止钢丝绳放多减少冲程，放松过少，则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲锤、防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷扬机。 储备足够的泥浆和填充堵漏的材料，以便及时补浆和堵漏； 为预防卡钻、掉钻，应经常检查钻头，钻头直径磨损时应及时修补。 冲孔中应经常检查纲丝绳磨损情况、卡扣松紧程度和转向装置是否灵活，以免突然掉锤。 排渣可用泥浆循环或抽渣筒方法。如用抽渣筒排渣，在冲击钻进45m深以后，每进尺0.51.0m捞渣一次，并及时补充泥浆。 冲击大直径桩孔时可分级成孔。第一级钻头直径宜为第二级钻头直径的0.60.8倍。冲击
9、进入坚硬岩石进尺300500mm取一次岩样装箱，进入持力层后，每隔100200mm取一次样。终孔岩样应装袋保存。 清孔可用循环泥浆或空气压风机方法。清孔过程中应及时补给足够的泥浆并保持孔内浆液面稳定。清孔后孔底泥浆比重控制在1.151.25，粘度28s，含砂率10% 。孔底沉渣允许厚度应符合设计要求。,排渣、清孔,1、在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密一度控制在1.11.2。 2、在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度要控制在1.11.3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度要控制在1.31.5。 3、吊放钢筋笼：钢筋笼放前要绑好砂浆
10、垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，要立即固定，防止上浮。,安装钢筋笼,钢筋笼宜在平整的地面钢筋圈制台上制作。制作质量必须符合设计和有关规范要求，钢筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上。加劲箍设在主筋外侧，钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上，钢筋外径应比钻孔设计直径小140mm。 5.5.2 分段制作钢筋笼，以保证钢筋笼在吊装时不变形为原则。两段钢筋笼搭接符合相关规范要求，其接头应互相错开，35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。 5.5.3 在钢筋笼主筋外侧设置定位钢筋环、砂浆垫块，其间距竖向为2m，横向圆周不得少于4处，并均匀布置
11、。钢筋笼顶端应设置吊环。 5.5.4 钢筋笼可用吊车或钻机吊装，吊装时应防止钢筋笼变形，安装时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼下放到设计位置后立即固定，防止移动。,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。,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
12、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。,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
13、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0.50.55，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200300mm，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1.01.5m的短管，导管每节长度一般2.03.0m。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45mm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
14、压试验，试验压力为0.61.0MPa，保证导管密封性能可靠和在水下作业时导管不漏水 。,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3050cm，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26m。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
15、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34m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80100cm。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。,安全生产与环境保护,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
16、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810。 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。,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.25m3h。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1822，含砂率不大于48，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。,
