钻孔灌注桩施工规范全

钻孔灌注桩施工规范钻孔灌注桩的施工技术和质量控制钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法 观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出 现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投 资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基 础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管 理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐 患消除在成桩之前。因此在施工前耍认真熟悉设计图纸及有 关施工、验收规范，核査地质和有关灌注桩方面的资料，对 灌注桩在施工过程屮可能会发生的-些问题进行分析后制 订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以 便有效地对桩基施工质量加以控制O1成孔质量的控制成孔是混凝土灌注桩施工 11的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达 不到设计持力层要求等，还将宜接影响桩身质量和造成桩承 载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应 着重做好以下儿项工作。1.1采取隔孔施工程序钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体 挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻 孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向 桩身土体对桩产牛动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土 的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的， 故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术 措施。1.2确保桩身成孔垂直精度这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导 管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采 取扩大桩机支承而积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂 直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。1. 3确保桩位、桩顶标高和成孔深度。在护筒泄位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩 位中心线偏差不大T 50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标 高会发生些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后 及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成 孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。虽然钻杆到达的深度己反映了成孔深度，但是如在第一 次清孔吋泥浆比重控制不当，或在提钻具吋碰撞了孔壁，就 可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来 很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉 渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要 考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩 率达1.2%,为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重 新标定，并在使用小经常复核。为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时 间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快0. 2m / min左右，在细粉砂层钻进都是0. 015m / min左右,两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的 大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超 过10mm就要及时调换钻头。1.4钢筋笼制作质量和吊放钢筋笼制作前首先耍检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数 量和制作质量。在验收屮还要特别注意钢筋笼吊环长度能否 使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是 暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以 确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程屮，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则耍进行补焊。同时，耍注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊 放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出 后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复 钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接 长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。1.5灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒 等处丁悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣 随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干 净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩 施工中的护壁和清孔作用灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、 灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分 为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等儿类。钻孔灌注 桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。灌注桩由最早的100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长，高 层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不 能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度 很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当 时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于 是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻 孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别 是欧美发达国家经济复苏与发展，吋至今日，随着科学技术 的口新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。钻孔灌注桩通常为一种非挤 土桩，也有的为部分挤土桩。钻孔灌注桩的类型可以分为：A.按桩径大小分，可分为如下儿种：小桩由于桩径 小，施工机械、施工场地、施工方法较为简单，多用于基础 加固和复合桩基础中（如：树根桩）。中桩 成桩方法和施 工工艺繁多，工业与民用建筑物屮大量使用，是口前使用最 多的一类桩。大桩 桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高, 近20年发展快，多用丁重型建筑物、构筑物、港口码头、 公路铁路桥涵等工程。B.按成桩工艺，钻孔灌注桩可以分为：干作业法钻孔 灌注桩；泥浆护壁法钻孔灌注桩；套管护壁法钻孔灌注桩。 钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩具有以下技术特点：a. 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移， 因此对环境和周边建筑物危害小；b. 大直径钻孔灌注桩直径大、入土深；c. 对丁桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测十层的性质;d. 扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；e. 经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础 结构形式；f. 钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；g. 某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩 径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量；h. 可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的；i. 施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；j. 钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多， 质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象， 桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大 程度上受施工操作影响；k.因为钻孔灌注桩的承载力非常高,所以进行常规的静载试验一般难以测定其极限荷载，对于各种工艺条件下的 桩受力，变形及破坏机理现在尚未完全被人们掌握。设计理 论有待进一步完善。2. 钻孔灌注桩施工方法钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆 护壁方式法和全套管施工法两种。1）泥浆护壁施工法 冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻 削成孔等均可采用泥浆护壁施丁法。该施工法的过程是：平 整场地一泥浆制备一埋设护筒一铺设工作平台一安装钻机并疋位f钻进成孔f清孔并检查成孔质量f下放钢筋笼f 灌注水下混凝土f拔出护筒f检查质量。施工顺序(1) 施工准备施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和 各种钻孔机的应用条件来选择。(2) 钻孔机的安装与定位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工屮易产生钻孔机倾 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，施工小很重要的是定好屮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屮心在一垂线上,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 顶对称丁钻机轴线上拉上缆风绳。(3) 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、固肚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。护筒耍求坚固耐用，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23nu 般常用钢护筒。(4) 泥浆制备钻孔泥浆由水、粘丄(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水 压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作 用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方 法和地层情况来确泄泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操 作耍求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥 浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。(5) 钻孔钻孔是一道关键工序，在施工小必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土 层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清 孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先 规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又 要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。(6) 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十.前沉渣 厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cmo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 不稳疋丄层中应慎重使用。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。(7) 灌注水下混凝土 清完孔之后，就可将预制的钢筋 笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混 凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。 2) 全套管施工法 全套管施工法的施工顺序。其一般的施工 过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进 成孔、安放钢筋笼、防导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查 成桩质量。全套管施工法的主耍施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它 的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开 始阶段的56m深吋的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅 垂校核其垂直度