钻孔灌注桩施工工艺}

1、基本概念

灌注桩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，灌注桩分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

2、施工准备

1）开挖前场地完成三通一平。地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施如照明、动力、安全设施准备就绪。
2）施工前根据地形、水文、地质条件及机具、设备、材料运输情况，规划施工场地，合理布置临时设施；
3）开钻前按照施工图纸要求在选定位置进行试桩，根据试桩资料验证设计采用地质参数，并根据试桩结果确定是否调整桩基设计。根据地层岩性等地质条件、技术要求确定钻进方法和选用合适的钻具；
4）对钻机各部位状态进行全面检查，确保其性能良好；
5）浅水基础利用编织袋筑岛围堰构筑工作平台。施工时要求土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐。内外边坡1：0.5，夹心粘土层厚度不小于1m，粘土层填筑时注意夯实。

3、施工方法

3.1护筒就位

护筒采用钢制护筒，由单节长度2m护筒组成，护筒间由平头螺栓连接。其内径大于钻头直径200mm～400mm。护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m，护筒顶部高出施工水位1.5m～2.0m左右（同时高出地面0.5m），其高度满足孔内泥浆面的要求。陆地、浅水中桩基护筒埋设采用挖埋法。埋设应准确、稳定，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。

3.2泥浆制备

基桩混凝土为C25，混凝土所用的石子的级配、砂子的粒径、水泥的品种与标号、初终凝时间，外掺缓凝剂等都要经过严格的试验。混凝土所选用的粗集料最大粒径不应大于泵管内径的1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm，以保证混凝土有良好的和易性和足够的流动度，其塌落度要控制在120～160mm。每立方米混凝土的最小水泥用量宜不小于350kg，具体由试验确定。细集料宜采用级配良好的中粗砂，混凝土配合比的含砂率宜采用0.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6，具体由试验确定。采用粉煤灰水泥或普通硅酸盐水泥掺加粉煤灰以节约水泥用量。掺加缓凝剂，增加混凝土的初凝时间与和易性，具体掺加量由试验确定。
用造浆机制浆，并储存于泥浆池中。钻孔施工时，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，以保证成孔速度和质量，施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，经沉淀后循环利用。

3.3冲桩机就位

护筒埋设结束后将冲孔机就位，冲孔机摆放平稳，钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水

3.4冲击钻成孔

根据基桩的直径及工程地质情况，采用5~8T冲击锤。在钻机驱动钻锤冲击的同时，利用泥浆泵，向孔内输送泥浆（当钻进一个时期，检查孔内泥浆性能如果不符合要求时，必须根据不符情况采取不同的方法予以净化改善）。冲洗孔底携带钻渣的冲洗液沿钢丝绳与孔壁之间的外环空间上升，从孔口回流向泥浆池，形成排渣系统。
1）冲孔机桩就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，全面检查钻机的各运转部位是否灵活可靠，润滑油是否够量，冲孔桩机安装是否平稳钻机就位后，应水平平稳，不得产生位移和沉陷，天车、冲头和桩位中心三者应在同一铅垂线上，开孔的孔位必须准确。
2）冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2㎝，升降机锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。
3）冲进过程中，每进5～8尺检查钻机直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对；根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在冲进至中层易液化砂层时，冲进速度必须放慢，以确保成孔质量。
4）在护筒下1m范围内，宜慢速冲进。
5）冲孔作业必须连续，并作冲孔施工记录，经常对冲孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终要保证，有效地防止了孔壁坍塌，埋冲锥头的现象发生，确保了冲孔桩的成孔质量和成孔速度。
6）冲孔应用小径冲锥冲到深度后，用大径冲锥扩孔，冲管内的泥渣和泥浆经常倒出，在冲孔排渣，提冲锥头除土或因故停冲时，应保持孔内水头和要求的泥浆指标。

3.5清孔

1）终孔检查后，要立即清孔，不得停歇过久。
2）冲击钻孔施工时,采用抽碴法清孔。清孔时，及时向孔内注浆。灌注混凝土前用吸泥法进行二次清孔，利用简易吸泥机将高压空气经风管射入孔底，使沉淀物随强大的气流经吸泥管排出孔外。沉碴厚度满足设计要求。

3.6钢筋笼制作安装

该桥桩基钢筋笼制作应在现场指定钢筋加工区分节采用长线模架绑扎成型，钢筋笼安装在终孔验收合格后进行。采用25T吊车为吊装工具，分段在井内吊制安装。钢筋笼吊放具体分六步走：
1）指挥转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。
2）检查三吊点钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。
3）钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，应检查钢筋笼是否平稳后主钩起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副钩配合起钩。
4）钢筋笼吊起后，主钩匀速起钩，副钩配合使钢筋笼垂直于地面。
5）指挥起重工卸除钢筋笼上副钩吊点的卸甲，然后远离起吊作业范围。
6）指挥吊机吊笼入孔、定位，吊机走行应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。

3.7桩芯砼灌注

1）准备工作
①钻孔桩砼灌注是成桩的最后一环，在浇注砼之前，制定详尽的施工作业指导书，做好充分的准备工作。
②提前向砼拌和站下发书面通知，提出数量、标号、质量要求、供应时间，做好砼准备工作。
③砼浇注之前，必须准备好备用供电系统。
④要求砼拌和站按二倍浇注桩身砼体积备齐砂、石、水泥、外加剂等材料。
⑤备置首方料斗，容量不小于3.5m³。
2）砼浇注
①砼浇注导管采用Φ250型快速接口管，按《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000要求，在浇注前进行密封耐压试验，长度测量标码等工作。
②钻孔桩砼浇注工序要求衔接紧凑、有条不紊，清孔完成后，应立即下放钢筋笼，接着下放导管。
③在浇注砼前再次检查孔度沉渣厚度，如不满足，则立即利用导管进行二次清孔。
④下导管口离孔底0.2～0.4m，第一批灌注砼数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）。
⑤灌注开始后，应连续、快速地进行，做到一气呵成，在灌注过程中，要特别注意保持孔内的静压水头，不少于2.0m，同时要及时测量砼面的高度及上升速度。
⑥根据导管长度，推算和控制埋管深度。导管最大埋深不大于6m，最小埋深不小于2m。
⑦桩顶标高的确定：灌注桩顶要比设计桩顶标高多浇注0.8-1.0m，以确保桩顶质量。
⑧做好每根桩水下砼灌注记录和砼施工记录。

4、技术要点

4.1成孔要点

1）钻孔桩在软土中钻进，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。
2）冲孔桩每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处应验孔。
3）桩进入全风化岩后，非桩端持力层每钻进30～50cm，桩端持力层每钻进10～30cm应清孔分段取样分析一次，确保入岩深度，并做记录。
4）成孔中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等情况，应停止施工，采取相应措施后再进行施工。

4.2冲孔桩机操作要点及注意事项

1）开冲时，应稍提冲头，在护筒内旋转造浆，开动泥浆进行循环，待泥浆均匀后以抵挡慢速开始冲进，使护筒脚处有牢固的泥皮护壁。冲至护筒脚下1.0m后，方可按正常速度钻进。冲进过程中必须保证冲孔的垂直。
2）在冲进过程中，应注意地层变化。对不同的土层，采用不同的冲进方法；在粘土中冲进，中等转速，大泵量稀泥浆，进尺不得太快；在砂土或软土层中，冲进时要控制进尺，抵挡慢速大泵量，稠泥浆冲进，防止泥浆排量不足，冲渣来不及排除而造成埋冲头事故；在土夹砾（卵）石层中冲进时，宜采用抵挡、慢速、良好的泥浆，大泵量。
3）冲进过程中，要随时观察孔内水位及进尺变化情况，冲机的负荷情况，以便判断塌孔或漏浆。
4）冲进过程中，对于地层交界处软硬不匀，颗粒粒径大小悬殊，采用低速慢冲，上下反复扫孔，并随时注意冲孔垂直度检测；在松软土层中冲进，根据泥浆补给情况控制冲进速度。
5）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面控制在高出最高水位1.5m以上，冲速不要太快，在孔深4m以内不要超过2m/h，往后也不要超过3m/h。
6）冲进过程中，经常注意泥浆指标变化情况，并掌握好孔内泥浆面高度，发现变化后及时调整。
7）经常检查机具的运转是否正常，发现异常应立即向当班班长和技术人员报告；润滑部位每班检查一次。
8）小工具如扳手、榔头、撬棍、垫叉等应放在离孔口较远处，防止掉入孔内。
9）上下冲时发现阻力大的易缩径孔段，应采取上下来回反复划圆扫孔以保证孔径达到要求。
10）操作人员要执行操作规程，按规定表格详细记录冲进中每一环节的变化。
11）钻孔灌注桩施工泥浆循环系统由泥浆泵、护筒、连通管、泥浆池等组成。钻孔泥浆由泥浆泵从泥浆池1内泵送进浆，使悬浮在泥浆中的钻渣上升至孔口，用泥浆泵排入泥浆池2沉淀，经过沉淀后通过连通管进入泥浆池1，再通过泥浆泵泵送进入，如此反复循环。
12）综合泥浆池、基桩的钻孔灌注工程量及钻孔平台场地条件，钻孔施工过程，利用泥浆池对钻孔泥浆采用重力沉淀法进行净化。
13）当满足设计要求并达到设计孔深时，经值班质检员判定并经监理认可后允许终孔。
14）终孔后，首先进行清孔，根据泥浆质量及井内沉渣多少由质检员确定清孔时间及措施。清孔结束后，由质检员会同监理下探孔器，孔径孔深及沉渣厚度，作好记录，填写相应表格。

4.3钢筋笼制作注意事项

1）钢筋笼的主筋、箍筋和加劲箍筋应按品种、规格、长度编号堆放，以免造成弯曲和错用；钢筋笼制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形；钢筋笼加劲箍和箍筋、焊点必须密实牢固；严禁钢筋笼成型有弯曲或扭曲现象。钢筋表面应洁净，使用前应将表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。
2）钢筋笼普通节分节为每节9M，底笼长度根据实际孔深计算。
3）钢筋笼分段连接采用直螺纹套筒连接时，其接头互相错开，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。
4）直螺纹套筒连接的钢筋丝头应加以保护，在其端头加带保护帽或用套筒拧紧，按规格分类堆放整齐。
5）本工程钢筋笼为保证在运输及吊装过程中不变形，沿加劲圈每两米设置一道十字内支撑。
6）本工程钢筋笼下放均以吊车或塔吊下放为主，每节钢筋笼吊耳筋均设在笼顶部加劲圈下与主筋焊接，吊耳筋型号采用与主筋型号相同，形状为U型。
7）制作完毕后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上；存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高方木以免粘上泥土；存放钢筋骨架还要注意防雨、防潮。
8）钢筋笼每下放一节，应根据钢护筒做基础点用十字拉线法确定中心位置，特别是下放完毕时应重点检查。如不符合设计及规范要求必须及时调整。
9）钢筋笼安装完成并符合设计及规范要求后，定位方法采用四根钢筋制作成短撑（型号与主筋相同，长度根据钢筋笼实际的允许平面误差而定）支撑住预埋钢护并焊接。以防止钢筋笼在砼浇注完成这个时间段内产生偏移。

4.4钢筋笼吊放注意事项

1）抬运时在若干加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入抬棍，各抬棍受力要均匀，必须保证骨架不变形。
2）单根扁担可采用工14型钢，严禁随意采用承载力不足器件。
3）吊放钢筋笼入孔：当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。
4）顶笼吊耳筋型号采用与钢筋笼主筋相同，对称分部，长度根据实际孔深设计算，确保钢筋笼顶面标高与设计符合。
5）钢筋笼主筋混凝土保护层厚度需按设计厚度为净7.5cm配合规范要求严格控制。钢筋笼放入桩孔时必须按照设计安装保护层垫件(垫件强度≥30Mpa；尺寸符合设计要求)。
6）在吊装、运输过程中可采用十字加强支撑注意割除，以免阻止导管或串通下放。割除的支撑注意回收利用。
7）混凝土灌注前及灌注中，应时刻注意、采取措施校正设计标高、固定钢筋笼位置。
8）桩头外露的主钢筋要妥善保护，不得任意弯折或切断。