挖孔桩施工工艺.docx
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挖孔桩施工工艺
灌注桩施工方案：
方案一：
挖孔灌注桩基础
1、一般要求
⑴、当挖孔内的空气污染物超过《环境空气质量标准》（GB3095-1996）规定的各污染物的浓度限值三级标准，人工挖孔深度超过10m时，必须采用机械通风。
（3）挖孔的平面尺寸，不得小于桩的设计断面。
在浇筑混凝土时不能拆除的临时支撑及壁所占的面积，不应计入有效断面。
2、支撑及护壁
（1）挖孔施工采用现浇混凝土护壁，护壁的厚度不小于15cm。
（2）护壁混凝土的级别不得低于桩身混凝土的级别。
（3）
3、挖孔
（1）挖孔必须注意施工安全，挖孔工人必须配有安全帽、安全绳、必要时搭设掩体。
提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，应经常检查。
井口围护应高出地面200mm-300mm，防止土、石、杂物落入孔内伤人。
挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。
挖孔时，如孔内的二氧化碳含量超过0.3%，或孔深度超过10m时，应采用机械通风。
（2）孔内岩石须爆破时，采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支撑和护壁，防止震塌孔壁。
当桩底进入倾斜岩层时，桩底应凿成水平状或台阶形。
孔内经爆破后，应先通风排烟，经检查无毒气后，施工人员方可下井继续作业。
（3）挖孔达到设计深度以后，清除孔底松土、沉渣、杂物；如地质复杂，应用钢钎探明孔底以下地质情况，并报经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土。
4、灌注混凝土
（1）钢筋骨架
1、桩的钢筋骨架，应紧接在混凝土灌注前，整体放入孔内。
2、钢筋骨架设置强劲的内撑架，防止钢筋骨架在运输和就位时变形，在顶面应采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。
支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。
3、钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块，这些垫块应可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上，其沿桩长的间距不超过2m，横向圆周不得少于4处。
或者采用其他有效方法以保证图纸要求的保护层得到满足。
钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm。
4、钢筋骨架制作和吊放的允许偏差：
主筋间距±10㎜；箍筋间距±20㎜；骨架外径±10㎜；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20㎜；骨架中心平面位置20㎜；骨架顶端高程±20㎜。
⑵、灌注水下混凝土
1、混凝土运至灌注地点时，检查其均匀性和坍落度。
2、灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。
3、孔身及孔底检查值得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，立即开始灌注混凝土，并应连续进行，不得中断。
当气温低于0℃时，灌注混凝土应采取保温措施。
强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。
4、混凝土用钢导管灌注。
导管进行水密、承压和接头抗拉试验。
在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底有250～400mm的空间。
首批灌注混凝土的数量能满足导管初次埋置深度≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要。
在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2m，且不得大于6m。
经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，保证导管应在无水进入的状态下填充。
5、灌注的桩顶标高比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
挖孔桩检查项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
混凝土强度（MPa）
在合格标准内
按JTJ071-98附录D检查
2
桩位（mm）
群桩
100
用经纬仪检查纵、横方向
排架桩
50
3
孔的倾斜度
0.5%
查灌注前记录
4
钢筋骨架底面高程（mm）
±50
查灌注前记录
方案二：
钻孔灌注桩施工
本合同段桩基础数量为152根，根据地质情况和地下水位，均采用冲击钻成孔。
1、准备场地
钻孔前平整场地，场地的大小以能满足钻机、泥浆循环系统及混凝土输送车的放置要求。
同时对施工用水、泥浆池位置，动力供应，砂石料场，拌和机位置，钢筋加工场地，施工便道，做统一的安排；
2、测量放线
根据设计图纸用全站仪现场进行桩位精确放样，在桩中心钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员进行复核，施工中护桩进行妥善看管，预防移位和丢失。
3、钻孔作业
（1）埋设护筒
a、护筒采用钢护筒，壁厚及强度经过计算，确保坚实、不漏水。
护筒入土较深时，以压重、振动、锤击或畏以筒内除土等方法沉入。
b、灌注桩完成后，护筒除设计另有规定外，一般应予以拆除。
经监理工程师批准，实在不能拆除的护筒节段，应不影响其下步工程施工和桩基力学性能。
c、护筒内径比桩径大20-40cm。
深水处的护筒内径比桩径大40cm。
护筒处于旱地时，基顶端至少高出地面0.3m。
水上钻孔时，其顶端至少高出施工水面2m。
d、深水中沉入护筒时，采用导向设备定位，并保证护筒竖直下沉。
（2）安装钻机
钻机中心应对准桩中心，并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上。
钻机定位后，底座必须平整、稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移、沉陷。
钻机转盘中心和护筒中心误差不得超过2cm。
钻机准确就位后钻杆轴心线垂直于水平面。
使用水平尺检查钻机转盘和机架的水平度，为了准确定出桩中心，在护筒上根据测量定点拉十字线然后在钻盘上口再拉十字线，吊重锤使上、下十字交叉点满足孔位偏差要求。
钻机就位后，应牢固固定钻机以避免在钻孔过程中因钻机振动而影响钻杆垂直度和平面位置；钻机成孔时现场技术员经常检查钻杆的垂直度及其平面位置，不符合设计要求时及时调整。
（3）泥浆制备
除地层本身全为粘性土外，在开始钻孔前备有足够数量的优质粘土或膨润土以供调制泥浆。
泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，其性能指标符合施工技术规范的要求。
施工过程中，保持护筒内的泥浆顶面始终高出筒外水位或地下水位至少0.5-1.0m。
采用自然造浆方式进行护壁。
浆液的比重、粘度、静切力、酸碱度、胶体率、失水、含砂率等指标要符合该地层护壁要求。
（4）冲击成孔
开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方开始钻进。
进尺速度要适当控制，对护壁底部，应慢速钻进，使底脚处有较坚固的泥皮护壁，如护筒底部土质松软出现漏浆时，提起钻头，往孔内倒入粘土块，再放入钻头倒转，使胶泥挤入孔壁堵住孔隙，稳住泥浆后继续钻进。
钻进了护筒底部以下1.0m后，按照土质情况以正常速度钻进，钻进过程中，经常注意土层表化，每进尺2米或在土层变化处应捞取渣样，判断土层，记录钻孔记录表并与地质柱状图核对。
钻进：
当钻机就位并复检后，进行钻机调试并制作一定数量的合格泥浆，启动泥浆泵转盘，待泥浆形成循环后方可开始进尺。
钻进时主要采用正循环形式进行，当钻至砾石层及岩层位置，采用加大泥浆稠度的方法排渣效果不大时，可采用反循环形式进行。
根据不同土层选择与之相适应的进尺和转速。
对于淤泥质土层，采用低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，每小时进尺不大于1m，以免发生先扩孔后缩孔现象，对于亚粘土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进，每小时进尺约1m；对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进，每小时进尺不应大于0.8m；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，每小时进尺约3m，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；对砾石层，采用轻压、低档慢速、优质浓泥浆钻进，每小时进尺不应大于0.8m，确保护壁厚度以及充分浮渣；护筒底口和不同地层交接处附近，采用低档慢速、小进尺钻进，防止扩孔、塌孔和偏斜孔，每小时进尺不大于0.5m。
在表层素填土中钻进时，若遇到块石，钻进困难时，可先提起钻头，在孔内加黄土约2m3，再利用冲头冲孔，可把块石冲碎或挤进孔壁，待把块石层处理完后，再换钻头正常钻进。
钻孔过程中，钻机技术员及时做好详细记录，绘制不同地层的地质剖面图。
当实际地质与设计图纸提供的地质相差较大时及时由质检组报告监理工程师，同时进行分组取样，并详细做好记录。
钻孔过程中，时时维持孔内泥浆顶面高于地表水或地下水面1.5m以上,并随时对泥浆各项指标进行检查，并根据泥浆情况作出相应的调整，确保在钻进过程中泥浆的各项指标满足技术规范要求，同时做好原始记录工作。
钻孔漏浆处理：
若在钻孔过程中，发现孔内水头突现下降，则表明钻孔漏浆，应立即采取措施进行处理，严防坍孔。
处理办法如下：
对于笼式钻，可先关停泥浆泵，把钻头提起约20cm，接着将水泥整袋往孔内投进孔底，用钻机将水泥袋钻散，使孔底形成浓水泥浆，然后开启泥浆泵，将锯末从泥浆池的泵口打入孔底，启动钻机搅拌，因锯末为飘浮物与水泥混合可形成水泥球，这样就能充满块石间的空隙，达到堵漏的效果。
对于压轮钻，则应先提起钻头，接着投整袋水泥至孔底，重新下钻头搅拌水泥袋形成水泥浆，然后通过泥浆泵将锯末打进孔底，搅拌形成水泥球，从而达到堵漏的目的。
在堵漏后再提起钻头，水泥球则会将一定数量的块石浮起。
操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时填写钻孔施工记录，交接班时详细交代本班的钻进情况及下一班应注意的事项。
钻孔过程中要保持孔内有1.5～2.0m的水头高度，并要防止扳手、管钳等金属工具或其他异物掉落孔内，损坏钻机钻头。
钻进作业要保持连续性，升降锥头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。
拆除或加接钻杆时力求迅速。
钻孔泥浆用优质粘土在泥浆池内制备，泥浆池容积16立方米，并设两个容积为10立方米的沉淀池串联使用。
（5）第一次清孔
目的是使孔底沉碴（虚土）厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁泥垢厚度符合质量要求和设计要求，为在泥浆中灌注混凝土创造良好的条件。
当钻孔达到设计深度后即停止钻进，此时提起钻头，换装掏碴筒，边掏碴边补充泥浆。
清孔应符合下列规定：
孔底500mm以内的泥浆相对密度应为1.03-1.1，含砂率≤2%，粘度≤17-20pas；灌注混凝土前，孔底沉渣厚度应≤30mm。
（6）吊放钢筋笼
用汽车起重机吊放钢筋笼，钻架配合。
注意不撞孔壁，防止坍孔，并防止将泥土杂物带入孔内，钢筋分段绑扎、吊放，连接时，先将下段挂在孔口，再吊上第二段进行机械接头或帮条焊接，逐段连接逐段下放。
吊入后应校正轴线位置垂直度，勿使扭转变形。
钢筋笼定位牢固后，在4h内浇注混凝土，防止坍孔。
（7）灌注水下砼
混凝土应符合规范及设计要求。
浇注时先灌入首批混凝土，其数量经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼，其深度不少于1m；堵塞导管采用混凝土隔水栓，构造见图。
隔水栓预先用6
号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满漏斗后，剪断铁丝，混凝土即下入到孔底，排开泥浆；随着浇注连续进行，随浇随拔管，中途停息时间不超过15min，在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深1.5～4m，也不能小于1m和大于6m，利用导管内混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高1m；在浇注将近结束时，在孔内注入适量清水，使槽内泥浆稀释，排出槽外，并使管内混凝土柱有一定的高度（2m以上），桩顶2m以内的混凝土必须用振捣器捣实，保证泥浆全部排出；灌注的桩顶标高应比设计高出0.5~1.0m，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前凿除，且保证桩头无松散层。
如下图所示：
隔水栓式导管法施工程序图
a安设导管（导管底部与孔底之间留出300～500mm空隙）；
b悬挂隔水栓，使其与导管内面紧贴；
c灌入首批混凝土；d剪段铁丝，隔水栓下落孔底；
e连续灌注混凝土，上提导管；f混凝土灌注完毕，拔出护筒
（8）钻孔灌注桩施工工艺流程图（见附图）
（9）质检技术
①成孔检验
成孔检验的主要内容有孔径大小、孔形、孔位、成孔倾斜率、孔壁垂直度和孔深、泥浆相对密度、沉淀厚度等。
钻孔灌注桩检查
（10）施工注意事项
在钻孔时，要及时将孔内残碴排出孔外，以免孔内残碴太多，出现埋钻现象；为防扰动孔壁造成坍孔、扩孔、卡钻和掉钻，应采取有效的技术措施；冲击成孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、坍孔、护筒周围冒浆等情况时，应停止施工，采取措施后再施工；及时将清出的钻碴运出现场，防止污染施工现场及周围环境；浇注水下混凝土时，严禁导管提出混凝土面，专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录；在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续的混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出关节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，对浇注过程中的一切故障均应记录备案。
如果怀疑孔桩混凝土质量有断桩、夹泥或大土块等质量问题，将与监理工程师商量，采用超声波无破损检验方法进行检验，发现问题，根据情况作出妥善处理。
（11）钻孔桩质量通病的原因和处理措施
①孔口坍塌
原因：
护筒埋置过浅或回填粘土夯实不彻底；开钻阶段泥浆不浓，钻进过快，致使护筒刃脚下钻孔护壁不牢；孔口排水不畅，致使土层长期处于饱和状态，或钻机安放不当，孔口压力太大后外力碰撞致使护筒松动等。
处理措施：
及时回填粘土，草袋加固护筒后继续钻孔；当护筒有偏斜移位时，则拆除护筒，填死钻孔，待沉淀密实重新埋设护筒再钻；若孔口坍塌严重，下钢护筒至未塌处1米以下。
②孔内坍塌
原因：
泥浆比重不够,未形成可靠护壁；孔内水头高度不够或孔内出现承压水，降低了静水压力差；钻头撞击孔壁，破坏了护壁泥皮；钻头长时间快速空转或循环泵量过大，致使水流冲刷护壁泥皮等。
处理措施：
坍孔不严重可加大泥浆比重继续钻进，严重时则回填重钻。
③缩孔
原因：
塑性土遇水膨胀使孔径缩小，或钻头严重磨耗使孔径越来越小。
处理措施：
钻头上下反复扫孔，使之扩大。
④流砂
原因：
钻孔进入流砂层，泥浆比重不够，静水压力过小。
处理措施：
增大泥浆比重，提高孔内水头，必要时可投放粘土块，用钻头冲击将粘土挤入流砂层内，以加强护壁，堵住流砂。
⑤钻孔偏斜
原因：
钻机底座不平或已发生不均匀沉降；钻杆受压弯曲或接头不直；地层分界处软硬不匀或岩面倾斜或卵石大小悬殊致使钻头所受阻力不匀；扩孔较大处，钻头摆动，偏向一边。
处理措施：
弯孔严重时，可用钻头上下反复扫孔纠正；偏斜严重，则需回填并待其沉淀密实后重钻。
（12）灌注事故的预防及处理
灌注水下混凝土是成桩的关键性工序，灌注过程中始终坚持分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，浇注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。
A、导管进水
a）主要原因
①首批混凝土储量不足，首批混凝土埋住导管至少1m，正确计算用量或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。
②导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。
③导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
b）预防和处理方法
为避免发生导管进水，事前采取相应措施加以预防。
万一发生，当即查明事故原因采取以下处理方法：
①若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时要将用筋笼提出采取复钻清除。
然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。
②若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，灌注前均将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。
如系重下新管，采用潜水泵将管内的水抽干，才继续灌注混凝土。
为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内保持有足够深度，一般大于200cm。
由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前导管进行小幅度振动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。
以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。
B、卡管
①初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。
②机械发生故障或其它原因使混凝土在导管停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内，其预防方法是灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。
C、坍孔
如发生坍孔，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。
然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。
D、埋管
预防办法：
严格控制埋管深度一般不超过2m-6m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，采取适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批砼掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。
E、钢筋笼上升
为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。
克服钢筋笼上升，除了主要从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施为：
①钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用；
②在孔底设置直径不小于主筋的1-2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。
F、吊钻落物
经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联接装置；
为便于打捞钻头，可在钻头上先焊接打捞环，捆绑钢丝绳等；
吊钻后的打捞用专用打捞工具，如打捞叉等。
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