钻孔桩施工工艺及常见问题处理方法.docx

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钻孔桩施工工艺及常见问题处理方法

施工工艺

1钻孔桩基础

钻孔灌注桩根据地质状况采用冲击钻机，泥浆护壁法成孔，混凝土由拌合站集中拌制，砼搅拌运输车运输，钢筋笼分节加工成型，吊车吊装焊接，导管法灌注水下砼。

水中基础根据水深情况，浅水基础采用草袋围堰施工，深水基础采用钢板桩围堰施工，并搭设钢管桩作业平台进行钻孔灌注桩施工。

施工工艺见图2-1“钻孔桩施工工艺图”。

1.1施工准备

（1）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；

（2）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；

（3）对钻机各部位状态进行全面检查，确保其性能良好；

（4）浅水基础利用草袋围堰构筑工作平台，一般水深基础采用钢板桩构筑水中工作平台。

1.2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，水中桩基护筒埋设采用打入法，利用平台上钢制导向架导向和振动沉桩锤打入，必要时辅以射入下沉。

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。

图2-1钻孔桩施工工艺图

1.3泥浆制备

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。

1.4钻孔施工

⑴冲击钻孔

①开孔前在护筒内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15cm的片石，用小冲程冲砸。

钻进0.5～1m时，再回填粘土或注泥浆，继续以低冲程钻孔，如此反复二、三次，必要时，多重复几次。

待钻至护筒下3～4m后，方可进行正常冲击。

根据碴样判别土层地质，砂卵石土采用中等冲程，漂石和坚硬密实的卵石层，采用高冲程。

②冲击成孔采用粘土泥浆护壁，根据地层地质变化调整泥浆比重，保证钻进过程中孔壁的稳定。

整个钻进过程中，始终保持孔内水头高度。

不同的地质采取不同的冲程，冲击过程中要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况。

③抽碴

破碎的部分钻碴和泥浆一起被挤进孔壁，大部分钻碴用掏碴筒清出孔外，冲击一定时间后，提出冲击钻头，换上掏碴筒，掏取钻碴。

掏碴后及时向孔内添加泥浆，以维护水头高度。

1.5清孔

⑴终孔检查后，要立即清孔，不得停歇过久。

⑵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。

1.6钢筋笼加工及安装

⑴钢筋制作时，用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距，根据钢筋骨架设计长度的不同，采用整体或分节制作和安装。

⑵钢筋骨架用吊车起吊安装，在运输和起吊中，要保证钢筋笼不变形，起吊时采用两点吊法。

在吊起后，如发现有弯曲要整直，当进入孔口后，将其扶正慢慢下降，严禁摆动碰撞孔壁，直至下到设计标高，同时要保证钢筋骨架中心位置符合设计要求。

骨架顶端要支撑和加固，支撑系统要对准中线，防止浇注混凝土时钢筋骨架上浮、倾斜和移动。

⑶钢筋骨架四周外侧，事先按设计要求焊接定位钢筋，以保证钢筋保护层厚度满足图纸要求。

1.7混凝土浇注

（1）砼采用200～300mm钢导管灌注，采用吊车分节吊装，丝扣式快速接头连接；灌注前，对导管进行水密、承压和接头抗拉试验。

（2）安装储料斗及隔水栓，储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求,封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，将砼搅拌运输车内的混凝土倒入入封底料斗内，由专人统一指挥，待全部准备好后将隔水栓拉起进行封底，同时砼搅拌运输车快速快速反转，加快出料速度。

（3）灌注开始后应紧凑连续的进行，不得中断，同时要防止混凝土从漏斗内溢出或从漏斗外掉入孔底，在灌注过程中技术人员经常检查孔内混凝土面的位置和混凝土质量，掌握拆除导管时间，严格控制导管埋深，防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。

使导管埋入混凝土内的深度始终保持在2～6m，并作好灌注记录。

测深时采用专用测绳及测锤进行，每测一次用钢尺检查深度，以钢尺测量为准，探测至砼面时手感有石子碰撞测锤为准，否则为砂浆或沉渣。

（5）灌注砼时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。

（6）桩身砼灌注顶面高出设计桩顶高程1.0m，以保证桩头质量。

1.1.8桩基检测

施工过程中，对每个工序认真做好施工试验、记录，并在成桩以后配合监理工程师进行桩的检验。

成桩后按设计要求对桩基进行成桩质量检测和评价，检测方法符合《铁路工程桩基无损检测规程》（TB10218-99）的规定。

严格按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号）标准办理。

附录：

钻孔桩施工过程质量问题、原因分析、预防措施及处理措施

1、如何防治钻孔灌注桩发生偏斜？

1、质量问题及现象

1）成孔后不垂直，偏差值大于规定的L/100。

2）钢筋笼不能顺利入孔。

2、原因分析

1）钻机未处于水平位置，或施工场地未整平及压实，在钻进过程中发生不均匀沉降。

2）水上钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态，在钻孔过程中，钻机架发生不均匀变形。

3）钻杆弯曲，接头松动，致使钻头晃动范围较大。

4）在旧建筑物附近钻孔过程中遇到障碍物，把钻头挤向一侧。

5）土层软硬不均，致使钻头受力不均，或遇到孤石，探头石等。

3、预防措施

1）钻机就位前，应对施工现场进行整平和压实，并把钻机调整到水平状态，在钻进过程中，应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。

水上钻机平台在钻机就位前，必须进行安装验收，其平台要牢固、水平、钻机架要稳定。

2）应使钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆。

3）在旧建筑物附近施工时，应提前做好探测，如探测过程中发现障碍物，应采用冲击钻进行施工。

4）要经常对钻杆进行检查，对弯曲的钻杆要及时调整或废弃。

5）使用冲击钻施工时冲程不要过大，尽量采用二次成孔，以保证成孔的重直度。

4、处理措施

1）当遇到孤石等障碍物时，可采用冲击钻冲击成孔。

2）当钻孔偏斜超限时，应回填粘土，待沉积密实后再重新钻孔。

2、在钻孔过程中发生缩孔怎么办？

1、质量问题及现象

当使用探孔器检查成孔时，探孔器下放到某一部位时受阻，无法顺利检查到孔底。

钻孔某一部位的直径小于设计要求，或从某一部位开始，孔径逐渐缩小。

2、原因分析

1）地质构造中含有软弱层，在钻孔通过该层中，软弱层在土压力的作用下，向孔内挤压形成缩孔。

2）地质构造中塑性土层，遇水膨胀，形成缩孔。

3）钻头磨损过快，未及时补焊，从而形成缩孔。

3、预防措施

1）根据地质钻探资料及钻井中的土质变化，若发现含有软弱层或塑性土时，要注意经常扫孔。

2）经常检查钻头，当出现磨损时要及时补焊，把磨损较多的钻头补焊后，再进行扩孔至设计桩径。

4、处理措施

当出现缩孔时，可用钻头反复扫孔，直到满足设计桩径为止。

3、在钻孔过程中发生坍孔如何处理？

1、质量问题及现象

在钻孔过程中或成孔后井壁坍塌。

2、原因分析

1）由于泥浆稠度小，护壁效果差，出现漏水；或护筒埋置较浅，或周围封堵不密实而出现漏水；或护筒底部的粘土层厚度不足，护筒底部漏水等原因，造成泥浆水头高度不够，对孔壁压力减少。

2）泥浆相对密度过小，致使水头对孔壁的压力较小。

3）在松软砂层中钻孔时进尺过快，泥浆护壁形成较慢，并壁渗水。

4）钻进时未连续作业，中途停钻时间较长，孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2m，降低了水头对孔壁的压力。

5）操作不当，提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁。

6）钻孔附近有大型设备作业，或有临是时通行便道，车辆通行时产生振动。

7）清孔后未及时浇注砼，放置时间过长。

3、预防措施

1）在钻孔附近，不要设临时通过便道，禁止有大型设备作业。

2）在陆地埋置护筒时，应在底部夯填50cm厚的粘土，在护筒周围也要夯填粘土，并注意夯实，护筒周围要均匀回填，保证护筒稳固和防止地面水的渗入。

3）水中振动沉入护筒时，应根据地质资料，将护筒沉穿於泥及透不层，护筒之间的接头要密封好，防止漏水。

4）应根据设计部门提供的地质勘探资料，根据地质情况的不同，选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻进速度。

如在砂层中钻孔时，应加大泥浆稠度，选用较好的造浆材料，提高泥浆的粘度以加强护壁，并适当降低进尺速度。

5）当汛期或潮汐地区水位变化较大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头压力相对稳定。

6）钻孔时要连续作业，无特殊情况中途不得停钻。

7）提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁.

8）若浇筑准备工作不充分,暂时不要进行清孔,清孔合格后要及时浇筑砼。

9）供水时不得将水管直接冲射孔壁，孔口附近不得集聚地表水。

4、在钻孔过程中钻头被卡住怎么办？

1、质量问题及现象

钻头在钻孔内，无法继续运转。

2、原因分析

1）孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。

2）下钻头时太猛，或钢丝绳松绳太长，使钻头倾倒卡在并壁上。

3）坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。

4）出现缩孔后，补焊后的钻头尺寸加大，冲击太猛，冲锥被吸住。

5）使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时，冲程量过大，或泥浆太稠，冲锥被吸住。

3、预防措施

1）对于上下能活动的卡钻，可以采用上下轻微提动钻头，并辅以转动钢丝绳，使钻头转动，以便提起。

2）下钻时不可太猛。

3）对钻头进行补焊时，要保证尺寸与孔径配套。

4）使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大，以防锥头倾倒造成卡钻。

4、处理措施

1）当土质较好或在石质孔内卡钻时，可以采取小爆破振动使钻头松动，以便提起钻头。

2）钻头被卡住时，可上下左右试着进行轻提，将钻锥提起。

3）用千斤顶或滑轮组强提，但应注意孔口的牢固，以防孔口坍塌。

5、如何避免钻孔灌注桩护筒底部孔壁坍塌？

1、质量问题及现象

孔壁坍塌；钻机倾斜。

2、原因分析

1）护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足，在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。

2）由于提供的地质钻探资料不祥，使护筒底产处于淤泥或砂层少。

3）护筒直径较小。

4）地表水渗入护筒外围填土中，造成填土松软。

3、预防措施

1）护筒底部应回填至少50cm厚的粘土，当土质为砂性土时护筒周围0.5-1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。

2）根据设计部门提供的地质资料，护筒底部应穿过淤泥和砂层。

3）护筒直径应大于设计孔径20-30cm（有钻杆的正反循环钻）、30-40cm（无钻杆的潜水电钻或冲击钻）。

4）护筒出浆孔处应用粘土夯填，同时应保持出浆顺利，周围不得有积水，避免护筒周围泥土流失，造成坍孔。

4、处理措施

1）水中钻孔发生护筒底部坍塌时，应将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。

2）护筒底部坍塌时，应先将钻机移位，然后拔出护筒，按要求回填粘土并夯实，重新下护筒并对护筒周围回填粘土夯实，必要时应加长护筒，然后才能重新钻孔。

6、如何防止钢筋笼在？

1、质量问题及现象

起吊后，钢筋笼发生过大的扭转或弯曲变形。

2、原因分析

1）当钢筋笼较长时，未加设临时固定杆。

2）吊点位置不对。

3）加劲箍筋间距大，或直径小刚度不够。

4）吊点处未设置加强筋。

3、预防措施

1）钢筋笼上每隔2-2.5m增设一道加劲箍筋，在吊点位置应设置加强筋。

在加强筋上加做十字交叉钢筋来提高加强筋的刚度，以增强抗变形能力，在钢筋笼入井时，再将十字交叉筋割除。

2）钢筋笼尽量采用一次整体入孔，若钢筋笼较长不能一次整体入孔时，也尽量少分段，以减少入孔时间；分段的钢筋笼也要设临时固定杆，并备足焊接设备，尽量缩短焊接时间；两钢筋笼对接时，上下节中心线保持一致。

若能整体入孔时，应在钢筋笼内侧设置临时固定杆整体入孔，入孔后再拆除临时固定杆件。

3）吊点位置应选好，钢筋笼较短时可采用一个吊点，较长时可采用二个吊点。

4、处理措施

若钢筋笼发生严重扭曲变形时，则必须将钢筋笼拆开重新制作。

7、钢筋骨架就位后，如何将钢筋骨架固定，使其不下沉，不偏位？

1、质量问题及现象

钢筋笼就位后突然下沉；钢筋笼中心偏位。

2、原因分析

1）钢筋笼固定不牢固或固定措施不得当。

2）测量定位出现误差或在灌注砼过程中，导管碰撞钢筋笼。

3）在施工过程中，桩位控制点未采取保护措施，出现人为移动。

3、预防措施

1）在钢筋笼定位后，将钢筋笼牢固固定在位于护筒之上的垫木上。

垫木应该用20cm×20cm×300～400cm长方木根。

2）护筒周围的回填土要夯实，防止护筒移位。

3）测量定位要准确，要用控制桩进行复测核，复核无误后方可进行水下砼灌注。

4、处理措施

对于下沉或偏心的钢筋笼，在浇筑砼前或未浇筑至钢筋笼时，可用吊车将其吊起进行复位。

8、如何保证钢筋笼下上浮？

1、质量问题及现象

1）在灌注砼地钢筋笼上浮。

2）在，钢筋笼上浮。

2、原因分析

1）当灌注的砼接近钢筋笼底部时灌注速度过快，砼将钢筋笼托起；或提升导管速度过快，带动砼上升，导致钢筋笼上浮。

2）在提升导管时，导管挂在钢筋笼上，钢筋笼随同导管一同上升。

3、预防措施

1）当所灌注的砼接近钢筋笼时，要适当放慢砼的灌注速度，待导管底口提高至钢筋笼内至少2m以上时方可恢复正常的灌注速度。

2）在安放导管时，应使导管的中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应做好防挂措施，以防止提升导管时挂住钢筋笼，造成钢筋笼上浮。

4、处理措施

1）钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。

2）发现钢筋笼有上浮迹象时，可适当加压，以防止继续上浮。

9、灌注水下砼时如何防止断桩？

1、质量问题及现象

1）在灌注砼过程中，由于导管拔脱，泥浆进入导管内，致使孔内泥浆豁然迅速下降。

2）由于导管接头处密封不好，致使泥浆进入导管，若继续灌注，则会在砼中出现泥浆夹层。

3）由于导管埋置过深、当砼堵塞导管时处理时间过长、或灌注时间较长使先期灌注的砼凝固，导致导管不能提起。

4）在无破损检测中，桩的某一部位存在夹泥层。

2、原因分析

1）砼坍落度小、离析或石料粒径较小，在砼灌注过程中堵塞导管，且在砼初凝前未能疏通好，不得不提起导管时，从而形成断桩。

2）由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大，致使首批灌注的砼不能埋住导管，从而形成断桩。

3）在导管提拔时，由于测量或计算错误，或盲目提拔导管使导管提拔过量，从而使导管底口拔出砼面，或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中，形成断桩。

4）在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在砼初凝前无法提起，造成砼灌注中断，形成断桩。

5）导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在砼内形成夹层，造成断桩。

6）导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。

7）由于其他意外原因造成砼不能连续灌注，中断时间超过砼初凝时间，致使导管无法提升，形成断桩。

3、预防措施

1）导管使用前，要对导管进行检漏和抗拉力试验，以防导管渗漏。

每节导管组装编号，导管安装完毕后要建立复核和检验制度。

导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。

2）下导管时，其底口距孔底的距离不大于40-50cm，同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。

在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2-4m范围内。

3）砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。

若灌注时间较长时，可在砼中加入缓凝剂，以防止先期灌注砼初凝，堵塞导管。

4）在钢筋笼制作时，一般要采用对焊，以保证焊口平顺。

当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。

5）在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆除卸一节导管。

6）关键设备要有备用，材料要准备充足，以保证砼能够连续灌注。

7）当砼堵塞导管时，可采用拔插抖动导管，当所堵塞的导管长度较短时，也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管，也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。

8）当钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。

10、如何保证桩柱接头质量？

凿桩头应注意哪些问题？

1、质量问题及现象

1）破桩头时间过早，砼受到扰动后影响强度的形成或使桩头砼产生裂缝。

2）把桩头凿除盆状，接柱前不易清除污染物，影响接柱质量。

3）擅自采用爆破法破桩头，且剂量控制不准，造成对桩头爆破过度，致使桩身上部出现碎裂。

2、原因分析

1）在砼强度未形成或未达到一定强度（70%）就进行凿除时，会对砼产生扰动，破坏砼强度形成，或使砼内部产生细小裂纹。

2）对设计桩顶的标高计算或测量不准，导致灌注砼提前结束，致使桩头标高低于设计标高。

3）在灌注水下砼时，未按《规范》要求进行超灌、超灌高度不足或无法进行超灌。

4）泥浆稠度大且回淤厚度大，造成砼与泥浆的混合层较厚。

5）清孔不彻底或回淤测量有误。

6）灌注砼完成后，立即掏浆至桩顶设计标高，可能使泥浆掺入砼内，同时减少了对桩头砼的压力，致使砼的强度有所下降。

3、预防措施

1）当砼灌至距桩头较近时，要提高漏斗口至少高出桩顶4m，也可搭一3m高的平台，在平台上进行灌注砼，以便砼在压力的作用下能够将泥浆顶起。

2）灌注砼时应比桩顶设计标高至少超灌80cm，以保证桩顶处砼在超灌部分自重作用下的密实，同时保证桩头处的砼中不含泥浆。

3）在砼灌注后必须达到一定强度（要求70%以上，平均气温在15℃以上时，一般龄期达到7d即可，气温较低时必须延长龄期）时才能丰破除桩头。

严禁砼灌注完毕后随即进行掏浆。

4）凿桩头时当凿至距设计位置10cm左右时，应注意先对设计桩头标高处的四周进行凿除，然后再凿除中间部分，桩头破除后形状应呈平面或桩中略有凸起，以利接柱或浇筑系梁砼前冲洗桩头。

5）严禁使用爆破法进行破桩头。

4、处理措施

若因意外原因，在凿除桩头后砼中仍含有泥浆，则应继续向下凿除，直致砼中含泥浆且强度满足设计要求时为止。

此时可支模板浇注砼，深度较大时，需先行接柱，若深度较浅时可在浇筑承台砼时同时浇筑。

11、钻孔桩发生中心偏位后如何处理？

1、质量问题及现象

破除桩头后，经测量放样检查钻孔桩中心与设计要求存在偏差。

2、原因分析

1）桩位定位存在误差。

2）护筒的形状不符合要求或埋设时出现偏差。

3）钢筋笼定位不准确。

3、预防措施

1）在桩位定位时要认真复核，做好骑马式控制桩并采取一定的保护措施，以便能够准确确定钻头中心及对钢筋笼进行准确定位。

2）护筒的形状要符合要求，埋设时其四周的回填要密实，防止在钻进过程中发生移动。

3）钢筋笼定位准确，固定要牢固，经复核无误后方可灌注砼。

12、如何保证挖孔桩砼的灌注质量？

1、质量问题及现象

砼出现离析；砼强度不足。

2、原因分析

1）砼原材料及配合比有问题，或搅拌时间不足。

2）灌注砼时未用串筒，或串筒口距砼面的距离过大，有时在孔口将砼直接倒入孔中，造成砂浆和骨料离析。

3）在孔内有水时，未抽干水就灌注砼。

应该采用水下灌注砼时而采用了干浇法施工，造成桩身砼严重离析。

4）灌注砼时未能将护壁的漏水堵住,致使砼表面积水较多,而未清除积水就继续灌注砼,或采用水桶排水，结果连同水泥浆一同排出，造成砼胶结不良。

5）局部需排水挖孔时，在灌注某一桩身砼的同时或砼未初凝前，附近的桩孔挖孔工作未停止，继续挖孔抽水，且抽水量较大，结果地下水流将该孔桩身砼中水泥浆带走，严重昌砼呈散粒状态，只见石料不见水泥浆。

3、预防措施

1）必须使用合格的原材料，砼的配合比必须由具有相应资质的试验室配制或进行抗压试验，以保证砼的强度达到设计要求。

2）采用干浇法施工时，必须使用串筒，且串筒口距砼面的距离小于2m。

3）当孔内水位的上升速度超过1.5m/min时，可采用水下砼灌注法进行桩身砼的灌注。

4）当采用降水挖孔时，在灌注砼时或砼未初凝前，附近的挖孔施工应停止。

5）若桩身砼强度达不到设计要求时，可进行补桩。