正循环钻孔桩方案Word下载.docx
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e）《钻孔灌注桩施工规程》（DG/TJ08-202-2007）；
f）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）；
g）业主、监理单位提出的要求；
h）施工单位类似工程的施工经验和相关技术参数。
第二章施工方案
1.施工部署
根据现场实际情况，桩数不多，工作面较小，计划投入一台钻机进行钻孔灌注桩的施工。
钻孔灌注桩施工应满足间距大于4倍桩径或前后施工间隔时间大于36小时的要求，根据设计图纸得出，本工程钻孔桩间距均大于4倍桩径，故成孔顺序为依次钻进成孔。
2.施工工艺流程
本工程钻孔灌注桩施工采用正循环回转钻进工艺和快速导管水下灌注砼成桩技术施工，桩机采用GPS—10型，钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度较大。
正循环成桩施工工艺流程如图2-1所示：
图2-1正循环成桩施工工艺流程框图
3.工期安排
计划钻孔开工时间为2015年3月5日，工期暂定15天。
4.主要施工方法
4.1.施工准备
施工准备流程如下：
场地平整→放线定桩位→设置泥浆池循环系统→接通水电→安装设备、装配桩机、制备泥浆→埋设护筒→桩机就位→开钻。
4.1.1.场地平整
施工前清除设计桩位围场地的杂物、障碍物，平整硬化施工场地。
并调查钻孔桩施工围有无地上、地下管线和构筑物，及时与有关单位协商，经同意后方可进行管线改移或加固处理。
4.1.2.测量放线
根据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。
经复核无误后在场区实地放出，同时以桩中心为交点，在纵向和横向方向埋设好控制桩，桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行下步施工。
4.1.3.护筒埋设
护筒的作用：
固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增高孔水压力。
每个承台桩护筒一次性埋入，护筒定位好外围用填土固定，护筒以外部分浇筑10㎝C15混凝土垫层作为桩机垫木支承，垫层浇筑完毕开挖泥浆槽。
本工程采用钢护筒，埋设护筒的技术要求：
1）护筒采用10mm钢板卷制焊接而成，护筒径为比桩径大20厘米；
2）护筒的顶部应高出地面0.3米以，顶端开设2个溢浆口；
3）埋入深度应超过杂填土的深度，护筒底口埋进原土深度不应小于0.3米；
4）护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20毫米，并应保证护筒垂直偏差不大于0.5%；
5）开挖埋设护筒时，护筒周边应分层填筑粘土并夯实，防止漏水；
6）护筒的水位必须做到稳定，水位宜略高出地面，并宜高于孔外水位0.8米以上。
4.1.4.钻机就位
钻机安放前，先将桩孔周边用方木垫平，确保钻机安放到位机身平稳，钻机就位时应确保机架的天车、转盘中心桩位中心在同一铅垂线上，其对中误差不得大于20mm；
钻机就位后，测量钻机平台标高来控制钻孔深度，避免超钻或少钻。
同时填写报验单经监理工程师对钻机的对中、平台水平、钻杆垂直度检查验收同意后，方可开始钻孔。
正式钻孔前，钻机要先进行运转试验，检查钻机的稳定和机况，确保后面成孔施工能连续进行。
4.1.5.泥浆配制和管理
1）泥浆配制
本工程灌注桩采用黏土泥浆，其黏土含胶体率不得低于95%，含砂率不得大于4%，造浆能力不低于2.5L/kg。
制浆前，先将黏土打碎，使其易于成浆，缩短搅拌时间，黏土在水中浸透并搅拌均匀，对新制泥浆和再生泥浆设专人使用专用设备、仪器进行质量控制。
其主要技术指标如表2-1所示。
表2-1泥浆技术指标
序号
名称
新制泥浆
循环再生泥浆
废浆测量
仪器（方法）
1
密度（g/cm3）
1.06～1.10
1.10～1.25
1.30
密度称
2
黏度（s）
18～28
23～30
＞30
漏斗法
3
失水量（ml/30min）
≤20
30
失水量仪
4
泥浆厚度（mm）
≤3
≤5
＞5
5
含水量（%）
≤4
≤8
＞8
量杯法
6
pH值
8～10
≤11
＞11
pH试纸
同时为防止意外情况或成孔期间对泥浆指标进行调整，备用一定量的膨润土或黏土。
特殊地层泥浆密度:
砂层为1.2～1.3，砂卵石为1.3～1.5。
2）泥浆管理
为了尽量减少场地占用和泥浆污染，本工程灌注桩施工时沉淀池、循环池、制浆池采用厚度为10mm的钢板焊制的2.0m×
2.5m×
6.0m的敞口水柜，每只容积为30m3。
每台桩机配备同规格的水柜三只、并用软管把泥浆池连接在一起。
成孔施工时孔口流出的泥浆经砂石泵抽到沉淀池，经沉淀后再到循环池，循环池到孔形成一个循环系统，如图4所示。
在成孔施工过程中，加强对泥浆的性能指标的检测和控制。
根据钻到不同地层的地质情况，适时调整泥浆指标，并做好施工记录。
在施工期间确保泥浆循环畅通，沉淀池的沉渣和废浆用泥浆罐车运到指定地点，保证有足够的容积满足成孔施工的需要。
图2-2正循环钻孔泥浆循环示意图
4.2.钻进成孔
在正式施工前先行在基坑边做二根试成孔，观察试成孔情况以及孔壁稳定情况，试成孔桩径及桩长同设计工程桩直径及桩长，成孔后孔壁观察12个小时，以此确定工程桩成孔后至混凝土浇注最长允许时间。
1）正确开钻
开钻时应稍提钻杆，在护筒打浆，启动泥浆泵循环，待泥浆均匀后方可开始钻进，进尺应适当控制。
开始钻进时应慢速推进，先轻压慢钻，钻至刃脚下1米后，方可按土层情况进入正常工作状态后，可逐渐增大转速调整钻压。
2）正常钻进
在钻进中应采用减压钻进，即钻机的主吊钩宜始终吊住钻具，不使得钻具的全部重量由孔底承受，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔的现象。
钻进过程应视进尺及孔返出土渣样合理控制调整钻进参数（见表2），钻压、钻速、进尺均应随土层不同而予以调整：
在普通粘性土中，宜采用中等转速、自由进尺、大泵量、稀泥浆钻进；
在软粘土及砂类土中，宜选用平底钻头，采用控制进尺、轻压低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；
在低液限硬粘土中钻进时，因土层太硬，会引起钻头跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机超负荷而损坏。
宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进。
加接钻杆时应先停止钻进，将钻具稍提离孔底，待泥浆循环1－2分钟，然后停泵加接钻杆，每钻进一节钻杆前应备好下一节钻杆，并随即接驳上节以便迅速继续钻进,避免停歇过久，直至符合设计深度为止。
钻进过程中应注意检查护壁泥浆的粘度和失水量，泥浆循环是否适宜，钻机有无摇晃跳动，否则应及时纠正，钻头难进、摇晃跳动大时可能遇硬层，应即略微提起钻头，至摇晃跳动消失后，尽量慢钻进入，穿过硬层后方可正常钻进。
如提高到地面仍跳动时，便是机械故障，应立即修复后再钻。
表2-2钻进参数表
钻进参数地层
钻压（MPa）
转速（r/min）
钻进速度（m/h）
淤泥质层
10～20
20～40
4～8
黏土层、硬土层
10～25
30～50
3～6
黏土和混卵砾石层
5～10
5～8
风化基岩
10～30
0.5～1
4.2.1.主要施工技术措施
1）根据地质条件，钻孔用钻头选用带导向圈的三翼钻头，该型钻头因带导向圈，故钻进平稳，导向性能好，扩孔率小。
钻头使用前应检查磨损状况，以确保成孔孔径达到设计要求，否则应对钻头予以修补；
2）钻孔开始前应充分做好准备工作，钻孔应一次不间断地完成,不得无故停钻；
3）钻机定位应准确、水平、稳固，钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差应不大于20毫米；
4）钻孔时应注意检查，发现偏斜及时纠正,纠正办法可将钻头提升至开始偏斜处慢进削正；
5）注意钻机操作是否正常，倘若有跳动、摇晃或钻进困难,可能是钻头遇硬土或不均匀的土质，一边软一边硬，碰撞摇动所致，这样要放慢进度，使有充分时间削去硬土然后再正常钻进；
6）注意泥块影响钻头。
如转速高、钻进快、泥浆比重大、削出泥块未成浆，产生阻力大，就有可能使马达超载而损坏，或抽水泵齿轮磨损，钻管折断等危险，发现时应立即调整泥浆比重；
7）注入孔的泥浆应按照不同地层地质条件，采用不同性能泥浆,当孔返出泥浆比重大于1.3g/cm3时，停止使用泥浆；
8）钻孔过程中应严格控制护筒外水位差，必须使孔水位高于地下水位；
9）发现轻微塌孔现象时，应即提起钻头，调整泥浆比重和孔水头，如严重塌方或遇砂类土层，应投入粘土重新再钻，并注意勿触撞孔壁,塌壁与钻进速度和土质有关，如土质好，钻进速度快，时间短则一般很少塌孔，故施工过程中,应灵活掌握钻进速度。
10）施工过程应做好施工原始记录；
11）钻孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大于12小时（按试成孔孔壁稳定时间）。
4.2.2.清孔
清孔应分二次进行，第一次清孔在成孔深度达到设计要求时立即进行，利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10-20cm，注入相对密度较低的优质泥浆换浆清孔，清孔完毕后，采用井径井斜仪对成孔质量进行检测。
检测标准:
孔深不小于设计深度、垂直度＜0.5%、沉渣≤50mm、泥浆相对密度≤1.10。
第二次清孔在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行，安装清孔器并与砂石泵连接，利用泵吸反循环进一步将孔底沉渣吸出，同时逐步降低孔泥浆密度。
二次清孔后泥浆指标应达到下述要求:
●泥浆密度:
控制在1.10以；
●含砂率:
小于4～8%；
●泥浆黏度:
小于25S。
●二清后孔底沉淤不大于50mm。
4.3.钢筋笼制作及安装
4.3.1.钢筋笼制作
钢筋笼加工尺寸及质量严格按设计图纸及规要求，施工中按照以下规定加工钢筋笼。
1）钢筋笼长度应分节制作，分节长度应考虑到机械起吊能力及笼体强度刚度，每节钢筋笼长约9米左右；
2）钢筋笼制作前，应清除钢筋表面污垢、锈蚀等，钢筋下料时应准确控制下料长度；
3）主筋与加强筋、箍筋、主筋的连接应符合设计图纸的要求，其中加强筋应与主筋采用点焊连接；
箍筋与主筋采用50%梅花点焊；
主筋连接采用双面电焊，焊缝长度为5d（d为钢筋直径）；
4）钢筋笼从上至下每2.0m间距设一道保护块，每道保护块分四块均匀布置于钢筋笼四周，保护块采用直径100mm的砂浆混凝土块；
5）顶节钢筋笼上端设置固定吊筋，吊筋应与主筋焊接牢固，吊筋长度应考虑钢筋笼就位标高、钢护筒顶标高，使吊筋固定好钢筋笼后恰好位于设计标高处；
6）加工成型的钢筋笼稳定放置在坚实平整的地面上，防止变形。
每幅成品钢筋笼须经监理工程师验收，合格后方可使用，每节钢筋笼均要挂牌标识，标明节号、桩号和检验状态。
4.3.2.钢筋笼吊放入孔
钢筋笼在第一次清孔完毕后吊放入孔。
在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形，起吊吊点宜设在加强箍筋部位。
步骤如下：
1）钢筋笼采用汽车吊配合桩机分节吊放，下笼时由人工辅助对准孔位，保持钢筋笼垂直、轻放避免钢筋笼碰撞孔壁，下放过程中若遇阻碍立即停止，严禁强行冲放。
前一节钢筋笼入孔后暂时用钢管穿入笼顶箍筋（吊筋）搁置在钢护筒上，以便与后一节钢筋笼对接。
2）上下钢筋笼对接时，主筋应采用焊接连接，在同一截面钢筋接头数不得多与主筋总根数的50%，钢筋接头焊接采用搭接焊或帮条焊，其焊接要求应满足相关规中的有关钢筋工程规定；
每节笼子焊接完毕后应补足焊接部位的箍筋。
3）上下节钢筋笼焊接完毕后再抽出下节钢筋笼的搁置钢管，吊机吊住上节钢筋笼徐徐放置入孔至上节钢筋笼顶至孔口后穿钢管搁置好，再同样连接下一节钢筋笼，全部钢筋笼下放结束后准备灌注桩身砼。
4.4.水下混凝土浇筑
二次清孔结束后，立即浇筑混凝土，砼采用C30水下商品砼。
4.4.1.灌注流程
拆除清孔设备→吊出清孔器→吊装灌入砼用的导管→上部连接漏斗→安放隔水栓（采用砼隔水栓，符合导管径大小）→准备好初灌量所需的砼数量
4.4.2.砼灌注
浇筑时计算好初灌量，要求有一定的冲击能量，能把导管下沉渣挤出，并能将导管下口埋入混凝土，深度不少于1m。
首次浇筑采用混凝土隔水栓，构造见图2-3。
隔
水栓先用φ6钢丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土
装满漏斗后，剪断钢丝，混凝土即下入到孔底，排开
泥浆。
混凝土浇筑连续进行，随浇随拔管，中途停息时
间不超过15min，以免中途停顿造成断桩事故。
在整
个浇筑过程中，导管在混凝土中埋深1.5～4m，利用
导管外混凝土的压力差使混凝土的浇筑面逐渐上升，
上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高1m。
在浇筑接近结束时，在孔注入适量清水，使槽
泥浆稀释并排出槽外，并使管混凝土柱有一定
的高度（2m以上），要保证泥浆全部排出。
导管法灌
注过程见图2-4。
图2-3隔水栓构造示意图
图2-4隔水栓导管法施工程序图
4.4.3.施工技术措施
1）导管连接应平整可靠密封性好；
2）储料斗底部至护筒口高度，除应满足拆卸导管需要外，并在灌注末期时高出水面不宜小于4~6米；
3）下栓前料斗必须储备足够的砼量，保证初次砼落下后能使导管埋置深度不小于1米；
4）连续灌筑水下砼，以防回水进入导管，导管埋入砼面的深度2-6米为宜；
5）导管应勤提勤拆，一次提管拆管不超过6米；
6）导管使用后应及时冲洗干净；
7）混凝土实际灌注高度应比设计桩顶标高高出一定距离（具体高度请设计或监理确定）,保证设计标高以下的砼符合设计要求。
第三章质量保证措施
1.质量管理基本制度
1）加强对全员质量意识教育，坚持把施工质量放在首位；
2）坚持项目经理是质量工作第一责任人和项目总工负责制，建立各级质量责任制，把责任落实到每个管理岗位上的工作人员，全员抓质量；
3）认真落实各级质量责任制，使质量观念深入人心，强化“三工序”管理，即通过“保证本道工序，监督上道工序，服务下道工序”的管理活动，使工程在全过程、全方位、全工序上始终处于受控状态。
工序质量控制流程见图3-1；
4）搞好与业主和监理的协助和配合工作，虚心接受业主和监理在检查过程中提出的问题，并认真及时纠正；
对施工中出现的质量问题或质量事故，及时如实上报，制定纠正与预防措施，认真整改，直至达到质量标准；
5）抓好质量信息、计量、标准化等工作，加强原材料及设备检测管理，凡不合格的原材料、成品或半成品不准进入施工现场；
6）严格执行质量“三检制”。
图3-1施工工序质量控制流程图
2.防止塌孔措施
为防止发生塌孔现象，需采取施工技术措施：
1）护筒周围要用粘土填封紧密，防止地面水流入，且能固定护壁；
2）轻压慢速钻进
坍壁与钻进速度也有关。
在粘性土中采用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进，在砂土中采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
防止提住钻锥钻进，以免回转速度过快，空转时间太长。
3）保持孔水头
钻孔过程中应严格控制护筒外水位差，及时向孔补充泥浆确保孔泥浆液位高于孔外水位。
4）调整泥浆指标
钻进中维持一定的泥浆密度、粘度是防止缩径、坍孔并及时携带出孔土渣的重要措施，但过稠、过粘的泥浆也有不利的一面，应做好经常性的泥浆性能测试，成孔过程中主要监控泥浆的相对密度，对反循环钻孔方法，一般地层控制泥浆相对密度在1.05~1.20，易坍砂类地层控制在1.20~1.45，一旦发现泥浆性能指标与孔情况不相适应，出现孔壁不稳定或缩径时，应及时予以调整。
5）吊放钢筋笼和导管应对准钻孔中心竖直放入，防止碰撞孔壁。
6）防止清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，清孔时间过久或清孔后停顿过久。
3.防止缩颈措施
对于易发生缩径现象的土层，需采取下列施工技术措施：
1）泥浆比重和粘度不宜太小；
2）钻进速度不宜太快；
3）试成孔后，采用井径仪测出孔径曲线图，发现问题及时采取措施；
4）经常检测钻头磨损程度，发现磨损及时修整；
5）及时补浆，保证孔泥浆液面高于孔外水位。
4.成孔垂直度控制措施
1）开孔前应调节钻机平台及天车、机架，确保平台的水平度以及机架与平台垂直。
2）开孔时采用轻压慢转，确保开孔垂直。
3）钻杆采用接头刚度较大的法兰盘接头，减小钻进过程中钻具的晃动。
4）钻进过程中应经常检查平台的水平度及机架是否与平台垂直，如有异常情况，及时调整。
5）在地层变化时，应减小钻压及转速，防止地质情况不均而产生钻孔倾斜。
6）钻进过程中，钻机不得离人。
5.桩基下沉控制措施
1）利用泥浆排渣清孔，确保清孔质量。
即在终孔后停止进尺，利用钻机的正循环系统的泥浆泵持续泵入泥浆进行排渣，清孔过程中使泥浆相对密度逐步降低，并达到以下的清孔标准。
孔排出或抽出的泥浆，用手触摸应无粗粒感觉，泥浆相对密度应在1.15以下，含砂量不大于4%。
浇筑水下混凝土前，沉渣厚度必须小于50mm。
2）加强浇筑成孔桩质量检验，成孔质量检验主要包括:
桩位落差、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度和孔深等。
孔底沉渣厚度检查：
孔底沉渣厚度检查一般采用“平底测锤量测”。
认真做好成孔质量检验记录。
6.钢筋笼加工质量保证措施
1）钢筋必须有出厂质量证明书和试验报告，每捆（盘）钢筋均应有标牌，进货时应按批号、规格分批验收，并按有关规定做好原材料和焊接件的检验，合格后方可使用；
2）钢筋笼安装入孔时，应持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁,下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后，再继续下笼；
3）钢筋笼安装深度应符合设计要求，其允许偏差±
100毫米；
4）钢筋笼标高位置经确认后，将钢筋笼用吊筋和脚手管固定，吊筋和主筋必须焊接牢固,避免钢筋笼掉落孔及灌砼时钢筋笼上拱。
5）钢筋笼制作允许偏差如表3-1所示：
表3-1钢筋笼制作允许偏差
项次
项目
允许偏差（mm）
主筋间距
±
10
箍筋间距
20
钢筋笼直径
7.砼质量保证措施
商品砼应满足下列要求：
1）水下砼设计标号采用C30；
2）砼的实际配制强度宜比设计强度提高15-25%；
3）选用的水泥品质应符合标准外，其按标准方法测定的初凝时间不宜小于2.5h，强度等级不应低于32.5级，水泥必须有出厂质量证明书，每方混凝土中最小胶凝材料用量不宜少于380kg；
4）通过试验确定合理的混凝土配合比，并在正式制做前应再次确认，确保混凝土土良好的和易性和流动度，坍落度损失应能满足灌注要求；
5）细集料宜采用级配良好的中砂，含泥率小于3%。
粗骨料宜优先采用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。
粗骨料最大粒径不应大于导管径的1/6~1/8和主筋最小净距的四分之一，同时不应大于40毫米；
6）砼坍落度应控制在18~22cm，含砂率宜为0.4~0.45；
7）首批灌注桩的砼初凝时间不得早于灌注桩全部砼灌注完成的时间，缓凝剂掺入量由试验决定；
8）商品砼供应站应采取措施排除交通运输的干扰，确保水下砼的连续浇注；
9）运到现场的砼如超过初凝时间则不得使用；
10）砼运至灌注地点时，应检查匀质性和坍落度等，如不符合要求，不得使用；
11）供需双方及时联系，以保证砼方量符合实际需要，避免造成浪费。
8.成桩质量检查
1）混凝土桩成品质量直接影响工程整体的质量与安全，成品后必须检查，检查采用无损检测，保证所有基桩混凝土质量达到Ⅱ类桩以上标准。
Ⅰ类桩达95%以上,严禁出现Ⅲ类桩。
2）质量要求:
混凝土强度必须符合要求，无断层和夹层、桩尖标高不高于设计标高，桩头预留凿除部分无残余松散层和薄弱混凝土层。
3）混凝土浇筑前，提前将配合比报监理和检测中心检查，并检查水泥、砂、石、外加剂等质量。
4）成桩后应达到表3-2所示标准。
表3-2钻孔桩成桩允许偏差
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
混凝土强度
在合格标准
按JTJ071～98附检查
桩位
50mm
用经纬仪
垂直度
直桩＜1%
查浇筑前的记录
沉渣厚度
＜50mm
钢筋骨架底面高程
9.钻孔桩施工常见问题处理方法
钻孔灌注桩施工过程中常见问题的原因及处理方法见表3-3
表3-3钻孔桩施工常见问题处理方法
故障现象
故障原因
处理（排除）方法
在粘土层中钻进时，进尺缓慢，甚至不进尺
1、钻头有缺陷
2、钻头泥包或糊钻
3、钻进参数不合理
1、检修钻头，必要时重新设计钻头（更换钻头）
2、清除泥包，调整泥浆的密度、粘度，适当增大泵量或向孔投人适量砂石，解除泥包糊钻
3、调整钻进参数
在卵石层中钻进时，进尺很缓慢甚至不进尺
1、岩石较硬，钻压不够
2、钻头切削具崩落钻头有缺陷损坏
加大钻压（可用加重块）调整钻进参数
修复钻头或更换钻头
在砂层、砂砾层或卵石层中钻进时，有时循环突然中断或流量突然减小，钻头在孔跳动利害
1、进尺过快，管路被砂石堵死
2、管路被石头堵死
3、泥浆中钻渣含量过大
4、孔底有较大的活动卵砾石
1、控制钻进速度
2、调整泥浆密度至符合要求
3、降低钻速，加大排量，及时清渣
4、起钻、用专用工具清除大块卵砾石
塌孔
1、地层松散，水头压力不够
2、孔漏失，水位下降
3、操作不当
1、向孔补充足够泥浆，加大泥浆密度或抬高水头高度或下长护筒
2、向漏水层投泥球堵漏
3、注意操作，升降钻具应平稳
掉钻头
用大型吸铁石吸升
遇不明物
查明不明物构成
1、木头采用冲击钻
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