线路工程钻孔灌注桩基础文档格式.docx
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在确定桩的成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩等，在成孔时对土的挤密作用很小，一般按现场条件和桩机行走最方便的原则确定成孔顺序。
图1-5-2为常见的桩基行走路线。
（2）冲孔灌注桩、振动灌注和爆扩成孔灌注桩等，在成孔里对土有挤密作用和振动影响，一般可结合现场施工条件，采用下列方法确定成孔顺序：
1）不依次成孔，可间隔1～2个桩位进行成孔；
2）在相邻桩体混凝土初凝前或终凝后再成孔；
3）5根单桩以上的群桩基础，位于中间位置的桩先成孔，周围的桩后成孔。
5.2.3成孔
5.2.3.1埋设护筒
埋设护筒的主要作用是固定桩位，防止地表水流入孔内，保护孔口和保持孔内水压力，防止出现塌孔、成孔时引导钻头的钻进方向等。
护筒的中心与桩位中心的偏差应控制在50mm以内，护筒与孔壁间的缝隙应用黏土填实。
护筒一般用厚度为4-8mm的钢板制作而成，内径应比钻头直径大1.0～20mm，埋入土中的深度不宜小于1.0～1.5m，护筒顶面应高出地面400～600mm。
在护筒的顶部应开设1～2个溢浆孔。
在成孔时，应保持泥浆液面高出地下水位2m以上。
5.2.3.2制备泥浆
泥浆是泥浆护壁成孔施工中不可缺少的材料，泥浆的质量往往影响桩孔的成败，其在成孔过程起到护壁、携渣、冷却和润滑作用。
护壁所用泥浆的相对密度较大，孔内泥浆液面应高于地下水位；
利用泥浆产生的静水压力作为对孔壁水平方向的液体支撑，稳固孔壁、防止塌孔；
泥浆在孔壁上形成低透水性的泥皮，稳定护筒内的泥浆液面，保持孔内壁的静水压力，以达到护壁的目的。
制备泥浆的方法应根据成孔的土质而确定。
在黏性土中成孔时，可在孔中注入清水，随着钻机的旋转将切削下来的土屑和水搅拌，利用原土即可造浆，泥浆的密度应控制在1.1～1.2t/m3；
在其他土质中成孔时，泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。
当砂土层较厚时，泥浆密度控制在1.3～1.5t/m3；
在成孔施工中应经常测定泥浆的相对密谋并定期测定黏度、含砂率和胶体率等指标，以保证成孔和成桩顺利。
5.2.3.3成孔方法
泥浆护壁成孔灌注桩的成孔方法较多，在基础施工过程中常用的有回转钻成孔、潜水钻成孔、冲击钻成孔、套管成孔、人工掏挖成孔等。
本典型施工方法以最为普遍的回转钻成、潜水钻成孔、冲击钻成孔为主进行典型成孔方法介绍。
（1）回转钻成孔回转钻成孔时采用常规的地质钻机，在泥浆护壁的施工条件下，由动力装置带钻机回转装置，再经回转装置带动装有钻杆转动，慢速钻进切削、排渣成孔，这是最常用的和应用范围较广的成孔方法之一。
按泥浆循环方式的不同，可分为正循环回转钻机和反循环回转钻机钻孔，其示意图如图1-5-5所示。
1）正循环回转钻机的成孔工艺。
钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，从空心钻杆内部空腔注入的加压泥浆或高压水，由钻杆底部喷出，裹携着切削下来的土渣沿孔壁向上流动，由孔口溢浆孔排出后流入泥浆池，经沉淀后将泥浆再次返回孔内进行循环。
正循环钻孔泥浆上返速度较低，排渣能力比较差，适用填土、淤泥、黏土、粉土和砂土等地质成孔，成孔直径不宜大于1m，钻孔深度不宜超过40m。
2）反循环回转钻机的成孔工艺。
反循环回转钻机由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，孔内泥浆自孔口流入，利用泵吸等措施经由钻杆内腔抽吸出孔外至泥浆池。
泵吸反循环利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内的水流上升，钻杆内径相对较小，而止返流速较大，所以携带岩粉的能力强。
反循环回转钻孔适用填土、淤泥、黏土、粉土、砂土、砂砾等地质成孔。
当采用圆锥式钻头时，可以在软岩层中；
当采用牙轮式钻头时，可以在硬岩层成孔。
（2）潜水钻成孔。
潜水钻成孔是利用潜水电钻机构中密封的电支机、变速机构、直接带动钻头在泥浆中放转切土，同时用泥浆泵压送高压泥浆（或用水泵压送高压清水），使其从钻头底端射出，与切碎的土颗粒混合，以正循环方式不断地由孔底向孔口溢出，将孔内泥渣排出，或利用砂石泵或空气吸泥机用以特环方式排出泥渣，如此连续钻进、排泥渣，直至形成所需要深度的桩孔。
潜水钻在成孔前，孔口也要埋设钢板护筒。
潜水钻也孔具有设备定型、体积较小、重量较轻、移动灵活、维修方便、无振动、无噪声、钻孔深、成孔精度高、劳动强度低、成孔速度快等特点。
（3）冲击钻成孔。
冲击钻成孔施工，利用桩机动力装置将具有一定重量的冲击钻头，在一定的高度内钻头提升，然后使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒或其他方法将钻渣岩屑排出，每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。
冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较坚固；
在含有较大的卵石层、漂石层的地质状况下成孔效率较高；
设备简单，操作方便，钻进参数容易掌握；
设备移动方便，机械故障少；
泥浆不是循环的，故泥浆用量小，消耗小；
只有在提升钻具时才需要动力，能耗小；
在流沙层中亦能钻进。
但是成孔过程中大部分时间消耗在提放钻头和掏渣土上，故钻进效率低；
容易出现桩孔不圆的情况；
容易出现斜孔、卡钻和掉钻等事故；
由于冲击能量的限制，孔深和孔径均比回转和潜水钻成孔施工方法的小，并且岩屑多次重复破碎导致施工效率低。
冲击钻成孔适用于填土层、黏土层、粉土层、淤泥层、砂土层和碎石土层；
也适用于砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的地层；
特别适合于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层；
对流沙层亦可克服；
但对淤泥及淤泥质土，则应慎重使用。
5.2.4抽渣清孔
清孔为重要的工序，其目的是为了减少桩基的沉降量，提高其承载能力。
当钻孔达到设计深度后，应及时验孔和清孔工作，清除孔底的沉渣和淤泥。
对于不易塌孔的桩孔，可用空气吸泥机清孔，所压一般掌握在0.5MPa，使管内形成强在高压气流上涌，被搅动的泥渣随着高压气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止，待泥浆相对密度降到1.1t/m3左右，即认为清孔合格，对于稳定性差的桩孔，应用泥浆循环法或抽渣筒排渣，泥浆的相对密度达到1.15～1.25t/m3时方为合格。
潜水钻成孔达到设计深度后，清孔可用循环换浆法，即让钻头在原位旋转，继续向孔内注水，用清水换浆，使泥浆密度控制在1.1t/m3左右。
如孔壁土质较差，宜用泥浆循环清孔，使泥浆密度控制在1.15～1.25t/m3，在清孔过程中应及时给稀泥浆，并保持浆面稳定。
沉渣的厚度可用沉渣仪进行检测。
在清孔时，应保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上。
孔底沉渣厚度指标，若为端承桩应不在于50mm，若为摩擦桩应不大于30mm。
如果不能满足要求，应继续清孔。
待清孔满足要求后，应立即安放钢筋笼，浇筑混凝土。
5.2.5钢筋制作、安装
制作钢筋笼或钢筋骨架时，要求纵向钢筋沿环向均匀布置，箍筋的直径和间距、纵向钢筋的保护层、加劲筋的间距应符合设计规定。
箍筋和纵向钢筋（主筋）之间采用绑扎时，应在其两端和中部采用焊接，以增加钢筋骨架的牢固程度，便于吊装入孔。
成品钢筋笼如图1-5-7所示。
钢筋笼的直径大小除满足设计要求外，还应符合以下规定：
（1）采用导管法灌注水下混凝土的灌注桩，钢筋笼的直径应比导管连接处的外径大100mm以上。
（2）在钢筋笼的制作、运输和安装的过程中，应采取措施防止产生过大变形，并设置保护层垫块。
（3）钢筋笼吊放入孔时，应对准孔的中心，不得碰撞孔壁；
浇筑混凝土时，应采取措施固定钢筋笼的位置，防止产生上浮和位移。
5.2.6导管安装
导管直径宜为200～250mm，导管分节长度视工艺要求而确定。
在下导管前，应在地面试组装和试压，试压的水压力一般为0.6～1.0MPa，底管长度不宜小于4m，各节导管用法兰进行连接，要求接头处不漏浆、不进水。
将整个导管安置在起重设备上，可以根据需要进行升降，在导管顶部没有漏斗。
将安装好的导管吊入桩孔内，使导管顶部高于泥浆面3～4m，导管的底部距桩孔底部300～500mm。
5.2.7水下浇筑混凝土
5.2.7.1原理
泥浆护壁成孔灌注桩混凝土的浇筑，是在孔内泥浆中进行的，称为水下混凝土浇筑。
浇筑水下混凝土不能直接将混凝土倾倒水中，必须在与周围环境隔离的条件下进行。
水下混凝土浇筑的方法，最常用提导管法。
导管法是将密闭连接的钢管作为混凝土水下浇筑的通道，混凝土沿竖向导管下落至孔底，使混凝土不与泥浆接触，导管底部以适当的深度埋在混凝土内。
水下浇筑混凝土示意图如图1-5-8所示。
5.2.7.2配制混凝土
灌注桩的混凝土配制，选用合适的石子粒径和混凝土的坍落度很关键。
石子的粒径要求：
卵石不宜大于50mm，碎石不宜大于40mm，钢筋混凝土桩不宜大于30mm，石子最大粒径不得大于钢筋净距的1/3。
坍落度要求：
水下混凝土宜为180～220mm；
干作业成孔的混凝土宜为80～100mm；
套管成孔的混凝土宜为60～80mm。
5.2.7.3混凝土浇筑
在导管内部放置预制隔水栓，并用细钢丝悬吊在导管中下部，钢丝由顶部漏斗中引出。
浇筑混凝土时，当导管中首批混凝土灌注量达到要求后，剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土在自重压力作用下，随隔水栓冲出导管下口。
首批混凝土灌注量应保证导管能埋入混凝土面以下1m以上，由于混凝土的密度比泥浆大，混凝土下沉时排挤泥浆沿导管外壁上升，导管底部被埋入混凝土内。
浇筑过程中导管内的混凝土在一定落差压力作用下，挤压下部管口处的混凝土，使其在已浇筑的混凝土层内部流动、扩散，边浇筑混凝土边拔导管，逐节拆除上部导管，如此连续浇筑直至桩顶而成桩。
5.2.8桩头清理
水下混凝土浇筑完成后，应进行桩头清理，即破桩头。
当桩身上部结构有连续施工要求时，在水下混凝土浇筑完成后应立即进行桩头清理，将混合层清理干净露出桩身混凝土并将桩身混凝土上部400mm范围内的混凝土清除，在混凝土终凝前完成上部结构的钢筋和模板安装，并进行上部混凝土连续浇筑。
当桩身上部结构无连续施工要求时，可在桩身达到预定标高后停止浇筑。
待桩身达到设计强度后，在上部结构施工前，清理桩身，凿除桩身上部400mm范围内的混凝土，凿毛处理后，再进行上部混凝土浇筑。
5.2.9上部结构施工
桩身上部结构应根据设计进行施工。
6人员组织
灌注桩施工班组的人员应根据成孔方式、地形复杂程度、混凝土量及作业内容等情况配置，通常情况下灌注桩施工人员如表1-6-1。
施工前，应按照要求对全体施工人员进行安全技术交底，特殊作业人员必须经过安全技术培训，考试合格后方可上岗。
表1-6-1灌注桩施工人员配置
序号
岗位
数量（人）
职责划分
1
工作负责人
负责灌注桩施工全面工作，包括现场组织、工器具调配、材料转运进场及施工关系协调等工作。
2
现场指挥
负责单基灌注桩的施工、现场劳动力协调、现场指挥等工作。
3
技术员（测工）
1～2
负责灌注桩施工全过程技术数据的控制、检查，协助现场指挥指导各工序之间的配合顺序。
4
质检员
负责灌注桩施工全过程的质量检查和标准的控制。
5
安全员
负责灌注桩施工现场的安全。
6
钻机操作手
2～4
负责钻机的机械操作和维护。
7
材料管理员
负责灌注桩施工的材料供应、检验、使用和回收。
8
电焊工（钢筋工）
负责灌注基础钢筋笼的制作、安装。
9
电工
负责灌注桩施工电源设备的检查、安装、操作和维护。
10
普工
30
负责现场工器具搬运、混凝土灌注时砂石、水泥等上料、设备转运，配合技术人员工作等。
7材料与设备
灌注桩施工所用的机械设备及工器具等应根据工程量大小、地理环境的变化进行合理配备。
本典型施工方法按普通钻孔灌注桩施工进行机械设备及工器具的配置，如表1-7-1所示。
表1-7-1钻孔灌注桩主要施工机械及工器具配置
名称
规格
单位
数量
备注
钻机
CZ150
台
吊车
12T
发电机
STC-50
钢筋切割机
J3G3-400
振捣器
ZX-50
电焊机
ZXT-400
搅拌机
JZC350
导管
250～350mm
m
挖孔深15m考虑
导向管
6m
根
泥浆泵
5kw
11
吊斗
1.5m3
个
12
漏斗
13
手推车
辆
砂、石手推车各2辆
14
经纬仪
J2
15
水准仪
16
钢卷尺
20m
把
8质量控制
8.1主要质量标准、技术规范
GB50026-2007工程测量规范
GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范
GBJ107-1987混凝土强度检验评定标准
JGJ18-2003钢筋焊接及验收规程
JGJ52-2006普通混凝土用砂、碎（卵）石质量标准及检验方法
JGJ55-2000普通混凝土配合比设计技术规范
JGJ94-2008建筑桩基技术规范
J140-2001钢筋焊接接头试验方法标准
8.2现场施工质量控制要点
灌注桩施工质量控制要点如表1-8-1所示。
表1-8-1灌注桩施工质量控制要点
施工程序
发生项目
发生原因
预防及处理
钻孔
孔位偏移过大
1）测量分点有误差。
2）钻机对点产生偏差。
3）基面过软，机械整平时滑动。
1）分点测量时，两人以上核对。
2）对点时应90°
两侧对点桅杆升起前预留偏差。
3）液压腿下垫长枕木，先支低点后支高点。
孔口坍塌倾斜
1）护筒安装时，外围夯填不实。
2）孔内压力水头小。
3）钻进过快。
4）升降钻头砸碰孔口或护筒，
1）根据土质情况，确定护筒长度，分层夯实黏土回填。
2）随时保持压力水位。
3）体质泥浆，慢钻低档，钻过护筒刃脚1m以下。
升降钻头时应慢升慢降，有人监护。
孔壁坍塌
1）孔内遇流砂层。
2）泥浆比重低，孔内水压太低。
3）升降钻头乱碰孔壁。
1）加泥浆比重或加黏土回填1m以上，待沉淀24h以后重新开钻。
2）加大泥浆比重，提高水压头。
3）观察是否钻机位移动，升降钻头防止过快碰壁。
埋钻卡钻
1）坍孔、缩径。
2）孔内有异物。
3）钻进过快，沉淀物过多，未及时提出钻头。
1）钻进时保持孔内水压头，加泥浆比重，放慢钻进速度，加大泵量。
2）缩孔可采用上下反复扫孔。
3）变换钻头，慢进钻或二次成孔。
4）可用掏筒或用大泵量冲浮松动。
5）遇有情况，应立即提出或提起钻头。
钻杆折断
1）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断。
2）钻杆使用过久连接处有伤或磨损过甚。
3）地质坚硬，进度太快，超负荷引起。
1）控制进尺，遇复杂地质层认真操作。
2）钻杆连接丝扣完好。
3）经常检查钻具磨损情况，损坏的及时更换。
4）控制钻机转速或钻进速度，可分二次钻进方法成孔。
落钻落物
1）钻杆折断，钻头结构或焊接强度不够。
2）操作方法不当异物落入孔内。
1）开钻前应清除孔内落物。
2）经常检查钻具。
3）为钻进方便在钻身围捆几圈钢丝绳。
钢骨架入孔
钢骨架入孔放不下去
1）骨架起吊安装后变形。
2）孔壁错口。
3）缩径。
1）骨架制作吊装时，应设临时支撑。
2）拔出骨架，重新扫孔。
骨架脱落
1）骨架连接不牢。
2）吊装方法不对。
1）重新连接、补强。
2）改变吊装方法，增加补强措施。
混凝土灌注
灌注过程中导管漏水
使用前没做水压试验。
使用前应做水压试验，检查接头螺栓是否拧紧。
灌注过程中孔壁坍塌
1）成孔至灌注结构结束时间过长。
2）护壁不好。
1）钻进时用大比重泥浆。
2）缩短焊接吊装钢筋时间，加快灌注时间，保持水压头高度。
灌注中埋管
1）埋管过深。
2）中断时间过长。
严格控制埋深及保证灌注的连续性。
导管拔断及拔漏
1）导管卡钢筋骨架。
2）没控制好埋深及中心位置。
3）混凝土配合比有问题。
1）安装导管扶正器或用木杆控制导管的位置。
2）先测埋深后提升导管，提升高度严格控制。
3）严格控制混凝土配合比及“三项指标”。
4）如出现拔漏，马上停止灌注，重新把导管插入混凝土内1m以上，用泥浆泵把导管内的水抽出，用掏子将混合的混凝土掏出，再向导管内注入1:
1.25的砂浆0.1m3。
水析现象
1）振捣时间过长。
2）模板接缝不严。
3）混凝土坍落度不合格。
1）防止过振、漏浆出现砂流。
2）模板接缝加设密封条。
3）保证混凝土坍落度符合要求，合理选配骨料，混凝土搅拌均匀，下料均匀，与振捣协调一致。
8.3施工注意事项
（1）冻方的挖掘和回填。
1）泥浆池的冻方，采用人工和挖掘机配合方法。
先用人工将土方一部分挖至暖土层，然后再用挖掘机的汽锤或单钩将冻土层凿成块，再用挖着斗挖出土石方。
2）土方回填时用暖土将混凝土转填，其厚度控制在300mm以上，其他用破碎的冻土回填，但冻土块的粒径不得大于150mm。
其含量（按体积记）不得超过30%，铺填时冻土块应分散开并应逐层夯实。
3）冻土方回填高度应比自然高出500mm的预留沉降量，待化冻后重新平整。
（2）冬期混凝土施工方法选用，冬期混凝土施工方法通常选用暖棚法、外加剂掺入法、外部加热法三种方法。
可根据不同气温和部位综合或单项使用。
具体施工时执行混凝土冬期施工规范。
（3）钢筋负温焊接。
1）当环境温度低于-20℃时和风速超过3级时应搭高暖棚，施焊操作人员及施焊部位同时在暖棚内进行，避免焊样碰到冰雪和急速冷脆。
2）在实焊过程中可根据钢筋级别、直径和焊接部位，选择适当电源，防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹，采用分层控制温施焊。
9安全措施
（1）机械设备进场前应进行检修和维护，保证性能良好。
（2）钻机操作人员应在现场负责人指挥下，严格按操作规程施工，料斗，导管钢筋的吊放，按起重程序施工。
（3）发电机、电焊机等电气设备应接地或接零，手持电动工具应装防护器，并由持岗位合格证的人员进行操作。
（4）钻机、发电机、泥浆泵、电焊机、搅拌机等设备要每周进行一次检查，进行必要的调试和检修，确保其安全运行。
（5）对电焊工、电工等特殊工种持证上岗。
（6）向孔内灌注混凝土时，应设专人指挥，钻机操作人员及地面施工人员应配合默契，听从指挥。
（7）对临时性电源和电闸箱应有安全设施和标牌，如盖防雨罩，严禁非职业人员操作。
，施工用电线应架空或埋地设置，不得使用无防水的电线或绝缘有损伤的电线。
（8）不得跨越传动轴、皮带等传动部件，严禁清扫运行中的机械部件。
（9）吊装过程中吊物下方外侧3m内不允许站人或走动。
10环保措施
环境保护目标：
加强企业管理，实行文明施工，建立环保监控体系，保护植被减少空气污染、水源污染、噪声污染。
（1）加强环保的检查和监控工作，采取合理措施，保护工地及周围的环境，减少空气污染、水源污染、噪声污染或由于其施工方法不当造成的公共人员和财产的危害。
（2）施工过程中，注意保护地植被，做到少破坏植被，余土、弃渣妥善处理。
（3）场内必须保持平整整洁、排水畅通，泥浆必须及时清理运出至允许地点或深埋。
，泥浆坑恢复必须使用开挖原土进行回填。
（4）砂、石进场时采用彩条布地南隔离，钢筋等用木方与地面隔离，水泥与地面架高空隔离，并铺设和覆盖彩条布，做好防护，防止雨浇和受潮。
（5）施工现场在施工完毕后，派专人进行清理，包括施工驻地的环境，临时工程的清除、移走。
做到工完料尽地清，恢复地貌。
如图1-10-1所示。
11效益分析
（1）与其他基础形式对比。
当荷载一样，地质条件不好，其他基础形式不能达到受国要求或施工困难时，灌注桩基础因其结构特点突出，可降低费用，节省成本。
（2）控制与提高自身效益的方法。
影响灌注桩工程效益的原因较多，主要包括生产设备、成孔技术方式、材料成本、混凝土用量、材料损耗等几个方面。
通过分析可以看出，正确选择施工方法、合理配备设备和人员、科学计算材料配比、控制混凝土充盈系数和超灌量、提高劳动生产率等是有效控制和降低灌注桩施工成本有有效途径。
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