钻孔桩工程施工组织设计方案Word文档格式.docx
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护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密实。
根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。
不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。
每节护壁均应在当日连续施工完毕。
上下节护壁搭接长度不小于50mm。
⑥拆除模板继续下一段的施工。
一般在浇筑混凝土24h之后便可拆模。
若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔。
当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按设计进行扩底。
⑦安放钢筋笼、浇筑混凝土。
孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。
2）施工注意事项
①桩孔开挖，当桩净距小于2倍桩径且小于2．5m时，应采用间隔开挖。
排桩跳挖的最小施工净距不得小于4．5m，孔深不宜大于40m。
②每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50
mm，桩的垂直度偏差不得超过1％，桩径不得小于设计直径。
③防止土壁坍塌及流砂。
挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度（取0．3—
0．5m）或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。
流砂现象严重时，应采用井点降水处理。
④浇筑桩身混凝土时，应注意清孔及防止积水，桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕，不留施工缝。
为防止混凝土离析，宜采用串筒来浇筑混凝土，如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干时，则应采用导管法浇筑水下混凝土。
⑤必须制定好安全措施。
a.施工人员进入孔必须戴安全帽，孔有人作业时，孔上必须有人监督防护。
b.孔必须设置应急软爬梯供人员上下井；
使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置；
不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；
电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。
c.每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并有足够的安全防护措施。
桩孔开挖深度超过10m时，应有专门向井下送风的设备，风量不宜少于25L／s。
d.护壁应高出地面200～300mm，以防杂物滚入孔；
孔周围要设0．8m高的护栏。
e.孔照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。
使用的电器必须有严格的接地、接零和漏电保护器（如潜水泵等）。
2.钻孔灌注桩施工技术
1）干作业钻孔灌注桩
（1）.干作业钻孔灌注桩施工过程如图2－17所示。
（2）.干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。
螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。
适用于成孔深度没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。
（3）.钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。
（4）.钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。
清孔的目的是将孔的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。
方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。
（5）.钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。
用导向钢筋送入孔，同时防止泥土杂物掉进孔。
钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。
灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50～60cm。
图2－17
螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图
（a）钻机进行钻孔；
（b）放入钢筋骨架；
（c）浇筑混凝土
2）、泥浆护壁成孔灌注桩
泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。
它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。
成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。
泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：
测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械（潜水钻机、冲击钻机等）成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土
（1）.埋设护筒和制备泥浆
①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。
钻孔灌注桩-护筒埋设见图2－18。
护筒高2m左右，上部设1～2个溢浆孔，是用厚4～8mm钢板制成的圆筒，其径应大于钻头直径200mm。
护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。
②在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.1～1.5的泥浆，使桩孔孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔漏水，保持护筒水压稳定；
泥浆相对密度大，加大了孔的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；
通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。
图2－18
钻孔灌注桩-护筒埋设
（2）.成孔
1）潜水钻机成孔
①潜水钻机成孔示意图
潜水钻机成孔示意图如图2－20所示。
图2－20
潜水钻机钻孔示意图
1－钻头；
2－潜水钻机；
3－电缆；
4－护筒；
5－水管；
6－滚轮（支点）；
7－钻杆；
8－电缆盘；
9－5KN卷扬机；
10－10KN卷扬机；
11－电流电压表；
12－启动开关
②工作方式
潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。
注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔切削土粒、石渣排至孔外。
③排渣方式
潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式，如图2－21所示。
a.正循环排渣法:
在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。
b.反循环排渣法:
砂石泵随主机一起潜入孔，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。
图2－21
循环排渣方法
（a）正循环排渣；
（b）反循环排渣
1－钻杆；
2－送水管；
3－主机；
4－钻头；
5－沉淀池；
6－潜水泥浆泵；
7－泥浆泵；
8－砂石泵；
9－抽渣管；
10－排渣胶管
（2）冲击钻成孔
①冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头（冲击锤）提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔（图2－22）
②冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头（图2－23）。
③冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。
图2－22
简易冲击钻孔机示意图
1－副滑轮；
2－主滑轮；
3－主杆；
4－前拉索；
5－后拉索；
6－斜撑；
7－双滚筒卷扬机；
8－导向轮；
9－垫木；
10－钢管；
11－供浆管；
12－溢流口；
13－泥浆渡槽；
14－护筒回填土；
15－钻头
图2－23
十字形冲头示意图
④冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.4～0.8m围应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3～4m以后，冲程可以提高到1.5～2.0m，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。
⑤施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。
（3）冲抓锥成孔
①冲抓锥（图2－24）锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。
冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。
②冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。
③适用于松软土层（砂土、粘土）中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。
图2－24
冲抓锥头
（a）抓土；
（b）提土
1－抓片；
2－连杆；
3－压重；
4－滑轮组
钻孔灌注桩-钻进施工见图2－19。
图2－19
钻孔灌注桩-钻进施工
（3）.清孔
（1）验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；
清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。
（2）泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5MPa，使管形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。
（3）对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.15～1.25。
（4）.浇筑水下混凝土
（1）泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。
（2）水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。
（3）水下混凝土浇筑常用导管法（图2－25）。
（4）浇筑时，先将导管及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。
钻孔灌注桩-混凝土浇筑见图2－26。
图2－25
水下浇筑混凝土
1－上料斗；
2－贮料斗；
3－滑道；
4－卷扬机；
5－漏斗；
6－导管；
7－护筒；
8－隔水栓
图2－26
钻孔灌注桩-混凝土浇筑
3.沉管成孔灌注桩施工技术
（1）.打桩方法
沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖（或钢板靴）或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中（钢管直径应与桩的设计尺寸一致），造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。
沉管灌注桩桩靴见图2－27。
图2－27
沉管灌注桩桩靴
（2）桩的分类
利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩（图2－28）；
利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩（图2－29）。
①锤击沉管灌注桩
锤击沉管灌注桩机械设备示意图见图2－28。
图2－28
锤击沉管灌注桩机械设备示意图
1－桩锤钢丝绳；
2－桩管滑轮组；
3－吊斗钢丝绳；
4－桩锤；
5－桩帽；
6－混凝土漏斗；
7－桩管；
8－桩架；
9－混凝土吊斗；
10－回绳；
11－行驶用钢管；
12－预制桩尖；
13－卷扬机；
14－枕木
②振动沉管灌注桩
振动沉管灌注桩桩机示意图见图2－29。
图2－29
振动沉管灌注桩桩机示意图
1－导向滑轮；
2－滑轮组；
3－激振器；
4－混凝土漏斗；
5－桩管；
6－加压钢丝绳；
7－桩架；
8－混凝土吊斗；
9－回绳；
10－活瓣桩尖；
11－缆风绳；
12－卷扬机；
13－行驶用钢管；
（3）成孔顺序
在沉管灌注桩施工过程中，对土体有挤密作用和振动影响，施工中应结合现场施工条件，考虑成孔的顺序。
间隔一个或两个桩位成孔；
在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；
一个承台下桩数在5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。
（4）施工工艺
为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。
单打法（又称一次拔管法）：
拔管时，每提升0.5～1.0m，振动5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，这样反复进行，直至全部拔出。
复打法：
在同一桩孔连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。
施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。
翻插法：
钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。
1）锤击沉管灌注桩
①锤击沉管灌注桩施工过程
锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图2－30所示。
图2－30
沉管灌注桩施工过程
（a）就位；
（b）沉钢管；
（c）开始灌注混凝土；
（d）下钢筋骨架继续浇筑混凝土；
（e）拔管成型
1－桩尖；
2－钢管；
3－钢筋
②锤击沉管灌注桩施工要点
①桩尖与桩管接口处应垫麻（或草绳）垫圈，以防地下水渗入管和作缓冲层。
沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。
②拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。
③桩管混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以为宜。
④在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。
⑤桩的中心距在5倍桩管外径以或小于2m时，均应跳打施工；
中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。
（2）振动沉管灌注桩
1）振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。
2）其施工过程为：
①桩机就位
②沉管
③上料
④拔管
（3）沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法
1）颈缩
①颈缩：
指桩身的局部直径小于设计要求的现象。
②当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部围受挤压形成颈缩。
③当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。
④处理方法：
拔管时应保持管混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在50～70mm。
拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。
2）断桩
①断桩：
指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。
②原因：
桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。
③处理方法：
施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；
确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。
采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。
3）吊脚桩
①吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。
当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。
为防止活瓣不开，开始拔管时，可采用密慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。
桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。
4）混凝土灌注过量
如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上，这可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。
因此，施工前应详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。
若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。
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