钻孔灌注桩知识集锦Word下载.docx

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在深水河床为软土、淤泥、砂土处，护筒底埋置深度应不小于3.0m，当软土、淤泥层较厚时，应尽可能深入到不透水层粘性土内1.0~1.5m，或卵石层内0.5~1.0m。

（JTJ041-2000）中要求护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2-4m，特殊情况应加深，以保证钻孔和灌注桩的顺利进行。

有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m。

2.6护筒连续处要求筒内无突出物，应耐拉、压、不漏水。

2.7在钻孔排渣、提钻头除土或因固停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。

3、固孔（泥浆的制作和使用要求）

3.1采用钻孔泥浆护壁，以保持孔壁在钻进过程中不坍塌，采用全长护筒者除外。

3.2施工中可用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆，钻孔泥浆不得污染地下水，使用清水钻孔时，必须得到监理工程师的书面认可。

3.3胶泥应用清水彻底拌和成悬浮体，使在灌注砼时及至施工完成钻孔孔壁保持稳定。

3.4钻孔泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0~1.5m.

3.5泥浆性能指标如下:

泥浆性能指标选择

钻孔方法

地层情况

泥浆性能指标

相对密度

粘度（ρa.s）

含砂率（%）

胶体率（%）

失水率（m1/30min）

泥皮厚（mm/30min）

静切力（Pa）

酸碱度（PH）

正循环

一般地层

1.05~1.20

16~22

8~4

≥96

≤25

≤2

1~2.5

8~10

易塌地层

1.20~1.45

19~28

≤15

3~5

反循环

1.02~1.06

16~20

≤4

≥95

≤20

≤3

1.06~1.10

18~28

卵石土

1.10~1.15

20~35

推钻冲抓

1.10~1.20

18~24

8~11

冲击

1.20~1.40

22~30

注:

①地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限.

②地质状态较好,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限.

③在不易坍塌的粘质土层中,使用推钻冲抓、反循环回转钻进时,可用清水提高水头（≥2m）维护孔壁.

④若当地缺乏优良粘质土,远运膨润土已很困难,调制不出合格泥浆时,可掺用添加剂改善泥浆性能,各种添加剂掺量参考下列文献:

JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》

附录C-1泥浆原料和外加剂性能要求及需要量计算方法

（摘要一部分）

a.泥浆原料粘质土的性能要求

一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。

当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。

当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。

掺入量与原泥浆性能有关，宜通过试验确定。

一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1%~0.4%。

b.泥浆原料膨润土的性能和用量

膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种，前者质量较好，大量用于炼钢、铸造中，钻孔泥浆中用量也很大。

膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。

一般用量为水的8%，即8Kg的膨润土可掺100L的水，对于粘质土地层，用量可降低到3~5%。

较差的膨润土用量为水的12%左右。

c.泥浆外加剂及其掺量（略）

d.调制泥浆的原料用量计算

在粘质土层中钻孔，钻孔前只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘质土造浆、补浆。

在砂类土、砾石土和卵石土中钻孔时，钻孔前应备足造浆原料，其数量可按下式计算：

m＝Vρ1＝（ρ2-ρ3）/（ρ1-ρ2）－ρ1

式中：

m－每立方米泥浆所需原料的质量（t）

V－每立方米泥浆所需原料的体积（m3）

ρ1－原料的密度（t/m3）

ρ2－要求的泥浆密度（t/m3）

ρ2＝Vρ1t（1－V）ρ3

ρ3－水的密度，取ρ3＝1t/m3

若造成的泥浆的粘度为20~22s时，则各种原料造浆能力为：

黄土胶泥1~3m3/t，白土、陶土、高岭土3.5~8m3/t，次膨润土为9m3/t，膨润土为15m3/t。

膨润土的造浆能力为黄土胶泥的5~7倍。

⑤泥浆的各项性能指标测定如下

JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》

附录C-2泥浆各种性能指标的测定方法

a.相对密度ρx

a.1在工地上取一口杯，先称其质量为m1，再装清水称其质

量为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出泥浆，称其质量m3，则ρx＝（m3-m1）/（m2-m1）

a.2可用泥浆相对密度计来测定

将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。

b.粘度η（s）

工地用标准漏斗粘度计测定，粘度计如下图所示

用两端开口量杯分别取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。

校正方法：

漏斗中注入700ml清水，流出500ml所需时间应是15s，如偏差超过±

1s，则量测泥浆粘度时应校正。

c.含砂率（%）

工地用含砂率计（如下图）测定。

量测时，把调制好的泥浆50ml倒入含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口塞紧，摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上部刻度读出）乘2就是含砂率（％）。

注：

有一种大型的含砂率计，容积1000ml，从刻度读出的数不乘2即为含砂率。

d.胶体率（％）

亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。

测定方法：

可将100ml的泥浆放入干净量杯中，用玻璃板盖上，静止24小时，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。

以100－（水＋沉淀物）体积即等于胶体率

e.失水量（ml/30min）和泥皮厚（mm）

用一张120mm×

120mm的滤纸，置于玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径（mm）即为失水量，算出的结果（mm）值代表失水量，单位：

ml/min．在滤纸上量出泥饼厚度（mm）即为泥皮厚．泥皮厚愈平坦，愈薄，则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。

注：

①泥皮厚薄与失水量有很大关系。

泥浆失水量小者，泥皮薄而致密，有利于巩固孔壁，失水量大者易形成厚泥皮，在泥页岩地层易造成地层软化膨胀，产生缩径或坍孔。

②泥浆取样

在钻孔的顶、中、底分别取样，以平均值为准，清完孔后，泥浆的相对密度为1.03~1.1（注：

旧标准1.05~1.20），粘度17~20s，含砂率<

2%，胶体率>

98%。

４．钻孔程序

4.1桩的钻孔和开挖，应在中距5m内的任何砼灌注完成后24h才能开始，以避免干扰邻桩砼的凝固，在满足此条件下可以多机同时作业。

4.2钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查，按设计绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆，对于软地段的钻孔，首先应进行地基加固，安装后的钻机底座和顶端应平稳，在钻进过程中，不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。

4.3钻孔应连续进行，不得中断。

如用抓头开挖，应注意提升抓斗时，下面不致产生真空，钻孔过程中要填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项。

经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，随时改正，要经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中，并与地质剖面图核对。

①泥浆的性能在钻进中是不断变化的，所以要对其经常检查。

②捞取钻孔中土样的目的是为了与勘察设计时的地质剖面图核对，使对泥浆、钻锥、钻进压力和钻进速度的选择更为合适。

③无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准确。

开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

④采用正、反循环钻孔（含潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%。

⑤用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒

必须竖直，钻机开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发

生偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。

⑥在钻孔排渣，提钻头除土或因固停钻时，应保持孔内具有

规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。

处理孔内事故或因故停钻时，必须将钻头提出孔外。

5．清孔

5.1钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径及桩位等进行检查，符合要求后进行清孔。

a.检查孔深一般采用测绳，使用前要对测绳进行标定，对于摩擦桩，孔深不小于设计规定，对于柱桩，比设计深度超深不小于5cm（柱桩是指支承在岩面及嵌入岩层的桩），其实对摩擦桩孔深规定一般借鉴《公路工程施工手册》：

比设计深度不小于60cm，个人理解对孔中心来讲，因为钻头尖锥的原因，孔中心一定比四边深，一般的钻头形式如下：

所以成孔后的桩底也如以下形式：

当测孔深探到A、B点时，孔深偏小，当探到C、D甚至E点时，孔深偏大，所以在检测孔深时要多测几个点，有目的、有选择地测取。

b.孔径

一般采用孔规法测定

孔规直径D不小于设计桩径，一般外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm（但不得大于钻头直径），长度不小于4-6D’（其中D’可以理解为前述的D，也可以理解为桩径）

c.桩位

孔中心位置：

群桩不大于100mm，单桩不大于50mm

倾斜度：

直桩不大于1%，斜桩±

2.5%

d.沉淀层厚度

清完孔后，吊一个开口铁盒，沉入桩底，待灌注前取出，量测沉淀层厚度，一般地允许值为：

柱桩不大于50mm，摩擦桩在0.4~0.6d之间（d为桩径）

5.2在吊入钢筋骨架后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。

5.3清孔时应注意事项

a.清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。

b.不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水斗，防止坍孔。

c.无论采用何种方法清孔，清孔后应该从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验。

d.不得用加深钻孔深度的方式代替清孔

附：

钻孔、成孔质量标准

项目

允许偏差

孔的中心位置（mm）

群桩100；

单排桩50

孔径（mm）

不小于设计桩径

倾斜度

钻孔：

小于1%挖孔：

小于0.5%

孔深

摩擦桩：

不小于设计规定支承桩：

比设计深度超深不小于50mm

沉淀层厚度

符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩≤300mm，对于桩径>

1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩，≤500mm

支承桩：

不大于设计规定

清孔后泥浆指标

相对密度：

1.03~1.10粘度：

17~20ρa.s

含砂率：

<

2%胶体率：

>

98%

清孔方法

a.掏渣清孔（摩擦桩）

b.换浆法清孔（适用于正循环钻孔的摩擦桩）

正循环完成后，提升钻锥距孔底10~20cm，继续循环，以相对密度为1.1~1.2的泥浆压入。

c.抽浆清孔法比较彻底，适用于各种方法钻孔的柱桩和摩擦桩，一般用反循环钻机、空气吸泥机、水力吸泥机或真空吸泵等进行。

6．钢筋骨架

6.1桩的钢筋骨架，应在砼灌注前整体放入孔内。

如果砼不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，则钢筋骨架应从孔内移去。

在钢筋骨架重放前，应对钻孔的完整性，包括孔底松散物重新进行检查。

一般情况下，钢筋笼是分段制作，分段长度根据吊装条件而定，应确保不变形，接头应错开。

它是分节吊入孔内及时焊接的，用帮条焊接形式，这一环节要注意的事项有：

时间要短，焊接要牢固，上下两节要轴心对齐。

6.2钢筋骨架应有强劲的内撑架，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。

6.3钢筋骨架上应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，横向圆周不得小于4处，骨架顶端应设置吊环，但图示者除外，或者采用其他有效方法保证图纸要求的保护层得到满足。

6.4骨架入孔一般用吊机，无吊机时，可采用钻机钻架、灌注塔架，起吊应按骨架长度的编号入孔，吊放钢筋笼时，应采取措施防止钢筋笼变形，和防止钢筋笼刮坍孔壁，例如在孔壁设置等于钢筋骨架保护层厚度的钢管3~4根，或设置砼保护层垫块。

①在审核图纸时要注意钢筋笼的长度，一般地来说钢筋笼长度比桩长短5~7m。

②目前使用的垫块都是预制好的，标号同桩用砼，但要注意养护。

6.5钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：

主筋间距±

10mm，箍筋间距±

20mm，骨架外径±

10mm，骨架倾斜度±

0.5%，骨架保护层厚度±

20mm，骨架中心平面位置20mm，骨架顶端高程±

20mm，骨架底面高程±

50mm。

7．灌注水下砼

7.1灌注水下砼的搅拌机能力应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。

灌注时间不得长于首批砼初凝时间，若估计灌注时间长于首批砼初凝时间，则应掺入减缓凝剂。

7.2砼拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，不得使用。

7.3孔身及孔底得到认可和钢筋骨架安放后，应立即开始灌注砼，并应连续进行，不得中断。

灌注砼时，砼的温度不应低于5℃，当气温低于0℃时，灌注砼应采取保温措施。

强度未达到设计等级50%的桩顶砼不得受冻。

7.4水下灌注砼的泵送机宜采用砼泵，距离稍远的宜采用砼搅拌运输车。

采用普通汽车运输进，运输室内应严密坚实，不漏浆，不吸水，便于装卸，砼不应离析。

7.5水下砼一般用钢导管灌注，导管内径为200~350mm（一般地规定管径不小于250mm），视桩径大小而定，导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压，进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊接缝可能承受灌注砼时最大压力ｐ的1.3倍。

Ｐ可按下式计算：

P＝rchc－rwhw

P－导管可能承受到的最大内压力（Kpa）

rc－砼拌和物的重度（取24KN/m3）

hc－导管内砼桩最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计。

rw－井孔内水或泥浆的重度（KN/m3）

hw－井孔内水或泥浆的深度（m）

8．灌注水下砼的技术要求

8.1首批砼采用隔水球或其他措施，保证料斗的砼具有一定的量。

8.2在灌注砼开始时，导管底部至孔底应有250~400mm的空间。

8.3首批灌注砼的数量应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。

首批所需砼量按下式计算：

V=（πd2）/4×

（H1+H2）+（πd2）/4×

h1

V－灌注首批砼所需数量（m3）

D－桩孔直径（m）

H1－桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m

H2－导管初次埋置深度（m）

d－导管内径（m）

h1－桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）

即h1=Hw·

rw/rc，Hw、rw、rc意义同前述。

8.4首批砼拌和物下落后，砼应连续灌注，在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头，任何情况下导管的埋置深度宜控制在2~6m，所以在灌注过程中，应经常测探井孔内砼面的位置，及时地调整导管埋深。

8.5灌注砼时，如导管内砼不满时，应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压气囊，同时为了防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度，当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。

8.6灌注砼时，溢出的泥浆应引流至适当的地点处理，以防止污染或堵塞河道和交通，如果排不出去，建议用罐车拉走。

8.7灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5~1.0m，以保证砼强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散，在灌注结束时，应核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。

8.8处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒，应在灌注砼后立即拔出，处于地面以上能拆除的护筒部分，须待砼抗压强度达到5Mpa后拆除，当使用全护筒灌注砼时，应逐步提升护筒，护筒底面应保持在砼顶面以下1~2m。

8.9灌注砼过程中，如发生故障应及时查明原因，并提出补救措施。

四、质量检测

1．桩身砼抗压强度应符合设计规定，每桩试件组数为2~4组，

具体组数与桩的直径、长度有关，试件以150mm×

150mm×

150mm立方体试块为准，测定在标准条件下养生28天的强度。

标准养护条件为：

温度20±

3℃，相对湿度在90%以上，试件宜放在铁架或木架上，间距至少30~50mm，并避免用水直接冲淋，或者将试件放入水槽中养护，水温20±

3℃。

2．一般选择有代表性的桩用无破损法进行检测，重要工程或重

要部位的桩应逐根进行检测。

（目前一般地对桩进行100%的无破损检测）

3．钻芯取样法

工地上配备能对全桩长钻取70mm直径或较大的芯样设备，按3~5%的频率钻取（同时不小于1根），对柱桩要钻至桩底0.5m以下。

钻芯取样否与频率（具体根数）依不同的路、不同的工程要求而定，例如在山东建高速公路对每卒桥的桩基至少有一棵进行钻芯取样，频率为1%，而江苏则不要求。

桩基检测方法

一、基检测技术比较

检测方法

检测内容

特点

高应变检测

桩基完整性、砼质量、桩基的承载力

检测工作复杂，包括清理桩头、安置传感器、架设锤击设备等。

检测一根桩大约1~2d，检测频率低，费用较高。

低应变检测

桩基完整性、

砼质量

检测工作只有清理桩一项，较为简单，检测一根桩用时约0.25~0.5h，检测频率高，一天可检几十根桩，费用较低。

超声波检测

桩基灌注期间，在桩径设计位置埋置专用管道，供超声波探头上下移动所用。

检测一根桩约用1~2h，检测抽样率不高。

钻芯取样

砼质量、桩长、

强度

检测工作复杂，包括架设抽芯设备，芯件强度试验、压浆封孔等，检测一根桩大约用0.5~1.0d，检测抽样率低，费用较高。

二、应变检测原理

低应变检测原理是用较小的力锤击桩顶，给桩一定的质量，使桩中产生应力波，检测和分析应力波在桩中的传播历程，便可分析出桩基的完整性，弹性波在传播过程中遇到了单性介质突然发生变化的界面，将会发生反射和透射，根据波的反射时间和桩体中的波速就可以估算出桩长或缺陷的位置。

三、低应变检测条件

1、应变检测是建立在一维杆波动理论基础上，即杆的

长度远大于杆的直径，即桩长大于10倍桩径。

2、应变是因锤击能量较低，不足以引起桩体发生位移或位移趋

势而得名。

对于较长的桩基，锤击能量沿桩身传播，由于周围土的摩阻力等外界因素影响而降低。

检测仪器有不同桩长条件限制，一般为桩长小于30倍桩径。

（注：

低应变检测的桩长一般为10d＜L30＜d＝

对于较大直径的短粗桩或较长的桩，宜采用超声波法、高应变法或钻芯取样试验等方法进行检测，建议不采用低应变检测，以免做出错误的结论。

江苏无锡高速公路建设指挥部对桩基检测有以下规定，桩径1.5m，桩长大于40m，桩径≤1.2m，桩长大于45m时采用声测管检测。

四、应变检测注意事项

1、桩径一般在0.8~1.2m之间，有的达到1.5m以上，针对较大直径桩基，应沿2/3桩径处均匀布置4~6个测点，考察同一根桩基不同测点采集信号是否相同，同