钻冲孔灌注桩施工工艺及质量标准详解.docx
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钻冲孔灌注桩施工工艺及质量标准详解
钻（冲）孔灌注桩施工工艺及质量标准
1.1适用范围
钻（冲）孔灌注桩适用于工业及民用建筑中地下水位高的软硬土层。
其中泥浆护壁钻孔灌注桩一般适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层；旋挖成孔灌注桩宜用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层；冲孔灌注桩除宜用于上述地质情况外，还能穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物，在岩溶发育地区应慎重使用，采用时，应适当加密勘察钻孔。
1.2工艺流程
N序号泥浆护壁（1钻、挖、冲孔桩）2
挖泥浆池
桩径偏差（mm）
桩位测量
N桩位允许偏差（mm）条形桩条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩且不大于D/4且不大于100150150+0.01H70150
挖泥浆沟槽
埋设护筒1-3根桩、
成孔方法
垂直度允许
基沿垂直轴线方
泥浆制备
桩机就位偏差（％）
D≤1000mmD>1000mm干作业成孔灌注桩
向和群桩基础中
注浆钻（冲）孔
持力层鉴定Y的边桩D/61100+0.01H
N-50
Y≤-50-20
排渣、清孔
检查沉渣厚度1
吊放钢筋笼
清孔验收
Y
拔出护筒、钻机移位
插入混凝土导管．
浇筑混凝土
拔出导管
1.3施工工艺
1、放线定桩位及高程
在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。
确定好桩位中心，桩位线定好之后，必须经有关部门进行复查，办好预检手续后开始钻孔。
2、桩机就位
桩机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
3、埋设护筒
⑴护筒一般由钢板制成，厚度视孔径取4-8mm，护筒内径应大于钻头直径（钻孔桩应大于100mm，冲孔桩应大于200mm），上部宜开设1-2个溢浆孔。
⑵护筒埋设深度：
在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。
⑶护筒顶端高度：
采用反循环钻孔时，护筒顶端高度应保证孔内泥浆面高出地下水位2m以上。
采用正循环钻孔时，护筒顶端溢出口底边应高于泥浆池面。
⑷护筒埋设：
当地下水位在地面以下超过1m时，可采用挖埋法。
当地下水位较高进设较困难时，可采用填筑法埋设。
护筒位置应埋设正确和稳定，护筒与孔壁之间应用粘土填实，护筒中心与桩孔中心。
50mm线偏差不大于
4、泥浆制备
⑴除能自行造浆的粘性土层外，均应制备泥浆。
泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。
泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。
⑵泥浆宜用专门搅拌机进行搅拌。
在粘土地层钻进时，泥浆可在回转和冲击搅动下自然形成泥浆。
泥浆的性能指标应符合现场实际需要。
⑶施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。
⑷在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土。
⑸浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率不得大于8%；粘度不得大于28s。
⑹在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
⑺废弃的浆、渣应进行处理，不得污染环境。
5、钻（冲）成孔施工
⑴正循环回转钻机成孔
1）钻头回转中心对准护筒中心，偏差不大于20mm，利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具中应加设扶正器。
2）在粘土层中钻进时，应采用低钻压、快钻速、大泵量的钻进规程，并不断稀释泥浆。
3）在砂层钻进速度快，回转阻力较小因此应采用较大的密度、粘度和静切力的泥浆，以提高泥浆悬浮，携带砂砾的能力。
）在碎石土层钻进时，宜采用低档慢速，优质泥浆，慢进尺钻4．
进。
5）加接钻杆，应先将钻具稍提高孔底，待冲洗液循环3-5分钟后，再拧卸加接钻杆。
⑵反循环回转钻机成孔
1）砂石泵起动后应形成正常反循环，才能开启钻进机慢速回转，下放钻头至孔底。
2）当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。
3）钻进中应认真观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况，排量减少或出水中含钻渣量太多时应控制钻进速度，防止因循环液密度太大或管道堵塞而中断反循环。
4）钻进时如果孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提高，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍塌物和涌砂，同时向孔内输送符合要求的泥浆。
5）钻孔达到要求孔深停钻后，钻具提高孔底50-80mm，维持冲洗液正常反循环清孔，直到符合清孔标准为止。
⑶冲击钻机成孔．
（冲击钻机就位成孔）
1）开孔时应低锤密击，表土为淤泥、细砂等软弱土层时，应加粘土块夹小石片反复冲击造壁。
孔内泥浆面应保持稳定。
2）在护筒刃脚下2m以内成孔时，采用小冲程1m左右，泥浆比重1.2～1.5，软弱层可加粘土块夹小片石。
3）在粉砂或中粗砂层中成孔时，采用中冲程2-3m，泥浆相对密度1.2-1.5，可向孔内投入粘土块，勤冲、勤掏渣。
4）在密实的粘土层中成孔时，采用小冲程1-2m，泵入清水和稀泥浆，经常清除钻头上的泥块。
5）在砂卵石层中成孔时，采用中、高冲程3-4m，泥浆相对密度1.3左右，勤掏渣。
6）在软弱土层或塌孔回填重钻时，采用小冲程1m左右，加粘土块夹小片石反复冲击，泥浆相对密度1.3-1.5。
7）遇到孤石时，可采用预爆或高低冲程交替冲击，将孤石击碎或挤入孔壁。
）进入基岩后，应采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移8．
时，应回填片石至偏孔上方300～500㎜处，然后重新冲孔；进入基岩后，非桩端持力层每钻进300～500㎜和桩端持力层每钻进100～300m时，应清孔取样一次，并应做记录。
9）每钻进4～5m应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔。
10）大直径桩孔可分级成孔，第一级成孔直径应为设计桩径的0.6～0.8倍。
⑷旋挖钻机成孔
（旋挖钻机就位）
1）旋挖钻成孔应根据不同的地层情况及地下水位埋深，采用干作业成孔和泥浆护壁成孔工艺，在淤泥、淤泥质土、砂土、碎石土、中间有硬夹层及地下水以下的土层中不宜采用干作业成孔。
）泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池（2．
箱），在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆比重、掺入锯末、增粘剂提高泥浆粘度等维持孔壁稳定的措施。
3）泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台套钻机的泥浆储备量不应少于单桩体积。
4）旋挖钻机施工时，应保证机械稳定、安全作业，必要时可在场地辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层（路基板）。
5）成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并应清除钻斗上的渣土。
6）旋挖钻机成孔应采用跳挖方式,钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。
应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变。
7）钻孔达到设计深度时，应采用清孔钻头进行清孔。
6、孔底清理及排渣
⑴不易塌孔的桩孔，可采用空气吸泥清孔。
⑵稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣，当采用抽渣筒排渣时，应及时补给泥浆；清孔后灌注混凝土之前的泥浆指标应符合要求。
⑶在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土，清孔时，孔内泥浆面应高出地下水位1.0m以上（在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上）。
⑷灌注混凝土前，孔底沉渣允许厚度：
对端承型桩，不应大于50mm；对摩擦型桩，不应大于100mm；对抗拔、抗水平力桩，不。
200mm应大于
7、吊放钢筋笼
⑴钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求。
⑵分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接或机械式接头（钢筋直径大于20mm）。
⑶加劲箍宜设在主筋外侧，当因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧。
⑷导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。
⑸搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，钢筋笼安放前应绑好砂浆垫块，吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁和自由落下，钢筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。
8、浇筑混凝土
钢筋笼吊装完毕后，应安置导管或气泵管二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验，合格后应立即灌注混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。
（浇筑混凝土）
⑴水下灌注的混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg/m（当3掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限）；含砂率宜为40％～50％，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm，且不得大于钢筋间距最小净距的1/3；水下灌注混凝土宜掺外加剂。
（测量坍落度）
⑵灌注混凝土的导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm；直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度可视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜采用双螺纹方扣快速接头；导管使用前应试拼装、试压，试水压力可取为0.6～1.0MPa；每次灌注后应对导管内外进行清洗。
⑶使用的隔水栓应有良好的隔水性能，并应保证顺利排出；隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。
．
（放置隔水栓）
⑷开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300-500mm；同时应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m。
⑸导管埋入混凝土深度宜为2-6m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。
⑹灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案。
⑺应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。
1.4质量控制要点
1、基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。
开工前，经复核后应妥善保护，施工中应经常复测。
2、桩机就位后，必须平正、稳固，确保在施工中不发生倾斜和移动；为准确控制成孔深度，在桩架或钻具上应设置控制深度标尺，
以便在施工中观测记录。
3、护筒埋入土中的深度应满足要求，护筒四周用粘性土回填并分层夯实。
4、桩在施工前，宜进行试成孔。
5、成孔过程中应注意地层变化，随时调整钻进工艺，成孔的控制深度应符合下列要求：
摩擦桩应以设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；端承型桩必须保证桩端进入持力层的设计深度。
6、如在成孔过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停止施工，待采取相应措施后再进行施工。
7、灌注混凝土前应严格控制孔底沉渣允许厚度符合以下要求：
对端承型桩，不应大于50mm；对摩擦型桩，不应大于100mm；对抗拔、抗水平力桩，不应大于200mm。
8、钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固，支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。
9、检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。
直径大于1m或单桩混凝土量超过25m的桩，每根桩桩身混凝土应留有1组试件；直径不3大于1m的桩或单桩混凝土量不超过25m的桩，每个灌注台班不得少3于1组试件；每组试件应留3件。
10、灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定，实际浇筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积，桩身任意一段平均直。
1径与设计直径之比严禁小于
11、从开始成孔至水下混凝土浇筑完毕，应始终保持护筒内的泥浆面高出地下水位1m以上，受水位涨落影响时，应高出最高水位1.5m以上。
12、导管在使用前应做水密性试验，安装时要放密封圈并上紧丝扣，在孔中的位置要居中，开始浇注混凝土时导管底距孔底的距离宜为300-500mm，上部高出泥浆面不少于300mm。
13、混凝土浇到接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩或补桩。
1.5质量标准
表1、钻（冲）孔灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
注：
①桩径允许偏差的负值是指个别断面；②H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离；D为设计桩径；③表1选自JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》。
、钻（冲）孔灌注桩钢筋笼质量检验标准2表．
检查项目
允许偏差（
检查方法
序号
mm
）
1
主筋间距
±
10
用钢尺量
2
钢筋笼长度
±100
用钢尺量
20
3
箍筋间距
±
用钢尺量
4
钢筋笼直径
±
10
用钢尺量
注：
表2选自JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》。
表3、钻（冲）孔灌注桩质量检验标准
项
序
允许偏差或允许值检查项目数值单位桩位见表
检查方法
目
号
1
基坑开挖前量护筒，开
1
挖后量桩中心
2
只深不浅，用重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度按基桩检测技术规范
孔深
mm按基桩检测技术规范。
如钻芯取样，大直径嵌岩桩应钻至桩尖下按基桩检测技术规范mmmmmmmmmmm
+30050cm设计要求见表11
见表1.15-1.201.0≤50100≤160-22070-100±100>1
主
控
端承桩摩擦桩干施工
桩体质量检验
项
目
3
水下灌注
桩径
试件报告或钻芯取样送
4
混凝土强度检按基桩检测技术规范测套管或钻杆，或用超声波探测，干施工时吊垂球井径仪或超声波检测，干施工时吊垂球用比重计测，清孔后在距孔底用沉渣仪或重锤测量坍落度仪用钢尺量检查每根桩的实际灌注量
50cm目测
一般项目
5泥浆比重（粘土或砂性土中）泥浆面标高（高于地下水位）沉渣厚度混凝土坍
落度钢筋笼安装深度混凝土充盈系数
承载力垂直度
处取样
12345678
mm
9桩顶标高
+30
-50
水准仪，需扣除桩顶浆层及劣质桩
说明：
①表3选自GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》，其中个别数据依据JGJ94-2008《建筑桩基技术规程》做了相应调整；②表中“基桩《建筑基桩检测技术规范》。
JGJ106-2003参见检测技术规范”
1.6常见质量问题及处理
1、钻孔偏斜
⑴造成原因：
钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
⑵防治措施：
先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。
在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。
另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。
⑶处理措施
1）因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。
2）地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，而后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加粘土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。
孔中心偏差小于20cm的，静置1～2h后可以继续钻孔；孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。
穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。
2、护筒脱落
⑴造成原因：
由于护筒外侧回填质量不好、受地面流水的浸泡等因素引起护筒失去稳定、脱落。
⑵处理措施：
出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取在原地面上填一由于地面流水引起的可先排除流水，相应措施处理。
．
层粘土使地面干燥、不渗漏，而后重新安装护筒（作好护筒外侧填筑）恢复钻孔施工。
3、卡钻
⑴造成原因：
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等。
⑵处理措施
1）由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。
2）因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。
在整体岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。
3）由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
4、缩颈
⑴造成原因：
缩颈是在饱和性粘土、淤泥质粘土，特别是处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。
⑵防治措施：
采用优质泥浆，降低失水量。
成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用，如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
⑶处理措施：
针对产生缩颈的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
5、掉钻
⑴造成原因：
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成。
钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”
⑵处理措施：
发生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实施打捞。
1）钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。
打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置，为制定打捞方案提供依据。
打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
2）钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。
3）钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。
6、护筒冒水
护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。
⑴造成原因：
埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。
⑵防治措施：
在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。
在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。
钻头起落时，应防止碰撞护筒。
⑶处理措施：
发现护筒冒水时，应立即停止钻
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