旋挖钻孔灌注桩技术要求.docx
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旋挖钻孔灌注桩技术要求
钻孔灌注桩试桩工程技术要求
一、依据
1.1有关文件
1、《钻孔灌注桩试桩设计说明》；
2、地质勘查报告；
3、从工地现场调查、采集、咨询、图纸审核所获取的资料；国家、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例；
1.2规范规程
类别
名称
编号
规
范
规
程
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
建筑桩基技术规范
JGJ94-2008
建筑地基基础设计规范
GB50007-2002
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33－2001
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2003
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46－2005
二、试桩目的
由于本工程地质情况较为复杂且结构体较大，重要性较高，基础结构需要承受较大的荷载。
因此，合理选择桩型、桩长，确定桩基的承载力，在此工程中显得尤为重要。
同时通过试桩还可以验证桩基施工工艺、注浆工艺和打桩钻孔机具是否合理，以及拌和站混凝土的供应能力，以便在施工中加以改进。
试桩检验和确定本桩基础的施工工艺，包括泥浆配方、钻进工艺、清孔效果以及成桩后质量等。
成孔后继续进行注浆工艺试验以确定注浆工艺流程、浆液配方、注浆压力等有关要素，并在注浆后进行承载力试验。
试桩应取得的具体指标：
1、对不同地质状况的机具选型。
2、钻进时的参数：
进尺、钻压、泥浆性能等。
3、灌注前二次清孔后的泥浆指标及清孔方法。
4、成孔质量控制的措施（孔径、倾斜度、中心偏位等）。
5、地基承载力的检测。
6、为设计提供实际地质情况、优化设计。
三、试桩地点、试验内容
施工现场。
具体桩位置详见“试桩平面布置图”。
1、成桩工艺试验。
检验施工设备以及施工工艺的适用性；获取混凝土泵送速度，钻杆提升速度，混凝土坍落度、保水性以及不同深度土层的施工电流等数据，为施工工艺的合理选择提供依据；积累现场施工组织与管理经验，磨合施工队伍与施工机械设备。
2、桩身质量检测。
进行桩身完整性检测，桩身混凝土强度检测，为优化施工参数和混凝土配合比提供依据。
3、单桩承载力检测。
验算桩侧摩阻力、桩端阻力，了解桩的承载性能，为持力层的合理选择提供依据。
4、试桩现场地质勘察。
了解土层的分布情况以及各个土层的力学性能，为持力层的选择提供依据。
通过钻孔灌注桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，确定混凝土配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混凝土用量、充盈系数等各项工艺参数，通过对试桩试件28d抗压强度平均值、单桩竖向承载力的检测，如达到设计要求，并将试桩总结报监理单位确认后，方可进行钻孔灌注桩施工。
四、试桩的设计
试桩设计要求要求见下表
（2），详见《钻孔灌注桩试桩设计说明》。
试桩设计要求表
（2）
桩型号
旋挖钻孔灌注桩（桩端后压浆）
桩径
800mm
混凝土强度等级
C35
有效桩长
28m
单桩竖向承载力特征值
2050KN
桩基持力层
⑦
桩数
3根
五、施工方案
（一）施工部署
1、施工前准备工作
1）技术交底工作
施工前首先熟悉施工设计文件，理解设计意图，做好技术交底。
2）测量工作
组织精测人员对设计控制桩进行复测定位控制，并将测量成果向监理部门报验。
经监理部门复测确认后，以此为依据，对试桩段的中线和高程进行加密布桩，以满足施工要求。
（二）工期安排
钻孔灌注桩试桩施工工期安排如下：
准备时间：
2011年10月日～2011年月日；施工时间：
2011年月日～2011年月日。
总工期为天。
主要工序工期安排如下：
序号
工作内容
工期
备注
1
准备工作
测量放样、泥浆池开挖、钢筋加工等
2
钻孔灌注桩施工
钻孔、灌注
（三）施工要求
1、本工程施工必须保证图中要求的设计桩长,终孔标高的判断,以设计桩长为主,以成孔进尺速度为辅,同时应达到桩尖进入持力层的最小强度满足设计要求。
2、当钻头到达设计深度后应采用清孔钻头清孔，清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28s,如在施工中发现持力层的层面埋深与地质报告描述不符请立即通知设计人进行处理.
3、水下砼必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定，塌落度宜为180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3。
4、浇灌混凝土前，应清除孔底虚土，残碴厚度≤100mm，桩的灌注充盈系数不小于1.15，并应分段计量，桩施工完后，应清除桩顶浮浆及含泥砼（高度＞800mm），提供成桩过程原始记录，作为桩基工程验收依据。
5、每桩混凝土从桩底到桩顶必须一次浇灌完毕。
6、本工程灌注桩成孔施工采用旋挖钻机成孔。
7、试桩桩基施工前,应认真核对总图放线,确认无误后方可进行施工。
8、灌注桩施工允许偏差：
a.桩径偏差≤50mm;垂直度偏差小于1%；
b.桩位偏差:
单桩、条形桩基沿垂直轴线方向的桩和群桩基础中的边桩d/6且<100
条形桩基沿平形轴线方向的桩和群桩基础中的中间桩d/4且<150
未尽之处，均应按照国家现行施工验收规范有关要求进行施工。
（四）试桩检测要求
1、三根试桩应进行单桩静载破坏试验。
2、静载检测应在试桩桩身混凝土强度等级达到设计要求以后进行,先进行桩的低应变检测再进行桩的破坏性静载试验。
（五）施工工艺流程
旋挖钻成孔灌注成桩工艺流程详见“旋挖机钻孔灌注桩施工工艺流程图”。
通过钻孔灌注桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，确定混凝土配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混凝土用量、充盈系数等各项工艺参数，通过对试桩试件28d抗压强度平均值、单桩竖向承载力的检测，如达到设计要求，并将试桩总结报监理单位确认后，方可进行钻孔灌注桩施工。
旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺流程图
1、测量放线定桩位
先定出基础中心线，测量地面标高，桩孔中心外3m设置前后左右的桩孔定位护桩，施工时拉线确定桩位。
桩孔定位后报监理工程师及甲方现场管理人员复核确认。
2、埋设护筒
在每个桩位定出十字控制桩后，进行护筒埋设工作，测量孔深的基准点为护筒顶标高，根据顶标高计算出孔深。
护筒采用8mm厚钢板制作，护筒内径应大于钻头直径100mm，长度2.0m，护筒顶部高出地面200mm，周围夯实，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
3、钻机就位及钻孔
钻机就位时底座必须保持平稳，不发生倾斜移位，钻头中心采用Φ1100mm桩定位器对准桩位，定位误差不大于20mm。
垂直度采用钻机自身的垂直检测装置控制，并辅以人工量测倾斜量。
孔斜采用自制孔规进行测量，桩垂直度≤1％桩长。
钻进深度采用操作室液晶显示器控制，并辅以人工测量孔深。
孔深以超过设计深度30cm为准，并及时通知监理人员及甲方现场管理人员进行验证。
4、钻孔泥浆护壁
1）旋挖钻机的护壁泥浆采用膨润土造浆，护壁泥浆可经泥浆净化装置（沉淀池）净化后重复利用；
2）泥浆材料的选定及配合比：
7～10％膨润土；0.5～1％工业用碱；0.1％羟甲基纤维素（CMC）；拌和用水为自来水；
3）可按下表性能指标及测试方法制备泥浆：
顺序
项目
性能指标
测试方法及仪器
1
比重
1.05～1.15g/cm3
泥浆比重称
2
粘度
10～25秒
500cc／700cc漏斗法
3
含砂量
＜6％
泥浆含砂量计
4）泥浆制备的技术及操作要求：
（1）在测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比；
（2）认真做好泥浆测试工作。
新制备的泥浆进行第一次测试，使用前进行一次测试，钻孔过程中测试一次，钻孔结束后在泥浆面下1米及孔底以上0.5米处各取泥浆样品测试一次，回收泥浆后、泥浆处理后各测试一次；
（3）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上
（4）在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土；
（5）浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25含砂率≤8%，粘度≤28s。
5、钻孔
钻机对位应以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进。
（1）采用泥浆柜制备泥浆。
（2）在施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的最优钻进参数。
为工程桩的施工提供依据。
（3）在钻进过程中，不可进尺太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。
由于桩径较小，为方便钻头出泥，每次进尺应在50cm左右。
（4）在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。
在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。
（5）在钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸。
（6）钻进过程中应注意观察岩性变化，做好施工记录，确保桩端进入持力层满足设计要求。
工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知相关等部门及时处理。
6、清孔
1）孔深可用专用测绳测定，孔底沉渣为钻深与孔深之差，当孔底沉渣厚度＞50mm时，需对孔底清理；
2）护壁泥浆可采用换浆法清孔，至换出的泥浆比重小于1.25时为合格。
清孔完毕后应立即灌注水下混凝土。
7、钢筋笼制作及安装
1）钢筋运至现场，须按型号、类别分别架空堆放。
使用前必须调直除锈，且在本工程开工或每批钢筋正式焊接之前，根据现场条件进行焊接性能试验，并具备出厂合格证和试验合格，方可使用；
2）钢筋笼制作应满足设计及规范要求（《钢筋焊接及验收规程》；
3）钢筋笼尺寸：
按图施工详见主筋的对接连接采用搭接焊，主筋与箍筋、螺旋筋与主筋之间均采用点焊。
加工允许偏差见质量标准；
4）钢筋骨架现场组装，位置准确及焊接牢固，成型骨架架空堆放，经质检和监
理检查合格后方可使用，并认真做好隐检记录,成型的钢筋笼在运输中，宜采用手推车辅以人工运输，防止变形,为保持主筋的保护层厚度，钢筋笼外圈骨架上预先安设控制净距的砼垫块，垫块沿桩长间距不大于2m，沿周长安设不少于4处,垫块厚50mm；
5）在钢筋笼外圈自上而下间隔4.0m设置一层保护层垫块，以使钢筋笼居孔中，垫块穿φ8钢筋焊于主筋外侧，每层4块，垫层厚度50mm；
6）钢筋笼分两段吊放入孔时，主筋连接采用搭接焊，第一截长约16米，用钢管横跨在桩基口上，进行焊接，钢筋笼焊接完成后，应由专人扶住并居孔中心，缓慢下至设计深度，避免钢筋笼卡住或碰撞孔壁。
7）钢筋笼骨架按设计要求的材料和尺寸加工,并加设强劲的内撑架,放入孔内后进行固定，支承系统对准中线防止骨架倾斜和移动。
8）桩的钢筋骨架应在套管吊放就位后砼浇注前整体放入孔内。
若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出。
在钢筋骨架重放前，对钻孔的完整性，包括孔底松散物重新进行检查。
将笼子固定后,再次取样测定泥浆比重,合格后方可进行下道工序。
8、水下混凝土灌注
水下混凝土灌注流程示意图
1）钢筋笼安装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土；
2）使用的商品混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为18～22cm，扩散度为35～40cm，商品混凝土进入现场后，试验员必须每车混凝土进行塌落度和扩散度测试，达不到规范要求的混凝土坚决不用；
3）水下混凝土浇注采用直径300mm导管，导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣快速接头。
导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0Mpa。
破损的密封圈应及时更换；
4）使用的隔水塞应具有良好的隔水性能，保证顺利排出。
施工中向导管内放入球胆做为隔水塞。
导管入孔后应徐徐转动导管，检查导管与钢筋笼之间是否卡在一起；
5）为使隔水塞能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。
开始浇注混凝土时，要求快放，使导管有足够的埋深。
孔口安装排浆泵，返出的泥浆回收到回浆池中；
6）应有足够的混凝土储备量，使导管第一次埋入混凝土面以下2m以上；
7）导管埋入混凝土面深度宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差，填写混凝土的浇注记录；
8）水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案；
9）控制最后一次浇注量，在浇注第二种情况基础桩的混凝土时，浇注到护筒桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超灌80cm，以便在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上的部分用风镐凿去；
10）混凝土升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：
在孔口吊筋固定钢筋笼上端；
灌注混凝土的时间尽量加快，以防混凝土进入钢筋笼时其流动性减小；
当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，并放慢灌注进度；
当孔内混凝土面进入钢筋笼1～2m后，应适当提升导管，减小导管埋置深度，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度；
在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，亦可掏出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。
六、桩端后压浆的技术措施
（一）后压浆原理
1）根据图纸要求，结合钻孔桩结构和所在区域地质资料，选用桩底后压浆技术在桩底高压注浆，以提高钻孔桩底承载能力。
桩底高压注浆：
在桩内预埋注浆管，当桩身达到一定强度后，通过高压注浆泵,浆液依靠注浆压力将原来无缝隙的桩底土层劈裂成脉状缝，再经劈裂、渗扩、填充、压出、固结等作用，改善桩端土的物理力学性能和达到扩底效应；同时高压浆液作用于桩端沉渣夹层，两相混合，结合后形成了强度较高的混凝土，消除了桩底沉渣对桩端承载力的影响，减小桩的沉降。
（2）鉴于本工程的重要性，桩底压浆的各项技术参数必须在正式压浆前先通过压浆工艺性试验和桩的承载性能试验后确定，设计出适合本工程的地层中进行注浆的切实可行的注浆工艺和方法，且应考虑与钻孔桩施工的协调、配合。
因此对注浆材料，注浆设备，工艺要求等根据以往同类型工程的施工经验，结合本工程实际，制定出详细、可靠、可行的施工组织设计，加强动态管理，实行信息化施工。
（二）施工方案与工艺流程设计
1、本工程钻孔灌注桩均采用桩端后压浆工艺，后压浆注浆管管端置入卵石层。
1、桩钢筋混凝土施工时应确保后压浆管不被堵塞，每根桩浇筑完混凝土后，在12至24小时内必须用清水将喷口冲开；压浆时应注意观测场地附近有无渗浆现象，防止对邻近设施造成影响。
2、在钻孔桩施工中，在钢筋笼内侧安放2根直径25mm壁厚为3mm的钢管作注浆管，长度深入到钢筋笼以下200mm左右，上端露出自然地面300mm，露出桩顶的压浆管口应用堵头封堵，并涂上红油漆，不得碰撞。
注浆管用焊接连接，在套管底部30厘米区域钻φ8mm注浆孔，呈梅花形布置，并用橡胶带包扎，外层用PVC色带包裹，结构类似于袖阀管。
注浆管绑扎在钢筋笼主筋上，随钢筋笼下放。
注浆管口略伸出钢筋底200mm。
3、后压浆过程中如出现压力骤变或地面渗浆、注浆量很大但压浆力变小等异常情况，应做好详细记录并查明原因，会同设计人及时处理。
6、待钻孔灌注桩混凝土浇筑2天后可开始压浆。
压浆时2根压浆管采取循环压浆。
压浆采用“直接连接注浆管封闭式”注浆工艺，最后以注浆压力、注浆量为控制标准。
（三）工艺流程
每根桩2个注浆孔采取循环注浆，其单孔注浆施工工序流程如下图。
单桩注浆施工工序流程框图
（1）钻孔达到设计要求深度后，应采用泥浆泵、掏渣工具及时进行清理，避免延时过长，泥浆、钻渣沉淀，造成清孔困难或坍孔。
（2）清孔采用换浆法施工，即以相对密度较低的泥浆逐步把钻孔内悬浮的钻渣和相对密度较大的泥浆换出。
（3）清孔注意事项：
在清孔排渣前，必须注意保持孔内水头在地下水位或地表水位1.5-2.0m以上，防止坍孔；清孔后的泥浆性能指标应符合质量标准要求，孔径、孔形、倾斜度及孔底沉渣厚度应符合规范要求。
（4）不得用加深孔深来代替清孔。
（5）清孔后灌注前，报驻地监理工程师检查验收。
孔底摩擦桩不大于30cm。
（四）后注浆有关工艺参数的确定
根据本工程设计及场地地质情况，拟对本次试桩工程采用以下压浆参数：
1、注浆材料包括外加剂与注浆压力的确定：
后压浆采用42.5MPa级水泥，水泥用量不小于3.0t，水灰比控制在0.4～0.6，终止压浆力不小于2.5MPa。
2、压浆控制条件：
质量控制采用注浆和注浆压力双控制法。
桩底注浆，终止压力不小于2.0Mpa。
以水泥压入量控制为主，压力控制为辅。
当满足下列条件之一时可终止注浆：
注浆总量和注浆压力均达到设计要求；注浆总量已达到设计值75％，且注浆压力超过设计值。
3、压浆顺序：
压浆时首先采用低压压入水灰比为0.6左右的水泥浆，然后逐步加压和采用水灰比为0.4～0.5的水泥浆。
注浆时要做好详细记录。
（五）桩端压浆主要技术要求
1、注浆管必须随钻孔桩钢筋笼一起下放，且保证连接牢固，注浆管连接密封性能良好，不渗不漏。
2、桩底注浆阀必须采用胶皮密封，并设置保护套，防止划伤撞破密封装置，以免泥浆或水泥浆进入注浆管堵塞管道。
3、桩混凝土浇筑后及时用高压清水冲洗打通注浆管，疏通注浆通道。
4、混凝土浇筑完成2天后可以开始桩底注浆，但如使用声测管压浆，要视声测时间而定，声测结束再压浆。
要尽量保持每桩注浆孔同时均匀注浆。
5、注浆系统的管路连接可靠，并在注浆套管管口处安装压力表和卸压阀，以便于观察压力变化，并及时调节浆液浓度和注入速度。
6、注浆时首罐选用2:
1单液水泥浆冲孔，此后浆液浓度逐渐提高。
7、注浆时要同时进行注浆流量、压力的实测，施工人员应随时根据注量、压力和注入量进行分析判断，调节使用配方浆液和压力。
8、注浆过程中，若长时间压力不升，而进浆量不减时，应立即逐级加大浓度或加快浆液凝胶时间；采取这一措施仍无改观时，应采取间歇式注浆，以免浆液沿单一通道流失很远，影响注浆质量。
9、注浆过程中若压力上升加快，吸浆量下降也较快时，应立即采取稀浆灌注，增加可灌浆量，同时加大注浆压力，保证有足够浆液注入。
10、注浆时要有专人观测桩顶位移、桩周土层变化，结合注浆量、注浆压力和孔口返浆情况，确定注浆终止。
终止注浆后屏浆。
屏浆时间一般不少于1小时，以保证浆液固结。
11、在注浆10m范围内不得有钻孔桩施工，以免串浆影响注浆效果。
12、注浆期间，如因机械故障造成压浆中断，应及时维修或使用备用泵压浆，间隔时间不得超过3小时。
七、试桩桩头钢筋处理
工程试桩按照普通桩钢筋进行绑扎，浇筑到地面标高标高停止浇筑，桩顶构造措施和桩头露出自然地面的高度待试桩单位确定后方可浇筑。
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