钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑.docx

1、钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑 (5) 施工机械设备选择根据钻孔灌注桩基础工程概况的数据统计，以桩径、桩长及数量为参考依据，选用工程钻机和旋挖钻机施工灌注桩。拟投入的主要施工机械设备表见表3.3.2-6（不含2200的钻孔桩施工机械设备，2200的钻孔桩施工机械设备见表3.3.2-3）。表3.3.2-6 拟投入的主要施工机械表序号名 称型 号数 量用 途1工程钻机GPS-1510台桩成孔、清孔2泥浆泵W-32010台灌注回灌补浆排污3砂石泵3PNL3台反循环排渣4污水泵2PN3台抽水、抽废浆5泥浆搅拌机JB502台泥浆制备6导管259300m砼灌注4 钻孔灌注桩施

2、工工艺流程钻孔灌注桩施工的重点容包括：测量定位放线，护筒埋设，钻机定位，成孔（泥浆拌制），一次清孔及检测验收，钢筋笼制作与吊装，二次清孔，混凝土灌注，成桩质量检查等。(1) 钻孔灌注桩施工总流程图见图3.3.2-2。图3.3.2-2 钻孔灌注桩施工工艺流程图(2) 钻孔灌注桩施工流程示意简图见图3.3.2-3。图3.3.2-3 钻孔灌注桩施工流程示意简图5 钻孔灌注桩施工方法(1) 定位放线首先进行场地的平整硬化，在不受桩基施工影响处设置桩基轴线的定位点和水准点，确定桩位。成孔前，会同有关部门进行复核测量基线、水准基点及桩位，确保准确无误。根据提供的规划红线与边轴关系定出施工桩位基准轴线，会同

3、监理组织验收，并做好基准点的保护措施，直至竣工验收。根据桩位控制轴线的基准点，按设计图所示尺寸逐一放桩位，桩位之间尺寸仔细复核以防出错。定好桩位后，先在桩位控制圆外侧弹出桩位十字线以便控制桩位。测量放样的仪器设备必须经过检验合格后方能使用。(2) 埋设护筒十字架设计桩径D 桩基队伍基坑直径=D+200mm1100-1500mmm200地面护筒设计桩径D护筒直径=D+100mm基坑直径=D+200mm护筒直径=D+100mm200mm为防止钻进施工中护筒外圈返浆造成塌孔和护筒脱落，护筒要埋入自然地面以下10m（粘性土）或15m（砂土），高出自然地面20cm。护孔径比设计桩径大10cm，其中心与桩

4、位中心线偏差不得大于20mm，护筒其垂直度偏差小于1/150。护筒埋设示意图见图3.3.2.4-1。图3.3.2-4 护筒埋设示意图钻孔开始前埋设护筒，以保证钻机沿桩位垂直方向顺利工作，同时保护孔口和提高桩孔的泥浆水头。护筒用8mm厚的钢板制作，角钢加固，护筒径比桩身设计直径大100mm。护筒埋设牢固密实，在护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水。护筒设二个溢浆孔，便于泥浆溢出流回泥浆池，进行回收和循环。(3) 钻机就位钻机就位后，底座必须用水平尺打好水平，达到平整、稳固，以确保钻进中不发生倾斜和移动；转盘中心与桩位中心的允许偏差小于20mm，转盘在四个方向上的水平度误差小于1/300，施工过

5、程中用精密水准仪测量控制水平误差。(4)成孔施工钻机钻进开孔时，为防止桩径超径，轻压慢转，达到护筒底下4m时再加速；在易缩颈的粘土层中钻进时，要配合复钻；粉砂中钻进，中压慢转，并加大泵量，在有倾斜状的软硬土层交接处，吊住钻杆，严格控制进尺速度，防止桩孔倾斜。在发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况时，立即停止钻进，针对不同情况采取相应措施后方可继续施工。上述方法通过大量工程实践证明是行之有效的，优点在于回转阻力较小，钻进平稳，且有一定的导向能力和钻进效率。钻孔灌注桩成孔泥浆使用膨润土制作而成，泥浆参数要求见表3.3.2-7。表3.3.2-7 成孔泥浆要求项次项 目性能指标

6、检验方法1比重1.11.15比重计2粘度1025s5000/70000漏斗法3含砂率64胶体率95量杯法5泥皮厚度 13mm/30min失水量仪6静切力1min2030mg/cm210min50100mg/cm2静切力计7稳定性0.03g/cm28PH值79PH试纸由于本工程量比较大，施工现场选择合适位置布置大容量的泥浆池，每台机开挖一至二个小型泥浆池，可直接挖沟将池相连，再辅以泥浆除砂旋流系统，对泥浆进行净化处理。钻进过程中泥浆经旋流器、沉淀池进行泥浆净化后流回孔，以降低泥浆的含砂量，确保钻孔泥浆性能满足施工质量要求。泥浆循环系统布置见图3.3.2-5。图3.3.2-5 泥浆循环系统布置(5

7、) 第一次清孔孔底沉渣厚度是灌注桩重要控制指标，孔底沉渣有三方面危害：增加桩的沉降量，降低桩端承载力；沉渣被卷入砼后，使桩身砼强度降低；灌注砼时沉渣上升，钢筋笼所受压力较大，易将钢筋笼拱起。因此清孔后的沉渣厚度必须严格控制在规容许的围以。1) 正循环清孔当钻至设计标高后，停止钻进，并及时用正循环换浆法进行第一次清孔。具体方法：在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10-20cm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断地进行，并时常串动钻具，以提高一次清孔效果。一次清孔的时间根据钻具回落试验孔底沉渣厚度和返浆比来决定清孔是否可以结束；清孔泥浆进浆比重为小于1.15，返浆比重小于1.30，一

8、次清孔时泥浆比重取上限。手触泥浆无颗粒感觉，且沉渣厚度小于10cm，一次清孔即可结束。清孔过程中设专人捞渣，换浆时废浆要及时运走，并及时补给足够的泥浆，保持浆面稳定。2) 反循环清孔泵吸反循环清孔可利用成孔的泵吸反循环系统直接进行。清孔时将钻头提离孔底5080cm，输入密度1.10以下的泥浆进行泵吸反循环清孔至符合要求。清孔时送入孔的泥浆不得少于砂石泵的排量，保证循环过程中补浆充足。清孔时泵吸量合理控制，避免过大吸垮孔壁。如泥浆中含有较大颗粒的砂石，采用反循环清孔，泵吸反循环工艺,见图3.3.2-6，气举反循环工艺,见图3.3.2-7，气举反循环清孔可将30mm左右的石块排出，直至孔沉渣厚度和

9、泥浆比重符合要求。1-钻杆；2-钻头，3-旋转台盘；4-液压马达5-液压泵；6-方型传动杆；7-砂石泵；8-吸渣软管；9-真空柜；10-真空泵；11-真空软管；12-冷却水槽；13-泥浆沉淀池1-气密式旋转接头；2-气密式传动杆；3-气密式钻杆；4-喷射嘴；5-钻头；6-压送软管；7-旋转台盘；8-液压泵；9-压气机；10-空气软管；11-水槽图3.3.2-6 泵吸反循环施工法 图3.3.2-7 气举反循环施工法清孔后，将钻具提出孔外，测量其孔深、孔底沉渣、孔径及孔斜，做好详细记录。(6) 钢筋笼施工钢筋笼制作按设计和规要求进行，主筋必须平直，规格、数量、尺寸、位置必须准确，箍筋间距要均匀，焊

10、接、搭接长度、搭接位置符合规JGJ94-94要求，钢筋笼制作尺寸允许偏差：主筋间距10mm,箍筋间距20mm，钢筋笼直径10mm，钢筋笼长度100mm，钢筋笼保护层厚度10mm。1) 钢筋笼制作钢筋笼制作前，对所采用的钢筋进行外观检查，钢筋表面必须洁净，无损伤、油渍、漆污和铁锈等，带有颗粒状或片状老锈的钢筋严禁使用。钢筋加工前，先行调直，使钢筋无局部曲折。螺旋箍筋与主筋的连接采用直接点焊固定。成型钢筋笼平卧堆放，且不得超过二层。现场使用钢筋必须具有质保书和试验报告，并经现场抽样检测后使用。钢筋笼制作分两节加工，节钢筋连接采用机械连接，孔口的钢筋连接采用绑条焊；主筋的搭接以50%错开，单面焊接长

11、度大于或等于10d+20mm。下节笼上端露出操作平台高度1m左右，主筋焊接部位的污垢予以清除。上下节笼各主筋位置对正，且上下笼均处于垂直状态进行焊接，焊接时两边对称施焊，并敲去焊渣；焊接完毕后，补足焊接部位的箍筋。22吊筋22吊筋22吊筋22吊筋钢筋笼施工时一并把吊筋焊接完成。具体见图3.3.2-8。图3.3.2-8 吊筋示意图钢筋笼制作完毕，由质检员检查验收，并填写钢筋笼隐蔽检查验收记录。2) 钢筋笼安装起吊时采用两台汽车吊起吊，主吊保证垂直吊，起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，且吊点对称。钢筋笼设置3个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形，端部吊点在笼子中心。详见

12、图3.3.2-9。图3.3.2-9 钢筋笼吊装示意图钢筋笼运转过程中，防止高起猛落，须用双吊车起吊，以防止弯曲和扭曲变形（因直径大自重亦较大），吊放钢筋笼入孔时，注意勿碰孔壁，防止坍壁和将泥土杂物带入孔。先将下段挂在孔，吊高第二段进行焊接，逐段焊接逐段放下，吊入后校正位置垂直，勿使相互扭转和变形，各节焊接连接以前，须使上下节笼各主筋位置相对校正，且上下笼保持垂直状态，焊接时两边对称施焊。为保证钢筋笼的安放深度符合设计标高，安放前由施工员测定具体标高尺寸。为防止灌注混凝土时钢筋笼移位及上浮现象发生，钢筋笼下到设计位置后必须固定好，笼顶、底标高偏差在50mm之间。钢筋笼吊放时，确保钻孔和钢筋笼的同

13、心度。钢筋笼在起吊、运输和安装中采取措施防止变形。钢筋笼孔口焊接时，对准桩孔中心缓慢下放，防止钢筋笼左右摇晃，以防止碰撞孔壁。钢筋笼入孔后在孔口将其固定，以确保钢筋笼的保护层厚度。钢筋笼入孔时，先在护筒上作标记，保持主筋在孔的正确位置，钢筋笼下吊时以此为基准，严格按施工图纸施工。钢筋笼入孔遇阻时，不得强行下入，分析、查明原因并采取相应的措施进行处理。(7) 导管安装及二次清孔根据桩径、桩长和灌注量合理选择导管、起吊运输等机具设备的规格型号，导管直径依据所灌注桩钢筋笼直径确定，保证钢筋笼直径大于导管接头外径100mm 以上。导管吊入孔时，将橡胶圈或胶皮垫安放周整、严密，确封良好。导管在桩孔的位置

14、保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。导管底部距孔底（孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞及首批砼为度，一般为300500mm，以便隔水栓顺利排出，隔水栓采用球胆。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置。当钢筋笼安装完毕后，尽快安放导管，进行第二次清孔。吊放导管时，位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。二次清孔：第二次清孔利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，二次反循环清孔的泥浆比重小于1.10，返浆比重小于1.15，工程桩沉渣厚度小于10cm，清孔时间一般控制在20分钟左右。二次清孔结束后，由施工员进行孔底沉渣的测试，在满足沉渣厚度控制指标后，会同建设单位、监理单位进

15、行验收，合格后及时签证，并及时进行下道工序混凝土灌注。(8) 混凝土的供应与灌注本工程采用商品混凝土，按设计要求订购混凝土。混凝土运输到现场后必须进行坍落度检测。依据孔深、孔径确定初灌量，初灌量不小于规要求。在灌首批砼之前最好先配制0.10.3 m3水泥砂浆放入滑阀（隔水塞）以上的导管和漏斗中，然后再放入砼，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助砼重量排出导管的水，使滑阀（隔水塞）留在孔底，灌入首批砼。首批砼灌注正常后，连续不断灌注砼，严禁途中停，为此在灌注前需作好各项准备工作，同时根据实际需要配备发电机一台，以防停电造成事故。在灌注过程中，经常用测锤探测砼面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管

16、，保持导管的合理埋深。探测次数一般不少于所适用的导管节数，并在每次起升导管前，探测一次管外砼面高度。遇特别情况（局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大时的桩孔等）增加探测次数，同时观察返水情况，以正确分析和判定孔的情况。在水下灌注砼时，根据实际情况严格控制导管的最小埋深，以保证桩身砼的连续均匀，不使其可能裹入砼上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象。对导管的最大埋深，则以能使管砼顺畅流初出，便于导管起升和减少灌注提管、拆管的辅助作业时间来确定。最大埋深不超过最下端一节导管的长度或6米，最小埋管深度不小于2m。灌注接近桩顶部位时，为确保桩顶砼质量，漏斗及导管的高度严格有关规定执行。混凝土水下

17、灌注时间必须控制在买入导管的混凝土不丧失流动性的时间，必要时可掺加适量的缓凝剂。桩顶超灌高度控制在8001000mm，既保证桩顶砼强度，又防止材料浪费。在桩顶灌注完成后，立即测量桩顶实际标高，待桩顶混凝土强度达到设计强度的70%时，将高出设计标高的部分凿出。6 钻孔灌注桩后压浆灌注桩桩底后压浆是近年来发展的桩基改良技术，通过压浆，使桩周及桩底松软土体得到有效加强，从而大幅度提高灌注桩的桩侧阻力和桩端阻力，大幅度提高灌注桩的承载性能。其作用机理是在桩体形成后，由桩端和桩侧的预埋管压入水泥浆，通过浆液的渗扩、挤密和劈裂压密等方式，消除泥皮和桩底沉渣的固有缺陷，改善桩土界面，使桩周一定围的土体得到加

18、固，土体强度增加，增大桩侧摩阻力和端承力，从而大幅度地提高桩的极限承载力和减少沉降量。后压浆起始作业时间一般于基桩成桩7天以后即可进行，具体时间可视基桩施工态势进行调整，但一般不超过成桩后30天(遇有特殊情况，可作提前或拖后压浆)。(1) 施工工艺施工时清理出来预埋的注浆管管头，在其上部焊接钢管丝扣，将注浆管与丝扣连接，开动注浆泵注浆，达到设计压力值后，持压十分钟后，注浆结束。(2) 后压浆管路设置1) 桩端压浆阀按成熟可靠的、且成功应用于多个工程的授权式样进行制作。2) 压浆导管采用国标低压流体输送用焊接钢管。按规要求，直径小于1000mm的桩，采用公称口径25的压浆导管，壁厚3.0mm；对

19、于本工程中2200的超大、超深钻孔灌注桩，采用公称口径37的压浆导管，壁厚4.0mm.3) 压浆导管按设计要求进行设置。 压浆导管上端均设管螺纹、管箍及丝堵；桩端压浆导管下端设有螺纹及用以旋接桩端压浆阀的管箍。 压浆导管的连接均采用套管焊接，焊接必需连续密闭，焊缝饱满均匀，不得有孔隙、砂眼（每个焊点敲掉焊渣检查焊接质量，符合要求后才能进行下一到工序）。 压浆导管与钢筋笼固定采用12号铅丝十字绑扎固定方法，绑扎牢固，绑扎点均匀。桩端压浆导管绑扎于加劲箍侧，绑扎固定点为每一道加劲箍处。 压浆导管的上端于桩施工作业地坪200mm（视具体情况可略作调整）；压浆导管的下端距钢筋笼纵笼底端约400mm。（

20、注：钢筋笼最下面一道加劲箍亦调整到该处）。 钢筋笼入孔吊放过程中不得反复扭动和向下冲撞；钢筋笼必须沉放到底，不得悬吊。 桩混凝土浇灌完毕，空孔回填后，需插有明显标识，严禁车辆碾压。(3) 后压浆机械设备 压浆泵采用SGB6-10型高压注浆泵，额定压力10MPa，额定流量100L/min，功率18.5kW。图3.3.2-10 SGB6-10型高压注浆泵 压浆泵控监测压力表为2.5级16MPa抗震压力表。 液浆搅拌机为与注浆泵相匹配的YJ-340型液浆搅拌机，容积为0.34m3，功率4kW。 水泥浆液的输浆管采用高压流体泵送软管，额定压力不小于8MPa。(4) 灌注桩后压浆技术控制1) 后压浆质量

21、采用注浆量和注浆压力双控方法，以水泥注入量控制为主，泵送终止压力控制为辅，压浆所用水泥标号为P.O 42.5，注浆水灰比0.500.60。2)水泥压入量达到表中设计值的80，泵送压力不足表中预定压力的70时，调小水灰比，继续压浆至满足预定压力。3)若水泥浆从桩侧溢出，调小水灰比，间歇压浆至水泥压入量满足上表要求。4) 满足下列条件之一，可停止压浆： 水泥压入量和泵送压力均达设计要求。 泵送压力超过2.0MPa且持荷3分钟，且水泥压入量不小于表中设计值的80。5) 出现下列情况之一，改为间歇注浆或调低水灰比： 注浆压力长时间低于正常值； 地面出现冒浆或周围桩孔串浆。7 钻孔灌注桩工序质量控制要点

22、及检验标准(1) 成孔质量1) 护筒埋设、安装牢固，埋入深度不小于0.8-1.0m，围土分层夯实，筒心与桩位中心重合，偏差不大于20mm。2) 桩位复核（开钻前进行）：中心位置允许偏差10mm；护筒孔口标高高于周围地面不小于200mm ，准确记录原始高程，以做为判断钻孔进尺的依据。3) 成孔要求：防塌、防斜、孔深允许偏差200mm，垂直度允许偏差小于1%。开钻前采用磁力线坠检查钻塔及钻杆的垂直度小于3。并在钻孔过程中根据情况随时校正钻孔垂直度。4) 桩径要求：根据钻头直径或砼灌入量推算。桩径允许偏差50mm。5) 终孔验收标准：孔深达设计要求。孔底沉渣厚度小于100mm。泥浆比重小于1.2 t

23、/m。(2) 清孔质量 1) 清孔注意事项：泥浆比重适当、保持水头、防止塌孔；孔口上返泥浆比重：小于1.20 t/m。2) 孔底沉渣：用测绳检测，清孔后小于50mm。3) 临灌砼前小于100mm。(3) 钢筋笼制作质量1) 几何尺寸符合设计要求（尺量检查）：采用模具制作以保证主筋位置准确，成笼垂直度好，无扭曲现象，几何尺寸允许偏差见表3.3.2-5。2) 主筋除锈、调直；主筋尽量减少接头，每根主筋允许焊接接头不超过3个；主筋焊接接头错开500mm，同一截面接头数目不多于主筋根数的50%；钢筋笼桩顶5米围不得有接头。3) 加工加劲箍筋要求有助正圆（长径-短径差不大于10mm）；箍筋与主筋之间采用

24、焊接；4) 主筋保护层厚度采用在笼身（钢筋笼上部及其余部分）加100mm同标号砼圆垫块来保证，垫块厚40mm，均匀分布（每六米一道，每道四块）。5) 钢筋、电焊条原材均有合格证及复验单。(4) 筋笼吊运安装质量1) 三点起吊，并使用加固杉杆，防止钢筋笼弯折。2) 需要长距离水平运输时，用设有托架的平板车运输，防止钢筋笼变形。3) 吊装入孔时要轻起轻落，不得强行压入，要居中下放，保证垂直度和保护层厚度。4) 钢筋笼顶面达到设计标高后，将插杆上端固定在孔口钻机行走轨道槽钢下，防止钢筋笼上浮。(5) 砼质量1) 进场的商品混凝土必须有出厂质量证明书、配合比通知单、碱含量评估报告。对进场混凝土及时进行

25、坍落度检测。2) 本工程混凝土试块的留置按每台桩机每个台班制作一组，拆模后及时编号。砼试块在施工现场搁置养护不超过三天既送实验室标养。(6) 水下灌注质量1) 导管连接牢固顺直，接口严密不漏泥浆，在500Kpa 压力下不渗漏。2) 准确计量导管长度及下放深度（以护筒上口标高为准），下口与孔底的距离以能顺利排出隔水栓和砼为度，一般为300-400mm。3) 导管下放到位后，立即测定孔底沉渣厚度及泥浆比重，如沉渣厚度超过100mm 或泥浆比重超过1.20时，进行二次清孔，合格后方准灌注水下砼。4) 在灌注首批砼前，在导管中的泥浆上表面放置符合要求球胆。首批砼的灌注量至少能足以将导管下口埋入混凝土中

26、1.50m。5) 首批砼灌注完毕后，立即检测孔砼面标高并计算导管下口埋置深度，同时探测导管是否有泥浆回流或漏入，如无疑问则可继续正常灌注；如发现导管大量进水或出现其它灌注事故，暂停灌注，由施工及监理单位的值班负责人共同拟订紧急处置办法，施工员和监理员都要对事故的发生和处理的全过程做好详细记录备查。6) 灌注砼要连续进行，尽量缩短灌注时间，至多不超过砼的初凝时间，以防桩孔顶层砼失去流动性，顶升困难，造成质量事故。7) 灌注过程中，随时注意观察管砼下降和孔水位升降情况，及时检测孔砼面高度。随着孔砼面的上升，及时提升和分段拆除上端导管。导管下口在砼的埋置深度一般控制在2-6m，在任何情况下不小于2m

27、，不大于6m。8) 在混凝土灌注过程中，要利用卷扬机使吊着的导管不断的上下翻插窜动，以达到振捣密实混凝土的作用。9) 在提升导管时，保持轴线竖直，位置居中，防止导管卡挂钢筋笼。10) 为确保桩顶质量，砼的顶面高出桩顶设计标高0.5-1.0m ,在探测证实砼面确已达到上述要求后方可停止灌注。11) 在灌注完成后，最后拔出导管时，缓慢拔出，使砼得以弥合，防止快拔，造成泥浆混入，形成混泥桩芯。12) 相邻两桩施工距离大于3d，相邻桩施工待临桩砼强度达到50%以后方可进行，以防引起串孔、塌孔或断桩。(7) 成桩质量1) 开槽后核验桩位，在桩顶设计标高处，桩位允许偏差符合桩基规验收要求。2) 核验桩身砼

28、强度，需要时在桩顶标高处用回弹仪检验桩身砼实际强度，其强度等级不小于C30。3) 进行桩的动、静荷载试验，检查桩身完整性及桩的承载力能否达到设计要求。(8) 质量检验标准1) 钢筋笼质量检验标准，见下表。表3.3.2-8 钢筋笼质量检验标准序号检查项目允许偏差或允许值检查方法1主筋间距10用钢尺量2长度100用钢尺量3钢筋材质检验设计要求抽样送检4箍筋间距20用钢尺量5直径10用钢尺量2) 钢筋混凝土灌注桩质量检验标准见表3.3.2-9。表3.3.2-9 钢筋混凝土灌注桩质量检验标准序号检 查项 目允 许 偏 差检 查方 法单位数 值1桩位mmD/6,且不大于100D/4，且不大于150用钢尺量，D为桩径2孔深mm+300用重锤测3桩体质量检验按基桩检测技术规按基桩检测技术规4混凝土强度设计要求试件报告5承载力按基桩检测技术规按基桩检测技术规6垂直度1.0%用超声波检测7桩径mm50用超声波检测8泥浆比重1.15-1.20用比重计测9泥浆面标高（高于地下水位）m0.5-1.0目测10沉渣厚度：端承桩摩擦桩mm50150用沉渣仪或重锤测量11混凝土塌落度：水下灌注施工mm160-22070-100塌落度仪12钢筋笼安装深度mm100用钢尺量13混凝土充盈系数1检查每根桩的实际灌注量14桩顶标高mm+30-50水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体