鉆孔灌注樁施工工藝

1、. 鉆孔灌注樁施工工藝1 工藝概述鉆孔灌注樁時(shí)采用不同的鉆孔方法，在地層中按要求形成一定形狀（斷面）的井孔，達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌筑混凝土，成為樁基礎(chǔ)的一種工藝。鉆孔灌注樁由于其施工速度快，質(zhì)量穩(wěn)定，受氣候影響小，因而被普遍采用。鉆孔灌注樁施工前得準(zhǔn)備工作十分重要，只有條件充分才能保證施工順利進(jìn)行。2 作業(yè)內(nèi)容鉆孔灌注樁的主要內(nèi)容有樁位放樣、場地平整、下沉、埋設(shè)護(hù)筒、樁架豎立、鉆機(jī)就位、泥漿制備、鉆進(jìn)、制作安裝鋼筋骨架、清孔、灌注水下混凝土、拔出護(hù)筒等。3 適用范圍鉆孔灌注樁按成孔工藝和成孔機(jī)械不同分為：正循環(huán)鉆孔灌注樁、反循環(huán)鉆孔灌注樁、鉆孔擴(kuò)底灌注樁和沖擊成孔灌注樁。其

2、適用范圍如下：1） 正循環(huán)鉆孔灌注樁適用于粘性土、砂土、強(qiáng)風(fēng)化、中等到微風(fēng)化巖石?？捎糜跇稄叫∮?.5m、孔深一般50m場地。2） 反循環(huán)鉆孔灌注樁適用于粘性土、砂土、細(xì)粒碎石土及強(qiáng)風(fēng)化、中等-微風(fēng)化巖石，可用于樁徑小于2.0m，孔深孔深一般60m的場地。3） 鉆孔擴(kuò)底灌注樁適用于粘性土、砂土、細(xì)粒碎石土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化巖石時(shí)，孔深一般40m。4） 沖擊成孔灌注樁適應(yīng)于粘性土、砂土、碎石土和各種巖層。對厚砂層軟塑流塑狀態(tài)的淤泥及淤泥質(zhì)土應(yīng)慎重使用。4、施工準(zhǔn)備4.1技術(shù)準(zhǔn)備1） 組織有關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)熟悉場地巖土工程勘察資料和工程設(shè)計(jì)文件，收集地下障礙物等資料。2） 會同有關(guān)單位進(jìn)行設(shè)

3、計(jì)圖紙會審。3） 編制和報(bào)審施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。4） 向項(xiàng)目管理人員和施工人員進(jìn)行工程施工質(zhì)量技術(shù)交底和安全技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、文明施工交底。5） 進(jìn)行建筑控制點(diǎn)、軸線測量和樁位施放。4.2現(xiàn)場準(zhǔn)備1） 平整施工場地，修筑臨時(shí)施工道路，接通水源、接通電源及架設(shè)電線電纜。2） 修筑施工及生活臨時(shí)設(shè)施，修筑泥漿池、循環(huán)槽等，修筑混凝土攪拌站鋼筋加工場。合理進(jìn)行施工平面布置。4.3機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備根據(jù)場地巖土層情況和設(shè)計(jì)要求，合理選擇施工機(jī)械設(shè)備。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工的機(jī)械設(shè)備可參考表1準(zhǔn)備。 鉆孔灌注樁施工的機(jī)械設(shè)備 表1序號設(shè)備名稱用途1回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔2沖擊鉆機(jī)沖擊成孔3砂石泵泵吸反循環(huán)4泥漿泵

4、正循環(huán)5雙腰合金鉆頭鉆孔6擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底7沖擊鉆頭沖孔8電焊機(jī)制作鋼筋籠9氣焊機(jī)維修設(shè)備10鋼筋切割機(jī)制作鋼筋籠11護(hù)筒定位、保護(hù)孔口12導(dǎo)管灌注混凝土13儲料斗、灌注斗灌注混凝土14泥漿比重計(jì)檢測泥漿質(zhì)量15坍落度儀檢測混凝土坍落度16試塊模做混凝土試塊17水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高18經(jīng)緯儀施放軸線、樁位、控制點(diǎn)19孔徑檢測儀測孔徑20孔深檢測器具檢測孔深21泥漿、廢渣運(yùn)輸車泥漿、廢渣外運(yùn)4.4 材料準(zhǔn)備1） 作好鋼筋、水泥、砂、石備料計(jì)劃，并按計(jì)劃進(jìn)場。當(dāng)使用商品混凝土?xí)r，應(yīng)向供應(yīng)商提出所需混凝土的強(qiáng)度、坍落度、供貨到現(xiàn)場的時(shí)間和數(shù)量等要求。2） 所需原材料應(yīng)送檢，并經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格。3） 在有較厚的砂

5、、碎石土等原土不能造漿的場地施工時(shí)，應(yīng)備足粘土或膨潤土。5施工工藝及質(zhì)量控制5.1鉆孔灌注樁施工流程鉆孔灌注樁的施工流程見圖1。 測量放線定位埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位成 孔一次清孔安裝鋼筋籠二次清孔灌注水下混凝土拔出導(dǎo)管、護(hù)筒循環(huán)泥漿護(hù)壁、清渣廢漿、廢渣排放制作鋼筋籠制備混凝土廢漿排放制作混凝土試塊終孔驗(yàn)收安裝導(dǎo)管樁頭混凝土養(yǎng)護(hù) 圖1 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工流程圖5.2埋設(shè)護(hù)筒5.2.1 護(hù)筒一般用48mm厚的鋼板卷制而成，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑150mm。護(hù)筒的頂部應(yīng)開設(shè)溢漿口，并高出地面200mm。5.2.2 護(hù)筒用挖埋的方法埋置，挖埋時(shí)，護(hù)筒與坑壁之間用粘性土填實(shí)，護(hù)筒中心應(yīng)與樁位中心應(yīng)重合，偏差

6、不得大于50mm，護(hù)筒埋置深度在粘性土中不宜小于1.00m，在砂土中不宜小于1.50m。5.3泥漿制備5.3.1根據(jù)場地情況合理規(guī)劃布置泥漿池、沉淀池、循環(huán)槽等泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿池的容積為鉆孔容積的1.21.5倍，一般不宜小于8m3。沉淀池一般設(shè)2個(gè)，可串聯(lián)使用，每個(gè)沉淀池體積不宜小于6m3，循環(huán)槽應(yīng)能保證沖洗液正常循環(huán)而不外溢。5.3.2 在粘性土層中成孔的泥漿，可在原土注入清水造漿。在砂土中成孔的泥漿，應(yīng)先在泥漿池中投入高塑性粘土或膨潤土造漿。5.3.3 以原土造漿的循環(huán)泥漿比重應(yīng)控制在1.11.3；以高塑性粘土或膨潤土造漿的循環(huán)泥漿比重在砂土層中控制在1.21.3，在砂卵石層或容易塌孔的

7、土層應(yīng)加大至1.31.5，泥漿的控制指標(biāo)：粘度1822S；含砂率不大于8%；膠體率不小于90%。5.4成孔5.4.1正循環(huán)鉆進(jìn)成孔1） 鉆機(jī)安裝時(shí)，轉(zhuǎn)盤中心、提升滑輪、立軸鉆桿和護(hù)筒中心重合，其偏差不得大于20mm，鉆機(jī)安裝應(yīng)平穩(wěn)牢固。2） 鉆進(jìn)時(shí)，在護(hù)筒內(nèi)存放一定數(shù)量的泥漿或粘土球并開泵注漿循環(huán)，鉆具下入孔內(nèi)后要低檔慢速輕壓，鉆頭全部進(jìn)入土層后逐漸增加速度和加大壓力鉆進(jìn)。3） 正常鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地層巖性合理調(diào)整和掌握鉆壓、鉆速、泵量等鉆進(jìn)參數(shù)，在粘性土中宜用中等速度、中等壓力、大泵量鉆進(jìn)，在砂土中宜用低速、輕壓、大泵量鉆進(jìn)，在碎石土中宜用低檔慢速，控制進(jìn)尺、加大泥漿比重和增加泵量的方法鉆進(jìn)。

8、4） 加鉆桿時(shí)，應(yīng)先將鉆具稍提離孔底，待沖洗液循環(huán)35min后再擰卸加接鉆桿。鉆進(jìn)過程中若發(fā)生孔斜、縮徑、塌孔或護(hù)筒周圍冒漿等情況時(shí)應(yīng)停止鉆進(jìn)，經(jīng)采取有效措施后方可施工。5） 清孔采用正循環(huán)換漿方法，一般分兩次清孔，第一次清孔在鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，使鉆頭慢速空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，不斷循環(huán)換漿。清孔后在粘性土中的孔底附近泥漿比重控制在1.1左右，在砂土、碎石土中孔底附近泥漿比重控制在1.151.25。第二次清孔在安裝導(dǎo)管后，利用導(dǎo)管輸送循環(huán)泥漿。清孔后孔底泥漿的含砂率應(yīng)8%，粘度28S，泥漿比重1.25。灌注混凝土之前孔底沉渣厚度應(yīng)符合下列規(guī)定：端承樁50，摩擦端承樁、端承摩擦樁100，摩擦樁300。5.4

9、.2 反循環(huán)鉆進(jìn)成孔1） 開鉆前要合理規(guī)劃布置好泥漿池、沉淀池和循環(huán)槽，以保證反循環(huán)作業(yè)時(shí)，沖洗液循環(huán)通暢，泥漿排放徹底，鉆渣清除順利。2） 泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)成孔應(yīng)遵守以下操作要領(lǐng)： 為保持孔壁穩(wěn)定，孔內(nèi)水位應(yīng)高出地下水位2.0m?？刂茮_液孔沿孔壁下流的速度不超過10m/min。合理控制起下鉆速度。 據(jù)不同地質(zhì)條件合理選用鉆頭。一般要求鉆頭的吸水口斷面開敞、流阻小、防止堵塞，鉆頭吸口距鉆頭底端不宜大于250；前導(dǎo)鉆頭直徑比中心鉆桿直徑大160200，超前距離為200。3）泵吸反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 水泵起動(dòng)前鉆頭離孔底大于0.2m。 吸水系統(tǒng)的連接嚴(yán)密、牢固、通順。 砂石泵啟動(dòng)后，應(yīng)待形

10、成正常反循環(huán)，才能開動(dòng)鉆機(jī)慢速回轉(zhuǎn)，下放鉆頭至孔底。開始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)先輕壓慢轉(zhuǎn)至鉆頭正常工作后，逐漸增大轉(zhuǎn)速調(diào)整鉆壓，以不造成鉆頭吸水口堵塞為限度。 鉆進(jìn)中應(yīng)認(rèn)真掌握鉆進(jìn)速度和排渣情況，排量減少或出水中含鉆屑較多時(shí)，應(yīng)控制給水速度。防止管道堵塞而中斷反循環(huán)。 在砂礫石層鉆進(jìn)時(shí)，可采用間斷給進(jìn)，間斷回轉(zhuǎn)的方法來控制鉆速。 加接鉆桿時(shí)應(yīng)先停止進(jìn)尺，將鉆頭提離孔底100200。維持沖洗液循環(huán)12min，以清洗孔底，并將管道內(nèi)的鉆渣排除干凈，然后停泵加接鉆桿。 鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)坍孔、涌砂等情況，應(yīng)立即將鉆具提離孔底，并保持空轉(zhuǎn)和沖洗液循環(huán)，同時(shí)，向孔內(nèi)加入泥漿，保持水頭壓力；恢復(fù)正常鉆進(jìn)后，控制泵排量不宜過大

11、，避免吸垮孔壁。 鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求后，將鉆具提離孔底5080維持沖洗液正常反循環(huán)清孔，直到清孔達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為止。5.4.3沖擊鉆進(jìn)成孔1） 沖孔前，應(yīng)在鋼絲繩上作記號控制沖程。開始沖孔時(shí)，應(yīng)低錘密擊，錘高0.40.6m，并及時(shí)加碎石和粘土，使孔壁擠壓密實(shí)，直至孔深達(dá)到護(hù)筒以下34m后，將錘高提高到1.52.0m以上轉(zhuǎn)入正常沖擊。正常沖擊時(shí)，應(yīng)控制好鋼絲繩放量，勤放少放，防止鋼絲繩放多減少?zèng)_程，放松過少，則不能有效沖擊，形成“打空錘”，損壞沖擊機(jī)具。沖擊鉆頭到底后要及時(shí)收繩提起沖錘、防止鋼絲繩纏卷沖擊鉆具或反纏卷揚(yáng)機(jī)。2） 在沖孔中應(yīng)根據(jù)巖土層情況合理調(diào)整沖程和泥漿比重。沖程和比重可按表2選

12、擇。 沖孔樁沖程和比重選擇表 表2巖土層名稱沖程（m）泥漿比重施工要點(diǎn)在護(hù)筒刃腳以下3m11.21.5土松軟時(shí)，投小片石及粘土塊粘性土，粉土121.11.3加清水或稀釋泥漿砂 土131.21.4向孔內(nèi)投入粘土，勤撈渣碎 石 土231.31.5向孔內(nèi)多投粘土，勤撈渣，注意打斜孔或卡鉆頭淤 泥0.81.51.21.4投碎石和粘土，邊擊邊投基 巖241.3加大沖擊能量和沖擊頻率，勤撈渣塌孔回填土11.51.31.5加粘土、碎石、低沖程反復(fù)沖擊3） 遇孤石、塊石時(shí)，可拋填相似硬度的碎石，用高沖程或高低沖程交替沖擊，將孤石、塊石擠入孔壁或?qū)⒐率?、塊石沖碎成渣。4） 巖溶發(fā)育的巖層中沖孔，容易發(fā)生偏孔、卡

13、鉆、掉鉆、泥漿流失等情況，應(yīng)采取下列措施： 發(fā)生孔斜應(yīng)用回填片石處理后重新沖擊； 發(fā)生溶洞宜填充灌漿處理后重新沖擊； 儲備足夠的泥漿和填充堵漏的材料，以便及時(shí)補(bǔ)漿和堵漏； 為預(yù)防卡鉆、掉鉆，應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭，鉆頭直徑磨損時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。5） 沖孔中應(yīng)經(jīng)常檢查綱絲繩磨損情況、卡扣松緊程度和轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免突然掉錘。6） 排渣可用泥漿循環(huán)或抽渣筒方法。如用抽渣筒排渣，在沖擊鉆進(jìn)45m深以后，每進(jìn)尺0.51.0m撈渣一次，并及時(shí)補(bǔ)充泥漿。7） 沖擊大直徑樁孔時(shí)可分級成孔。第一級鉆頭直徑宜為第二級鉆頭直徑的0.60.8倍。沖擊進(jìn)入堅(jiān)硬巖石進(jìn)尺300500mm取一次巖樣裝箱，進(jìn)入持力層后，每隔1002

14、00mm取一次樣。終孔巖樣應(yīng)裝袋保存。8） 清孔可用循環(huán)泥漿或空氣壓風(fēng)機(jī)方法。清孔過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給足夠的泥漿并保持孔內(nèi)漿液面穩(wěn)定。清孔后孔底泥漿比重控制在1.151.25，粘度28s，含砂率10% ?？椎壮猎试S厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。5.5鋼筋籠制作與安裝5.5.1 鋼筋籠宜在平整的地面鋼筋圈制臺上制作。制作質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求，鋼筋凈距必須大于混凝土粗骨料粒徑3倍以上。加勁箍設(shè)在主筋外側(cè)，鋼筋籠的內(nèi)徑應(yīng)比導(dǎo)管接頭處外徑大100mm以上，鋼筋外徑應(yīng)比鉆孔設(shè)計(jì)直徑小140mm。5.5.2 分段制作鋼筋籠，以保證鋼筋籠在吊裝時(shí)不變形為原則。兩段鋼筋籠搭接符合相關(guān)規(guī)范要求，其接頭應(yīng)互相錯(cuò)開，

15、35倍鋼筋直徑區(qū)段范圍內(nèi)的接頭數(shù)不得超過鋼筋總數(shù)的一半。5.5.3 在鋼筋籠主筋外側(cè)設(shè)置定位鋼筋環(huán)、砂漿墊塊，其間距豎向?yàn)?m，橫向圓周不得少于4處，并均勻布置。鋼筋籠頂端應(yīng)設(shè)置吊環(huán)。5.5.4 鋼筋籠可用吊車或鉆機(jī)吊裝，吊裝時(shí)應(yīng)防止鋼筋籠變形，安裝時(shí)要對準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。鋼筋籠下放到設(shè)計(jì)位置后立即固定，防止移動(dòng)。5. 6水下混凝土灌注5.6.1 水下混凝土必須具有良好的可易性，坍落度宜為180220mm。混凝土含砂率宜為40%45%，選用中粗砂。粗骨料的最大粒經(jīng)應(yīng)40mm.水灰比宜采用0.50.55，每立方混凝土中水泥用量不宜少于380kg。5.6.2 導(dǎo)管宜用無縫鋼

16、管制作，導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm，直徑宜為200300mm，直徑制作偏差不應(yīng)超過2mm，導(dǎo)管的分節(jié)長度按工藝要求確定，配置若干1.01.5m的短管，導(dǎo)管每節(jié)長度一般2.03.0m。底管長度不宜小于4m。接頭用法蘭盤連接。法蘭盤周圍對稱設(shè)置連接螺栓孔不宜少于6個(gè)。螺栓口徑不宜小于12mm。導(dǎo)管連接處用厚度為45mm的橡膠墊圈密封，嚴(yán)防漏水、漏氣。連接導(dǎo)管時(shí)要使導(dǎo)管平直，內(nèi)壁光滑平整，安裝后的導(dǎo)管軸線偏差不得超過20mm。下孔前應(yīng)作試壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.61.0MPa，保證導(dǎo)管密封性能可靠和在水下作業(yè)時(shí)導(dǎo)管不漏水。5.7 用導(dǎo)管進(jìn)行清孔合格后立即進(jìn)行水下混凝土灌注。開灌時(shí)，導(dǎo)管底端應(yīng)提離孔底305

17、0cm，以保證隔水塞能順利排出。5.8 開灌前儲料斗內(nèi)必須有足夠的混凝土量，其體積必須滿足將導(dǎo)管底端一次性埋入混凝土中80cm以上的深度為宜。5.9 在混凝土灌注過程中，要經(jīng)常測量混凝土面上升高度，保持導(dǎo)管在混凝土中的埋深在26m。嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面，灌注水下混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中途停止，并邊灌注混凝土邊按規(guī)定上下穿插導(dǎo)管（上提高度一般1），以保證樁身混凝土密實(shí)，無斷樁、縮徑、夾泥和蜂窩結(jié)構(gòu)。5.10 提升導(dǎo)管時(shí)應(yīng)避免碰到掛鋼筋籠和鋼筋籠上浮，當(dāng)灌注的混凝土面距鋼筋籠底端時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋管深度不要過深。當(dāng)混凝土面上升到鋼筋籠內(nèi)34m時(shí)，再提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底端高于鋼筋籠底端2m以

18、上時(shí)，即可恢復(fù)正常的灌注速度。5.11 為保證樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量，應(yīng)控制最后一次混凝土的灌注量，一般灌注的混凝土頂面標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高80100cm。5.12 灌注樁身混凝土?xí)r，每根樁應(yīng)制混凝土試塊不得少于一組。試塊養(yǎng)護(hù)28天后及時(shí)送檢。6質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)6.1 泥漿護(hù)壁成孔的混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表3規(guī)定：混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表3項(xiàng)目序號檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢驗(yàn)方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁位13根、單排樁、群樁、邊樁b1000D/6、且不大于100基樁開挖前量護(hù)筒，開挖后量樁中心b1000100+0.01H條形樁、群樁的中間樁b1000D/4、且不大于150b1000150+0.0

19、1H2孔 深mm300只深不淺,用重錘或鉆桿測量嵌巖樁應(yīng)確保進(jìn)入設(shè)計(jì)要求基巖深度3樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按樁基檢測技術(shù)規(guī)范。如鉆芯取樣，大直徑嵌巖樁應(yīng)鉆至樁尖下1m按樁基檢測技術(shù)規(guī)范4混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求試件報(bào)告或鉆芯取樣送檢5承載力按樁基檢測技術(shù)規(guī)范按樁基檢測技術(shù)規(guī)范6鋼筋籠主筋間距mm10用鋼尺量7鋼筋籠長度mm100用鋼尺量一般項(xiàng)目8垂直度%1測立軸線鉆桿9樁 徑mm50井徑儀或超聲波檢測10泥漿比重1.151.20用比重計(jì)測，清孔后在距孔底56cm處取樣11沉渣厚度端承樁mm50用測繩測量摩擦樁mm300摩擦端承、端承摩擦樁mm10012鋼筋籠鋼筋籠材質(zhì)檢驗(yàn)mm符合設(shè)計(jì)要求抽樣送檢箍筋間距mm20用鋼尺量直 徑mm10用鋼尺量安裝深度mm100用鋼尺測量13混凝土坍落度mm160220坍落度儀量14混凝土充盈系數(shù)1檢查樁的實(shí)灌混凝土量15樁頂標(biāo)高mm+30、-50水準(zhǔn)儀測、扣除浮漿注：H為地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高距離。7材料保護(hù)7.1 軸線控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在距外墻樁510m處，用水