鉆孔灌注樁的施工工藝及施工要點(diǎn)

1、鉆孔灌注樁的施工工藝及施工要點(diǎn)第一節(jié) 鉆孔灌注樁施工流程 鉆孔灌注樁施工工序包括場地準(zhǔn)備、樁位放樣、埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔、清孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土等，施工工藝流程如圖3-1所示。鉆孔灌注樁施工是一項(xiàng)質(zhì)量要求高，須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成多道工序的地下隱蔽工程，施工必須要認(rèn)真按照施工工藝流程進(jìn)行。鉆孔灌注樁工藝流程圖第二節(jié) 施工準(zhǔn)備3.2.1 放樁放樁是指將設(shè)計(jì)好的樁中心點(diǎn)位的坐標(biāo)用相關(guān)儀器投放到施工場地中。放樁流程為：核對坐標(biāo)架設(shè)儀器輸入坐標(biāo)放點(diǎn)。（1）核對坐標(biāo)此過程往往被眾多測量人員所忽略，圖紙中給定的坐標(biāo)可能會是錯(cuò)誤的，因此在實(shí)地放樁前需要進(jìn)行坐標(biāo)核算，核對坐標(biāo)可用Execel表格。（2） 架

2、設(shè)儀器將全站儀位于控制點(diǎn)位處，固定兩支架，伸縮第三只架。使圓水準(zhǔn)器泡偏向的方向與固定兩只架中的一個(gè)處于同一直線上，然后固定支架再調(diào)節(jié)和氣泡在一直線上的支架。一般情況只要精平后再對中精平就可以了，棱鏡立于另一控制點(diǎn)位處作為后視。（3） 輸入坐標(biāo)將要測放樁號的點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到全站儀中，全站儀就可以計(jì)算出控制點(diǎn)位與測放點(diǎn)位的距離與角度。（4） 放點(diǎn)調(diào)整全站儀使鏡頭方向指向測放點(diǎn)位的方向，誤差在2”左右以內(nèi)，將棱鏡立于測放點(diǎn)位附近，不斷調(diào)整棱鏡的位置，是全站儀對準(zhǔn)棱鏡頭，然后通過全站儀測距后給定的移動距離移動棱鏡，直到全站儀經(jīng)過測算后給定的移動距離1mm左右以內(nèi)為止，再將木樁或鋼樁釘在棱鏡架設(shè)處并噴漆，

3、此時(shí)一個(gè)樁的樁位即投放完成。3.2.2 人工挖探坑 施工廠區(qū)內(nèi)地下管線復(fù)雜，為保證管線安全及施工正常進(jìn)行，在鉆孔樁施工前需進(jìn)行人工挖探坑探明管線準(zhǔn)確位置，并加以保護(hù)后方可施工鉆孔樁。探坑深度不小于2.0m（挖到原狀土），如果2.0m以下仍然為回填土，不能確定管線位置的，必須繼續(xù)挖，直到原狀土或確定管線位置為止。為保證施工安全必須澆注混凝土護(hù)壁，探坑開挖至1m后必須開始施做混凝土護(hù)壁，嚴(yán)防土質(zhì)疏松導(dǎo)致孔口坍塌。3.2.3 符樁符樁的過程大致與放樁相同，略有不同的是樁位標(biāo)識是安放在人工挖探坑后的蓋板上，以便鉆機(jī)中心對準(zhǔn)標(biāo)識準(zhǔn)確下鉆。符樁也是施工準(zhǔn)備中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不可忽視。3.2.4 護(hù)筒埋設(shè)護(hù)

4、筒采用鋼護(hù)筒，根據(jù)不同的鉆孔徑用4mm鋼板制成內(nèi)徑比鉆孔直徑大0.1m0.2m的鋼護(hù)筒，護(hù)筒埋設(shè)一般要高出地下水位1.0m2.0m，并高出施工地面至少0.3m，護(hù)筒在黏土層中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m，其高度尚應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求，如果采用旋挖鉆機(jī)開挖護(hù)筒埋設(shè)深度不應(yīng)小于2.5m。并且要求堅(jiān)固、不漏水。鋼護(hù)筒頂端留有寬0.4m、高0.2m的出漿口，樁位經(jīng)測設(shè)確定后，先挖探坑，確認(rèn)沒有管線后進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)，護(hù)筒外圍用粘土填筑夯。護(hù)筒采用鉆機(jī)壓入，位置應(yīng)準(zhǔn)確，其中心線與樁中心線對齊，允許偏差不大于20mm，并應(yīng)保證護(hù)筒的垂直度，傾斜率不大于L(L為護(hù)筒的全長)4。3.2.5 泥漿

5、制備一、泥漿制備技術(shù)要求使用的泥漿用泥漿用優(yōu)質(zhì)膨潤土制作。泥漿技術(shù)指標(biāo)見表3-1所示。表3-1 泥漿技術(shù)指標(biāo)表項(xiàng)目名稱新制泥漿循環(huán)再生泥漿廢棄泥漿1比 重（g/cm）1.061.101.101.251.252粘度（s水量（ml/30min）2030304泥皮厚度（mm）3555含砂量（%）4556PH值8101111制備好的泥漿還應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）及時(shí)采集泥漿樣品，測定性能指標(biāo)。對新制備泥漿要進(jìn)行第一次測試，使用前進(jìn)行一次測試，鉆孔過程中再測試一次，鉆孔結(jié)束后在泥漿面下1米及孔底以上0.5米處各取泥漿樣品進(jìn)行測試。泥漿回收、處理后各測試一次。（2）儲存泥漿每8小時(shí)

6、攪拌一次，每次攪拌泥漿或測試必須進(jìn)行記錄。 （3）新鮮泥漿制作好擱置24小時(shí)后，經(jīng)測試各項(xiàng)指標(biāo)合格方可正式使用。回收泥漿必須經(jīng)過振動篩處理，性能指標(biāo)達(dá)到要求后方可循環(huán)利用。（4）施工中經(jīng)常測定泥漿比重、粘度、含砂率和膠體率。二、泥漿循環(huán)系統(tǒng)環(huán)泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、沉淀池、泥漿輸出管、泥漿回收管、制漿機(jī)、活動振動篩、除渣設(shè)備等組成，并應(yīng)設(shè)有排水排廢漿等設(shè)施，循環(huán)系統(tǒng)如圖3-2。 圖3-2 泥漿循環(huán)系統(tǒng)圖3.2.6 混凝土配合比及灌注機(jī)具一、混凝土的配合比因混凝土是在水下灌注，因此混凝土應(yīng)該具有良好的和易性和流動性，且易于在導(dǎo)管中流動，又不易于離析，因此需要對混凝土的粗細(xì)骨料和外加劑嚴(yán)格要求。對混

7、凝土的材料要求如下：水泥：采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級不宜低于32.5級，用量不低于370Kg/m，水泥的初凝時(shí)間不早于2.5h。細(xì)骨料：應(yīng)選用級配合理，質(zhì)地堅(jiān)硬，顆粒潔凈的天然中粗砂。、粗骨料：宜選用堅(jiān)硬卵礫石或碎石，骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6至1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40mm。外加劑：為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土摻入減水劑、混凝劑、早強(qiáng)劑等外加劑。二、主要機(jī)具設(shè)備主要機(jī)具設(shè)備：向水下輸送混凝土用的導(dǎo)管；導(dǎo)管進(jìn)料用的漏斗；隔水膽與混凝土擋板；輸送混凝土用的攪拌車等。各設(shè)備主要參數(shù)如下：導(dǎo)管內(nèi)徑為20cm，分段制成，導(dǎo)管間通過導(dǎo)管端部的螺絲口導(dǎo)

8、管套筒連接。導(dǎo)管每節(jié)長度2.5m，最上部的三節(jié)導(dǎo)管從上到下依次為0.5m、1.0m、1.5m。漏斗為5mm厚的鋼板制成，容積大于1m。隔水膽采用籃球內(nèi)球膽，直徑為20cm，即同導(dǎo)管內(nèi)徑，混凝土擋板采用3mm厚圓形鋼板，略大于漏斗下口。第三節(jié) 主要施工過程和施工要點(diǎn)3.3.1 鉆孔施工 一、鉆機(jī)就位 鉆孔選用德國產(chǎn)的低噪音、無污染、高效率、特備適合堅(jiān)硬巖層寶峨BG25C鉆機(jī)成孔，該鉆機(jī)采用全斷面取芯鉆機(jī)工藝，即采用特別的“筒式”鉆具，將一次性全部抓入筒中，成孔速度可達(dá)1015m/h。 鉆機(jī)就位前應(yīng)先檢查鉆機(jī)底座和頂端是否平衡，檢測作業(yè)區(qū)承載力是否滿足鉆機(jī)施工要求，保證在鉆進(jìn)過程中不產(chǎn)生位移和沉陷

9、；鉆機(jī)就位后對應(yīng)鉆桿中心和垂直度進(jìn)行復(fù)測，其偏差不應(yīng)大于2cm。對鉆桿垂直度的復(fù)測是一項(xiàng)必不可少的工作，垂直度的校核可用全站儀進(jìn)行。 二、鉆進(jìn) 成孔采用“跳二打一”施工步驟，即每隔2根樁進(jìn)行鉆孔施工，這樣做可以避免因孔間距過小而造成的踏孔現(xiàn)象，同時(shí)也可以避免大范圍移動機(jī)械造成工時(shí)延后。 鉆進(jìn)前應(yīng)先測算出設(shè)計(jì)孔深，設(shè)計(jì)孔深的計(jì)算步驟如下： 首先用水準(zhǔn)儀測出護(hù)筒頂標(biāo)高，護(hù)筒頂?shù)臏y量方法為：將水準(zhǔn)儀立于將要測量的護(hù)筒附近位置處，架穩(wěn)調(diào)平，塔尺立于高程控制點(diǎn)處，調(diào)整水準(zhǔn)儀鏡頭豎直中心線，讀取并記錄水平中心線所指示的讀數(shù)（后視讀數(shù)），然后將塔尺立在護(hù)筒邊沿上，和前述方法一樣讀取讀數(shù)（前視讀數(shù)），則： 護(hù)

10、筒頂標(biāo)高=控制點(diǎn)高程前視讀數(shù) （3-1） 下面計(jì)算設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高： 設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高=設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高設(shè)計(jì)樁長 （3-2） 計(jì)算設(shè)計(jì)孔深： 設(shè)計(jì)孔深=護(hù)筒頂標(biāo)高設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高 （3-3） 以二號承臺的樁孔為例，其設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為41.242m，設(shè)計(jì)樁長為23.25m，帶入公式（3-2）得： 設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高=41.242m-23.25m=17.992m 經(jīng)測量該樁的護(hù)筒頂標(biāo)高為43.721m，帶入公式得： 設(shè)計(jì)孔深=43.721-17.992m=25.729m。 鉆進(jìn)工藝及要求為： （1）旋挖鉆機(jī)鉆孔時(shí)，先在鋼護(hù)筒內(nèi)注入泥漿，開始慢速鉆進(jìn)，使護(hù)筒刃腳處有堅(jiān)硬的泥皮護(hù)壁，鉆進(jìn)深度超過護(hù)筒下2m后，即可按正常速度鉆

11、進(jìn)。泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后回收循環(huán)利用。鉆進(jìn)要隨時(shí)監(jiān)測泥漿比重及泥漿中含砂情況，記錄鉆進(jìn)中的有關(guān)參數(shù)及地質(zhì)情況，以核對地質(zhì)資料。 （2）鉆進(jìn)達(dá)到要求孔深停鉆時(shí)，仍要維持泥漿正常循環(huán)，直到鉆渣含量小于4%為止。起鉆時(shí)應(yīng)注意操作輕穩(wěn)，防止拖刮孔壁，并向孔內(nèi)補(bǔ)充適量的泥漿，穩(wěn)定孔內(nèi)水頭高度。 （3）為保證孔深要求，避免超欠挖，當(dāng)鉆機(jī)在鉆孔過程中儀器顯示已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，需要在用測繩復(fù)制。鉆進(jìn)過程中還應(yīng)隨時(shí)注意控制儀表，以控制鉆桿垂直度。 （4）鉆進(jìn)過程中，每進(jìn)尺23m，應(yīng)檢查鉆孔直徑和豎直度，檢查工具可用圓鋼筋籠（外徑D等于設(shè)計(jì)樁徑，高度35m）吊入孔內(nèi)，使鋼筋籠中心與鉆孔中心重合，如上下各處均無掛阻，

12、則說明鉆孔直徑和豎直度符合要求。 （5）鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)踏孔、涌砂等異常情況應(yīng)立即將鉆具提離孔底，保持泥漿高度，吸除坍落物和涌砂；同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿，保持水頭壓力以抑制繼續(xù)涌砂和坍孔。 3.3.2 清孔 一、清孔要求 清孔應(yīng)分二次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后立即進(jìn)行，采用鉆機(jī)的掏渣筒清孔；第二次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行，采用泥漿循環(huán)置換法清孔。清孔過程中觀測孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度不大于100mm時(shí)即可停止清孔，并保持孔內(nèi)水頭高度，防止坍孔事故。 二、第一次清孔 由于旋挖鉆機(jī)采用筒式掏渣，應(yīng)嚴(yán)格控制其鉆進(jìn)深度，嚴(yán)禁超深。清孔采用抽漿清孔法，即在終孔后停止進(jìn)尺，

13、利用泥漿泵持續(xù)泵壓5至15min，使孔底沉渣隨泥漿基本排除，達(dá)到清孔要求為止，并同時(shí)摻入相對比重較小的泥漿（含沙量小于4%），以保持穩(wěn)定的水位。 三、第二次清孔 在安放鋼筋籠及導(dǎo)管后，準(zhǔn)備灌注水下混凝土前，由于這段時(shí)間間隙較長，孔底又會產(chǎn)生一部分沉渣，所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后，利用泥漿循環(huán)，將孔內(nèi)沉渣帶出孔外。3.3.3 鋼筋籠的制作和吊裝 一、制作鋼筋籠鋼筋籠的成型采用加強(qiáng)箍筋成型法，其綁扎順序大致是先主筋等間距布置好，待固定住架立筋后，再按設(shè)計(jì)的間距安設(shè)箍筋。箍筋、架立筋與主筋之間的接點(diǎn)可用電弧焊接。加強(qiáng)箍筋與全部主筋焊接并在下端焊加強(qiáng)箍筋一道，并將箍筋及架立筋預(yù)先牢固地焊接到鋼筋籠的

14、端部上，這樣當(dāng)鋼筋籠插到孔底時(shí)，可有效地防止架立筋插到樁端處的地基中。鋼筋籠主筋采用機(jī)械連接，接頭的外漏絲扣不得超過一個(gè)完整扣，主筋連接在同一斷面的接頭率不大于50%。鋼筋籠下端0.2m范圍內(nèi)主筋稍后內(nèi)側(cè)彎曲呈傾斜狀。鋼筋籠制作允許偏差見表3-2。表3-2 鋼筋籠制作允許偏差序號項(xiàng)目允許偏差（mm）檢驗(yàn)方法1主筋間距10用尺量2箍筋間距20用尺量3鋼筋籠直徑10用尺量4鋼筋籠整體長度50用尺量 續(xù)表3-25主筋彎曲度1%用尺量6主筋彎曲度1%用尺量 為確保樁身混凝土保護(hù)層厚度，在主筋外側(cè)安設(shè)混凝土保護(hù)層砂漿墊塊，墊塊制成圓餅狀。 鋼筋籠的制作過程中還有一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)就是吊筋的安裝，安裝吊筋

15、的目的是為了固定鋼筋籠，使其處在預(yù)先設(shè)定的平面上。安裝吊筋前需要計(jì)算吊筋的長度。吊筋長度的計(jì)算方法如下 首先計(jì)算出樁頂至護(hù)筒頂距離。由于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為已知量，護(hù)筒頂標(biāo)高可通過高程控制點(diǎn)測出，則： 樁頂至護(hù)筒頂距離=護(hù)筒頂標(biāo)高-設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高 （3-4） 已知護(hù)筒頂距離就可以很容易的計(jì)算出吊筋長度： 吊筋長度=樁頂至護(hù)筒頂距離-0.9m+0.1m+0.15m （3-5） 式（3-5）中0.9m為籠頂端與設(shè)計(jì)樁頂?shù)木嚯x，0.1m為吊筋上端吊環(huán)的高度，0.15m為吊筋與主筋的搭接長度。 仍以二號承臺的樁孔為例，其護(hù)筒頂標(biāo)高為43.721m，設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高為41.242m，代入公式（3-4）得： 樁頂至護(hù)

16、筒頂距離=43.721m-41.242m=2.479m 吊筋長度為： 吊筋長度=2.479m-0.9m+0.1m+0.15m=1.829m 上述結(jié)果表示吊筋設(shè)計(jì)成這個(gè)長度就可以保證樁頂?shù)奈恢脻M足設(shè)計(jì)高程。 此處還要提到的是測斜管的綁扎。因?yàn)榛泳烷_挖要對樁體位移進(jìn)行監(jiān)測，所以需要在一些鋼筋籠上綁扎測斜管。測斜管應(yīng)綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，保持罐體在一條直線上，綁扎牢固。 二、鋼筋籠的吊裝 鋼筋籠的吊裝采用25t吊車吊放。起吊時(shí)，須用雙吊點(diǎn)，吊點(diǎn)位置要恰當(dāng)，一般設(shè)在加強(qiáng)箍筋處（吊點(diǎn)處應(yīng)加焊）。采用大鉤和小鉤相互進(jìn)行鋼筋籠吊裝，小鉤吊下部、大鉤吊上部。在吊車小鉤上掛一個(gè)滑輪，將鋼絲繩穿過滑輪，鋼絲繩兩端

17、采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強(qiáng)箍筋連接牢固，下部第一個(gè)吊點(diǎn)設(shè)置在下部第二個(gè)加強(qiáng)箍筋處，第二個(gè)吊點(diǎn)設(shè)置在向上6.0m加強(qiáng)箍筋處。鋼筋籠上部對稱設(shè)置兩根鋼絲繩，鋼絲繩兩端采用U型卡環(huán)與鋼筋籠加強(qiáng)箍筋連接牢固，第一個(gè)吊點(diǎn)設(shè)置在上部第二個(gè)加強(qiáng)箍筋處，第二個(gè)吊點(diǎn)設(shè)置在鄉(xiāng)下8.0m的加強(qiáng)箍筋處，每根鋼絲繩上均有一個(gè)滑輪，將兩個(gè)滑輪掛在扁擔(dān)（型鋼制作）上，扁擔(dān)上部設(shè)置吊鉤掛在吊車大鉤上。起吊時(shí)大、小鉤同時(shí)受力，大鉤向上吊起鋼筋籠，小鉤起到穩(wěn)定鋼筋籠的作用，同時(shí)防止鋼筋籠彎曲變形，相互配合將鋼筋籠慢慢吊直，同時(shí)安排專人扶穩(wěn)鋼筋籠的作用，同時(shí)防止鋼筋籠在起吊過程中始終處于穩(wěn)定狀態(tài)下。吊直后將鋼筋籠對準(zhǔn)孔位緩慢下放，不

18、得搖晃碰撞孔壁或強(qiáng)行入孔。 鋼筋籠入孔后，要牢固定位，保證鋼筋籠的方向，并將鋼管穿入吊環(huán)中，將鋼筋籠吊住，保證籠頂標(biāo)高符合規(guī)范要求，防止在灌注水下砼過程中下沉或上浮。入孔定位標(biāo)高應(yīng)準(zhǔn)備，允許誤差為5cm，并使其下部懸空；鋼筋籠上口應(yīng)和樁中心對中并固定，允許誤差為3cm。3.3.4 灌注混凝土 灌注前應(yīng)先測量混凝土的坍落度和泥漿比重，要求的坍落度為160mm220mm，泥漿比重為1.11.2，還應(yīng)取混凝土做成試塊，養(yǎng)護(hù)后按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度測定。 灌注混凝土施工順序：安設(shè)導(dǎo)管使隔水栓與導(dǎo)管內(nèi)水面緊貼灌注首批混凝土連續(xù)灌注直至樁頂，如圖3-3圖3-3 澆注混凝土施工順序圖 一、灌注首批混凝土放下隔

19、水膽，安平混凝土擋板后，灌入封底混凝土。封底混凝土灌注到一定量后，用吊車小鉤提起混凝土擋板，隔水膽被混凝土壓入孔底，并從底部導(dǎo)管排出。灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部距離宜為0.30.5m，導(dǎo)管首次封入長度不小于0.8m?；炷恋某豕嗔恳税聪率接?jì)算： （3-6） 式中： V混凝土的初灌量(m) d樁孔直徑（m） d導(dǎo)管直徑（m） L鉆孔深度（m） H導(dǎo)管埋入混凝土的深度（m）h導(dǎo)管下端距灌注前測得的孔底高度（m）t灌注前孔底沉渣厚度（m）以二號承臺的樁孔為例，取其導(dǎo)管埋入混凝土深度H為0.8m，導(dǎo)管底部距灌注前測得的孔底高度h為0.4m，鉆孔直徑0.8m，導(dǎo)管直徑d為0.2m，經(jīng)測得其鉆孔深度L為25.93m，灌注前孔底沉渣厚度為0.03m，將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-6）得混凝土初灌量為:二、導(dǎo)管埋深首批混凝土灌注后應(yīng)連續(xù)不斷灌注混凝土，實(shí)際上因?yàn)槊總€(gè)孔需要灌注的混凝土量大約為13 m，而每輛混凝土攪拌車的容量為7m左右，因此每個(gè)孔需要灌注兩車混凝土，這樣就不可避免的出現(xiàn)灌注混凝土間歇現(xiàn)象。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時(shí)提升、逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況嚴(yán)