第五章就地灌注桩基础

第五章就地灌注桩基础第一节一般规定第5.1.1条本章适用于钻、挖孔灌注桩和沈管灌注桩施工第5.1.2条就地灌注桩施工前，如设计要求或施工工艺需要时，应在现场作试桩，以核对地质和水文地质情况，鉴定桩的承载力，并根据地层情况、施工条件决定适当的施工方法。试桩方法可参照《试桩试验办法》（见附录4-1）。第5.1.3条钻孔灌注桩施工，必须由有经验的施工人员主持，并掌握钻孔地区地质和水文地质情况。钻孔设备应完好，施工记录应完善。第5.1.4条各种成孔设备（方法）的适用范围，可参考表5.1.4。第5.1.5条钻孔灌注桩的清孔、吊装钢筋骨架、灌注水下混凝土各工序应连续快速完成。第二节钻孔灌注桩一钻孔准备（一）场地准备第5.2.1条钻孔场地应符合以下要求：1.场地为旱地时，应清除杂物，换除软土，整平夯实；2.场地为陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台；3.场地为浅水时，宜采用筑岛法施工，筑岛时的注意事项应按本规范第三章第二节和第七章第二节有关筑岛规定执行；筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等要求决定；各种成孔设备（方法）的适用范围参考表5.1.4编号成孔设备（方法）适用范围土层孔径(cm)孔深(m)泥浆作用1机动推钻粘性土,砂土,砾石粒径小于10cm,含量少于30%的碎石土60～16030～40护壁2正循环回转钻机粘性土,砂土,砾、卵石粒径小于2cm、含量少于20%的碎石土，软岩80～20030～100浮悬钻渣并护壁3反循环回转钻机粘性土，砂土，卵石粒径小于钻杆内径2/3,含量少于20%的碎石土，软岩80～250泵吸〈40气举100护壁4正循环潜水钻机淤泥，粘性小，砂土，砾卵石粒径小于10cm,含量少于20%的碎石土60～15050浮悬钻渣并护壁5反循环潜水钻机同编号360～150泵吸〈40气举100护壁6全护筒冲抓和冲击钻机各类土层80～20030～40不需泥浆7冲抓锥淤泥、粘性土、砂土砾石、卵石60～15020～40护壁8冲击实心锥各类土层80～20050浮悬钻渣并护壁9冲击管锥粘性土、砂土、砾石、松散卵石60～15050浮悬钻渣并护壁10冲击、振动沈管软土、粘性土、砂土、砾石、松散卵石25～5020不需泥浆注：①土的名称按照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85的规定；②单轴极限抗压强度小于30Mpa的岩石称软岩；大于30Mpa的称硬岩；小于5Mpa的称极软岩；③正反循环回转钻机（包括潜水钻机）附装坚硬牙轮钻头，可钻抗压强度达100Mpa的硬岩；④表中所列各种钻孔设备（方法）适用的成孔直径和孔深，系指国内一般情况下的适用范围，随着钻孔设备不断改进，设备功率增强，辅助措施提高，成孔直径和孔深的范围将逐渐增大。4.场地为深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平台，平台须牢固稳定，能承受工作时所有静、动荷载，并考虑施工机械能安全进出；如水流平稳，水位升降缓慢，全部工序要在船舶或浮箱上进行，但须锚碇稳固，桩位准确；如流速较大，但河床可以整理平顺时，可采用钢板或钢丝网水泥薄壁浮运沈井，就位后灌水下沉至河床，然后在其顶部搭设工作平台，在其底部安设护筒；浮运沈井的要求，可参照本规范第七章有关规定处理；在某些情况下，可在钢板桩围堰内搭设钻孔平台。（二）孔口护筒第5.2.2条孔口护筒应于钻孔前按以下要求制作、埋设或沉入。1.用钢板或钢筋混凝土制成的埋设护筒，应坚实、不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入；2.护筒内径应比桩径稍大；当护筒长度在2～6m范围时，机动推钻和有钻杆导向的正反循环回转钻宜大20～30cm；无钻杆导向的正、反潜水电钻和冲抓冲击锥宜大30～40cm；深水处的护筒内径至小应比桩径大40cm。3.护筒顶端高度：(1)采用反循环回转方法（包括反循回转潜水电钻）钻孔时，护筒顶端应高出地下水位2.0m以上；(2)采用正循环回转方法（包括正循环潜水电钻）钻孔时，护筒顶端泥浆溢出口底边，当地质良好、不易坍孔时，宜高出地下水位1.0～1.5m以上；当地质不良、容易坍孔时，应高出地下水位1.5～2.0m以上；(3)采用其它方法钻孔时，护筒顶端宜高出地下水位1.5～2.0m；(4)当护筒处于旱地时，除满足(3)项要求外，还应高出地面0.3m；(5)孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上，若承压水位不稳定或稳定后承压水位高出地下水位很多，应先作试桩，鉴定在高承压水地区采用钻孔灌注桩基的可行性；(6)处于潮水影响地区时，应高于最高水位1.5～2.0m以上，并须采用稳定护筒内水头的措施。4.护筒底端埋置深度：(1)旱地或浅水处：对于粘性土不小于1.0～1.5m；对于砂土应将护筒周围0.5～1.0m范围内挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下；(2)冰冻地区应埋入冻层以下0.5m；(3)深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘性土内1～1.5m；河床下无粘性土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5～1.0m；河床为软土、淤泥、砂土时，护筒底埋置深度应经过仔细研究决定，但不得小于3.0m；(4)有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m；5.护筒接头处要求内部无突出物，能耐拉、压、不漏水。灌注桩完成后，钢护筒和钢筋混凝土护筒除设计另有规定外，一般应拆除。6.干处或浅水筑岛，护筒可按一般方法实测定位；在深水沉入护筒应采用导向架等设备定位，并保持竖直，导向架应有足够的强度和稳定性。斜孔护筒，应采用相应措施保证其设计斜度（见本节四）。7.护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不得大于1％。（三）护壁泥浆第5.2.3条钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成。按钻孔方法和地质情况，一般须采用泥浆浮悬钻渣或护壁，除地层本身全为粘性土，能在钻进中形成合格泥浆者外，开工前应准备数量充足和性能合格的粘土或膨润土。粘土性能要求和需要数量见附录5-1。第5.2.4条调制泥浆时，应先将粘土或膨润土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。冲击钻进时，可在钻孔内直接投放粘土，以钻锥冲击制成泥浆。调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况采用不同性能指针，一般可参照表5.2.4选用。第5.2.5条采用正、反循环回转法钻孔或采用其它方法钻孔时，为了回收泥浆原料和减少环境污染，均应设置泥浆循环净化系统。泥浆性能指针要求表5.2.4钻孔方法地层情况泥浆性能指针相对密度粘度(s)静切力(pa)含砂率(%)胶体率(%)失水率m/30min酸碱度PH正循环回转、冲击粘性土1.05～1.2016～221.0～2.58～490～95258～10砂土碎石土卵石漂石1.2～1.4519～283～58～490～95158～10推钻、冲抓粘性土1.10～1.2018～241～2.5495308～11砂土碎石土1.2～1.422～303～5495208～11反循环回转粘性土1.02～1.0616～201～2.5495208～10砂土1.06～1.1019～281～2.5495208～10碎石土1.10～1.1520～351～2.5495208～10注：①地下水位高或其流速大时，指针取高限，反之取低限；②地质较好、孔径或孔深较小的，指针取低限；③孔壁泥皮厚除正循环旋转冲击的砂类土等应≤2mm外；其余均应≤3mm；④用推钻、冲抓、冲击方法钻进时，可用粘土碎块投入孔内，由钻锥自行造浆固壁；⑤若当地缺乏优质粘土，不能调出合格泥浆时，可掺用添加剂以改善泥浆性能，各种添加剂掺量见附录5-1；⑥在不易坍塌的粘性土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转方向钻进时，可用清水提高水头（≥2m）维护孔壁；⑦对遇水膨胀或易坍塌的地层如泥叶岩等失水率应3～5ml/30min；⑧泥浆性能各种指针测定法见附录5-2；⑨相对密度是泥浆密度与4℃纯水密度之比（过去称为比重）。（四）钻具第5.2.6条无论采用何种钻孔方法，对钻机功率、钻锥型式、钻杆截面、钢丝绳规格，泥浆泵泵量、泵压，真空泵真空度，吸泥泵吸量，钻渣气举法的压缩空气的压力、排气量等，应按钻孔直径与深度，地层情况、工期、设备条件认真选择。第5.2.7条用机动推钻钻孔时，应按地层土壤软硬，颗粒粗细等情况选用适当形式的钻锥。第5.2.8条冲击钻孔时，应选择提升速度较快、起重能力较大的卷扬机和质量较大的钻锥，钢丝绳与冲击钻锥之间必须设置转向装置并连接牢靠。钢丝绳应选用同向捻制、纤维芯、柔软、无死折迹痕和断丝者，其安全系数应不小于12。第5.2.9条正循环钻孔时，应按钻孔直径、深度、钻杆直径和地层情况等因素计算选择泥浆泵的泵量、泵压和钻锥。正循环的钻杆截面强度须适应多种因素产生的弯曲应力和扭转应力，对大直径深孔的钻杆宜进行应力验算。第5.2.10条反循环回转钻钻杆内径宜大于127mm，吸泥泵所需泵量可按水流（泥浆）在钻杆孔内上升流速达到4m/s时计算选择。反循环采用气举法排渣时，压缩空气的压力与钻孔深度有关，需要的排气量与每小时净出土量、钻杆孔的直径等因素有关，宜计算决定；其风管宜设在排渣管外两侧。第5.2.11条反循环潜水钻机在旋转钻进不产生反扭矩且钻机本身具有钻进导向片时，则可不用空心钻杆汲渣，而以软管装在钻机顶吸渣钻进。若钻头放置时产生扭矩，则必须使用空心钻杆连接钻机，作为吸渣和传递扭矩，并由井口钻台承受反作用力。当潜水钻机本身无导向装置时，虽然用软管排渣，但仍须在钻机中心连接实心钻杆至孔口钻台作为钻进导向用。二钻孔（一）一般要求第5.2.12条钻机就位前，应对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处的平整和加固，主要机具的检查与安装，配套设备的就位及水电供应的接通等。第5.2.13条大中桥钻孔时，应绘制钻孔地质剖面图，以便按不同土层选用适当的钻头、钻进压力、钻进速度和泥浆。第5.2.14条必须及时填写钻孔施工记录见（JTJ071-85附表7-14）；交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。第5.2.15条钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，在钻进和运行中不应产生位移或沉陷，否则应找出原因，及时处理。回转钻机顶部的起吊没滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。第5.2.16条钻孔作业应分班连续进行；应经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随时改正；应经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判明土层，并记入记录表中，以便与地质剖面图核对。第5.2.17条在河水或潮水涨落较大处钻孔时，应采取稳定钻孔内水头的措施。第5.2.18条升降钻锥时须平稳，钻锥提出井口时应防止碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底部。拆装钻杆力求迅速。第5.2.19条因故停钻时，孔口应加护盖。严禁潜水钻机和钻锥留在孔内，以防埋钻。第5.2.20条用冲抓或冲击法钻孔时，为防止邻近孔壁被振动坍塌和影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕达到一定强度后，方可开钻。第5.2.21条使用专用机钻进时，应按钻机操作说明操作。（二）钻进第5.2.22条无论采用何种方法钻孔，开孔必须正确；具有导向装置的钻机开钻时，应慢速推进，待导向部位全部进土层后，方可全速钻进。第5.2.23条机动推钻钻进时。应适当放松起吊钻锥的钢丝缆，钻杆顶端不得降到扶钻平台下面，以防掉钻。第5.2.24条正循环钻孔开孔时，应先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入钻孔一定数量后，方可开始钻进，进尺应适当控制。在粘性土中，宜用尖底鱼尾式或圆笼式钻锥，中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。在砂土中，宜用平底圆笼式钻锥，轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。在较硬的碎石土中，宜用低档慢速、优质泥浆、慢进尺钻进。必要时可分两级钻进，即第一级先钻井孔面积中心的一半，至适当深度后，再扩孔按设计径钻进。第5.2.25条正反循环钻孔（含潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终承受部分钻具（钻杆、钻锥、压重块）的重力，而孔底承受的钻压不超过钻杆（钢丝缆）、钻锥和压块重力之和（扣除浮力）的80%，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。第5.2.26条用泵吸式反循环钻进时，钻头应距孔底20～30cm，防止堵塞吸渣口。