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大直径钻孔灌注桩施工工法自1966年我国洛阳生产出第一台旋转钻机，大直径钻孔灌注桩就在我国许多特大桥梁桩基中得到了广泛的应用。而随着经济建设的不断发展，大跨径桥梁建设和城市大型重点工程逐渐增多，为大直径钻孔灌注桩桩基的采用提供了更广阔的市场。一、工法内容1.工艺特点1.1.大直径钻孔桩根据桩径、桩长、地质条件、水文情况等诸多因素来选择钻机的型号、扭矩及钻具的各项参数。一般在地层强度较高、钻孔深度较深地质情况较复杂则选用较大型号钻机，另其反。1.2.在陆地上施工时，其泥浆循环可在陆地开挖泥浆沟和泥浆池，护筒的埋设只受表层不稳定土层影响。而在在水上施工时，需搭设平台。护筒的埋设较深，既要保重平台的稳定又要保证钻孔壁的安全。1.3.成孔过程泥浆的循环方法可分正循环和反循环泵，而反循环又可分泵吸反循环和气举反循环两种。1.4.大直径钻孔桩泥浆的作用主要为：①保护壁，②悬浮钻渣③冷却钻具；大口径成孔对泥浆质量要求很高，一般检测指标有：①相对密度，②粘度，③含砂率，④胶体率等。1.5.在江上或海上作业时，材料供应和正常施工不可避免的要受到潮汐、风浪、季节性的影响，另由于平台的局限性需在平台配制专门的泥浆箱或利用护筒的连接作为泥浆池或泥浆循环管。2.适用范围2.1.本工法适用范围：孔径≥2000mm，孔深150m以内的孔径、垂直度要求较高，水上（陆地）竖向承重桩的施工。2.2.适用地层：粘土层、砂层、砾石层、卵石层、岩层等地层。3.工艺原理结合工程及地质条件，利用大扭矩钻机进行大直径成孔，下放钢筋笼、导管法水下混凝土灌注，从而实现成桩达到竖向承重的目的。4.施工工艺4.1.施工顺序在施工前，先对钻孔中心进行校对然后钻机就位成孔。成孔中钢筋笼进行制备，成孔验收后下笼、下导管进行二次清孔验收，最后进行灌注成桩。4.2.工艺流程5.施工要求5.1.根据设计施工图要求确定施工工艺方法和总体施工顺序5.1.1.根据设计要求及施工特点来确定施工的工艺方法，根据施工环境来制定施工的总体顺序。5.1.2.作好施工前期的施工技术准备和生产物质准备。熟悉和审查施工图纸及其设计文件，并根据施工要注进行翻样、交底。落实各种检查及验收程序。做好各种监视和测量仪器的检验，及生产设备的验收、调试工作。5.2.护筒的要求5.2.1.护筒的作用：控制桩位、导正钻具；防止孔口和孔壁坍塌；参与平台承重、固定钢筋笼。5.2.2.护筒按材料的不同分为砖砌护筒、木护筒、钢护筒、钢筋混凝土护筒。对护筒的壁厚、直径和埋入深度、和垂直度都应根孔口防护灌注结束水下砼灌注试块制作、养护送试块测试砼输送就位坍落度检测导管安装安装钢筋笼一次清孔检查导管混凝土供应钢筋笼吊运钢筋笼制作钢材进场、验收校正空钻孔深钻机就位成孔孔位验收钢护筒连接（埋设）测量砼面、拆除导管二次清孔、验收测砼面返高排污装船（车）排污场地储浆池测定沉渣渣浆分离器泥浆制备泥浆循环池(筒)据护筒的作用作相应要求。5.3.泥浆循环和排渣系统的布设5.3.1.成孔时，泥浆处于循环中，泥浆循环一般从孔底经过钻头、钻杆、水龙头、粗颗粒排渣槽及泥浆沉淀池再通过泥浆旋流器流入孔内。如果是正循环则反。5.3.2.泥浆循环的沉淀池容积一般要求为钻孔桩方量的2.5倍。陆地上可以在地表开挖泥浆池的方法而水上则可以利用连接的护筒作为沉淀池。排渣的方法为三种：沉淀排渣，过滤排渣，旋流排渣。因此，排渣系统的布设只要在泥浆循环过程中相对应的布设较长的循环管路、粗渣粒过滤器、泥浆旋流器就可。5.4.泥浆配制5.4.1.钻孔泥浆配制有两种方法：一、利用地层中的粘土层，进行清水钻进自然造浆。二、用优质膨润土人工制造泥浆。5.4.2.设计泥浆比重为1.10左右，粘度在23～28秒左右，加碱量为膨润土量的5%。每方泥浆配制比例为（膨润土和纯碱的掺量根据泥浆性能进行动态调整控制）：5.4.3.而在施工中，对于不同的地层应选择不同的造浆方法和造浆水（kg）膨润土（kg）纯碱（kg）9081839量。5.5.泥浆除渣处理钻孔过程中，废泥浆和钻渣需进行处理。陆地施工时，一般可采用泥浆车外运，水上则可采用泥浆船外运，并到指定排放地点排放。5.6.成孔的技术要求5.6.1.钻机就位后，调整钻机转盘的水平，保持“三点一线”。5.6.2.成孔钻进过程中，应不断向孔内注入优质泥浆，保证孔壁的稳定性。5.6.3.在钻进过程中为防止因地层软硬不均出现的孔斜事故，施工时，在配备足够钻头配重压力的同时，采用“减压钻进”以保证钻孔垂直度。5.6.4.在保证孔壁稳定的前提下，在易糊钻的地层，调整泥浆性能、钻进参数等措施以减少糊钻。5.6.5.在易缩径的地层中钻进时，可适当抬高水头高度以及增大泥浆的粘度和比重的方法来增加泥浆对孔壁的压力，减少缩径。5.6.6.在易坍塌地层，为防止土层水对钻孔泥浆扰动，一般要求钻孔液面水头为2米以上（水上施工地层水以水面标高计算）。5.7.钢筋笼制作质量和制作进度及吊装技术要求5.7.1.为了确保钢筋笼成型后有足够的强度和刚度，对钢筋笼的焊接质量要求严格控制，对焊条的选择、焊接尺寸、焊接方法等应满足设计与规范的要求。5.7.2.焊接形式：钻孔桩钢筋笼主筋与加强筋及加强筋与螺旋筋的焊接主要采用搭接焊、点焊。搭接焊时先用两点固定两端，然后再施焊。5.7.3.为确保钻孔安全，缩短钢筋笼孔口连接时间，钢筋笼可用直螺纹套筒连接。5.7.4.钢筋笼制作应在专门的台座上进行，主筋应严格一一对应，间距严格统一。5.7.5.钢筋笼起吊应采用三点吊，防止钢筋笼在重力作用下发生变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔。钢筋笼入孔后，应徐徐下放。若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。严禁高起猛落、碰撞和强行下放。5.7.6.上下两节钢筋笼利用钢筋笼固定架进行微调对中，确保主筋全部对准后进行连接。5.7.7.钢筋笼全部入孔后，应按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可用定位筋来控制标高和防止错位。5.8.水下混凝土基本指标与浇灌技术要求5.8.1.导管连接成导管柱，力求垂直，接头处采用密封圈垫予以密封。密封圈的直径选φ4—7mm，厚度为3—5mm。导管开工前先进行压力水密性试验，并提供合格证明。5.8.2.混凝土在拌制过程中应加入缓凝剂，以控制混凝土的初凝时间不小于单桩灌注总时间。首批混凝土下落后，混凝土应连续灌注。5.8.3.混凝土的配合比必须符合规范要求，而水灰比不宜大于0.65.8.4.混凝土的强度一般为水下C30,而实际混凝土的混凝土的强度需提高一个等级为C35。5.8.5.灌注混凝土在送到孔口料斗时坍塌度损失值一般为18cm~22cm，也视天气情况可适当上下调1cm。5.8.6.混凝土初灌量按下式计算：V=π/4D2（H1+H）+π/4d2h1式中：V——初灌量（m3）；D——实际桩孔直径（m）；H——导管埋深，初灌时不小于1—1.2m；H1——导管底口至孔底高度（m）；D——导管内径（m）；h1——孔内砼达到埋管高度时，导管内砼柱与导管外水柱压力平衡所需的高度（即：h1=Hwγw/γ0故料斗的容积不小于初灌量。5.8.7.灌注过程中，导管的埋深为2m~6m，不宜大于10m。5.8.8.采用标准测锤测量砼面高度，测量时，在导管与钢筋笼中间部位下入测锤，至少测3—4个点，然后取其平均值，记入灌注记录表。5.9.其他与成孔、灌砼质量相关的技术要求5.9.1.开钻前主动检查钻杆的垂直度，钻进过程中不断检查方钻杆的垂直度及钻机水平情况，一旦发现倾斜与位移，应立即纠正处理。5.9.2.钻进中当发现孔斜时，应立即进行上下扫孔，直到将钻孔扫直，方可继续钻进，严禁发生孔斜时，强行钻进至终孔。5.9.3.在不同的地层采用合理的转速和钻压，减少由此对孔壁稳定性产生的影响；5.9.4.根据不同的地层采用不同的钻进操作方法，可以采取每钻完一根钻杆，上下串拉和重新扫孔防止缩径。5.9.5.水下混凝土灌注施工对施工所用混凝土应现场取样，按要求制作试块。5.9.6.开始灌注时，先配制一定量流动性好的水泥砂浆保证混凝土初灌的流动性。5.9.7.在钢筋密集区在灌注中要不断上下提动导管（不能拔出导管），以防止速度过快而产生空洞。5.9.8.提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层砼造成浮浆泥渣的侵入，或挂动钢筋笼等。5.9.9.导管拆除操作要干净利落，防止密封圈垫落入孔内。拆下的导管应即用清水冲洗干净，集中堆放。5.10.场地（或平台）总体平面布置的合理性（须附施工现场总平面布置图）5.10.1.根据实际的场地条件，在现场总平面图上，按一定的设计原则，设计施工场地布置，确定各种施工临时设施、办公设施、施工便道、施工机具（钻机、钻具、空压机、水箱、全套灌注设施、注浆机、弯曲机、电焊机、切割机等）、材料（钢筋、管材、膨润土等）堆场、库房、钢筋笼加工堆放、泥浆循环系统布置和供电输水线路的走向，并绘制成图和加以文字说明。施工现场布置设施、设备随着施工的进展，须变化时可适时作合理的调整。5.10.2.在陆地施工时，如有硬地坪施工要求的场地，设备进场前，按规划做好硬地坪铺设。因大口径机具较重，孔口周围进行地坪加厚、铺设方木或轨道处理。5.10.3.在水上平台施工，根据工程工况环境及施工特点，在陆上建立生活、生产物资供应储备基地，安排专人管理。视情况租赁船只，以便与陆上联系和保证物资供应。另在平台生活区内放置一到两只集装箱作材料物资库，以保障文明安全生产。为了节省空间，采用双层集装箱作为办公和生活用房。6.质量要求6.1.适用的施工依据、施工规程、验收规范的名称、文件标识编号6.4.1.桩基工程施工承包合同；6.4.2.工程地质勘察报告；6.4.3.桩基工程平面布置图、剖面图（包括文字说明）；6.4.4.钻孔桩钢筋笼图；6.4.5.建筑工程总平面布置图；6.4.6.上海市标准《钻孔灌注桩施工规程》（DBJ08-202-92）；6.4.7.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；6.4.8.国家行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；6.4.9.《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）；6.4.10.《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-96）6.4.11.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；6.4.12.《建设工程文件归档整理规范》（GB/T50328-2001）；6.4.13.《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001）；6.4.14.上海市标准《施工现场安全生产保证体系》；6.2.成孔质量验收标准根据公路桥涵施工规范规定，钻孔灌注桩施工应达到以下几项要求：项次检查项目规定值或允许偏差1混凝土强度（MPa）在合格标准内2桩位（mm）群桩1503钻孔倾斜度1%4沉淀厚度（mm）摩擦桩200项目指标验收程序钻机对中偏差≤20mm三级验收成孔、一清泥浆比重1.10～1.15一级验收、抽检泥浆粘度1８～22s一级验收、抽检孔径≥φ2.50m钻头直径垂直度≤1%悬吊钻进孔深-0～+300mm二级验收6.3.钢筋笼制作质量标准焊接尺寸要求（d为钢筋直径）：焊缝长度焊缝厚度焊缝宽度单面焊10d、双面焊5d0.3d0.7d工序过程监控和检查内容检查数量检查方式钢笼制作安装（1）钢材质量（2）焊条质量（3）钢筋笼直径（4）钢筋笼垂直度（5）钢筋笼总长度必须合格必须合格±10mm顺直无扭曲±100mm主筋±10mm、箍筋±20mm≤50%主筋根数查质保书、查复试报告查质保书、包观察检查拉尺检查拉线检查分节拉尺丈量、累加核定（6）钢筋邦扎间距（7）同截面主筋接头（8）同截面主筋错距（9）焊缝质量（10）笼顶标高偏差≥35d（主筋直径）必须合格±100mm拉尺检查观察检查拉尺检查观察检查和尺量检查6.4.混凝土质量相关指标6.4.1.对混凝土的原材料必须达到规范要求。6.4.2.混凝土应有良好的和易性，在泵送和灌注过程中应无明显离析、泌水现象。6.4.3.混凝土应保持足够的流动性，坍落度损失值在18cm～22cm。6.4.4.水泥用量不宜小于370