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钻孔灌注桩施工技术交底1范围本工程适用于，回旋钻成孔灌注桩的施工。本交底规定了钻孔灌注桩的施工要求、方法和质量控制标准。17.3.1灌注桩先用机械成孔，然后再安放钢筋笼、灌注混凝土的基础桩。17.3.2泥浆护壁用机械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。17.3.3沉渣厚度在灌注混凝土前由于沉淀或其他原因造成孔底标高上抬，以及钻孔后孔底标高所形成的高度差值叫沉渣厚度。17.3.4充盈系数实际混凝土灌注量与桩体混凝土理论量之比值。17.4施工准备17.4.1技术准备认真熟悉现场的工程地质和水文地质资料，场区内地下障碍物和邻近区域的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、房屋、精密仪器、车间等调查资料。3对现场施工人员进行图纸和施工方案交底，专业工种应进行短期专业技术培训。特殊工种人员必须持证上岗。4组织现场所有管理人员和施工人员学习有关安全、文明施工规程，增强职工安全、文明施工和环保意识。5进行测量基准交底、复测及验收工作。对新技术、新工艺、新材料完成调研工作。其他技术准备工作。17.4.2物资准备钢筋、水泥、砂、石、水等原材料经质量检验合格。混凝土拌合所需原材料全部进场，并至少具备1个工作班用量的储备。钢筋笼加工所需原材料已全部进场，并具备成批加工能力，并在开钻前加工成一定数量成品。预拌混凝土完成工厂化材料准备。配置泥浆用的黏土或膨润土已进场，泥浆池和排浆槽已挖好。外加剂：采购定货工作完成，并完成掺量实验工作。17.4.3施工设施准备施工机械主要施工机械：回旋钻、、卷扬机、砂石泵、泥浆泵、泥浆搅拌机等工具用具主要工具用具：翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、储料斗、水箱、铁锹、扳手、管钳、切割机、电焊机、弯曲机等。监测装置全站仪、经纬仪、水准仪、塔尺、钢卷尺、测绳、坍落度测试仪、泥浆测试装置等。17.4.4作业条件准备现场临设搭建，具备内作业环境。施工平台应坚实稳固，并具备机械、人员操作空间。施工用水、用电接至施工场区，并满足机械及成孔要求。泥浆池及循环池已完成。混凝土搅拌站、混凝土运输、混凝土浇筑机械试运转完毕，钢筋进场检验合格，钢筋骨架安放设备满足要求。钻孔机械试运转完毕。测量控制网（高程、坐标点）已建立，桩位放线工作完成，或复测验收合格。现场文明施工设置。17.5施工工艺17.5.1工艺流程泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程见图17-1。17.5.2操作要求埋设护筒a)护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。b)护筒内径比桩直径宜大100mm～150㎜，并视地面情况而定，护筒壁厚一般为4mm～10㎜钢板，经卷制焊接而成。护筒底口应超过杂填土深度；上口应高于地面200㎜，护筒间连接时，要求对焊平直，密封性好，上口加焊吊环。c)埋设护筒时，护筒中心轴线对正桩位中心，其偏差不宜大于20㎜，护筒外宜用黏土分层回填夯实。d)若护筒底土层不是黏土，应挖深换土，在筒底回填夯实300mm～500㎜左右厚度的黏土后再安放护筒。e)对于硬化处理场地以及地表土层为黏性土时采用旋挖或锅锥钻成孔，可不设护筒。f)吊拔护筒钢丝绳应对称。钻机就位a)钻机就位时，必须保持钻机平稳、不倾斜和位移,并采取一定的固定措施。为控制钻孔深度，应对每桩位地面测设标高，以便施工控制和记录。b)钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏差不应大于20mm。钻机就位后应平整稳固，保证在钻进过程中不产生位移和摇晃，否则应及时处理。钻孔图17-1泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程b)回旋钻机反循环成孔1）回旋钻机成孔分正循环及反循环泥浆护壁成孔两种方式，反循环式又分为自流式与泵送回灌式两种。2）成孔主要系统有：钻孔系统、泥浆循环系统、测试系统。3）循环系统包括：沉淀池、循环池、循环槽，其平面尺寸应根据桩孔体积、砂石泵的型号规格来决定。4）在反循环钻孔前，首先启动砂石泵，待形成正常循环，才能开动钻机慢速下放钻头至孔底。5）钻进中应认真观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况，排量减少或出水中含钻渣较多时应控制钻进速度。6）在砂砾、砂卵石地层钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进间断回转的方法来控制钻速。7）加接钻杆时，应先停止钻进，将钻头提离孔底80mm～100mm，维持泥浆循环1min～3min，待钻渣携出排净后停泵加接钻杆。8）钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。9）钻进出现坍孔、漏砂等异常情况，应立即提升钻头，并控制泵量，保持循环，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，并保持水头压力。护壁用泥浆制作a）护壁泥浆一般由水、黏土（或膨润土）和添加剂按一定比例配置而成，可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。b）泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定，调制好的泥浆应满足表17-2的要求。c）泥浆原料和外加剂的性能要求及计算量方法1)泥浆原料黏性土的要求一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074㎜的粘粒含大于50%的黏性土质浆。当缺少上述性能的黏性土时，可用性能略差的黏性土，并掺入30%塑性指数大于25的黏性土。当采用的性能较差的黏性土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入碳酸钠Na2CO3（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能有关，宜经过实验决定。一般碳酸钠的掺入量约占孔中泥浆土量的0.1%～0.4%。2）泥浆原料膨润土的性能和用量膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。膨润土泥浆具有表17-2泥浆性能指标注：1地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；2地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限；3在冲击成孔时，易塌地层泥浆相对密度可突破1.4以上。相对密度低、粘度低、含砂量低、失水量少、泥皮薄稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%。对于黏性土地层，用量可降低到3%～5%。较差的膨润土用量宜为水的12%左右。d)泥浆各种性能指标的测定方法1)相对密度ρ采用HB-1型相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。若无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装清水称其质量设为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则PX=（m3-m1）/（m2-m1）。2)粘度η（s）用标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。3)含砂率（%）采用HA-1型含砂率计测定。量测时，把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口塞紧，摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上刻度读出）乘2就是含砂率（%）。（有一种大型的含砂率计，容积是1000ml，从刻度读出的数不钻机方式反循环地质情况一般地层、宜塌地层、卵石层泥浆性能指标相对密度1.05～1.15、1.06～1.25、1.10～1.30粘度（s）18～24、20～2825～30含砂率（％）≤4≤5≤6胶体率（％）≥95≥95≥95失水率（M1/30min）≤30≤25≤20泥皮厚度（mm/30min）≤3≤3≤3静切力（Pa）1.0～2.51.0～2.51.0～2.5酸碱度（pH）8～108～108～10乘2即为含砂率）4)胶体率（％）亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法：可将100ml的泥浆放入干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。以100-（水+沉淀物）体积即等于胶体率。5)失水量（mL／30min）和泥皮厚（mm）用一张120mm×120mm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径（mm）即失水量，算出的结果（mm）值代表失水量，单位：ml／min。在滤纸上量出泥饼厚度（mm）即为泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄，则泥浆质量愈高，也可采用HS-1型失水仪及泥皮厚度测试仪。6)泥浆池一般分循环池、沉淀池、废浆池三种，从钻孔中排出的泥浆首先经过沉淀池沉淀，再通过循环池进入钻孔，沉淀池中的超标废泥浆通过泥浆泵排至废浆池后集中排放。7)泥浆池的总容量宜按一台成孔设备计算不宜小于桩体积的3倍。8)混凝土灌注过程中，孔内泥浆应直接排入废浆池，防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。清孔a)清孔分两次进行，钻孔深度达到设计要求，对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查，符合要求后进行第一次清孔；钢筋骨架、导管安放完毕，混凝土灌注之前，应进行第二次清孔。b)第一次清孔根据设计要求，施工机械采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行，第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环等方法进行。c)第二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求，一般应满足下列要求；摩擦桩沉渣厚度≤150mm，端承桩沉渣厚度≤50mm，摩擦端承或端承摩擦桩沉渣厚度≤100mm；泥浆性能指标在浇注混凝土前，孔。底500mm以内的相对密度≤1.25，粘度≤28s，含砂率≤8％。d)不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。e)不应采取加深钻孔深度的方法代替清孔。钢筋笼制作、安放a）钢筋笼的制作应符合设计与规范要求。b）长桩钢筋笼宜分段制作，分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定，应确保钢筋笼在移动、起吊时不变形，相邻两段钢筋骨架的接头需按有关规范要求错开。c）钢筋笼保护层可采用混凝土垫块或限位钢筋。d）钢筋笼保护层设置竖向间距为2m～4m，同一截面均匀分布，不得少于4处。钢筋笼顶端应设置吊环或采取多加钢筋骨的方式。e）大直径钢筋笼制作完成后，应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑，确保钢筋笼在存放、移动、吊装过程中不变形。f)钢筋笼入孔一般用吊车，对于小直径桩无吊车时可采用钻机钻架、灌注塔架等。起吊应按钢筋笼长度的编号入孔，起吊过程中应采取措施确保钢筋笼不变形。g）搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋笼吊放入孔时应居中，防止碰撞孔壁，钢筋骨架吊放入孔后，采用支撑或挂吊方式固定，使其位置符合设计及规范要求，钢筋笼在井口连接宜采取机械连接方式，并保证在安放导管、清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。h)钢筋笼在井口分段安装时，其连接方式宜采用机械连接。灌注混凝土a)灌注水下混凝土时的混凝土拌合物供应能力，应满足桩孔在规定时间内灌注完毕；混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，开灌前必须有1/2桩体混凝土到现场。b）混凝土运输宜选用混凝土泵或混凝土搅拌运输车；在运距小于200m时，可采用机动翻斗车或其他严密坚实、不漏浆、不吸水、便于装卸的工具运输，需保证混凝土不离析，具有良好的和易性和流动性。c)灌注水下混凝土采用钢制导管回顶法施工，导管内径为200mm～350mm，视桩径大小而定，壁厚不小于3mm；直径制作偏差不应超过10mm；导管接口之间采用丝扣或法兰连接，连接时必须加垫密封圈或橡胶垫，并上紧丝扣或螺栓。导管使用前应在地面装置成形进行水密承压（试水压力一般为0.6MPa～1.0MPa），采用吊机提升，检查接长后垂直度最大偏离中心≤50㎜，确保导管口密封性。导管安放前应计算孔深和导管的总长度，第一节导管的长度一般为4m～6m，标准节一般为2m～3m，在上部可放置2～3根0.5m～1.0m的短节，用于调节导管的总长度。导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋骨架。采用法兰连接导管时应在导管连接处加焊防碰撞钢筋笼措施。d）水下混凝土配制1）水下混凝土必须具备良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显着离析