鉆孔灌注樁施工工藝工法

1、鉆孔灌注樁施工工藝工法qb/ztyjgygf-fj-0107-2011建筑安裝工程有限公司 魏瑞芳1 前言1.1工藝工法概況灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。其中沖擊鉆、回旋鉆、旋挖鉆為成孔灌注樁最常用的成孔機(jī)械和工藝方法。1.2工藝原理先用機(jī)械或人工成孔，然后再安放鋼筋籠、灌注混凝土的基礎(chǔ)樁，以達(dá)到地基承載力的要求。2 工藝工法特點(diǎn)2.1沖擊鉆成孔灌注樁特點(diǎn)是設(shè)備構(gòu)造簡單，適用各種復(fù)雜地質(zhì)，

2、操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定，塌孔少、不受施工場地限制等。但用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制。2.2回旋鉆、旋挖鉆成孔灌注樁特點(diǎn)用于一般地質(zhì)條件、各種大小孔徑（5001200mm）和深度（1050m），護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠，施工無噪聲、無振動(dòng)、無擠壓。機(jī)具設(shè)備簡單，操作方便，費(fèi)用較低，成孔速度較快。3 適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于回旋鉆成孔、沖擊鉆成孔、旋挖鉆成孔等灌注樁的施工。4 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gb50300)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(gb50202)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50007)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(jgj94)建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(j

3、gj106)5 施工方法5.1沖擊鉆成孔灌注樁系采用沖擊式鉆機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)懸吊沖擊鉆頭（沖錘）上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖石破碎，部分碎渣被擠入孔壁中，大部分成為泥渣，通過泥漿正反循環(huán)出渣成孔，再灌注混凝土成樁。5.2回旋鉆、旋挖鉆的成孔是用專用鉆機(jī)成孔，灌注混凝土成樁。6 工藝流程及操作要點(diǎn)6.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備施工方案技術(shù)交底測(cè)量放線埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位拌制泥漿原土造漿或注入泥漿鉆 孔清 孔排渣清孔檢查安放鋼筋籠泥漿測(cè)試不符合符合鋼筋籠制作吊放導(dǎo)管第二次清孔水下灌注混凝土拆除導(dǎo)管樁機(jī)移位預(yù)拌或現(xiàn)場拌混凝土檢查驗(yàn)收?qǐng)D1 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝流程圖施工準(zhǔn)備施工方案技術(shù)交底測(cè)量放線埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就

4、位鉆 孔清 孔清孔檢查安放鋼筋籠不符合符合鋼筋籠制作吊放導(dǎo)管灌注混凝土預(yù)拌或現(xiàn)場拌混凝土檢查驗(yàn)收?qǐng)D2 干鉆成孔灌注樁施工工藝流程圖6.2操作要點(diǎn)6.2.1樁位放樣鉆孔樁定位使用十字定位法標(biāo)出鉆孔樁位置并編號(hào)，樁位測(cè)量利用主體結(jié)構(gòu)的軸線，采用全站儀測(cè)量定位，保證孔位準(zhǔn)確無誤，同時(shí)考慮各種施工誤差。6.2.2埋設(shè)護(hù)筒鋼護(hù)筒用厚35mm鋼板制成，內(nèi)徑比鉆頭直徑大10cm，護(hù)筒制作長度2m左右，護(hù)筒頂端留有高0.4m，寬0.2m的出漿口，護(hù)筒下端設(shè)刃腳。鋼護(hù)筒埋設(shè)時(shí)先放出樁位點(diǎn)，過樁位中心點(diǎn)拉十字線在護(hù)筒外80100cm設(shè)控制樁，在樁位處挖出圓坑，然后在坑底填筑3050cm左右厚的粘土，分層夯實(shí)，安設(shè)

5、護(hù)筒，周圍用粘土填筑，護(hù)筒中心與樁位中心偏差不得大于50mm，其埋置深度：在粘性土中不宜小于1.0m，在砂性土中不宜小于1.5m。6.2.3鉆機(jī)就位1鉆機(jī)就位時(shí)，必須保持鉆機(jī)平穩(wěn)、不傾斜和位移，并采取一定的固定措施。為控制鉆孔深度，應(yīng)對(duì)每樁位地面測(cè)設(shè)標(biāo)高，以便施工控制和記錄。2鉆機(jī)就位時(shí)，應(yīng)采取措施保證鉆具中心和護(hù)筒中心重合，其偏差不應(yīng)大于20mm。鉆機(jī)就位后應(yīng)平整穩(wěn)定，保證在鉆進(jìn)過程中不產(chǎn)生位移和搖晃，否則應(yīng)及時(shí)處理。6.2.4鉆孔施工1鉆孔一般要求：鉆孔前應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)資料，使用適當(dāng)?shù)你@機(jī)種類、型號(hào)，并配備適用的鉆頭，調(diào)配合適的泥漿。開鉆時(shí)在護(hù)筒下一定范圍內(nèi)應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位

6、或鉆頭全部進(jìn)入土層后，方可加速鉆進(jìn)。 2回旋鉆機(jī)反循環(huán)成孔1)在反循環(huán)鉆孔前，首先啟動(dòng)砂石泵，待形成正常循環(huán)，才能開動(dòng)鉆機(jī)慢速下放鉆頭至孔底。2）鉆進(jìn)中應(yīng)認(rèn)真觀察進(jìn)尺情況和砂石泵排水出渣情況，排量減少或出水中含鉆渣較多時(shí)應(yīng)控制鉆進(jìn)速度。3）在砂礫、砂卵石地層鉆進(jìn)時(shí)，為防止鉆渣過多，卵礫石堵塞管路，可采用間斷鉆進(jìn)間斷回轉(zhuǎn)的方法控制鉆速。4）加接鉆桿時(shí)，應(yīng)先停止鉆進(jìn)，將鉆頭提離孔底80100mm，維持泥漿循環(huán)13min，待鉆渣攜出排凈后停泵加接鉆桿。5）鉆桿連接應(yīng)擰緊上牢，防止螺栓、螺母、擰卸工具等掉入孔內(nèi)。6）鉆進(jìn)出現(xiàn)坍孔、漏砂等異常情況，應(yīng)立即提升鉆頭，并控制泵量，保持循環(huán)，同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能

7、符合要求的泥漿，并保持水頭壓力。3回旋鉆機(jī)正循環(huán)成孔1）鉆頭下孔后，鉆頭應(yīng)距孔底50100mm，并開動(dòng)泥漿泵，使泥漿循環(huán)23min。然后開動(dòng)鉆機(jī)鉆進(jìn)，增加鉆速和鉆壓并適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度。2）正常鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)調(diào)整合理的參數(shù)鉆進(jìn)。3）在砂礫層鉆進(jìn)時(shí)，易引起鉆頭跳動(dòng)、蹩車蹩泵、鉆孔偏斜等現(xiàn)象，故操作時(shí)注意控制給進(jìn)，加大泵量，降低轉(zhuǎn)速。4）在易坍孔地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)調(diào)大泥漿比重和粘度。5）加接鉆桿時(shí)先將鉆頭提高，泥漿循環(huán)35min后加接鉆桿。6）鉆進(jìn)過程中，應(yīng)防止扳手、管鉗、墊叉等工具掉入孔內(nèi)。4沖擊鉆成孔1）沖擊成孔時(shí)應(yīng)使用大比重、高粘度泥漿護(hù)壁。2）沖擊時(shí)應(yīng)控制鋼絲繩放松量，嚴(yán)禁“打空錘”，損壞沖擊機(jī)具。

8、3）用卷揚(yáng)機(jī)施工時(shí)，應(yīng)在繩上標(biāo)識(shí)控制沖程。沖擊鉆頭到底后要及時(shí)收繩提起沖擊鉆頭以防鋼絲繩纏卷鉆頭或反纏卷筒。4）在黏土層中，沖擊宜采用較低沖程，以防粘泥包鉆頭。5）在淤泥中沖擊鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)增加碎石和黏土投量，并用較低沖程0.751.5m，邊投邊沖，增加孔壁穩(wěn)定性。6）在卵礫層沖擊時(shí)，應(yīng)多投黏土少投石量，沖程可增加到22.5m。7）在漂石層沖擊鉆進(jìn)時(shí)，可回填硬度和漂石相近的碎石，用高沖程沖擊或高低沖程交替沖擊。8）在基巖中，宜采用高沖程和高頻率，應(yīng)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭，改變鉆頭沖擊位置，防止出現(xiàn)梅花形孔底或發(fā)生斜孔。9）沖孔時(shí)隨時(shí)測(cè)定和控制泥漿密度，每沖擊12深應(yīng)排渣一次，并定時(shí)補(bǔ)漿，直至設(shè)計(jì)深度。5旋挖

9、鉆成孔1）當(dāng)遇到坍塌夾層土?xí)r，可輸入制備泥漿，也可采取提高水頭高度或投放粉狀泥漿材料，鉆機(jī)孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)拌合。2）水位下成孔提鉆時(shí)，要先停置13min慢提以防負(fù)壓增大吸垮孔壁或造成縮孔。3）每次提升取土后，要及時(shí)注水或輸入泥漿。6.2.5護(hù)壁用泥漿制作1護(hù)壁泥漿一般由水、黏土（或膨潤土）和添加劑按一定比例配置而成，可通過機(jī)械在泥漿池、鉆孔中攪拌均勻。2 施工前施做泥漿池。泥漿池一般分循環(huán)池、沉淀池、廢漿池三種，從鉆孔中排出的泥漿首先經(jīng)過沉淀池沉淀，再通過循環(huán)池進(jìn)入鉆孔，沉淀池中的超標(biāo)廢漿液通過泥漿泵排至廢漿池后集中排放。泥漿池的總?cè)萘恳税匆慌_(tái)成孔設(shè)備計(jì)算不宜小于樁體積的3倍。3 施工過程中試驗(yàn)員控制

10、泥漿參數(shù)，循環(huán)漿不能滿足參數(shù)要求時(shí)倒入廢漿池靜置外運(yùn)處理；新漿配置完成靜置24h后倒入循環(huán)池使用。4 泥漿稠度一般大于1822s，泥漿比重1.151.25之間，泥漿含砂率小于8%；膠體含量大于90%。6.2.6清孔1清孔分兩次進(jìn)行，鉆孔樁鉆到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)孔深、孔徑、垂直度進(jìn)行測(cè)檢，符合要求后進(jìn)行第一次清孔。鋼筋骨架、導(dǎo)管安放完畢，砼灌注之前，應(yīng)進(jìn)行第二次清孔。2第一次清孔根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施工機(jī)械采用換漿、抽漿、掏渣等方法進(jìn)行，第二次清孔根據(jù)孔徑、孔深、設(shè)計(jì)要求采用正循環(huán)、泵吸反循環(huán)等方法進(jìn)行。3第二次清孔后的沉渣厚度和泥漿性能指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。4不論采用何種清孔方法，在清孔排渣時(shí)，必須注意保

11、持孔內(nèi)水頭，防止塌孔。不得采取加深樁孔深度的方法代替清孔。6.2.7鋼筋籠制作、吊裝1 樁主筋采用雙面搭接焊或?qū)?，雙面搭接焊焊接長度5d；定位加筋位于主筋內(nèi)側(cè)，并與主筋焊接；箍筋與鋼筋籠整體焊接；外側(cè)焊接鋼筋籠定位筋，確保樁的保護(hù)層，并且一次整體吊裝就位，焊接及加工鋼筋籠偏差按規(guī)范要求執(zhí)行。2 鋼筋籠加工過程中加強(qiáng)檢查，選用與鋼筋籠加工相匹配e500焊條，調(diào)節(jié)點(diǎn)焊機(jī)的電流參數(shù)，確保加工質(zhì)量。主筋焊接焊縫質(zhì)量，螺旋箍筋的節(jié)點(diǎn)焊接數(shù)量及質(zhì)量。3 鋼筋籠運(yùn)輸采用小車倒運(yùn)和吊車倒運(yùn)相結(jié)合的方式。小車負(fù)責(zé)長范圍內(nèi)鋼筋籠的水平運(yùn)輸，吊車負(fù)責(zé)有障礙情況下和近距離的鋼筋籠倒運(yùn)工作。當(dāng)工程樁鋼筋籠長度在254

12、0m之間，鋼筋籠采用上下段分開，孔口單面電弧焊接方案。圖3 運(yùn)輸小車運(yùn)輸長鋼筋籠4 鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，檢查孔深、孔徑、垂直度符合要求后，進(jìn)行清孔換漿，達(dá)到要求后立即用汽車吊一次整體吊裝就位，鋼筋籠在起吊、運(yùn)輸及安裝過程中采取措施防止變形，起吊點(diǎn)設(shè)在加強(qiáng)箍筋部位。鋼筋籠吊入后固定牢靠，防止砼澆注過程中上浮。6.2.8灌注水下混凝土1 砼灌注是確保成樁的關(guān)鍵工序，砼灌注前應(yīng)做好一切準(zhǔn)備，保障砼灌注連續(xù)、緊湊的進(jìn)行。灌注混凝土采用導(dǎo)管法，導(dǎo)管使用前均調(diào)直、試拼裝、試壓編號(hào)，檢查接口連接是否嚴(yán)密牢固，同時(shí)檢查拼裝后的垂直情況。使用前要進(jìn)行過球、水密及承壓試驗(yàn)。導(dǎo)管使用后及時(shí)清除管壁內(nèi)外粘附的砼殘漿。2

13、 混凝土的配制要具有良好的和易性，細(xì)骨料采用中、粗砂，粗骨料采用粒徑不大于40mm卵石或碎石；坍落度為1822cm。正式拌制砼前，根據(jù)試配結(jié)果，選擇合適的配比。采用集中拌制混凝土，罐車運(yùn)輸，汽車吊配合施工。3 在砼開灌前，導(dǎo)管居中安放入孔，導(dǎo)管底距孔底高度控制在3050cm，且第一節(jié)導(dǎo)管長度不小于4m，導(dǎo)管上端連接混凝土漏斗，且漏斗頂面離地面距離不大于2000mm。開始灌注時(shí)，在漏斗下端設(shè)隔水塞。待初灌砼足夠后，截?cái)喔羲南到予F絲，使混凝土猝然落下，迅速落至孔底并把導(dǎo)管裹住，封底混凝土最小厚度250mm，使導(dǎo)管埋入混凝土的深度保持2.03.0m。4 每根樁的水下混凝土灌注工作緊湊、連續(xù)地進(jìn)行

14、，并應(yīng)分層振搗，分層高度約為5001000mm，嚴(yán)禁中途停工。砼灌注過程中導(dǎo)管應(yīng)始終埋在砼中12m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出砼面。鉆孔樁灌注頂標(biāo)高應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高一定高度，以便清除浮漿，保證鉆孔樁質(zhì)量。 6.2.9鑿樁頭樁頭砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的25%時(shí)，立即拔除地面上鋼套管并鑿除樁頭多余砼，其截除的高度滿足截樁以上的新澆砼不小于50cm，鑿除樁頭砼采用人力風(fēng)鎬鑿除。7 勞動(dòng)力組織表1 勞動(dòng)力安排表（100米樁長）工 種人員數(shù)量（人）工 種人員數(shù)量（人）普工20鋼筋工10操作司機(jī)10混凝土工10電工2電焊工108主要機(jī)具設(shè)備8.1施工機(jī)械回旋鉆、沖擊鉆、旋挖鉆機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、砂石泵、泥漿泵、泥漿攪拌機(jī)8.2工

15、具用具手推車、砼導(dǎo)管、儲(chǔ)料斗、鐵锨、扳手、管鉗、切割機(jī)、電焊機(jī)、彎曲機(jī)9 質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題9.1成孔時(shí)出現(xiàn)塌孔、縮徑現(xiàn)象。9.2鉆孔時(shí)樁孔偏斜。9.3灌注水下混凝土?xí)r鋼筋籠上浮、樁身砼夾泥或斷樁。 9.2保證措施9.2.1根據(jù)不同地層，控制使用好泥漿指標(biāo)。在回填土、松軟層及流砂層鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制速度。地下水位過高，應(yīng)升高護(hù)筒，加大水頭。地下障礙物處理時(shí)，一定要將殘留的砼塊處理清除。孔壁坍塌嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上12m處，搗實(shí)后重新鉆進(jìn)。9.2.2鉆頭直徑應(yīng)滿足成孔直徑要求，并應(yīng)經(jīng)常檢查，及時(shí)修復(fù)。易縮徑孔段鉆進(jìn)時(shí)，可適當(dāng)提高泥漿的粘度。對(duì)易縮徑部

16、位也可采用上下反復(fù)掃孔的方法來擴(kuò)大孔徑。9.2.3保證施工場地平整，鉆機(jī)安裝平穩(wěn)，機(jī)架垂直，并注意在成孔過程中定時(shí)檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個(gè)檢查調(diào)正，不能用彎曲的鉆具。在堅(jiān)硬土層中不強(qiáng)行加壓，應(yīng)吊住鉆桿，控制鉆進(jìn)速度，用低速度進(jìn)尺。對(duì)地下障礙物預(yù)先處理干凈。對(duì)已偏斜的鉆孔，控制鉆速，慢速提升，下降往復(fù)掃孔糾偏。9.2.4嚴(yán)格控制砼質(zhì)量和坍落度，砼和易性要好。砼進(jìn)入鋼筋籠后，砼上升不宜過快，導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深不宜過大, 嚴(yán)格控制在一定范圍，提升導(dǎo)管時(shí)，不宜過快，防止導(dǎo)管鉤鋼筋籠。9.2.5成孔時(shí)嚴(yán)格控制泥漿密度及孔底沉淤，第一次清孔必須徹底清除泥塊，砼灌注過程中導(dǎo)管提升要緩慢，特別到樁頂時(shí)，嚴(yán)禁

17、大幅度提升導(dǎo)管。嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，單樁砼灌注時(shí)，嚴(yán)禁中途斷料。拔導(dǎo)管時(shí)，必須進(jìn)行精確計(jì)算控制拔導(dǎo)管后砼的埋深，嚴(yán)禁憑經(jīng)驗(yàn)拔管。10 安全措施101主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析樁孔坍塌、機(jī)械傷害102保證措施10.2.1沖擊鉆成孔機(jī)械要安放平穩(wěn)，防止沖孔時(shí)突然傾倒或沖錘下落。10.2.2采用泥漿護(hù)壁成孔，控制好泥漿密度、孔內(nèi)水頭高度、護(hù)筒埋設(shè)深度、鉆機(jī)垂直度、鉆進(jìn)和提鉆速度，以防塌孔，造成機(jī)具塌陷。10.2.3機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后及時(shí)檢修，禁止帶故障運(yùn)行，不違規(guī)操作，杜絕機(jī)械和車輛事故。10.2.4護(hù)筒埋設(shè)完畢、灌注混凝土完畢后的樁坑應(yīng)加以保護(hù)，或填埋或覆蓋。鋼筋骨架起吊要平穩(wěn)，嚴(yán)禁猛起猛落，并拉好尾繩。11 環(huán)保措施11.1采用低噪音設(shè)備或工具，合理安排作業(yè)時(shí)間等防噪聲措施。11.2施工廢水、廢漿、施工機(jī)械設(shè)備廢油應(yīng)排入沉淀池集中處理，不得直接排放，鉆出的泥土及時(shí)運(yùn)走。12 應(yīng)用實(shí)例12.1工程簡介中鐵置業(yè)“繽紛南郡”二期工程施工一標(biāo)段住宅樓工程，包括4#、15#樓、幼兒園及車庫，建筑面積77529.3m2，工程位于西安市西高新丈八四路6號(hào)，其中4#、15#樓為剪力墻結(jié)構(gòu)，地上33層，地下1層；地下車庫為框架結(jié)構(gòu)，地下1層。工程開竣工日期為2010.9.15-2012.2.12，造價(jià)1.3億元。主樓采用混凝土灌注樁；車庫采用天然級(jí)配砂石換填。4