钻孔灌注桩知识集锦

钻孔灌注桩知识集锦名词解释：钻孔机：对地质钻机的机具，按工作原理不同，分为螺旋式、回旋式、冲抓式、全套管式和振动式和振动式冲击式：按构造形式不同，螺旋式钻机又分为螺旋钻空机，长螺旋钻空机，短螺旋钻空机和钻扩机，按泥浆运行方向不同，回转式钻机又分为正循环和反循环。

坍落度：按规定实验方法测定的新拌制的水泥混凝土混合料下坍的垂直距离：以厘米计。

护筒：在钻空桩施工中，为保护孔壁不坍塌而埋置的套管。

一．一般要求１、钻孔灌注桩包括钻孔、安设和拆除护筒、安设钢筋笼、灌注砼等有关作业。

２、钻孔灌注桩开工前，施工单位要提交施工组织设计，其中包括设备、人员、材料、工作程序、配合比等项目的详细说明与精心安排。

３、承包人要填写每根桩的全部施工记录，包括钻机就位、钻进速度、泥浆比重、土层情况等。

二．材料及水下砼１、水泥、粗集料、细集料、水、外加剂以及砼的拌和、输送、灌注和养护等，都应符合规范及施工要求，砼级别符合设计要求。

２、水下灌注砼（导管灌注砼）应符合下列要求：①水泥标号不低于32.5#，水泥用量不低于350Kg/m3，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时,可不少于300Kg/m3，初凝时间不早于2.5小时，在考察水泥厂家时，建议其生产过程中延长水泥的初凝时间，可以放宽在4小时左右。

②只有得到监理工程师的批准，才能使用缓凝外加剂。

如果桩太长，拌和跟不上，有可能浇筑时间超过水泥的初凝时间，这时考虑添加缓凝剂的事，也可以在开始的几批中加，而不是全部都加，有的施工单位采用泵送砼灌注桩，要加入泵送剂，此时注意不要采用早强泵送剂。

③粗集料宜优先采用卵石，或采用级配良好的碎石，粗集料粒径不得大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4，同时不得大于40mm，细集料宜采用级配良好的中砂，砂率可控制在40~50%。

④灌注桩砼水灰比宜为0.5~0.6，砼拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象，坍落度宜控制在180~220mm。

⑤钢筋要符合要求，同时要求钢筋的焊接必须满足规范，焊条采用500级以上，不得使用500级以下的焊条加工II级钢筋。

三．钻孔１、准确定出桩位２、埋设护筒护筒的长度应适应钻地基条件，保证孔口不坍塌及不使地表水进入钻孔，并保护钻孔内泥浆表面高程，护筒应符合下列要求。

2.1 护筒可用钢板或钢筋砼制作2.2 护筒内径应比桩径稍大，一般大200~400mm，可根据钻孔情况选用。

2.3 护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，一般平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。

2.4护筒顶端高程应高出地下水位或孔外水位1.0~2.0m，当护筒处于旱地时，其顶端应高出地下水位1.0~2.0m,还应高于地面0.3m,当钻孔内有承压水时,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，应先做试桩，鉴定在此类地区采用钻孔灌注桩基的可行性，当处于潮水影响地区时，应高于最高施工水位1.5~2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措施。

2.5 护筒底端的埋置深度在旱地或浅水处，对于粘性土应为1.0~1.5m，对于砂性土不得小于1.5m，并将护筒周围0.5~1.0m范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下。

在深水河床为软土、淤泥、砂土处，护筒底埋置深度应不小于 3.0m，当软土、淤泥层较厚时，应尽可能深入到不透水层粘性土内1.0~1.5m，或卵石层内0.5~1.0m。

(JTJ041-2000)中要求护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2-4m，特殊情况应加深，以保证钻孔和灌注桩的顺利进行。

有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m。

2.6 护筒连续处要求筒内无突出物，应耐拉、压、不漏水。

2.7 在钻孔排渣、提钻头除土或因固停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。

3、固孔（泥浆的制作和使用要求）3.1采用钻孔泥浆护壁，以保持孔壁在钻进过程中不坍塌，采用全长护筒者除外。

3.2施工中可用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆，钻孔泥浆不得污染地下水，使用清水钻孔时，必须得到监理工程师的书面认可。

3.3胶泥应用清水彻底拌和成悬浮体，使在灌注砼时及至施工完成钻孔孔壁保持稳定。

3.4钻孔泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0~1.5m.3.5泥浆性能指标如下:泥浆性能指标选择注: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在不易坍塌的粘质土层中,使用推钻冲抓、反循环回转钻进时,可用清水提高水头(≥2m)维护孔壁.④若当地缺乏优良粘质土,远运膨润土已很困难,调制不出合格泥浆时,可掺用添加剂改善泥浆性能,各种添加剂掺量参考下列文献:JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》附录C-1泥浆原料和外加剂性能要求及需要量计算方法(摘要一部分)a.泥浆原料粘质土的性能要求一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm 的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。

当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。

当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入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，宜通过试验确定。

一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1%~0.4%。

b.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，前者质量较好，大量用于炼钢、铸造中，钻孔泥浆中用量也很大。

膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、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%，即8Kg的膨润土可掺100L的水，对于粘质土地层，用量可降低到3~5%。

较差的膨润土用量为水的12%左右。

c.泥浆外加剂及其掺量（略）d.调制泥浆的原料用量计算在粘质土层中钻孔，钻孔前只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘质土造浆、补浆。

在砂类土、砾石土和卵石土中钻孔时，钻孔前应备足造浆原料，其数量可按下式计算：m＝Vρ1＝（ρ2-ρ3）/（ρ1-ρ2）－ρ1式中：m－每立方米泥浆所需原料的质量（t）V－每立方米泥浆所需原料的体积（m3）ρ1－原料的密度（t/m3）ρ2－要求的泥浆密度（t/m3）ρ2＝Vρ1t（1－V）ρ3ρ3－水的密度，取ρ3＝1t/m3若造成的泥浆的粘度为20~22s时，则各种原料造浆能力为：黄土胶泥1~3m3/t，白土、陶土、高岭土3.5~8m3/t，次膨润土为9m3/t，膨润土为15m3/t。

膨润土的造浆能力为黄土胶泥的5~7倍。

⑤泥浆的各项性能指标测定如下JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》附录C-2泥浆各种性能指标的测定方法a.相对密度ρxa.1在工地上取一口杯，先称其质量为m1，再装清水称其质量为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出泥浆，称其质量m3，则ρx＝(m3-m1)/(m2-m1)a.2可用泥浆相对密度计来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。

b.粘度η（s）工地用标准漏斗粘度计测定，粘度计如下图所示用两端开口量杯分别取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，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。

校正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml所需时间应是15s，如偏差超过±1s，则量测泥浆粘度时应校正。

c.含砂率（%）工地用含砂率计（如下图）测定。

量测时，把调制好的泥浆50ml倒入含砂率计，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（由仪器上部刻度读出）乘2就是含砂率（％）。

注：有一种大型的含砂率计，容积1000ml，从刻度读出的数不乘2即为含砂率。

d.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，静止24小时，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e.失水量（ml/30min）和泥皮厚（mm）用一张120mm×120mm的滤纸，置于玻璃板上，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）即为失水量，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．泥皮厚愈平坦，愈薄，则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。

注：①泥皮厚薄与失水量有很大关系。

泥浆失水量小者，泥皮薄而致密，有利于巩固孔壁，失水量大者易形成厚泥皮，在泥页岩地层易造成地层软化膨胀，产生缩径或坍孔。

②泥浆取样在钻孔的顶、中、底分别取样，以平均值为准，清完孔后，泥浆的相对密度为1.03~1.1（注：旧标准1.05~1.20），粘度17~20s，含砂率<2%，胶体率>98%。

４．钻孔程序4.1桩的钻孔和开挖，应在中距5m内的任何砼灌注完成后24h才能开始，以避免干扰邻桩砼的凝固，在满足此条件下可以多机同时作业。

4.2钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查，按设计绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆，对于软地段的钻孔，首先应进行地基加固，安装后的钻机底座和顶端应平稳，在钻进过程中，不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。

4.3钻孔应连续进行，不得中断。

如用抓头开挖，应注意提升抓斗时，下面不致产生真空，钻孔过程中要填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项。

经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，随时改正，要经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中，并与地质剖面图核对。

注：①泥浆的性能在钻进中是不断变化的，所以要对其经常检查。

②捞取钻孔中土样的目的是为了与勘察设计时的地质剖面图核对，使对泥浆、钻锥、钻进压力和钻进速度的选择更为合适。

③无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准确。

开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

④采用正、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要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%。

⑤用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直，钻机开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发生偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。