立柱桩施工方法

立柱桩施工方法

1.工程概况、要点

1）本工程设计立柱桩采用钻孔灌注桩设备施工。

2）钻孔灌注桩施工计划进场1台回旋钻机（GPS-10）施工。

3）桩体强度试验：在基坑开挖前，应做无侧限抗压强度试验。

4）设计直径钻孔灌注桩，钻头直径应等于桩的设计直径，施工时锥形钻头夹角应大于120度，钻孔灌注桩施工前，必须试成孔，数量不少于2个，以便核对地质资料，检验所选设备、施工工艺及技术要求是否适宜，试成孔完成后应对其进行处理。施工单位应仔细研究工程地质报告，根据土层物性及分布情况确定合理的施工工艺。

5）桩顶设计标高以上应留有混凝土灌注长度≥桩身长度的5%，确保桩顶标高及桩身混凝土强度达到设计要求。钻孔灌注桩施工时的充盈系数不得小于1，也不得大于1.2。水下浇筑的钻孔灌注桩的混凝土强度应比设计强度高一级配制，以确保达到设计强度。

6）钻孔灌注桩应进行二次清孔，第二次清孔后的平均沉淤厚度指标应≤100mm。在测得回淤厚度和泥浆密度符合规定后半小时内必须灌注混凝土，并做好每一项工序的原始检查记录。

7）桩身主筋应沿桩周均匀布置，钢筋连接可采用焊接，双面焊缝长≥5d，单面焊缝长≥10d，主筋接头间距应大于1000mm，并在同一截面上的接头不得多于总数的50%，箍筋采用螺旋箍。

8）本工程每根桩施工过程应有完整记录，内容应包括钻孔，一、二次清孔，沉淤厚度，泥浆比重，水下混凝土灌注等项目质量检验评定。钻孔灌注桩全部完成后应将桩位竣工平面图提交设计院，经复核后才能进行下一工序的施工。

2.施工工序流程

3.钻孔灌注桩施工步骤 3.1 测量放线：

(1)我方现场派专职测量工程师负责测量放线和桩孔定位。钻孔灌注桩的相对位置如下图所示。开工前按施工图及甲方提供的坐标控制点及水准点，进行测量放线定位，敷设工程的基轴线，做好较永久性固定标记，同时与甲方(或甲方委托的监理)办理建筑测量复核单，提交有关部门审核复查认可。

(2)为了测量成果的准确性，拟选用全站仪测放桩位。桩位测量误差不大于1cm 。

(3)桩位定点经复查无误后，方由人工挖出基槽，进行护筒埋设。

护筒直径=D+100mm

钻孔灌注桩定位图

3.2成孔前准备

(1)铺设枕木、架设滚筒及安装钻机

正循环钻机自重较小，移动较灵活，多采用滚筒式移位。一般先在硬地坪上铺设横断面为200×200mm 方型木枕2根，再在其上面架设滚筒和钻机，行走时需在其前方再铺设2根方型木枕，利用钻机自身的牵引力拉动移位。

(2)护筒制作及埋设 A.护筒的制作

正循环成孔时泥浆比重相对较大，一般孔内水头高于浅层地下水位即能保证不坍孔，用好泥浆是正循环成孔的关键。护筒用4mm 的钢板卷制焊接而成，

上部

十字架

地面

护筒

开设1个20×30cm溢浆孔，以便泥浆循环通畅。

B.护筒下置深度

根据场地地层情况，钻孔灌注桩的护筒埋设深度1.0~1.5m，以挖到原状土、孔内不漏浆为标准，护筒口高出地面0.20m。在暗浜回填区域需加长至 3.5—4米。

C.护筒的埋设

护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心允许偏差不大于20mm，并保证护筒垂直，其周围用粘土回填夯实。

3.3钻机安装就位：

(1)钻机安装必须水平、周正、稳固。

(2)保证桩架天车、转盘中心、护筒中心在同一铅垂线上，做到“三点一线”。

(3)用水平尺校正施工平台水平度和转盘的水平度，保证转盘中心与护筒的偏差不大于2cm。

(4)钻机平台底座必须座落在较坚实的位置，否则用地板垫平，防止施工中倾斜。

(5)对各连接部位进行检查。

3.4成孔

(1)钻头、钻进参数及泥浆性能要求

根据桩基设计，场地地层和设备性能情况，用正循环成孔，采用三翼犁式刮刀钻头进行成孔施工，其钻进参数及泥浆性能要求如下表。

(2)成孔技术措施

A.开孔钻进时应先轻压、慢钻并控制泵量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。

B.正常钻进时，应合理控制钻进参数以及泥浆性能指标。

C.配置GPS-10型工程钻机进行施工，具有稳定性好，成孔质量好施工效率高的优点。

D.加接钻杆应先将钻具稍离孔底，待泥浆循环2-3分钟后再拧卸加接钻杆。 3.5一次清孔

钻进终了，将钻具提离孔底0.2m 左右，上、下活动，低速回转，全泵量冲孔，充分研磨孔底较大颗粒土块，待孔内返出浆液中无泥块泥皮可视为一次清孔完毕，实现“一次清孔为主，二次清孔为辅”的清孔排渣原则。时间一般不少于30分钟，用测锤测得孔深符合设计要求为止。见下图

3.6 下导管：

(1)选用Φ250mm 灌浆导管，导管须内平、笔直；

(2)必须对导管进行检查，不合要求的不得使用，导管长度按实际孔深而定； (3)下管前清点根数，检查联接处密封情况，每节使用“〇”型密封圈，保

上下活动

钻杆

证良好的密封性能，严防泥浆渗入管内；

(4)孔口连接时，在丝扣处涂抹机油，便于拧卸；

(5)严禁使用铁锤打击导管，防止变形。

3.7二次清孔：

下好导管即开始二次清孔。拟定采用正循环清孔，首先往孔内注入原浆，将孔内泥块土屑携出孔外，尔后以低比重优质泥浆置换孔内浓浆，清至孔内返出之泥浆比重≤1.15或粘度≤22秒，其沉渣厚度≤50mm时视清孔符合要求。经现场监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。灌注前使用橡皮球作为隔水塞将混凝土与泥浆隔离。

3.8 桩孔验收

桩孔终孔后，应邀请甲方代表及现场监理对终孔深度、孔底沉渣、泥浆性能指标等进行验收。验收合格后填表认可签字后进入下道工序。

4.钢筋笼施工工艺

4.1钢筋材质要求

本工程钢筋笼制作所用钢筋为HPB300和HRB400两种。为保证钢筋质量，要求对现场的钢筋的种类、钢号及规格进行严格检查验收，每种钢筋必须附有出厂证明书及合格证，使用前应作钢筋抗拉、抗弯及焊接抗拉强度检测。

4.2钢筋笼的制作及焊接要求

(1)钢筋笼制作前应将主筋校直，清除表面污垢、蚀锈，钢筋下料时应按钢筋笼设计图纸下料配筋，分节制作。同时采用模具定位，以保证主筋位置准确，成笼垂直度好，无扭曲现象。

(2)螺旋箍筋、加劲箍筋与主筋之间采用电焊连接，点焊强度和密度须满足设计和规范要求。主筋焊接接头应错开，同一截面钢筋接头数量不超过50%。

(3)本工程钻孔桩钢筋笼分节制作、分段连接，钢筋笼主筋采用焊接。

(4)钢筋笼制作几何尺寸的允许偏差值

钢筋笼制作成型后几何尺寸允许偏差值如下：（mm）

主筋间距±10

箍筋间距±20

钢笼直径±10

钢笼整体长度±100

4.3设置保护块

为保证砼保护层厚度50mm，在钢筋笼上设置圆饼形水泥砂浆保护块φ150×50mm，每平面1组（3~4只），沿钢筋笼长度方向2.0~3.0m设置1组，每节笼不少于3组，保证钢筋笼中心与桩中心重合。

4.4钢筋笼的吊放与定位

(1)钢筋笼应经业主、监理验收合格后方可安装。

(2)钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形，起吊，吊点宜设在加强箍筋位置。

(3)钢筋笼吊放入孔时，应对准孔位轻放、慢放。遇阻应上下轻轻活动或停止下放，查明原因后进行处理，严禁强行下放。

(4)钢筋笼全部入孔后，按设计要求检查安放位置标高并做好记录，符合要求后，将笼固定，防止因笼子下落或灌注砼时上串造成错位。

(5)钢筋笼安装应居中，深度应符合设计要求，其允许偏差±50mm。

4.5防止钢筋笼上浮措施

(1)采用φ16mm吊筋两根将钢筋笼与机架固定。

(2)在混凝土浇至钢筋笼底标高位置时，应适当放慢浇灌速度。以免混凝土顶升造成钢筋笼上浮。

(3)钢筋笼主筋不得向内弯折，同时提拔导管应慢慢垂直进行，以免提拔导管时钩带钢筋笼。

(4)混凝土坍落度应控制在180～220mm之间，不得过大或过小。

5.水下混凝土灌注

5.1 导管和漏斗

（1）如果导管直径太小则灌注混凝土时间较长，且首灌冲击力不足；直径太大则二次清孔时较为困难，并且灌注过程中提升导管时易于挂笼。根据本工程桩的直径及深度，选择直径为φ250mm的导管。导管底节长度为2～3m，接头采用双螺纹方扣快速接头。

（2）导管应具有足够的强度、刚度和良好的密封性，导管组装时接头必须密封不漏水（要求加密封圈，黄油封口），使用前先对导管进行水密性试验，压力应达到1.5MPa 。要求每节导管平直，内壁光滑平整、不变形。

（3）导管安装应在钢筋笼安装后立即进行导管的安装，导管连接成导管柱，接头处采用密封圈垫予以密封。

（4）导管在吊放入孔时，应保持位置居中，防止跑管撞坏钢筋笼。现场至少配备2套导管。导管不得有弯曲、洞眼和明显的凹陷。为保证混凝土灌注施工操作方便和浇灌顺畅，安装后的导管，其上口应控制在高出平台0.5m 以内，下口距孔底距离不大于0.5m ，并在孔口用夹板固定。初灌漏斗安装在导管顶端。 5.2水下灌注混凝土

灌注混凝土前必须进行二次清孔，并检查孔底沉渣厚度和泥浆指标，满足要求后才允许灌注。

混凝土供应：灌注前合理安排泵车的停车位置及保证砼运输车的进出道路畅通。商品混凝土运至施工现场后通过混凝土输送泵车将混凝土输送到孔口处的料斗内。供应量至少30m 3/h 。混凝土应有良好的和易性，在灌注过程中应无明显离析、泌水现象。

本工程坍落度值控制在180～220mm ，初凝时间不小于10小时，防止灌注过程中混凝土初凝，确保砼的连续供应及砼的供应速度。

开始灌注时，先采用隔水板与隔水球隔断首批混凝土，待首批混凝土达到初灌量时，拔掉隔水板，使首批混凝土压住隔水球迅速落下，此时孔口迅速返出大量泥浆，表明隔水球和混凝土顺利到达孔底并上升，首批混凝土的埋管深度必须保证在0.8～1.3m ，首灌完即转入连续灌注。首批混凝土用量按下式计算：

()2214

4

c V D h h

d h π

π

=

++

式中：V ——初灌量（m 3

）；

混凝土灌注

D——桩直径（m）；

h——导管底口距离孔底的距离，（m）；

c

h——导管埋深，（m）；

d——导管内径，（m）；

h——桩孔内混凝土达到埋管深度时，导管内混凝土柱与导管外泥

1

浆柱压力平衡所需的高度（m）。

随着混凝土连续不断地灌入，孔内混凝土面不断上升，导管的埋深也在不断增加，需要定时测量混凝土面的上升情况，控制埋管深度，正常灌注时导管埋入混凝土内深度控制在2.0～4.0m，并做好灌注记录。

当导管埋深较大后，应提升并拆除导管，提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层混凝土造成浮浆泥渣的侵入或挂动钢筋笼等，拆除导管时应控制导管在混凝土中的最小埋深不小于2m。

每车混凝土均需检测坍落度值，发现坍落度过大或过小时均应退货处理，不得灌注不合格混凝土。并根据设计和规范要求制作混凝土试块。

准确测量混凝土面高度时，在导管与钢筋笼中间部位下入测锤，应至少测量2～3个点，记入灌注记录表。在桩顶设计标高以上的混凝土超灌长度不宜小于2.0m。

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。

5.3 混凝土试块制作

桩身混凝土要留出试块作强度检验，用于强度检验的试块混凝土，应直接在现场抽取，同一配合比的试块，每根桩不得少于1组（即3块）进行试验。进行同条件养护。

5.4 水下混凝土灌注事故预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌注过程中要明确分工，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，确保灌注质量，防止发生质量事故。

（1）导管进水的预防：保证混凝土的初灌量，确保首批混凝土能将导管埋住，定期地通过水密试验检查导管的密封性能，发现问题及时处理。灌注过程中，认真测量导管埋深，杜绝测深错误。

（2）埋管、堵管和钢筋笼上浮的预防：首先，要加强混凝土施工的组织工作，保证混凝土施工连续性，严格控制埋深，埋深控制在2~6m之间。

（3）断桩的预防：防止导管进水，避免埋管、堵管，提高清孔质量，加强对混凝土质量的控制，可以减少或避免断桩事故的发生。

（4）桩身有夹泥、夹渣、蜂窝的预防：灌注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。

处理方法如下：

（1）导管进水的处理：由于首批混凝土灌注量不足引起的导管进水，可以将孔内散落的混凝土拌合物用空气吸泥机或当灌注量较大时，需将钢筋笼拔出钻孔后用钻头回转清除出来，然后重新按首灌要求灌注水下混凝土。由于导管接头不严或导管超拔引起的导管进水，可以将原导管或更换的导管重新插入混凝土中，用潜水泵或吸泥机将导管内的水和泥浆吸出，然后继续灌注。此种措施在一定程度上已经形成断桩，所以施工过程中应严禁出现。

（2）堵管的处理：若是由于混凝土的坍落度太小，流动性差，夹有大卵石、碎石，拌合不均匀，冬季施工中有砂冻块，运输过程中产生离析，导管接缝处漏水，使混凝土中的泥浆浆被冲，粗骨料集中而造成导管堵塞，可用长杆冲捣导管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在有一定埋深导管不致拔漏情况下提升导管，加灌注混凝土，加大压力，重力冲开堵管混凝土，或通过事先在灌注漏斗上安装的附着式振动器将混凝土振下去，用吊机吊着导管，在不将导管超拔的情况下，上下提动导管，使管内的混凝土下去。如果以上方法混凝土仍不下去，只有将导管拔出来，按导管进水的处理方法进行处理。

（3）卡管的处理：开始时，可用导链滑车、千斤顶试拔。如果仍拔不出，当孔径较大时，已灌注的表层混凝土尚未初凝，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。

（4）钢筋笼上浮的处理：当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深。

（5）断桩的处理

①原位复桩：对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清

理后，在原位重新浇注一根工程桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

②接桩：确定接桩方案，首先对桩进行声测确定断桩部位；其次，根据设计提供的地质资料判断出断桩所在土层；第三，挖至合格处利用人工凿毛，按人工挖孔混凝土施工方法进行混凝土的浇注。

③桩芯凿井法：即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径小于原桩径20cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用人工挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。

④高压注浆法：若断桩位置较低，上述方法不便实施，可采用地质钻机在桩位上对称取芯钻进至断桩位置以下，先用高压清水反复清洗断桩位置后用高标号水泥浆对断桩位置高压灌浆。

⑤桩身有夹渣、夹泥、蜂窝的处理：对已发生或估计可能有夹渣、夹泥、蜂窝的桩，应判明情况，确定需要补强还是按断桩处理。

6.泥浆排放

本工程施工时将有大量的泥浆需要外运，必须有足够的泥浆外运能力，不能因排浆问题影响施工进度；成孔、成桩时应有专人负责泥浆外排，严禁排浆措施不能满足施工要求而进行施工。泥浆循环中的废浆，由泥浆排污车运送到指定地点排放，保证施工场地清洁，不对周边环境造成污染。施工中产生的渣土及泥渣应集中堆放，待掠干后再装车外运。灌注混凝土前应排空废浆池内泥浆，并组织足够的泥浆车等候在现场，并确保泥浆车道路的畅通。

7.插入立柱

（1）立柱的加工、运输、堆放应采取控制平直度的技术措施；宜采用专用装置控制定位、垂直度与转向的偏差

（2）立柱需拼接时，拼接材料需用立柱角钢相同型材，拼接角钢长不小于500mm，角钢对接部分磨平，端面应水平，拼接处应另加缀板，拼接部位周边应满焊，焊缝高10mm

（3）如钢筋设置受缀板阻挡，可在其上下位置处补足缀板面积后把阻挡部分割除；施工过程中应确保钢立柱角钢的完整，不得割除角钢任何部位（4）设置钢立柱时，应采取必要措施保证立柱各边与支撑轴线垂直或平行；

立柱转向不大于5°

（5）立柱桩成孔垂直度不大于1/150；立柱桩沉渣厚度不大于100mm；立柱及立柱桩定位偏差不大于20mm；立柱垂直度不大于1/200

（6）立柱桩桩顶泛浆高度不应小于1000mm，且应保证凿除浮浆后的桩顶混凝土强度等级满足设计要求

（7）底板浇注前，立柱必须焊接止水钢板

（8）立柱的插入采用履带吊下放，并用经纬仪控制垂直度，水准仪控制标高并固定。

8.回填桩孔

当立柱插入完毕后，低于自然地面高度的桩孔应立即回填及加盖。回填料采用现场的杂填土，回填至地面以下0.2m处，上部用混凝土封盖。

9.质量管理措施

9.1施工质量管理

(1)加强技术管理，认真贯彻各项技术管理制度

开工前落实各级人员岗位责任制，做好技术交底；施工中认真检查执行情况，开展QC小组活动，做好隐蔽工程记录；施工结束后，认真进行工程质量检验（自检、互检、专检三结合）和评定，做好技术档案管理工作。

(2)认真进行原材料检验

进场的钢材和商品混凝土等材料，供货单位必须提供质量保证书等有关资料，工地按规定做好复检、抽检，待检验合格后方准投入使用。

9.2施工质量保证措施：

(1)测量放线由专职测量人员负责测量放线及桩位的定位。

(2)桩机必须端正、稳固、水平、用经纬仪保持垂直度。

(3)浆液配制必须按规定的配合比进行配制。

(4)待地下故障排除后须将钻具提升或下沉1米方能钻孔。

9.3施工技术措施

(1)严格控制定位及桩架的垂直度。

(2)派专人观察钻杆的偏向，如发现严重偏位时，则提杆重新钻孔。

(3)开挖沟槽及清障时，要控制好沟槽两边尺寸，以便设备的就位及护筒的

埋设。

(4)对泥浆要及时清运，创造良好的施工环境。 9.4 关健工序质量控制点质量标准及监控表

9.5 施工控制要点

根据设计桩位放线，埋设好护筒，护筒周围填粘土；开钻前应纵横调平钻机，安装导向

为保证护壁质量，采用现场配置泥浆并用泥浆池储备，储备的泥浆量能够保证每天成孔

）钻机就位，将钻头对准桩位，复核无

）开钻前，用水平仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度。钻进开始时，注意

）钻进过程中，采用工程检测尺随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；边钻进边

根据现场实际情况，钢筋笼一次成型，根据规范要求进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋外观、品种、型号、规格，焊缝的长度、宽度、厚度、咬口、表面平整等，、加劲筋间距）和长度）等，并做好记录。结合钢筋取样试验和钢筋原材复试结果，有关内容报请起吊中防止钢筋笼变形，并控制好笼顶

20）导管组装时接头必须密合不漏水）在第一次使用前应进行闭水打压不漏水为合格。

左

）混凝土浇注前必须检查混凝土塌落度、和易性并记录。混凝土运到灌注点不）导管内使用的隔水塞球胆大小要一般位于水面以上。灌注混凝土前孔口要盖严，防止混凝土落入孔中污2m 以上，导管下口埋入混凝土的深度不小于，设专人及时测定，以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管，必须经过使混凝土处于流动状态，并作好浇注施工记录。混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。拆除后的导管放入架子中并及时清洗干应始终保持导提升导管时应有专人指挥掌如发现钢筋使导管降

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10.质量事故预防与对策