旋挖钻桩基成孔工艺设计

旋挖钻桩基成孔工艺

目录

一、旋挖钻机成孔工艺介绍1

二、施工准备1

三、钻孔施工工艺1

四、清孔2

五、钢筋笼入孔3

六、水下砼灌注3

七、注意事项5

1、灌注砼测深方法5

2、塌孔6

3、堵管事故6

4、浮笼6

5、断桩、夹泥、夹心6

八、结束语7

一、旋挖钻机成孔工艺介绍

旋挖钻机成孔是通过底部带有活门的桶式钻头的回转，直接将土旋入钻头，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，如此循环往复，直至成孔的过程。旋挖钻机适用于各种土质地层、砂性土、砂卵砾石层和中等硬度以下基岩的施工。工艺流程：钻机就位开孔→设置护筒并注入稳定液（泥浆）→旋挖钻进→清孔→下放钢筋笼→插入混凝土导管→二次清底→灌注混凝土成桩→拔出导管→拔出护筒

二、施工准备

1、钻孔前施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以。

2、钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位后进行开孔。

3、设置护筒：根据桩位点设置护筒，护筒的径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应用粘土填实。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面20~30cm。

4、泥浆制备：现场布设制浆池，及沉淀池，并用循环胶管连接。入孔泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定：

1)黏度：一般地层16～22，松散易坍底层19～28s。

2)含砂率：新制泥浆不大于4%。

3)胶体率：不小于95%。

4)pH值：应大于6.5。

5、钢筋笼制作：因摩擦桩桩深交大，钢筋笼的制作应分节加工，现场分节入孔焊接。加工下料时必须按要求对接头进行错开。

三、钻孔施工工艺

1、护筒顶面、原地面标高进行测定，钻机的性能状态检查良好的基础上，钻机才能就位。钻机就位前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

2、开孔时，要保证钻头对准桩位，预防孔斜和桩位偏差，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。起初，钻机要轻压慢转渐渐进入，待钻头全部进入地层后方可加速钻进。开孔及整个钻进过程中，始终保持孔水位高于地下水位1.5～2.0m，高于护筒底脚0.5m 以上并低于护筒顶0.2～0.3m，以保持足够的泥浆压力以维护孔壁稳定，不致泥

浆外溢，同时保证文明施工，在钻进过程中取渣和停钻后，应及时向孔补充水或泥浆，保持孔水位高度、泥浆比重及黏度。

3、因钻头在孔提升过程中泥浆在孔壁和钻头之间流动，若升降速度过大，则泥浆流动将加大对孔壁的冲刷，容易造成孔壁坍塌，因此需要控制钻头的提升速度。同时钻孔过程中还要考虑地质情况，当由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；到砂层后，钻机操作要轻提，轻放，不要强行加压，并适当增加泥浆比重和粘度。

4、钻孔过程中，记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、钻孔时间等情况，记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中每隔2米及时捞取渣样，检查并记录土层变化情况，

5、成孔达到设计深度时，技术人员及时对孔位、孔径、孔深、孔形及竖直度进行检验，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准，垂直度用验孔器检测为准，并及时报地质工程师及监理工程师验收，合格后方可进行下道工序。

四、清孔

1、钻孔至设计高程，检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底沉淀物尽量装入旋挖斗，提钻甩渣，清孔必须彻底,避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。

2、清孔应达到以下标准：孔排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

3、清孔是钻孔灌注桩保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的各项质量指标、孔底沉渣厚度、泥浆指标和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。若因下钢筋笼导致

沉淀时间较长，则应在孔下入钢筋笼，安装好灌浆导管后用水泵施行二次清孔作业。二次清孔方法：在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管，再从孔底沿着导管置换沉碴，过程中要测量泥浆的各项指标，同时用测锤测量沉淀厚度，确保沉渣厚度不大于20cm，完成后立即进行砼浇筑。

五、钢筋笼入孔

起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性起吊。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转，若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高提猛落和强制下入。下放钢筋笼时要求有技术人员在场，现场测护筒顶标高，准确计算吊筋长度，以控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等问题。

分节吊装钢筋笼：由于钢筋笼过长，吊车无法一次性起吊，钢筋笼采用分节预制，分节吊装。先将底部节钢筋笼入孔，用钢管将钢筋笼在孔口固定，吊车吊装上部钢筋笼，与底部钢筋笼对齐后，对主筋进行焊接。主筋焊接完毕将箍筋按设计缠绕，然后可将钢筋笼入孔。

六、水下砼灌注

导管安装：导管应采用直径为25～30cm的钢管，底节长度应不小于4m，中间节2～3m。配2～3节0.5～1.5m的短管，作为调整节。导管壁应光滑、圆顺、无明显凹凸，径一致、其偏差不大于±2mm，接口严密。导管使用前进行试拼和水密性试验，拼接是导管底面应均匀放置枕木，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管部注水，并利用空压机进行打压，压力为孔底静水压力的1.5倍。打压的同时检查导管有无漏水点。

导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。下放过程中保持导管位置居中，轴线顺直，逐步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管安装后，其底部距孔底有30cm～50cm的距离。

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，同时对孔泥浆进行循环。沉渣厚度应满足不大于10cm。如沉渣厚度超出规要求，则利用导管进行二次清孔。同时利用泥浆比重计三件套，对泥浆进行检测；确保泥浆性能指标符合规要求。上报监理检验合格后，方可进入下道工序。

混凝土的首盘量要满足混凝土入孔后，导管埋入混凝土1～3m。

首盘混凝土需用量由计算确定，要保证首批混凝土浇筑后导管埋入混凝土中的深

度≮1.5m ，并能填充导管底部间隙。在整个砼浇筑时间，导管口应埋入混凝土至少

1.5m ，

h1—井孔砼面高度达到Hc 时，导管砼柱平衡导管外水（或

泥浆）压所需要的高度，即h1≥c W W r r H /·。

h2—导管初次埋深（h2 ≥1.5m ）

h3—导管底端至钻孔底间距，0.3～0.5m 。

Hw —井孔砼面以上水或泥浆深度。

Hc —灌注首批砼时所需井孔砼面至孔底的高度。

首盘混凝土可采用自由塞隔水（充气球胆），球胆直径大小

能自由通过导管即可。在实际操作中投入球胆、放入锥塞，当

砼灌满漏斗立即拔起塞子，继续向漏斗补加砼，使砼连续浇注。

完成首浇后灌注砼要连续从漏斗口边侧溜滑入导管，不可一次

放满，以免产生气囊。要准确测量砼灌注深度和导管埋深后方

可拔管。导管埋深不得大于6m ，也不得小于2m 。为确保桩顶质量在桩顶设计标高以上加灌一定高度，一般在0.5m （规1m ）。灌注将近结束时由于导管砼柱高度减少，超压力降低，如砼顶升困难可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行。在拔出最后一节长导管时速度要慢，避免孔上部泥浆压入桩中。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。同时要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管及罐车的混凝土数量估计在），通知拌和站按需要拌制数，以免造成浪费。

在灌注将近结束时,由于导管混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入。

七、注意事项

1、灌注砼测深方法

灌注水下砼时，应经常探测孔混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或断桩事故。因此，现场施工值班人员需高度重视。测深采用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10～20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。在快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。

2、塌孔

钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。冲击法钻孔时，可投黏土块夹小片石，用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁控制坍孔。

在松散粉沙土或流沙中钻孔时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、黏度、胶体率的泥浆或高质量的泥浆。

发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

如发生孔坍塌，判明坍塌位置，回填砂和黏质土混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。

3、堵管事故

提升导管2m 左右，在孔口板上上下振动，让混凝土在其自重力作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶部，开启振动器可以使管混凝土因振动液化原理而压出导管。以上办法无法解决，证明导管被堵严重，应立即提离混凝土面，采用球胆止水，重新下导管及安装大斗浇入混凝土。在两混凝土面交接处反复捣插，使其混合均匀，重新浇入混凝土强度等级应提高一级。该办法应该在孔混凝土初凝时间不到方可使用，并作好浇筑记录。

4、浮笼

混凝土浇筑期间，当混土浇筑面接近全配筋钢筋笼底部时，要严格控制混凝土的浇筑速度，一定要慢慢浇筑，严禁抖管，待确认混凝土面高于全配筋钢筋笼底部4～5米、确认导管底部高出全配筋部分底标高2米以上再恢复至正常浇筑速度。

泥浆比重过大或泥浆中含砂率过大也会导致浮笼，由于导管挂住钢筋笼，故在提管过程也会造成浮笼，此时应顺时针旋转导管，让钢筋笼自动脱离导管接头法兰。

5、断桩、夹泥、夹心

该事故在施工过程中须严格禁止，因此要严格按照施工工艺、技术标准来控制施工过程。

可以通过以下几方面加以预防：

1)浇筑混凝土应及时连续，中途停顿时不宜超过30min。

2)二次清孔时孔沉渣须清理干净，同时泥浆比重应调到1.1以下。

3)质量不合格的混凝土不允许浇入孔，应退回重新搅拌。

4)在浇筑结束后，应注意假灌现象，严禁距混凝土面4～6m 处混凝土与浮浆混

合，并利用导管自身反复捣插。

5)在提升导管前，用测绳吊测锤测定混凝土表面标高，根据已拆卸管的长度推算导管的埋管深度，确定导管提升后的导管埋深满足最小埋管深度要求。

八、结束语

灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程中的每一环节都必须严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不得力,就会在灌注中发生质量事故,小到塌孔、缩颈,大到断桩报废,从而给造成重大的经济损失,以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以,必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量, 避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进行。