钻孔灌注桩施工工艺与简单模拟动画

1、本工艺标准适用于工业与民用建筑中地下水位高的软、硬土层泥浆护壁成孔灌注桩工程1.1 材料及主要机具： 1.1.1 水泥：宜采用325号425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。 1.1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。 1.1.3 石子：粒径为0.53.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%。 1.1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。 1.1.5 粘土：可就地选择塑性指数IP17的粘土。 1.1.6 外加早强剂应通过试验确定。 1.1.7 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。 1.1.8 主要机具有：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水

2、箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管等。1.2 作业条件： 1.2.1 地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。 1.2.2 场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。 1.2.3 制作好钢筋笼。 1.2.4 根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检签字。 1.2.5 要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。 1.2.6 正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。钻孔灌注桩施工工艺2.1 工艺流程：钻孔机就位钻孔注泥浆下套管继续钻孔排渣清孔吊放钢筋笼射水清底插入混凝土导管浇筑混凝土拔出导管插桩顶钢筋2.2

3、 钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。2.3 钻孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续进钻。2.4 厂套管（护筒）：钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。 2.4.1 套管内径应大于钻头100mm。 2.4.2 套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。 2.4.3 套管埋设深度：在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内

4、泥浆面高出地下水位1m以上。2.5 继续钻孔：防止表层土受振动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，设计无特殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。钻孔灌注桩施工工艺2.6 孔底清理及排渣 2.6.1 在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.11.2。 2.6.2 在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.11.3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.31.5。 2.6.3 吊放钢筋笼：钢筋笼放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计

5、位置时，应立即固定，防止上浮。 2.7 射水清底；在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。 2.8 浇筑混凝土：停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。 2.8.1 水下浇筑混凝土应连接施工；导管底端应始终埋入混凝土中0.81.3m；导管的第一节底管长度应4m。2.8.2 混凝土的配制： 2.8.2.1 配合比应根据试验确定，在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高10%15%。钻孔灌注桩施工工艺 2.8.2.2 水灰比不宜大于0.6。 2.8.

6、2.3 有良好的和易性，在规定的浇筑期间内，坍落度应为1622cm；在浇筑初期，为使导管下端形成混凝土堆，坍落度宜为1416cm。 2.8.2.4 水泥用量一般为350400kg/m3。 2.8.2.5 砂率一般为45%50%。2.9 拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。2.10 插桩顶钢筋：桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防止插偏和插斜。2.11 同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。2.12 冬 雨期施工： 2.12.1 泥浆护壁回转钻孔灌注桩不宜在冬期进行。 2.12.2 雨天施工现场必须有排水

7、措施，严防地面雨水流入桩孔内。要防止桩机移动，以免造成桩孔歪斜等情况。3.1 保证项目： 3.1.1 灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。 钻孔灌注桩施工工艺 3.1.2 实际浇灌混凝土量，严禁小于计算的体积。 3.1.3 浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。 3.1.4 成孔浓度必须符合设计要求。以摩擦力为主的桩，沉渣厚度严禁大于300mm，以端承力为主的桩，沉渣厚度严禁大于100mm。3.2 允许偏差项目，见表2-6。钻孔灌注桩施工工艺泥浆护壁回转钻孔灌注桩允许偏差 表2-6 注：d为桩的直径，H为桩长。 4.1 钢筋笼在制作、运输

8、和安装过程中，应采取措施防止变形。吊入桩孔内，应牢固确定其位置，防止上浮。4.2 灌注桩施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。并应检查每根桩的纵横水平偏差。4.3 在钻孔机安装，钢筋笼运输及混凝土浇筑时，均应注意保护好现场的轴线桩，高程桩，并应经常予以校核。4.4 桩头外留的主筋插铁要妥善保护，不得任意弯折或压断。4.5 桩头的混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。 5.1 孔底虚土过多：钻孔完毕，应及时盖好孔口，并防止在盖板上过车和行走。操作中应及时清理虚土。必要时可二次投钻清土。5.2 塌孔缩孔：注意土质变化，遇有砂卵石或流塑淤泥、上层

9、滞水层渗漏等情况，应会同有关单位研究处理。5.3 桩身混凝土质量差：有缩颈、空洞、夹土等，要严格按操作工艺边浇筑混凝土边振捣的规定执行。严禁把土和杂物混入混凝土中一起浇筑 。5.4 钢筋笼变形：钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，没有严格按操作规定执行。必须加强对操作工人的技术交底，严格执行加固的质量措施。钻孔灌注桩施工工艺5.5 当出现钻杆跳动、机架晃摇、钻不进尺等异常现象，应立即停车检查。5.6 混凝土浇到接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩和补桩。5.7 钻孔进入砂层遇到地下水时，钻孔深度应不超过初见水位，以防塌孔。本工艺标准应具备以下质量记录：6.1 水泥的出厂证明及复验证

10、明。6.2 钢筋的出厂证明或合格证以及钢筋试验单抄件。6.3 试桩的试压记录。6.4 补桩的平面示意图。6.5 灌注桩施工记录。6.6 混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。6.7 混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。6.8 商品混凝土的出厂合格证。钻孔灌注桩施工工艺确定桩位安装护筒泥浆比控制为1:1.2泥浆泵泥浆回流泥浆导管增加钻杆测量深度深度达到设计要求后移除钻头和钻杆钻机移至桩位下钢筋笼下导管洗孔塞子下料斗混凝土灌车钻头和钻杆注意垂直度在料斗里注满混凝土后移除塞子混凝土面必须高于导管底口泥浆池 钻孔灌注桩是采用不同的成孔方法，在地层中按要求形成钻孔灌注桩是采用不同的成孔方法，在地

11、层中按要求形成一定形状或断面的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入一定形状或断面的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土，从而形成桩基础的一种工艺。井孔中，再灌注混凝土，从而形成桩基础的一种工艺。 目前我国铁路桥梁基础多数均采用钻孔桩基础，我们张目前我国铁路桥梁基础多数均采用钻孔桩基础，我们张唐铁路唐铁路JL-4JL-4标段所有桥梁均设计为钻孔灌注桩基础，因此从标段所有桥梁均设计为钻孔灌注桩基础，因此从以下几个方面讲一下钻孔桩基础施工质量控制。以下几个方面讲一下钻孔桩基础施工质量控制。 一、钻孔方法、原理、适用范围及各种方法优缺点一、钻孔方法、原理、适用范围及各种方法优缺点二

12、、钻孔灌注桩工序施工质量控制要点二、钻孔灌注桩工序施工质量控制要点三、钻孔灌注桩施工可能出现的问题及原因分析三、钻孔灌注桩施工可能出现的问题及原因分析一、钻孔灌注桩成孔方法、原理及优缺点一、钻孔灌注桩成孔方法、原理及优缺点1、钻孔灌注桩成孔方法及原理、钻孔灌注桩成孔方法及原理 目前钻孔灌注桩成孔方法主要有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环目前钻孔灌注桩成孔方法主要有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻孔（旋挖）等多回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻孔（旋挖）等多种钻孔方法。种钻孔方法。 2、钻机选型：钻孔桩成孔方法应根据地质情况、

13、设计桩长、桩径以及施工条、钻机选型：钻孔桩成孔方法应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件选择钻机类型，同时应考虑施工工期、经济成本等影响因素。件选择钻机类型，同时应考虑施工工期、经济成本等影响因素。 表：不同钻孔方法钻机的适用范围表：不同钻孔方法钻机的适用范围 3、不同钻孔方法的优、缺点、不同钻孔方法的优、缺点二、二、钻孔灌注桩施工工序质量控制要点钻孔灌注桩施工工序质量控制要点 1、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点2、钻孔桩施工阶段质量控制要点：钻孔、清孔、钢筋笼制作安、钻孔桩施工阶段质量控制要点：钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、水下混凝土灌注四个工序。装、水下混

14、凝土灌注四个工序。3、钻孔桩季节性（冬季、雨季）施工质量控制要点、钻孔桩季节性（冬季、雨季）施工质量控制要点1、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点1.1 技术准备：施工现场核对、施工测量及放样（控制网加密报现场监理复核）、施工技术准备：施工现场核对、施工测量及放样（控制网加密报现场监理复核）、施工技术交底、原材料试验及检验、试桩情况。技术交底、原材料试验及检验、试桩情况。1.2 施工调查：主要包括水位情况、地形地貌、地下管线分布情况、临时道路情况及水施工调查：主要包括水位情况、地形地貌、地下管线分布情况、临时道路情况及水电供应情况，对图纸资料要严格进行现场核对；电供

15、应情况，对图纸资料要严格进行现场核对；1.3 施工测量；钻孔桩施工放样前应布设测量控制网及水准点；施工测量；钻孔桩施工放样前应布设测量控制网及水准点；注意：控制网加密完要注意：控制网加密完要进行复测，并报监理审核，满足要求后方可使用。钻孔桩施工过程中应经常对控制桩进进行复测，并报监理审核，满足要求后方可使用。钻孔桩施工过程中应经常对控制桩进行复核，发现问题及时分析原因补救。钻孔过程中护筒顶面标高要抽查复测，确保桩底行复核，发现问题及时分析原因补救。钻孔过程中护筒顶面标高要抽查复测，确保桩底标高和孔深正确。标高和孔深正确。1.4 钻机选型：钻机选型应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件进行选

16、择，同钻机选型：钻机选型应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件进行选择，同时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素。时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素。1.5 场地布置：钻孔场地布置应根据桩基础平面尺寸、钻机作业及移位要求、泥浆循环场地布置：钻孔场地布置应根据桩基础平面尺寸、钻机作业及移位要求、泥浆循环系统、混凝土浇注作业、排水系统等情况确定，在旱地上应平整压实、清除杂物，确保系统、混凝土浇注作业、排水系统等情况确定，在旱地上应平整压实、清除杂物，确保施工作业安全，现场布置合理。施工作业安全，现场布置合理。1.6人员配备：施工过程中，领工员、安全员、质检员、技术员、试验员应跟班作业，电人员配

17、备：施工过程中，领工员、安全员、质检员、技术员、试验员应跟班作业，电焊工、起重工等特种作业人员应持证上岗，其它作业工人需进行岗前培训。焊工、起重工等特种作业人员应持证上岗，其它作业工人需进行岗前培训。2.1 钻孔工序质量控制要点钻孔工序质量控制要点（1）护筒安装质量控制要点：）护筒安装质量控制要点： 护筒的主要作用是为了固定桩位、保护孔口不坍塌，隔离地面水和保护筒的主要作用是为了固定桩位、保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位，以维护孔壁和钻孔导向等目的，故在钻孔前持孔内水位高出施工水位，以维护孔壁和钻孔导向等目的，故在钻孔前需埋设护筒。护筒一般采用钢护筒，钢护筒的安全性高并可多

18、次使用，需埋设护筒。护筒一般采用钢护筒，钢护筒的安全性高并可多次使用，护筒的直径应大于设计桩径，具体数值应根据采用的钻机类型确定。护护筒的直径应大于设计桩径，具体数值应根据采用的钻机类型确定。护筒的埋深应根据地质情况和地下水位情况确定，埋设到为的护筒倾斜度筒的埋深应根据地质情况和地下水位情况确定，埋设到为的护筒倾斜度应控制在应控制在1%以内，当利用护筒固定钢筋龙或支撑浇筑漏斗时，应采取以内，当利用护筒固定钢筋龙或支撑浇筑漏斗时，应采取可靠措施，防止护筒下沉、上浮或破坏。可靠措施，防止护筒下沉、上浮或破坏。（2）钻机就位控制要点）钻机就位控制要点 钻机应安放稳固，底架应水平，不得产生位移和沉降；

19、钻杆应保持竖钻机应安放稳固，底架应水平，不得产生位移和沉降；钻杆应保持竖直，钻头中心与孔位中心偏差不得大于直，钻头中心与孔位中心偏差不得大于2cm；临近既有线施工应采取可；临近既有线施工应采取可靠措施防止设备倾倒。靠措施防止设备倾倒。注意：钻机就位后开钻前，应报请现场监理工程注意：钻机就位后开钻前，应报请现场监理工程师对钻机就位情况和桩位放样情况进行检查验收，验收合格后方可开钻。师对钻机就位情况和桩位放样情况进行检查验收，验收合格后方可开钻。2、钻孔灌注桩施工阶段质量控制要点、钻孔灌注桩施工阶段质量控制要点（3）泥浆制备质量控制要点）泥浆制备质量控制要点 钻孔施工应根据地层情况和钻孔方法进行泥

20、浆护壁，泥浆的性能指标应根钻孔施工应根据地层情况和钻孔方法进行泥浆护壁，泥浆的性能指标应根据地质情况和钻孔方法确定，已确保达到护壁效果。据地质情况和钻孔方法确定，已确保达到护壁效果。注意：现场施工技术人注意：现场施工技术人员应严格控制泥浆性能指标，尤其在地质条件变化阶段钻进时，根据现场情员应严格控制泥浆性能指标，尤其在地质条件变化阶段钻进时，根据现场情况及时调整泥浆比重性能指标。况及时调整泥浆比重性能指标。泥浆制备完成后，检测指标应包括比重，黏泥浆制备完成后，检测指标应包括比重，黏度、含砂率、度、含砂率、PH值、胶体率。值、胶体率。（4）钻机钻进过程中施工控制要点）钻机钻进过程中施工控制要点

21、注意：由于咱们施工的桥梁是群桩，一个承台下有很多桩，相邻的桩间距较注意：由于咱们施工的桥梁是群桩，一个承台下有很多桩，相邻的桩间距较近，在钻孔过程中（尤其是冲击钻孔）为防止冲击振动导致相邻孔孔壁坍塌近，在钻孔过程中（尤其是冲击钻孔）为防止冲击振动导致相邻孔孔壁坍塌或影响相邻相邻孔已浇筑混凝土强度，应待相邻孔混凝土浇筑完毕，并且抗或影响相邻相邻孔已浇筑混凝土强度，应待相邻孔混凝土浇筑完毕，并且抗压强度达到压强度达到2.5MPa后方可开钻。后方可开钻。 钻进过程中现场技术人员应填写钻孔记录，按要求留取渣样。并应该经常钻进过程中现场技术人员应填写钻孔记录，按要求留取渣样。并应该经常检查地质变化情况与

22、地质柱桩图核对。成孔后应通知设计配合人员对钻孔桩检查地质变化情况与地质柱桩图核对。成孔后应通知设计配合人员对钻孔桩进行地质确认。进行地质确认。 （5）成孔检查质量控制要点）成孔检查质量控制要点 钻孔成孔后应进行成孔检查，检查内容应包括孔位中心、孔深、钻孔成孔后应进行成孔检查，检查内容应包括孔位中心、孔深、孔径孔径、倾斜度等。、倾斜度等。并应通知设计配合人员进行现场地质确认。并应通知设计配合人员进行现场地质确认。 钻孔成孔检查项目及允许偏差：孔径、孔深应符合设计要求；孔位中心允许偏差钻孔成孔检查项目及允许偏差：孔径、孔深应符合设计要求；孔位中心允许偏差100mm,倾斜度倾斜度1%。 注意：成孔检

23、查时，应在成孔的第一时间通知现场监理进行验收；此时注意：成孔检查时，应在成孔的第一时间通知现场监理进行验收；此时 检孔器制作的要求：要有足够的刚度，外径要与设计桩径相同；检孔器制作的要求：要有足够的刚度，外径要与设计桩径相同； 检孔器长度宜为检孔器长度宜为45倍设计桩径，且不宜小于倍设计桩径，且不宜小于6米；米； 检孔器两端宜作成锥行，高度不宜小于检孔器半径；检孔器两端宜作成锥行，高度不宜小于检孔器半径； 清孔的作用：减少孔底沉渣厚度，确保桩基承载力；置换孔内泥浆，降低泥浆清孔的作用：减少孔底沉渣厚度，确保桩基承载力；置换孔内泥浆，降低泥浆比重和含砂率，保证混凝土的灌注质量。比重和含砂率，保证

24、混凝土的灌注质量。（1）成孔检查合格后应立即进行清孔，清孔方法应根据成孔工艺、机械设备、）成孔检查合格后应立即进行清孔，清孔方法应根据成孔工艺、机械设备、工程地质情况确定，主要有吸泥法、换奖法、掏渣法等。工程地质情况确定，主要有吸泥法、换奖法、掏渣法等。（2）浇注水下砼前若设计无要求时，摩擦桩沉渣厚度应小于）浇注水下砼前若设计无要求时，摩擦桩沉渣厚度应小于30厘米，嵌岩桩应厘米，嵌岩桩应小于小于10厘米；厘米；（3）清孔后泥浆指标应符合以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手模无）清孔后泥浆指标应符合以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手模无23mm颗粒，泥浆比重不大于颗粒，泥浆比重不大于1.1；含砂率小于

25、；含砂率小于2%；黏度为；黏度为1720s。 注意：严禁采用加大孔深的方法代替清孔，（旋挖钻机必须配备清孔设备）注意：严禁采用加大孔深的方法代替清孔，（旋挖钻机必须配备清孔设备） 混凝土灌注前应通知现场监理检查沉渣厚度，满足要求后，方可灌注。混凝土灌注前应通知现场监理检查沉渣厚度，满足要求后，方可灌注。（）（） 2.2 清孔质量控制要点清孔质量控制要点（1）钢筋原材料、加工、连接、安装应符合设计要求和铁道部现行混凝土）钢筋原材料、加工、连接、安装应符合设计要求和铁道部现行混凝土工程施工质量验收标准中有关钢筋工程的规定。工程施工质量验收标准中有关钢筋工程的规定。（2）钢筋笼制作应在专门的钢筋制作

26、场进行加工，实行工厂化生产，不得）钢筋笼制作应在专门的钢筋制作场进行加工，实行工厂化生产，不得随意漏天加工。钢筋笼主筋搭接焊缝质量应满足要求，且在同一截面的接头随意漏天加工。钢筋笼主筋搭接焊缝质量应满足要求，且在同一截面的接头数量不得超过钢筋总数量的数量不得超过钢筋总数量的50%。 注意：箍筋相互搭接也应采取焊接，且焊接长度应满足要求；注意：箍筋相互搭接也应采取焊接，且焊接长度应满足要求； 保护层垫块强度等级应不低于桩身混凝土强度。保护层垫块强度等级应不低于桩身混凝土强度。 加工好的钢筋笼存放时，应下垫上盖，不得污染和锈蚀。加工好的钢筋笼存放时，应下垫上盖，不得污染和锈蚀。（3）钢筋笼运输时，

27、应采用专用托架或平板车运输，并采取固定措施，防）钢筋笼运输时，应采用专用托架或平板车运输，并采取固定措施，防止变形。止变形。（4）钢筋笼吊装时应采取措施避免变形，入孔安装到位后应采取可靠定位）钢筋笼吊装时应采取措施避免变形，入孔安装到位后应采取可靠定位措施，防止混凝土浇筑过程中上浮或下沉。措施，防止混凝土浇筑过程中上浮或下沉。（5）钢筋笼在安装前应报现场监理工程师验收合格后方可进行安装。）钢筋笼在安装前应报现场监理工程师验收合格后方可进行安装。（6）声测管的安桩应符合设计要求，并应做到下端封闭、上端加盖，管内）声测管的安桩应符合设计要求，并应做到下端封闭、上端加盖，管内无异物，连接处应光滑过渡

28、，不漏水。无异物，连接处应光滑过渡，不漏水。2.3 钢筋笼制作及安装质量控制要点钢筋笼制作及安装质量控制要点（1）水下混凝土施工灌注前应对孔底高程、导管底口高程、泥浆性能指标和沉渣厚度）水下混凝土施工灌注前应对孔底高程、导管底口高程、泥浆性能指标和沉渣厚度进行检查；下导管前需试拼、试压进行泌水试验；（监理工程师见证）还应检查机具进行检查；下导管前需试拼、试压进行泌水试验；（监理工程师见证）还应检查机具设备是否正常；设备是否正常；（2）水下混凝土应连续灌注不应停顿，在砼面接近钢筋笼位置时，应放慢浇注速度，）水下混凝土应连续灌注不应停顿，在砼面接近钢筋笼位置时，应放慢浇注速度，防止钢筋笼的上浮。防止钢筋笼的上浮。砼料斗上方应加设篦子过滤。砼料斗上方应加设篦子过滤。（3）首批砼灌注完成后，导管埋设深度不得小于）首批砼灌注完成后，导管埋设深度不得小于1米，正常灌注过程中应设专人量测，米，正常灌注过程中应设专人量测，及时拆除导管，埋深宜控制在及时拆除导管，埋深宜控制在26米。米。注意注意（4）首批砼浇注用量的计算）首批砼浇注用量的计算 （5）开盘前应通知现场监理工程师见证砂石含水量，调整施工配合比，出具配料）开盘前应通