回旋钻机钻孔灌注桩施工工艺及方法

(1) 回旋钻机钻孔灌注桩施工

施工工艺见“钻孔灌注桩施工工艺框图”。

钻孔灌注桩施工工艺框图

钻机就位*~~ 桩位复测

1F 向孔内注入清水、粘土 =1 • 钻进 1 钻孔注浆循环 抽碴 泥浆循环净化系统 清1 1孔 碴外运 制作钢筋笼 1 吊装钢f 筋笼 按要求埋声测管 设立［导管

h~~组拼及检验导管

备制及运送混凝

土 一

测量沉碴厚度

制作混凝土试件

拔除护筒 截除桩头无损检测 （2）钻孔施工

① 场地布置及平整

根据墩位及现场情况，合理布置电路、水路、场地，设置泥浆循环和净化系统。 ② 桩位测量及埋设护筒

技术要求：护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，垂直度偏差不大于1%。 平整场地后，测设桩位，然后人工开挖埋设钢护筒。护筒底端要穿过

回填地层。护筒顶宜高出地面0.3m，护筒内径宜比设计桩径大2mm - 4mm，护筒埋深宜为2-4m，本工点主要采用2.5m和3.0m两种钢护筒，护筒埋设时人工夯填粘性土至护筒底0.5m以下，其埋深不得小于1.5m。埋设完成后，通过吊环将护筒固定在钻机轨道上。

③ 泥浆制备：准备足够数量的造浆用膨润土或粘土。设置好泥浆净化池和泥浆净化沟。其泥浆指标见下表：

泥浆主要性能和指标 钻孔方法 地层情况 相对密度r 正循环钻机 黏性土 砂性土及松软易坍地层 反循环钻机

泥浆性能指标 黏度（Pa.s） 胶体率（%） 16 〜22 19 〜28 16 〜20 19 〜28 90 〜95 90 〜95 95 95 1.05 〜1.20 1.20 〜1.45 1.02 〜1.06 1. 〜1.10 黏性土 砂性土及松软易坍地层 ④ 钻机就位

技术要求：钻杆中轴线和护筒中心应在同一垂线上，偏差不大于20mm;

桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。顶端用缆风绳对称栓牢拉紧，使钻机保持平稳。安装泥浆泵接通电源试机不 下沉后，开始钻孔作业。

⑤ 钻孔

采用钻机孔，钻进过程中，护筒内的泥浆标高应始终高于孔外水位或地下水1.5〜2.0m,同时钻进过程中认真填好钻孔记录表。钻孔一次成孔，不得中途停顿。

⑥ 清孔

a. 技术要求:沉淀厚度不大于3mm;泥浆指标相对密度：1.03〜1.10;粘度：17〜20Pa.s; 含砂率：小于2%;胶体率：大于98%。

b. 钻孔达到设计要求标高后，应对孔深、孔径及顺直度进行检查。孔深采用测绳检测，孔径及

顺直度采用检孔器，其检验方法如下：

制作一个检孔器长度为孔径的4〜6倍，直径小于孔径5cm。每次更换钻头时，亦必须检孔，将检孔器检到孔底方可放入新钻头。如检孔器不能下到原来已钻的深度，则孔径发可能发生了弯孔、塌孔或缩径等情况，应及时采取补救措施，这时应用钻头上下扫孔，扫孔完毕再作检查，直至达到设计及施工规范要求。

c. 当孔深、孔径检查合格后可进行清孔，为保证第一次清孔泥浆指标取上限；

d. 在吊入钢筋笼后，灌注混凝土前，应再次检查孔内泥浆指标和沉渣厚度，如超过规定，应进行第二次清孔。将高压泥浆泵放置孔底，并将相对密度为1.05〜1.10的新浆压入，把悬浮较多的钻渣置换出孔外，达到设计要求后方可灌注水下混凝土。

（3）钢筋笼制作和吊装

Q钢筋的种类、钢号及规格尺寸应符合设计施工图纸要求； Q钢筋笼技术要求：

a. 搭接长度：搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头双面焊缝的长度不应小于5d,单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）；钢筋接头采用帮条电弧焊时，帮条应与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面面积，帮条长度，如双面焊缝的长度不应小于5d,单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）；

b. 电弧焊接使用的焊条要求：I级钢筋电弧焊接时搭接焊、帮条焊采用焊条结421； II级钢筋电弧焊接采用结502、结506。

c. 接头位置与接头截面积：搭接长度区段受力钢筋接头面积的最大百分率不超过50%。搭接长度区段是指30d （d为钢筋直径）长度范围内，但不得小于50cm。

d. 钢筋笼的制作允许偏差

混凝土灌注桩钢筋笼制作允许偏差及检验方法

项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 单位 主控项目 1 2

检查方法 尺量 尺量 尺量 抽样送检 尺量 数值 + 10 + 1 主筋间距 长度 钢筋材质检验 箍筋间距 mm mm 一般项目 1 2 设计要求 mm ±20 3 直径 mm + 10 尺量 Q钢筋笼吊装和连接

a. 钢筋笼吊装利用汽车吊吊装入孔。钢筋笼安放入孔要对准孔位，垂直缓慢地放入孔内，避免碰撞孔壁。钢筋笼入孔后用四根吊筋固定在护筒上，吊筋的长度根据实际测量确定；

b. 当桩长度较大时，钢筋笼采用逐段接长放入孔内，要派专人负责指挥，注意分段钢筋笼连接顺直。先将第一段钢筋笼放入孔内，利用加劲筋暂时固定在护筒顶，然后吊起第二段钢筋笼对准位置后，电弧搭接焊接,焊接符合规范要求；

c. 钢筋笼吊装时主筋上每隔2.0m左右对称设置四个“钢筋耳环”，控制7cm厚主筋保护层； d. 声测管安装。钢筋笼下放前，对于设计需要安装声测的桩基，应在骨架内按设计埋设声测管。在加工时注意要把套筒先焊接好，套筒长度不得小于30cm，保证声测管的平顺。声测管安装时，套筒朝上，每安装一节后焊接好再向下放笼；

Q钢筋笼制作注意事项

a. 钢筋笼成品、半成品必须挂牌标识，标明工程名称、使用部位、待检状态等；

b. 钢筋焊接先调整电焊机的电流强度，防止电流过大或过小时烧伤主筋，确保电弧焊接质量。搭接焊接时，焊接焊缝饱满、平顺，对气孔、焊瘤等缺陷必须敲掉药皮厚重新施焊；主筋与加强筋、箍筋之间点焊时，钢筋之间必须贴紧后进行施焊，防止烧伤钢筋；

c. 从加工、控制变形以及搬运、吊装等综合因素考虑，钢筋不宜过长，应分节制作一般控制在8m左右。但对于长桩，在采取一些辅助措施后，也可为12m左右或更长一些；

d. 为防止钢筋笼在搬运、吊装和安放时变形，可在钢筋笼内每隔3〜4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在钢筋笼安放入孔后再拆除；

(4) 灌注水下混凝土

1) 、质量要求：强度等级：C30；坍落度控制在180〜220mm，应具有良好和易性。 2) 、施工工艺： a. 导管安装

导管安装前应进行组拼并进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力。

导管应自下而上加以编号并标示其长度。吊放导管时位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止挂卡钢筋笼，导管下悬挂距孔底距离为40cm，既要能保证初灌后导管埋入混凝土深度不小于1.0m，同时也能保证初灌混凝土顺利排除管外。

b. 浇注混凝土

浇注首批混凝土。开始浇注混凝土时，漏斗与导管之间用隔水拴控制，导管底部至孔底的距离宜为3〜5mm。混凝土灌入前应先在漏斗内灌入0.1〜0.2m3的1： 1.5水泥沙浆，然后灌入混凝土。

混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后导管埋入混凝土深度为不0.8〜1.3 m,使导管内混凝土柱和管外泥浆压力平衡。例如：桩径为①1灌注桩混凝土初灌入量2.6m3。

导管埋深。导管的埋入混凝土的深度愈大，则混凝土扩散愈均匀，其表面也平坦；反之，混凝土扩散不均匀，表面坡度也大，易于分散离析，影响质量。埋入深度与混凝土浇注速度有关。

为防止导管拔出混凝土面造成断桩事故，导管埋深宜为2〜3米，最小埋深不得小于1m,同时也要防止埋管太深造成埋管事故。导管应勤提勤拆，一次提管高度不得超过6m。

连续浇注混凝土。首批混凝土浇注正常后，必须连续施工，不得中断。否则先浇注的混凝土达到初凝，将阻止后浇注的混凝土从导管中流出，造成断桩。

浇注时间。每根桩浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，必要时适量掺入缓凝剂。 控制桩顶标高。当浇注接近桩顶部时，应控制最后一次浇注量，使桩顶标高比设计标高高出0.5〜1.0m,以使凿除桩顶部的浮浆层后达到设计标高的要求，且必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。

3）、浇注混凝土施工注意事项

a. 浇注水下混凝土施工时，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深和管内外混凝土面高差，填写水下混凝土浇注记录；

b. 在浇注的过程中，当导管内混凝土不含有空气时，后续的混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；

c. 混凝土面接近钢筋骨架时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力；当混凝土进入钢筋骨架一定深度后应适当提升导管，使钢筋骨架在导管有一定的埋深；

d. 为防止钢筋笼上浮，当钢筋笼下放到设计标高以后，要牢固的用吊筋将笼体与孔护筒电焊连接，并且进行混凝土灌注时，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土上升至钢筋骨架底以上4米时，提升导管，使其底高于钢筋骨架底部2米以上时，即可恢复正常的灌注速度。

（5）钻孔灌注桩的预防措施和应急方法 1）、钻孔施工过程中事故预防及处理方法

a. 钻进过程中应尽量做到不停顿（加钻杆及更换钻头除外），如必须停顿时，应及时将钻头提离孔底（至少高于空底3.0m），以免钻碴沉淀而埋钻。

b. 为避免缩颈，钻进时采用慢速钻进的方式，保证此段有牢固的泥浆护壁。钻进过程中如在孔段发生坍孔，应将原埋护筒接长并往下打设超出坍孔段至少0.8m，再实施钻进。如坍孔发生在孔下部，应及时向钻孔内投入粘土进行回填，并用钻杆捣固密实，再实施钻进。

c. 钻孔过程中应尽量避免孔斜，如发现孔斜，应向孔斜段注入一定量的水泥砂浆（或混凝土），并高出孔斜段至少0.5m，待水泥砂浆（或混凝土）达到2.5MPa后再实施钻进。

2）、混凝土浇筑预防措施和处理方法

a. 水下混凝土灌注应配齐两套设备（一套备用），并要保持设备完好，灌注时应尽量缩短时间，不致因灌注时间过长首批混凝土已初凝，无法续灌而断桩。

b. 钻孔完成特别是钢筋笼吊装完成后，应进行二次清孔，待二次清孔各种指标达到规范要求后，应及时灌注水下混凝土，这样可避免因下钢筋笼及下导管搁置时间过久，孔底沉淀厚度超标，造成灌注断桩。

c. 灌注过程中要始终保持导管位于钻孔中心，这样既可防止起拔导管时导管卡挂钢筋笼。如果导管接头挂住钢筋笼，钢筋笼埋入混凝土又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离。

d. 边浇筑混凝土边拔导管，并测量混凝土顶面标高，随时掌握导管埋入深度，避免导管脱离混凝土面。

e. 在灌注过程中如发生堵管，应及时分析原因，当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的混凝土冲开，使混凝土继续浇筑，也可迅速提出导管，用高压水冲通导管，重新下隔水栓浇筑，浇筑时当隔水栓冲出导管后，将导管继续下降，直至导管不能再斜入时再稍许提升，继续浇筑混凝土。

⑹凿桩头及质量检测

桩身混凝土达到设计强度后，开挖凿除桩头，进行质量检测。