浅谈小桥桩基础的钻孔灌注桩施工技术.docx

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浅谈小桥桩基础的钻孔灌注桩施工技术

浅谈小桥桩基础的钻孔灌注桩施工技术

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摘要

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔（或挖孔）方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋笼放到井孔内，再灌注混凝土。

其适用范围广，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的。

本文详细介绍其施工技术，供工程施工参考借鉴。

关键词：

桥梁；钻孔灌注桩；施工技术

3．台帽施工测量……………………………………………..4

4.埋设护筒………………………………………………….…5

5.泥浆制备…………………………………………….…….6

6.钻孔…………………………………………………..……6

7.清孔…………………………………………………..……7.

8.循环钻钻孔注意事项……………………………..………7

9.钢筋笼制作…………………………………………….….8

10.安放导管………………………………………………….9

11.导管提升及埋升控制………………………………….....9

一、绪论

此次本人在实习单位所实践的小桥桩基础的钻孔灌注桩施工术

的主要工程概况及地质情况：

本桥位于405k+635处，桥位处原有涵洞需拆除，新建桥梁平面位于直线上，与河流夹角80°桥梁全长18.44m。

上部结构采用1×13m简支预应力混凝土空心板，下部桥台采用桩柱式台，φ1.2m钻孔灌注桩基础。

桩基共计12根，采用单排6根。

0#台和1#台的12根直径为1.2米的桩在河岸上，直接将原老涵洞左半幅拆除整平压实后，进行桩基的施工，先施工桥的左半幅。

该施工方法的流程是：

拆除老涵洞→平整压实场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

钻孔桩施工顺序先0#台、01、02、03桩，1#台、11、12、13桩，左半幅小桥建成后，再施工1#台、14、15、16桩，0#台、04、05、06桩。

二、论文主体

（一）转孔灌注桩施工特点

1、施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；

2、大直径钻孔灌注桩直径大、入土深；

3、对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质；

4、扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；

5、经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式；

6、钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；

7、某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量；

8、可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的；

9、施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；

10、钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响

（二）、测量控制

根据设计施工图提供的路线的线形要素、结构平面布置图及结构图。

1、灌注桩

灌注桩施工钢护筒测量定位可采用全站仪极坐标法测量，并可相互校核。

在灌注桩开钻前必须报请监理验收钢护筒的位置是否满足规范要求，在成孔过程中要严格控制钻杆的垂直度，在下放最后一节钢筋笼时一定要确保其中心位置偏位在允许范围内，并控制好桩顶标高。

在灌注桩施工过程中，依据高程基准点准确测定各钢护筒的顶标高，以控制孔深、钢筋骨架底面和顶面高程及砼灌注的桩顶标高（钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm，钢筋骨架倾斜度±0.5%，骨架中心平面位置20mm，骨架顶端高程±20mm，灌注的桩顶标高应比设计高出一倍桩径以上）。

用钢导管灌注砼，在灌注砼时，导管底部至孔底应有25～40cm空间。

首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1m）和填充导管底部间隙的需要，在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的砼内至少2m，以防泥浆和水冲入管内，且不大于6m。

每次测定用检测合格的测绳进行测定以控制各关键工序的深度。

灌注桩施工完成后放样开挖线和开挖深度直接进行土方的开挖，超出桩顶设计标高后进行桩顶的凿除，浇筑垫层砼后精确放样出承台的轴线和模板轮廓线，当绑扎完承台钢筋后，支立模板，并再次复测承台位置和预留墩身钢筋的位置，当监理检测合格后方可进行砼的浇筑。

2、立柱施工测量

灌注桩施工完成后放样开挖线和开挖深度直接进行土方的开挖，超出桩顶设计标高后进行桩顶的凿除，浇筑垫层砼后精确放样出立柱的轴线和模板轮廓线，当绑扎完立柱钢筋后，支立模板，并再次复测立柱位置，当监理检测合格后方可进行砼的浇筑。

利用全站仪架设在附近的控制网点上，采用极坐标法，按施工图纸的要求在立柱中心点进行放样。

再利用全站仪架设在附近另一个控制网点上，采用极坐标法，进行校核，以确保立柱平面位置的准确。

且报业主或监理，待业主或监理验收合格后方可开始下一道工序的施工。

立模结束后，用同样的方法对立柱的顶面中心点位置和标高进行校核，确保立柱的平面位置和高程均满足设计和规范的要求。

3、台帽施工测量

立柱施工完成后，超出柱顶设计标高后进行柱顶的凿除，精确放样出台帽的轴线和模板轮廓线，当绑扎完台帽钢筋后，支立模板，并再次复测台帽位置，当监理检测合格后方可进行砼的浇筑。

利用全站仪架设在附近的控制网点上，采用极坐标法，按施工图纸的要求在台帽底板（模）对台帽角点进行放样。

再利用全站仪架设在附近另一个控制网点上，采用极坐标法，进行校核，以确保台帽平面位置的准确。

利用水准仪对台帽的底标高进行控制。

且报业主或监理，待业主或监理验收合格后方可开始下一道工序的施工。

立模结束后，用同样的方法对台帽的顶面角点位置和标高进行校核，确保台帽的平面位置和高程均满足设计和规范的要求。

（三）钻孔灌注桩施工主要工序

1、钻孔灌注桩施工工艺流程放粗样→清表→精放样→投压外护筒→钻机就位→对中开钻（钻进、成孔、清孔）→下钢筋笼（带下内护筒）→填土袋于内外护筒之间→下导管（二次清孔）→砼浇筑

2、405k+635处小桥施工准备

施工准备包括：

选择钻机、钻具、场地布置等。

钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。

按照施工图上的地质情况，405k+635处小桥采用正循环GPS-1500钻机。

3、钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。

对地层较软和有坡度的地基，用装载机推平、人工夯实，再垫上钢板或枕木加固。

筑岛高度高于施工水位1.0m。

为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。

钻机位置的偏差不大于2cm。

对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

4、埋设护筒

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。

当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。

钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。

护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm），每节长度约2～3m。

用钢护筒。

护筒采用4mm厚钢板弯制成型,护筒的制作应有一定的强度和刚度，拼缝和接头不漏水，可在外围加强环箍。

护筒埋设采用挖埋法，根据土质不同选择不同的埋深，使护筒中心和桩中心尽量在同一垂线上。

就位后在四周底部分层回填粘土并夯实，夯填土应均匀对称，防止护筒位移。

5、泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。

具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。

调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化和操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

6、钻孔

循环钻钻机施工，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。

在施工中要注意不断添加泥浆，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。

所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。

钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

采用三班工作制连续作业，初钻时，应稍提钻杆在护筒内打浆，开动泥浆泵进行循环，泥浆均匀后开始钻进，进尺要适当控制，在护筒刃脚处应低档慢速钻进，至刃脚下1m后，方可按土质情况以正常速度钻进，钻进中应密切注视护筒底土质是否有漏浆，并采取相应措施防止塌陷。

钻进时，钻机的主吊钩宜始终空悬吊住钻具，防止钻具的全部重量由孔底承受，从而避免钻杆折断，并保证钻孔的质量。

钻架使用时间过长，可能发生位移，或孔内有探头石和其他情况，会使所钻的孔偏离设计孔位，因此每隔两小时要用水平尺检查钻机平台一次，并及时调整钻机。

设专人负责记录钻进中的一切情况，并且将钻孔原始记录如实上报项目部。

7、清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。

为此，在钻孔过程中，应随时对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。

在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于25cm；清孔分两次进行，清孔采用掏渣与补水结合进行，主要目的是降低泥浆比重，泥浆比重逐渐降低后，泥浆向孔口溢出，进入泥浆池。

第二次清孔在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行，利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，两次清孔间隔为2小时左右。

8、循环钻钻孔注意事项

（1）、校正好中心后，钻机就位，平面位置偏差应控制在5cm以内。

（2）、在钻进过程中保持孔内水位，泥浆相对密度控制在1.2左右，以起到护壁作用，防止出现塌孔。

钻进时根据地质变化及时调整进尺速度。

（3）、钻孔达到设计标高后，进行正循换浆清孔，清孔后泥浆指标达到《技术规范》要求，相对密度1.05～1.2，粘度17～20s，含砂率小于4%。

（4）、经监理工程师验收合格后放入钢筋笼，插入导管，核对钻进总深度，孔底沉渣厚度不大于25㎝，经监理工程师验收合格后浇筑水下混凝土。

9、钢筋笼制作

（1）钢筋笼的分段：

考虑桩长和吊车（16T）的起吊能力，对钢筋笼进行适当加固，钢筋笼可分3至4段制作，安装时在孔口进行搭接焊焊接（单面焊、焊接接头长度应不小于10d）。

钢筋笼制作规范要求：

a、主筋间距偏差值允许+20mm。

b、箍筋间距偏差为+10mm。

c、钢筋笼直径偏差为+5mm。

d、钢筋笼长度偏差为+10mm。

（2）、钢筋笼的运输安装：

结合桩位场地、钢筋笼集中加工用平车运输至桩位附近。

钢筋笼吊装采用三点起吊法，防止钢筋笼在立起过程中变形，第一个钢筋笼入孔至孔口附近时用2〔10〕扁担穿过钢筋笼担在孔口，然后吊装第二个钢第6页共10页筋笼进行焊接，最后成型放入孔内。

质量要求：

A：

焊缝长度满足规范要求为10d，焊缝接头错开1m。

B：

钢筋笼底面高程误差控制在+50mm，中心偏位不超过50mm。

10、安放导管

施工前，先对每节导管进行编号，导管采用直径283mm，壁厚5mm，节长3m快速接头的导管，导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉试验，合格后将导管对准孔位中心，逐节连接导管，直到导管口距孔底30~50cm为止，为防止少接导管，装漏斗前，用吊车缓慢下移，以确保导管满足长度要求，上口设漏斗，安装隔水栓球。

11、导管提升及埋升控制

灌注水下砼时，应经常探测孔内砼面高度，以控制导管埋深和桩顶高度，如控制不准，将造成导管提漏、导管埋置过深拔不出来断桩事故。

因此探测是一项重要工作，应采用较为准确的方法和探测工具。

施工中拟采用重锤探测法，用测绳系以重锤，放入孔内，凭探测者手中所提测锤在砼顶面与接触砼顶面以后不同重量的感觉而判断。

导管埋深宜控制在2-6米时较好,防止出现拔导管时拔不出来或漏拔的事故。

拔管前须仔细测探砼面深度。

用测锤测探时，须由两人用两个测锤测探，防止误测。

导管丝扣连接必须拧紧，不得漏气，并保证拼接平直，内壁光滑。

水下砼应连续浇筑，不得中断，确保桩身质量的完整性，为保证设计桩顶的混凝土强度，灌桩的桩顶标高应高比设计高出一定的高度，至少为0.5米~1.0米。

三、结论

钻孔灌注桩虽然具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用，已成为一种重要的桩型。

但随着社会经济发展的需要，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为可能。

对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。

而单柱单桩的设计，对桩的质量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大，且费用较高。

因此，有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。

四、参考文献

（1）、匡希龙，彭富强.《桥涵工程》[M].施工技术，2008.1，65-73.

（2）、交通部第一公路工程局.《公路施工手册.桥涵》[M].1985.4，415-647.

（3）、公路桥隧设计规范汇编.《公路桥涵地基与基础计规范》（JTJ024-85）[S].

（4）、李世华,罗桂连.《桥梁工程》[M].建筑工业,2007.6,109-113.

（5）、李新梅，赖强.《桥梁施工与养护技术》[M]，工程施工,2005.11,28-36.

（6）、张彬.《桥梁工程施工速学手册》[M].桥梁工程,2009.1165-174.

五、致谢

岁月如梭，我的大学时光也即将敲响结束的钟声。

离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。

首先我将由衷的感谢我的论文指导老师老师，感谢他在百忙之中对我的论文题目和论文内容进行指导，让我受益匪浅，在他的帮助下我的论文才能得以完善。

此外，我还要特别感谢我的几位同事，谢谢你们在我撰写论文之际给我提供的宝贵意见，在公司里你们也给予我很大的帮助，使我在这一年实习中学到了很多东西。

在即将走出校门，迎向大千世界之际，再次感谢所有帮助过我的老师、同学与同事，是你们的帮助使我的大学生活倍感充实与完整。

大学生活虽即将完结，但我的人生却只圈了个逗号，我必须迈步前进，未来不可知，是我前进的原动力！