冲孔混凝土灌注桩施工专业技术方案.docx

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冲孔混凝土灌注桩施工专业技术方案

冲孔混凝土灌注桩施工

一、施工方法

（一）测量放线

施工测量包括：

平面定位测量、轴线（垂直）测量、标高（水平）测量。

根据业主提供的红线图和控制点，用于定位控制及高程标高控制。

根据基准点和基准线，测定出本工程定位主控轴线及引桩点并绘图上墙。

平面控制：

采用全站仪测出主控制站，并控制轴线定位，然后测量各控制点并布置图。

1．因本工程基础施工钻机数量多，产生的泥浆及提出的石渣堆到孔口旁，会将每个桩轴线的引桩覆盖或压偏，给桩孔的定位产生一定的影响，结合本工程的实际情况，桩位采用极坐标法放样，直接采用放线办提供的4个控制点作为测站，将每栋楼每个桩位中心坐标在室内计算出来报监理、业主审批后安排专人负责实施。

测量方法应结合“外控法”实施，先将外边线主控轴线控制点引测到距主轴线外约2m处，并作好标记，加以保护，相邻两控制点基线间不应有障碍物阻。

（二）施工方法

1、桩孔定位：

埋设钢护筒：

钢护筒壁厚采用δ=12mm的钢板，内径1.2m，钢护筒长度1.5-2.5m。

在桩位处开挖2-3m左右的孔，深度以能完全埋设钢护筒为宜，然后安装钢护筒定位，在钢护筒四周回填粘土并压实。

成孔：

成孔采用卷扬机带十字冲锤冲击成孔。

冲孔采用泥浆护壁，根据本工程桩基础的工程地质情况分析，由于砂卵石层透水性好，应作好片石、粘土固孔和保证孔内泥浆高于河流水位或地下水位1.0～1.5m。

冲孔过程中作冲孔记录，并在土层变化处捞取渣样，判明土层，与地质剖面图相应。

冲孔过程中，使用长度为直径4倍的检孔设备对孔径以及垂直进行检查，以便及时发现问题，予以纠正。

成孔质量检测：

用伞形检孔器在以倒锤线进行，成孔平面位置偏差不得大于5cm；冲孔直径不得小于设计图示桩的直径；冲孔倾斜度不大于1%；冲孔内沉淀厚度用沉淀盒检测，必须符合规范要求；冲孔深度不得低于设计图示尺寸。

安装钢筋笼：

桩的钢筋骨架分节制作，每节长度9m，利用冲孔架上的起吊装置分节接长放入孔内，焊接在井口完成。

为保证骨架刚度，加焊十字筋。

在钢筋笼四周焊定位筋，以满足钢筋骨架的保护层厚度。

钢筋骨架的长度和接头，必须检查，合格后由监理工程师确认。

钢筋骨架顶面采取有效的方法进行固定，防止砼浇筑过程中钢筋骨架上浮。

灌注水下砼：

钢筋笼安装经监理验收合格后即下导管灌注水下砼，导管采用φ250钢导管，并进行水密承压和接头抗拉实验，保证接头良好。

灌注砼前，应检测孔底泥浆沉淀厚度，如不符合要求，应再次清孔。

灌桩注砼采用1.2m3的浇注漏斗，配备1.5m3的集料斗储备首批砼。

砼坍落度在18～22cm，并掺加外加剂起缓凝作用。

开始灌注前，导管底至孔底间留25～40cm的空间。

首批砼开灌后，导管下埋深可达2m。

正常灌注过程中，要经常测量砼顶面标高保持导管埋深在2～6m范围。

灌注连续进行，不得中断，并做好水下砼施工记录。

当灌注砼高出桩顶设计标高0.8m，拔出导管。

成桩后的砼在灌注7天后进行超声波无破损检测或低应变动测，检测合格后即进行基础地梁的施工。

2、工艺流程

测量放线定位桩→孔口人工挖2～3m深浇筑钢筋砼护壁或埋设钢护筒→冲击机就位→冲锤轴线的校正→开孔→成孔（直至到设计深度）→基底钻探取芯→桩孔验收→清孔、检测→钢筋笼制作→安装导管→吊放钢筋笼→预埋超声波检测钢管→二次清孔→浇筑砼。

3、施工工艺

（1）首先复测每根桩位，误差控制在设计允许的±50mm之内。

灌注桩成孔施工允许偏差

成孔方法

桩径允许偏差（mm）

垂直度允许偏差（%）

桩位允许偏差（mm）

1-3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩

条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩

泥浆护壁

钻、挖、

冲孔桩

d≤1000mm

±50

1

d/6且不大于100

d/4且不大于150

d＞1000mm

±50

100+0.01H

150+0.01H

（2）根据场地地质情况采用人工开挖2m孔口、浇筑150mm厚的钢筋砼护壁作为冲击桩埋设钢导管的护筒，护筒内径1000mm，砼强度等级C30。

考虑到该场地为回填土方，成孔时有较大的振动荷载，为避免和减小砼护壁发生位移，在砼护壁上口增加40cm厚锁口盘。

锁口盘具体做法详下图：

（3）待护壁砼达到70%强度后方可埋设钢导管护筒及冲击机的就位。

（4）冲击机就位开孔前，检查冲击机机座的平整度（用水平尺检测）及冲锤轴线的垂直度（用垂球或经纬仪检测）以及冲锤是否对准桩位，以保证成孔的垂直度。

在冲击的过程中也要经常检查，一旦发现垂直度超出范围应立即进行调整。

（5）开孔时，应低锤密击，当表层为淤泥、细砂等软弱土层时，可加黏性土块（黄泥）夹小片石反复冲击造壁，孔内泥浆面应保持稳定。

（6）在各种不同的土层、岩层中成孔时，要按下表操作要点进行施工：

项目

操作要点

黏性土层

中、小冲程1-2m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块

粉砂或中粗砂层

中冲程2-3m，泥浆相对密度1.2-1.5，投入黏性土块，勤冲、勤掏渣

砂卵石层

中、高冲程3-4m，泥浆相对密度1.3左右，勤掏渣

软弱土层或塌孔回填重钻

小冲程反复冲击，加黏性土块夹小片石，泥浆相对密度1.3-1.5

（7）进入基岩后，应采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300-500mm处，然后重新冲孔。

（8）当遇到孤石时，采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；遇基岩面高低不平时，加硬片石回填反复冲打，直正常钻进。

（9）为保证桩端进入基岩后满足设计的嵌岩深度，结合地勘报告，对每栋楼每根桩的深度及地质情况进行分析，并作出统计表格，作为实际成孔深度控制的参考资料。

并可以提前做好遇到不同岩层时成孔的施工保障措施。

（10）清孔按下列规定进行：

清孔方法之一就是换浆法清孔：

在钻孔达到设计标高后，将钻头稍提离孔底，用泥泵继续循环冲洗液，换浆清理沉碴。

开始保持原泥浆的比重进行循环，随着残存的沉碴不断的被返去，然后逐步降低泥浆比重，直到孔底沉碴达以要求为止。

为了保持孔壁的稳定，上述工作应迅速进行。

另一种清孔方法就是抽浆清孔：

即以压气反循环的方式进行清孔。

即由风管浆压缩空气通过综合室输进排泥管。

在排气管内形成低比重的气液（包括固相）混和物，在压差的作用下，沿排泥管向外排出泥浆和孔底沉碴。

清孔结束后，吊放钢筋笼后，需对孔底进行冲搅，使未被清除的沉碴悬浮于孔内冲洗液中，然后立即下灌浆导管，迅速进行混凝土的灌注。

（11）钢筋笼的制作和吊装

1）对预制的钢筋笼应逐节检查。

重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距、加密区长度、主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量及笼顶预留的锚固长度必须符合设计要求。

2）检查钢筋笼保护层支架的设置。

一般沿钢筋笼长度2-4m放置一组弧形钢筋支架，每组设置4-6个，支架采用φ8圆钢制作，沿钢筋笼外圆均匀安放。

保护层支架的设置即可避免笼体碰到护壁，也可保证砼保护层均匀以及钢筋笼在桩体内的位置正确。

3）钢筋笼应具有足够承受吊装的强度和刚度。

为此在吊点处及上下1m处增加直径12mm加强补强环筋。

4）钢筋笼的吊装应采用双点起吊，保持笼轴线重合。

入孔时需始终保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁。

一旦受阻立即查明原因，禁止左右晃动及旋转、高起猛落、碰撞孔壁和强行冲击下放等。

钢筋笼顶标高必须符合设计要求，沉放钢筋笼的长度与孔深相吻合。

5）在孔口连接上下两段钢筋笼时，须将钢筋笼吊直，并将上下两段钢筋笼之间的主筋位置找正整合，上下两段钢筋笼必须保持垂直，然后进行焊接。

搭接长度采用单面搭接焊10d。

（12）对桩身完整性检测应按相关规范预埋超声波检测钢管，预埋钢管直径为50mm，采用可靠的螺纹连接。

在预埋钢管的底端用堵头或焊接钢板密封，顶端用堵头临时封堵。

埋置数量为桩基总数量的10%或根据当地质量监督部门的要求进行。

钢管可以固定在钢筋笼分布的主筋上，采用可靠的绑扎或焊接，使预埋钢管的位置准确、牢固。

钢筋笼制作允许偏差

项目

允许偏差（mm）

主筋间距

±10

箍筋间距

±20

钢筋笼直径

±10

钢筋笼长度

±100

（13）水下混凝土的浇筑

1）采用直径250的钢管作为浇筑混凝土的导管，使用前在地面进行拼装连接，接头用法兰盘加橡胶垫连接。

导管在使用前进行必要的水密性、水压力实验、接头抗拉和隔水栓通过实验，确保无漏水、渗水现象，经验收合格后方能使用。

2）待导管下完后，利用导管选用合适的清孔方法进行二次清孔，在混凝土浇筑前须再用测绳（测锤）量测孔深、孔底沉渣厚度，沉渣厚度等于冲孔的深度与孔的深度差值。

本工程为端承桩，沉渣厚度不应大于50mm。

直至符合设计要求后才能允许浇灌混凝土。

3）混凝土开始浇筑时间应控制在1-3小时之内，不宜超过4小时。

时间过长，导致孔底沉渣过多，应重新清孔。

混凝土浇灌时应检查隔水栓是否放置。

首灌混凝土量应根据计算，保证首灌埋管深度大于0.8-1.0m。

首灌混凝土量（V）应根据孔径按照下面公式进行计算：

V=K（h1*3.14*d2/4+HcA）Hc=HD+HBh1=Hw*rw/rc

式中：

HD……为导管底至孔底的高度，取0.3-0.5m；

HB……为导管的埋置深度，一般取0.8-1.5m；

A……为灌注桩的横断面面积；

rc……为混凝土的比重，一般取24KN/m3；

rw……为泥浆的比重,一般取12KN/m3；

Hw……为预计首灌混凝土面至桩孔泥浆液面的高度；

d……为导管直径；

K……为充盈系数,必须大于1。

4）在混凝土浇灌过程中，卸管时须测量混凝土面高度，以控制卸管节数，防止导管拔脱造成断桩。

导管埋入混凝土内的深度愈大，则混凝土扩散愈均匀，密实性愈好，其表面也较平坦。

为了防止导管拔出混凝土面和埋管太深，导管埋入混凝土深度宜为2-6m之间。

尤其在混凝土面接近钢筋笼底部时，要特别注意，且提升导管速度要慢，否则混凝土面快速上升产生的浮力会把钢筋笼抬起，造成浮笼事故。

5）首批混凝土浇灌正常后，必须立即继续进行灌注，不可长时间中断。

每次灌注间隙时间一般控制在15-30分钟内。

要合理控制每根桩的灌注时间。

6）每根桩灌注结束后应检查混凝土的实际灌注量，充盈系数要求大于1，根据以前的施工经验，该工程桩芯砼的充盈系数在1.1~1.4之间。

7）在混凝土浇筑过程中，必须抽样检测混凝土的坍落度，宜控制在18-20cm之间，并在现场对混凝土试块进行见证取样。

直径大于1.0m或单桩混凝土量超过25m3的桩，每根桩桩身混凝土应留1组试件。

（14）控制桩顶标高和防止桩顶瓶颈

在导管法施工中，导管内外的水位与混凝土面的高差、导管内壁的阻力、混凝土的和易性等，是影响混凝土由导管底口流出速度的主要因素。

在灌注到接近桩头部位时，由于导管内、外差变小、阻力增大。

使得导管内的混凝土流出速度明显降低，甚至难以流出。

这种现象是造成桩顶混凝土质量下降和产生瓶颈的重要原因之一。

为此可采取如下几个方面的措施：

1）混凝土灌注到桩顶部以下3m左右时，向孔内放水，适当稀释泥浆，或将导管埋入深度减少为1.0m，或适当放慢灌注速度，以减少混凝土排除泥浆的阻力。

2）混凝土灌注高度应超过设计桩顶标高以上0.8m，以保证在凿除浮浆层后，桩顶设计标高以下的混凝土强度能够达到设计要求。

原因是形成桩头的混凝土是初灌部分，它从开始灌注到灌注完了始终与泥浆密切接触，极易受到侵蚀，难免有泥浆和钻渣等杂物混入其中，导致其质量明显降低。

二、冲孔桩的质量保证措施

1、冲击机定位

冲击机就位后，必须进行复检，应保证机械稳定、安全作业、必要时可在场地铺设能保证其安全行走和操作的钢板或垫木，钻头与桩位点的偏差控制在20mm以内。

2、成孔

在成孔过程中，当遇到斜孔、弯孔、塌孔及护筒周围冒浆、失稳等情况时，必须停止施工，查明原因后采取相应措施方可继续施工。

3、桩位垂直度截面尺寸保证措施

桩孔的垂直偏差允许为1%，桩位的轴线在地面设十字控制网，基准点，以保证桩位截面尺寸的正确。

每节检查，发现偏差时，随时纠正，保证位置正确。

4、钢筋笼的成型组装与吊放

对9M以上的钢筋笼，为防止吊放时扭曲变形，在主筋内侧每隔3M左右设一道直径φ12mm左右的加强箍，在吊点处及上下1m处增加直径直径φ12mm加强补强环筋，与主筋焊接牢固组成骨架。

钢筋笼一般分作9m一节制作，并注意接头错开。

钢筋笼吊运用汽车吊直接吊放入孔内就位后焊接，注意接头错开。

5、水下灌注混凝土质量规定

水下灌注混凝土必须有良好的和易性，配合比应通过实验确定，坍落度宜为180—220mm，水泥的用量不应少于360kg/m3.水下灌注混凝土的含砂率宜为40%—50%，并选用中粗砂，粗骨料的最大粒径应小于40mm。

为保证水下灌注混凝土必须有良好的和易性，在混凝土中掺入缓凝剂、减水剂、早强剂、防析水剂，具体用量详见下表：

名称

试剂

用量

说明

缓凝剂

木质硫酸钙

0.2-0.5

亦增加流动性

酒石酸

0.1-0.5

流动剂

木质硫酸钙

0.2-0.3

产生空气

去垢剂

0.05

防析水剂

纤维素

0.2-0.3

产生空气

硫酸铝

约20

早强剂

三乙醇胺

0.05

增加早期强度，

3-5d可达70%

6、导管的构造和使用应符合下列规定：

导管的壁厚不小于3mm,直径宜为200—250mm,直径制作的偏差不应超过2mm,导管的分节长度可视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m,接头宜采用双螺纹方扣快速接头。

导管使用前要应试拼装、试压、试水压力可取为0.6—1.0Mpa。

每次灌注后对导管内外进行清洗。

7、桩身砼的保证措施

与普通C30砼不同，水下C30混凝土必须另行配制配合比，按水下砼施工技术要求，其水泥用量每立方M应提高20-40公斤或将混凝土提高一级强度等级。

另外本场地全部为回填区，两个标段，设计全部为冲击成孔机械桩，因工期紧，组织的冲击机几乎是同时施工，场区均存在振动荷载，对桩身砼有一定影响。

为保证桩身砼质量，与砼公司进行联系，另行调整水下C30砼的配合比，确保桩身砼的施工质量。

8、二次清孔

钢筋笼吊装完毕后，应安置导管或气泵管二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检查，合格后应立即灌注混凝土。

开始灌注混凝土时，导管底部至孔底距离宜为300—500mm,应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土面以下不应少于0.8m,导管埋入混凝土深度宜为2—6m.严禁导管提出混凝土灌注面，并控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。

灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的应记录备案。

应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8—1.0m，凿除泛浆后必须保证露出的桩顶混凝土强度等级达到设计混凝土强度等级。

三、桩基施工安全技术

1、一般规定

（1）全体管理人员在施工前必须了解工程地质及水文资料。

（2）机电设备应有专人负责管理，凡上岗作业者应有操作合格证。

（3）孔上作业的人员，必须头戴安全帽，手戴工作手套，脚穿长筒套鞋，严禁吸烟。

2、防止坠落

（1）孔口应有护筒，通常用砼浇筑而成，护筒顶应加高40cm，高出地面30cm。

（2）孔口顶四周应设栏栅，夜间施工应悬挂示警红灯，暂停施工时，孔口应用安全可靠的盖板封盖。

（3）井口周边1M范围内不得有堆土和其他堆积物，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。

3、防止触电

（1）每台设备应设末级开关箱，开关箱内设漏电保护器，漏电保护器应选用高灵敏度、快速运作型，动作时间不大于0.1S，动作电流不超过30MA。

（2）配电线路应严格按照TN-S系统配线，在孔上架空敷设时，其高度不应小于2M，和设备连接时应采用多股多芯电缆。

（3）每台用电设备应接好接地保护线。

4、机械设备

钻机每天在作业前必须进行复检，检查钻机的各个部件是否松懈现象，开始下钻时速度缓慢进行。

四、监控及救援预案

1、成立管理机构

施工现场成立以安全员为主的监控巡视管理机构，每天早上应当检查钻孔、设备的质量情况，冲孔的质量情况，施工用电情况，各种防护措施的情况，发现不符合的立即加以整改。

冲击桩的班组长配合安全员检查巡视，各工人也当熟悉本工种的一些注意事项，发现不正常的现象，立即通知工地负责人，停止施工，整改后才能继续作业。

2、救援预案。

冲击孔桩主要危险源的辨识分析：

（1）孔壁塌方；

（2）未使用安全电压、井下触电；

（3）坠物或坠落伤人等。

施工现场成立以工程经理为组长的二级救援组织机构，救援队伍是经过培训合格的人员组成，并注明各自的职责、各个人员的具体分工，以便在救援时具体负责抢救工作。

事故的应急救援措施：

冲击桩一旦出现以上事故后，现场立即采取救援措施。

（1）最早发现者立即大声呼救，向有关人员报告或报警，原因明确可立即采取正确的施救，但决不可盲目去救助。

（2）指挥部迅速开始运行，按照应急程序处置。

（3）迅速查明事故原因和判断事故发展状态，采取正确方法施救，如塌方，未使用安全电压触电，必须先切断电源。

（4）急救人员按照有关规定知识，立即救护伤员，在等待医生救治或送往医院抢救过程中，不要停止和放弃抢救，如采用人工呼吸、清洗包扎或输氧急救等。

（5）现场不具备抢救条件时，立即向社会求救。

工地应配备气体检测仪、通风设备、防毒面具、担架、医用氧气瓶等急救用具。

五、环境、环保措施

工程现场四周环境和注意的问题：

1．工程施工车辆由现场大门进出，应安排专人洒水清扫，保持现场清洁卫生。

2．施工过程中加强对周边环境的保护，生产及生活污水不得乱排，生产污水经沉砂井沉淀后排入市政下水管道内。

3．施工前做好人行通道的防护工程，在施工作业半径内应搭设全封闭安全通道，以确保施工安全。

4．采取有效措施降低施工噪音，砼施工采用低噪音振动棒，拆模时手工传递等措施最大限度降低噪音对周边环境的影响。

5.冲孔桩工程量大，时间长，产生的泥浆量通常是桩身体积的3—5倍，因此泥浆池应合理安排，泥浆用泥浆泵配合专用罐式汽车外运。