CN106284314B - 喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，包括如下步骤：施工准备；桩位放样；埋设外层钢护筒；下沉外层钢护筒和内层钢护筒到桩底；清孔，并检测桩孔的孔径、孔深和垂直度；制作并安装钢筋笼；安装灌注支架、导管及储料斗，并进行砼灌注；待灌注桩成桩后，采用夹桩器或振动锤将外层钢护筒拔出；桩基检测，并继续施工剩下的灌注桩。本发明得到的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法采用双护筒施工的方式，能够适应各种复杂地质情况，不会出现塌孔，施工效率低的情况。

Description

喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工灌注桩技术领域，具体涉及喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法。

背景技术

随着建筑技术的不断提高，建筑造型更趋新颖、多样化，为满足工程建设的需要，桩基础作为提高地基承载力的一种最有效的方式而被广泛运用，桩基础一般分为锚杆静压桩及静力压桩、预应力离心管桩、钢筋混凝土预制桩、钢桩、混凝土灌注桩和人工挖孔桩。其中混凝土灌注桩占桩基础施工中的比重约50％，旋挖钻孔灌注桩的施工一般分为干作业和泥浆护壁作业。但是受地质条件影响，喀沙特地貌地质条件较差，存有溶洞，施工难度大，同时，这种地貌的岩芯呈砾砂状-柱状，部分钻孔存在溶洞，岩芯较破碎，取样十分困难。另外，传统旋挖桩成孔灌注桩的护壁方式，如泥浆护壁等，需配置泥浆池，调制泥浆液，工人实际经验要求高，且不易达到要求，在遇见溶洞区时，不易成型，且溶洞填充物对侧壁有较大的侧向力，填充物易流入桩内，需多次成孔，且浇筑砼时不易控制砼质量，容易造成塌孔、夹层、缩颈等质量问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：

传统的旋挖成孔灌注桩施工方法在针对喀斯特地貌施工时，施工难度大，取样苦难，在钻孔时需多次成孔，施工周期长，浇筑砼时不易控制砼质量，容易造成塌孔、夹层、缩颈等质量问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，它包括如下步骤：

步骤1，施工准备；勘察待施工工地的工程地质和水文地质条件，同时，根据施工要求绘制出旋挖桩的分布位置图，确定所要施工的各个旋挖桩的深度和桩径，并根据旋挖桩桩径加工相应数量的外层钢护筒和内层钢护筒；其中，外层钢护筒的直径比设计桩径大250-300mm，内层护筒的直径比设计桩径大150-200mm；

步骤2，桩位放样；组织测量人员对所有桩位进行一一放样，并用十字线标示出轴心；

步骤3，埋设外层钢护筒；将外层钢护筒运输到相应桩位，并采用振动锤将外层钢护筒下沉到地表以下不小于2m，然后再精确放样并自检复核桩位；

步骤4，下沉外层钢护筒；继续采用振动锤下压外层钢护筒，直至不能下压，遇到土层下方的砂卵层或溶洞，此时，先采用旋挖钻机对外层钢护筒内的岩土进行钻孔，在钻孔钻到工艺要求深度后(即穿过溶洞或流沙层，到达稳定岩层，且外护筒随钻随进)，拔出钻头，采用振动锤下放内层钢护筒，然后采用旋挖钻机继续钻孔，直至深度到设计桩底标高后，再拔出钻头，用振动锤下压内层钢护筒到桩底；

步骤5，清孔，并检测桩孔的孔径、孔深和垂直度；

步骤6，制作并安装钢筋笼；钢筋笼由顶到底分节制作，每节钢筋笼骨架高度为8-9m，在制作好钢筋笼后，采用5㎝直径、1.5-2.5㎜壁厚、9m/节的镀锌钢管作为声测管，并将各节声测管安装在各节钢筋笼骨架内，然后对接各节钢筋笼和声测管，最后，采用吊车下放钢筋笼；每节钢筋笼骨架内至少设有两个呈周向均匀分布的声测管，声测管管口应高出顶节钢筋笼100mm以上，且各声测管管口高度一致；

步骤7，安装灌注支架、导管及储料斗，并进行砼灌注；混凝土灌注过程中，导管埋深一般控制在2-6米，且需要经常测探孔内混凝土面的位置，及时拆卸导管，调整导管埋深；在混凝土灌注时，如果所灌注的桩孔存在溶洞，且溶洞面积较大时，内层钢护筒需留在桩孔内，如果所灌注的桩孔没有溶洞，或溶洞面积较小时，需在浇砼的过程中边浇筑砼边拔出内层钢护筒；

步骤8，待灌注桩成桩后，采用夹桩器或振动锤将外层钢护筒拔出；

步骤9，桩基检测，并按照步骤3到步骤9继续施工剩下的灌注桩，直至完工。

在施工准备时，还需要对所采用的施工材料进行抽检，并进行相关的原材料及混凝土配合比试验，同时，还需要对施工场地中旋挖桩机械操作场地、砼浇筑场地以及渣土运输道路进行铺填。

外层钢护筒和内层钢护筒均是由多节钢护筒现场组装并焊接而成，钢护筒采用10mm或12mm的锰钢加工制作而成，每节钢护筒长为1.5m-3m，底节钢护筒采用15mm左右的钢板包边；外层钢护筒埋设后应保证外层护筒斜度不大于1％，其埋设深度为1-2m。

在采用旋挖钻机钻孔的过程中，钻头应对中孔位，使钻头尖与十字线中心对中；在下放外层钢护筒和内层钢护筒时，当外层钢护筒和内层钢护筒长度不够时采用卡槽或焊接的方式进行连接钢护筒直至岩层，再用旋挖钻机钻进的同时压下外层钢护筒、内层钢护筒直至岩层且入岩30-50㎝处；钻进过程中，应随时注意地质情况变化，根据地质资料在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对；旋挖钻升降速度要均匀，钻斗升降速度保持在0.75－0.80m/s，避免碰撞孔壁，造成塌孔；旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距钻孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。

钻孔完成后，旋挖钻机的钻头改换嵌岩双开门钻头进行清孔钻进并将石渣逐一排出，清孔钻进达到设计深度后，再反复清孔至少一次，达到将石渣基本全部碾成粉末状，最后换平底清孔钻头，将孔内的细小石渣及粉末状物经过几次反复清孔后达到规范要求后成孔；把孔底的沉渣清理干净，厚度控制在5cm之内。

在检测桩孔的孔径和孔形时，需根据桩径制作笼式探孔器入孔检测，所述探孔器用钢筋制作，其外径小于2-4cm钻孔桩的设计孔径，其长度等于1.5-2倍桩径；检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径、孔形及竖直度符合要求；在检测桩孔的垂直度时，先用两条网线交叉架于桩口上使交点与桩心点重合，然后用钢尺从桩心测量出桩边缘半径位置，再把线垂沿桩壁保持平行慢慢放入桩底，并查看线垂定端与桩心的距离，依据规范桩心位偏差不得大于5㎝，桩身斜度不得大于1％，单边偏差不得大于5㎝；孔深和孔底沉渣厚度采用标准测绳检测，检测时，测绳必须经检校过的钢尺进行校核，其具体检测方法如下：使用满足灌注桩高度的测锤，慢慢地沉入孔内,探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉渣厚度。

钢筋笼主筋接头应互相错开，错开距离≥35d，d为钢筋直径，钢筋连接方式采用单面搭焊接且接头百分率不大于50％，桩身主筋与加劲箍筋务必焊牢，主筋与箍筋联结处宜点焊，若主筋较多时，可交错点焊或绑扎；钢筋笼成型后，需在钢筋笼外侧的螺旋筋上设置保护层垫块，垫块的直径为15cm，沿钢筋笼长度方向每隔2m设置一组垫块，每组垫块沿钢筋笼同一截面圆周方向对称设置至少3块；钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于±10cm；

所述声测管的底管需用堵头封闭，在底节钢筋笼制作时即安装在其上，其余各节预先绑扎在钢筋笼内，每节钢筋笼对接完后，对接声测管、固定牢靠，并保证成桩后的声测管互相平行；每节钢筋笼下放时应将声测管灌满清水，然后略微提高钢筋笼，并停滞一段时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，进行下放；若水位有所下降，则应将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入下放；

采用吊车吊装钢筋笼时，钢筋笼采用分段吊装方式进行两点起吊，第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间，吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，钢筋笼入孔时，动作要轻缓，对准孔中心，防止碰撞孔壁，造成塌孔将泥土杂物带入孔中；保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁，严禁高提猛落和强制下放；下至最后一根加强筋断面时，用两根钢管平等对穿其中，压在孔口两侧枕木上，再将第二节钢筋笼吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合，两钢筋笼主筋接头对正，保证钢筋笼焊接后上下段的轴线在一条直线上，不得出现转折。

混凝土运至灌注地点时，应检查和易性和塌落度，混凝土塌落度18-22cm，首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度≥2.0m和填充导管底部间隙的需要；在灌注过程中，应将孔内溢出的水和泥浆引流至泥浆池中，不得随意排放，污染环境；混凝土应灌注至桩顶设计标高以上0.5m。多余部分在进入下道工序前凿除，保证桩头砼无松散层。

与现有技术相比，本发明得到的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法具有如下优点：

1、采用双层钢护筒施工的方式替代了原有的单个钢护筒施工和泥浆护壁的施工方式，可不用工人调制泥浆液，避免了泥浆液不达标，护壁不佳、出现桩孔垮塌的现象，同时，采用双层钢护筒施工后，在遇到砂卵层或溶洞或垮塌现象时，外层钢护筒可作为隔离板使用，将溶洞隔开，配合旋挖钻机钻孔、清渣，即能够快速地下放外层钢护筒和内层钢护筒，使桩孔一次成型，又可避免岩石垮塌后，钻机进度止步不前的情况，从而提高了工作效率。

2、在遇到较大溶洞的情况时，内层钢护筒留在桩内，既能够减少混凝土的浇筑量，防止混凝土在浇筑过程中流入溶洞内，又能与混凝土和钢筋笼形成一个整体，增加灌注桩的强度。

3、在地质情况较好的情况下，外层钢护筒和内层钢护筒都能取出后，重复利用，减少资源浪费，节约成本，即使地质情况不好，需要将内层钢护筒留在桩孔内，外层钢护筒也还是能取出后重复利用。

4、外层钢护筒和内层钢护筒都由多节钢护筒现场组装并焊接成整体后，再下放至桩孔位置，这种方式相较逐节下放并连接的方式来说，更加方便和省时，且较为灵活，在遇到外层钢护筒和内层钢护筒长度不够的情况时，可采用卡槽或焊接的方式进行连接钢护筒。

附图说明

图1为实施例中边钻孔、边下放外层钢护筒的结构示意图；

图2为实施例中钢筋笼下放状态示意图；

图3为实施例中钢筋笼直径小于等于800mm时声测管的埋设布置图；

图4为实施例中钢筋笼直径大于800mm并小于等于1600mm时声测管的埋设布置图；

图5为实施例中钢筋笼直径大于1600mm时声测管的埋设布置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

本实施例提供的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，它包括如下施工步骤：

步骤1，施工准备；勘察待施工工地的工程地质和水文地质条件，同时，根据施工要求绘制出旋挖桩的分布位置图，确定所要施工的各个旋挖桩的深度和桩径，并根据旋挖桩桩径加工相应数量的外层钢护筒和内层钢护筒；其中，外层钢护筒的直径比设计桩径大250-300mm，内层护筒的直径比设计桩径大150-200mm；在施工准备时，还需要对所采用的施工材料进行抽检，并进行相关的原材料及混凝土配合比试验，同时，还需要对施工场地中旋挖桩机械操作场地、砼浇筑场地以及渣土运输道路进行铺填。

步骤2，桩位放样；组织测量人员对所有桩位进行一一放样，并用十字线标示出轴心；

步骤3，埋设外层钢护筒；将外层钢护筒运输到相应桩位，并采用振动锤将外层钢护筒下沉到地表以下不小于2m，然后再精确放样并自检复核桩位；

步骤4，下沉外层钢护筒(如图1所示)；继续采用振动锤下压外层钢护筒，直至不能下压，遇到土层下方的砂卵层或溶洞，此时，先采用旋挖钻机对外层钢护筒内的岩土进行钻孔，在钻孔钻到工艺要求深度后(即穿过溶洞或流沙层，到达稳定岩层，且外护筒随钻随进)。拔出钻头，采用振动锤下放内层钢护筒，然后采用旋挖钻机继续钻孔，直至深度到设计桩底标高后，再拔出钻头，用振动锤下压内层钢护筒到桩底；

步骤5，清孔，并检测桩孔的孔径、孔深和垂直度；

步骤6，制作并安装钢筋笼(如图2所示)；钢筋笼由顶到底分节制作，每节钢筋笼骨架高度为8-9m，在制作好钢筋笼后，采用5㎝直径、1.5-2.5㎜壁厚、9m/节的镀锌钢管作为声测管，并将各节声测管安装在各节钢筋笼骨架内，然后对接各节钢筋笼和声测管，最后，采用吊车下放钢筋笼；每节钢筋笼骨架内至少设有两个呈周向均匀分布的声测管，声测管管口应高出顶节钢筋笼100mm以上，且各声测管管口高度一致；

步骤7，安装灌注支架、导管及储料斗，并进行砼灌注；混凝土灌注过程中，导管埋深一般控制在2-6米，且需要经常测探孔内混凝土面的位置，及时拆卸导管，调整导管埋深；在混凝土灌注时，如果所灌注的桩孔存在溶洞，且溶洞面积较大时，内层钢护筒需留在桩孔内，如果所灌注的桩孔没有溶洞，或溶洞面积较小时，需在浇砼的过程中边浇筑砼边拔出内层钢护筒；

步骤8，待灌注桩成桩后，采用夹桩器或振动锤将外层钢护筒拔出；

步骤9，桩基检测，并按照步骤3到步骤9继续施工剩下的灌注桩，直至完工。

本实施例中的外层钢护筒和内层钢护筒均是由多节钢护筒现场组装并焊接而成，钢护筒采用10mm或12mm的锰钢加工制作而成，每节钢护筒长为1.5m-3m，底节钢护筒采用15mm左右的钢板包边；外层钢护筒埋设后应保证外层护筒斜度不大于1％，其埋设深度为1-2m。

在采用旋挖钻机钻孔的过程中，钻头应对中孔位，使钻头尖与十字线中心对中；在下放外层钢护筒和内层钢护筒时，当外层钢护筒和内层钢护筒长度不够时采用卡槽或焊接的方式进行连接钢护筒直至岩层，再用旋挖钻机钻进的同时压下外层钢护筒、内层钢护筒直至岩层且入岩30-50㎝处；钻进过程中，应随时注意地质情况变化，根据地质资料在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对；旋挖钻升降速度要均匀，钻斗升降速度保持在0.75－0.80m/s，避免碰撞孔壁，造成塌孔；旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距钻孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。

钻孔完成后，旋挖钻机的钻头改换嵌岩双开门钻头进行清孔钻进并将石渣逐一排出，清孔钻进达到设计深度后，再反复清孔至少一次，达到将石渣基本全部碾成粉末状，最后换平底清孔钻头，将孔内的细小石渣及粉末状物经过几次反复清孔后达到规范要求后成孔；把孔底的沉渣清理干净，厚度控制在5cm之内。

在检测桩孔的孔径和孔形时，需根据桩径制作笼式探孔器入孔检测，所述探孔器用钢筋制作，其外径小于2-4cm钻孔桩的设计孔径，其长度等于1.5-2倍桩径；检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径、孔形及竖直度符合要求；在检测桩孔的垂直度时，先用两条网线交叉架于桩口上使交点与桩心点重合，然后用钢尺从桩心测量出桩边缘半径位置，再把线垂沿桩壁保持平行慢慢放入桩底，并查看线垂定端与桩心的距离，依据规范桩心位偏差不得大于5㎝，桩身斜度不得大于1％，单边偏差不得大于5㎝；孔深和孔底沉渣厚度采用标准测绳检测，检测时，测绳必须经检校过的钢尺进行校核，其具体检测方法如下：使用满足灌注桩高度的测锤，慢慢地沉入孔内,探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉渣厚度。

钢筋笼中钢筋的具体要求

(1)钢筋原材：①按规范抽样送检，钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、麟锈等清除干净；②钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调直。

(2)钢筋焊接：①钢筋接头若采用搭接电弧焊时，采用单面焊接。②钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预弯，使两结合钢筋轴线一致。接头双面焊的长度不应小于5d，单面焊的长度不应小于10d(d为钢筋直径)。③受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置，同一断面内的钢筋接头不得超过总数的50％。对于绑扎接头，两接头间距离不小于1.3倍搭接长度。④在同一根钢筋上应尽量减少接头。⑤电弧焊接和绑扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径，也不得位于构件的最大弯矩处。

钢筋笼允许偏差

(1)钢筋笼吊放入孔后的容许偏差：①钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于±10cm，②钢筋笼底面高程偏差不大于±10cm。

(2)钻孔桩钢筋骨架允许偏差如下表：

钻孔桩钢筋骨架允许偏差

钢筋笼主筋接头应互相错开，错开距离≥35d，d为钢筋直径，钢筋连接方式采用单面搭焊接且接头百分率不大于50％，桩身主筋与加劲箍筋务必焊牢，主筋与箍筋联结处宜点焊，若主筋较多时，可交错点焊或绑扎；钢筋笼成型后，需在钢筋笼外侧的螺旋筋上设置保护层垫块，垫块的直径为15cm，沿钢筋笼长度方向每隔2m设置一组垫块，每组垫块沿钢筋笼同一截面圆周方向对称设置至少3块；钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于±10cm。

所述声测管的底管需用堵头封闭，在底节钢筋笼制作时即安装在其上，其余各节预先绑扎在钢筋笼内，每节钢筋笼对接完后，对接声测管、固定牢靠，并保证成桩后的声测管互相平行；每节钢筋笼下放时应将声测管灌满清水，然后略微提高钢筋笼，并停滞一段时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，进行下放；若水位有所下降，则应将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入下放。具体的，声测管埋设数量及埋设要求如图3-图5所示。

采用吊车吊装钢筋笼时，钢筋笼采用分段吊装方式进行两点起吊，第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间，吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，钢筋笼入孔时，动作要轻缓，对准孔中心，防止碰撞孔壁，造成塌孔将泥土杂物带入孔中；保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁，严禁高提猛落和强制下放；下至最后一根加强筋断面时，用两根钢管平等对穿其中，压在孔口两侧枕木上，再将第二节钢筋笼吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合，两钢筋笼主筋接头对正，保证钢筋笼焊接后上下段的轴线在一条直线上，不得出现转折。

混凝土运至灌注地点时，应检查和易性和塌落度，混凝土塌落度18-22cm，首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度≥2.0m和填充导管底部间隙的需要；在灌注过程中，应将孔内溢出的水和泥浆引流至泥浆池中，不得随意排放，污染环境；混凝土应灌注至桩顶设计标高以上0.5m。多余部分在进入下道工序前凿除，保证桩头砼无松散层。

在钻孔施工过程中，如遇桩内土石不均匀(一边偏软、一边过硬)或地下水位较高，钻进过程中出现大面积垮塌或卵石层含土量较少钻进时不断垮塌导致无法下放护筒时可采取旋挖钻机专用配套设备搓管机进行半回转搓管及下压钢护筒的方式进行护筒埋设。大致方法为把搓管桩机设备的滑箱与旋挖钻机的前杠连接，以旋挖钻机的履带底盘为重力固定点。选择比设计桩径大20—30cm的专用钢套管(专用钢护筒厚度选用16—20mm)夹持在搓管机的钳口中，以搓管机的配套液压站为动力源，驱动搓管机上的液压系统来控制行程和角度，夹持套管进行半回转转动同时下压套管，当套管长度不够时采用卡槽及螺钉连接的方式进行连接，钢套管益选用每3m或6m一节进行连接最终直至强风化层入岩30-50㎝处，护筒进入稳定岩土层不不小于2m。再用旋挖钻机采用设计桩径同等大小的钻头把套管中的渣土取出进一步钻进岩层达到设计深度至成孔。

为加快施工进度，根据实际地质情况对每层地质情况钻进时可采用不同的施工方法，具体为：

回填土层：采用岩心筒钻截齿入岩钻头进行施工，此方法主要针对回填层中有粘性土、泥岩、极少数砂岩；大块孤石：采用岩心筒钻直接钻井筒并通过提升将岩石内从孔内取出或用筒钻将孤石破碎然后再用截齿捞渣斗进行钻进；粉质粘土：采用截齿捞渣斗直接钻进，进度快，工效高。也可采用截齿入岩钻头钻进，钻进速度稍慢，工效较高；强风化泥岩：采用截齿入岩钻头钻进，速度快，工效较高，进行此层钻进时，不能盲目追求速度，要仔细判断岩层的软硬程度。当钻进比较容易时，证明还处于强风化层中；当钻进比较困难或钻进的阻力较大时，证明已经与中风化岩石接触。此时应更换钻头，采用岩心筒钻进行钻进。

嵌岩中风化泥岩或砂岩：采用岩心筒钻施工，嵌岩钻进因岩石硬度较大，钻进速度较慢，不能急于求成。进行中风化岩层钻进时，记录接触该中风化层的机器显示，逐步加压钻进，钻进到工艺要求深度时，通过钻机的扭转将岩芯扭断，往下加压和钻进将岩芯卡在钻头内，并通过提升将岩芯从孔内取出，岩芯取样可在取出的嵌岩中风化岩芯中用小水钻钻取岩芯或用人工凿打成边长25cm的正方体送样。通过机器显示钻进深度达到设计嵌岩深度。

钻孔异常情况处理

钻孔中发生弯孔，一般可将钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直；发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳、采用小钻头冲击以及其他措施，使钻头松动后再提起；发生掉钻时，应查明情况尽快处理。严禁人员进入没有护壁桶或其他防护设施的孔桩内。必须进入有防护设施的孔桩时，应确认孔桩内无有害气体和备齐防毒、防溺、防埋等保证安全措施后，方可进入，并设专人负责现场指挥；对于钻孔过程中遇到孤石、夹层等特殊地质情况时，要求放慢钻进速度，并延长钻孔时间，逐步钻进通过孤石或夹层；因故停钻时，应将钻头提出孔外，不要将钻头放于孔内休息或过夜。如中间遇阻则钻孔有缩径或孔斜现象，必须采取措施消除钻孔中发生弯孔和缩孔。要将钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直。

如钻孔过程中遇塌孔现象或桩孔内有较大洞穴、溶洞、空洞，存有潜在滑移面。为保证桩基质量，采用混凝土回填反压法进行处理，即用C20混凝土回填,待8-12h后混凝土达到一定强度(约混凝土强度等级的75％)时重新钻孔。混凝土回填量根据桩孔内实际情况而定。由业主、监理及施工单位现场共同确定及计量。

在浇筑混凝土的过程中，有时候会存在钢筋笼上浮的情况，先就防止钢筋笼上浮措施作如下介绍：

①无论是接长钢筋笼还是钢筋笼全部节段安装到位，在孔口应有可靠的支撑和固定,在井口加配重，可防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。

②为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。改善混凝土的和易性，延长混凝土的凝结时间。缓慢放料，减少混凝土对钢筋的冲力。减少混凝土灌注时间，防止混凝土表面形成硬壳，从而带动钢筋笼上浮。

③防止钢筋笼偏差可根据钢筋笼主筋外缘至设计桩径混凝土表面净保护层厚度，在钢筋笼周围对称设置四个钢筋定位环，纵向间隔与加强筋基本相等。可在钢笼顶端纵筋的外缘使用短钢筋在纵筋四个方向卡紧起到固定钢笼的作用，是钢笼在桩内与各边保持对称。在主筋上焊“倒刺”，加大钢筋笼与混凝土的摩擦力。

钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制此断桩处理预案。断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。

常见的断桩原因大致可分为以下几种情况：

a.由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。b.由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。c.由于水泥结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。d.由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或清理不彻底，使灌注中断造成断桩。e.由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。f.由于在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。g.在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。h.由于导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。i.处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。j.由于导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。k.由于其他意外原因(如机械故障、停电、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。

由此可见，钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响，灌注前应从各方面做好充分的准备，尽可能避免意外情况发生。

针对上述情况，申请人采取如下预防措施避免断桩：

(1)施工材料，集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6～1/8以及钢筋最小净距的1/4，同时不大于40mm。拌和前，应检查水泥是否结块；拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。控制混凝土的坍落度在18～22cm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。

(2)混凝土灌注：a.根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，采用φ300mm大直径导管。使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。b.混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。c.下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40～50cm(导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1m)和填充导管底部的需要。d.关键设备(如发电机、托泵、起重设备、运输车辆等)要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。e.首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2～6m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。f.若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，应配置多台搅拌车运输，以保证凝土灌注的连续性。

当断桩情况出现后应根据灌注深度分别采取不同的措施进行处理。

(1)在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况，则应立即停止灌注，并且将钢筋笼拔出，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。

(2)在混凝土浇筑中途出现段断桩情况：若灌注中途时因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间(此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定)将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。

(3)混凝土面已进入桩基上部出现段断桩情况：若断桩位置处于护筒内时，且混凝土已初凝，则可停止灌注，待混凝土灌注后将护筒内泥浆抽干，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以护筒为模板浇筑混凝土。

灌注混凝土过程中，突发事件的预防和处理如下：

(1)导管渗水或漏水。预防措施：在导管下放前作闭水试验，仔细检查拼接接头处的密封圈是否安装好和密封黄油是否涂刷均匀；在导管下放时注意防止碰撞在钢筋笼上而使导管破裂。处理措施：在灌注过程中导管渗水时混凝土连续灌注，并保证导管内混凝土满管直到灌注结束，对于导管漏水应立即拔出导管，如果能够拔出钢筋笼，立即掏出孔内混凝土重新下放钢筋笼、清孔重新灌注，钢筋笼不能拔出按照断桩处理，重新钻孔灌注。

(2)导管堵塞。预防和处理措施：在灌注混凝土时，先对混凝土检查，保证其坍落度、和易性，在料斗和导管接口处放置铁丝网防止混凝土中砂石板结的大块进入导管，堵管发生时，先检查导管埋深，如果导管埋深超过3m时，提升并拆除导管使导管埋深小于3m。如果导管继续堵塞，用体积为1～1.5m3的料斗并灌满混凝土，测量埋深根据埋深情况上下抖动导管(埋深不小于1m)，用吊车吊着短钢轨从导管内快放，冲开堵塞，是否能够冲开，如果冲开继续灌注，并检查原因；如果未冲开导管按照断桩处理。

(3)埋管预防和处理措施：预防主要是保证导管在孔的中心，勤量测混凝土面计算导管埋深，随时拆除导管保证导管埋深在1～3m之内。如果发生埋管将导管在孔内左右摆动，提起导管。

(4)缩孔预防和处理：预防主要是成孔到灌注时的间隔时间不能过长，成孔后立即下放钢筋笼和导管进行混凝土灌注，在混凝土灌注过程中备足混凝土罐车，连续运输混凝土缩短灌注时间；由于扩孔造成浮渣时采用大料斗灌满混凝土进行灌注，留高桩头确保桩头质量，如果不能将浮渣顶起按断桩处理；根据桩径和每车混凝土数量判断混凝土在孔内上升高度判断是否缩孔，如果缩孔情况严重按照断桩处理。

(5)导管拔出混凝土面、机械故障或其它原因不能补救的按断桩处理。

(6)施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。拆除导管动作要快，拆装一次时间一般不宜超过15min。要防止橡胶垫和工具掉入孔中，要注意安全，已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。

(7)灌注使用的料斗在混凝土灌注完成后立即清洗干净，并剔除黏结在斗壁上的混凝土，以防止下次灌注混凝土时混凝土块脱落堵塞导管。

本实施例中所采取的安全措施如下：

(1)每天下班时孔口必须用钢模板或自制的刚度较好的钢筋网片遮盖。

(2)孔口设钢管护栏，高度不低于800，并圈围警示带。

(3)孔口四周1.5米范围内不得堆土，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。

(4)使用潜水泵抽水时，严禁有人在孔内作业，井上、井下操作人员必须戴安全帽，夜间施工挂红灯示意绕行，地面应有足够的照明，并悬挂安全标志牌。

(5)钻机在转移及行进中，采取加固措施，防治钻机碰撞、翻车等事故。钻机就位后，对钻机及配套设备进行全面的检查，钻架加设斜撑或揽风绳，确保钻机安设平稳、牢固。

(6)钻进时，严密监视钻进情况，观察孔内有无异常情况，钻架是否倾斜、各连接部位是否松动、是否有坍孔征兆等，如有异常，应及时处理。钻机停钻时，将钻头提出孔外置于钻架上，不得滞留孔内。

(7)当拆钻杆为双层作业时，上下紧密配合，防止落物伤人。

(8)对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔出的，加设护筒顶盖或铺设安全网罩。

(9)钢筋笼吊装时，必须对各主副吊点进行检查，确保满足吊装安全要求。各吊点、连接部位牢固无损，并经常检查，发现问题及时修理。遇大风、雷雨等异常天气，应停止钢筋笼吊装。吊装时，下方禁止站人，必须待钢筋笼到位后，才准靠近。

(10)安全用电：①、各类用电人员要求掌握安全用电的基本知识和所用设备的性能，使用设备前必须按规定穿戴和设备相应的劳动保护用品,检查安全装置和防护设施是否完好，严禁设备带病运转。停用的设备必须拉闸断电锁好开关箱。搬迁或移动电器设备必须经电工切断电源，并做妥善处理后进行。②、配电箱作到“五防一通”即防火、防雨、防雪、防汛、防小动物，通风。③、施工现场一切电源、电路安装和拆除必须由持证电工操作，电器严格接地、接零、使用漏电保护器。机械设备用电必须分闸，严禁一闸多用，孔上电缆必须架空2米以上，严禁拖地和埋压土中、孔内电缆、电线必须穿管保护。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1，施工准备；根据施工要求绘制出旋挖桩的分布位置图，确定所要施工的各个旋挖桩的深度和桩径，并根据旋挖桩桩径加工相应数量的外层钢护筒和内层钢护筒；其中，外层钢护筒的直径比设计桩径大250-300mm，内层护筒的直径比设计桩径大150-200mm；

步骤2，桩位放样；组织测量人员对所有桩位进行一一放样，用十字线标示出桩心位置，并延出控制线；

步骤3，埋设外层钢护筒；将外层钢护筒运输到相应桩位，并采用振动锤将外层钢护筒下沉到地表以下不小于2m，然后再精确放样并自检复核桩位；

步骤4，下沉外层钢护筒；继续采用振动锤下压外层钢护筒，直至不能下压，遇到土层下方的砂卵层或溶洞，此时，先采用旋挖钻机对外层钢护筒内的岩土进行钻孔，在钻孔钻到工艺要求深度后，拔出钻头，采用振动锤下放内层钢护筒，然后采用旋挖钻机继续钻孔，直至深度到设计桩底标高后，再拔出钻头，用振动锤下压内层钢护筒到桩底；

步骤5，清孔，并检测桩孔的孔径、孔深和垂直度；

步骤6，制作并安装钢筋笼；钢筋笼由顶到底分节制作，在制作好钢筋笼后，将各节声测管安装在各节钢筋笼骨架内，然后对接各节钢筋笼和声测管，最后，采用吊车下放钢筋笼；每节钢筋笼骨架内至少设有两个呈周向均匀分布的声测管，声测管管口应高出顶节钢筋笼100mm以上，且各声测管管口高度一致；

步骤7，安装灌注支架、导管及储料斗，并进行砼灌注；混凝土灌注过程中，导管埋深控制在2-6米，且需要经常测探孔内混凝土面的位置，及时拆卸导管，调整导管埋深；在混凝土灌注时，如果所灌注的桩孔存在溶洞，且溶洞面积较大时，内层钢护筒需留在桩孔内，如果所灌注的桩孔没有溶洞，或溶洞面积较小时，需在浇砼的过程中边浇筑砼边拔出内层钢护筒；

步骤8，待灌注桩成桩后，采用夹桩器或振动锤将外层钢护筒拔出；

步骤9，桩基检测，并按照步骤3到步骤9继续施工剩下的灌注桩，直至完工。

2.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，在施工准备时，还需要对所采用的施工材料进行抽检，并进行相关的原材料及混凝土配合比试验，同时，还需要对施工场地中旋挖桩机械操作场地、砼浇筑场地以及渣土运输道路进行铺填。

3.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，外层钢护筒和内层钢护筒均是由多节钢护筒现场组装并焊接而成，钢护筒采用10mm或12mm的锰钢加工制作而成，每节钢护筒长为1.5m-3m，底节钢护筒采用15mm的钢板包边；外层钢护筒埋设后应保证外层护筒斜度不大于1％，其埋设深度为1-2m。

4.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，在采用旋挖钻机钻孔的过程中，钻头应对中孔位，使钻头尖与十字线中心对中；在下放外层钢护筒和内层钢护筒时，当外层钢护筒和内层钢护筒长度不够时采用卡槽或焊接的方式进行连接钢护筒直至岩层，再用旋挖钻机钻进的同时压下外层钢护筒、内层钢护筒直至岩层且入岩30-50㎝处；钻进过程中，应随时注意地质情况变化，根据地质资料在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对；旋挖钻升降速度要均匀，钻斗升降速度保持在0.75－0.80m/s，避免碰撞孔壁，造成塌孔；旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距钻孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。

5.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，钻孔完成后，旋挖钻机的钻头改换嵌岩双开门钻头进行清孔钻进并将石渣逐一排出，清孔钻进达到设计深度后，再反复清孔至少一次，达到将石渣基本全部碾成粉末状，最后换平底清孔钻头，将孔内的细小石渣及粉末状物经过几次反复清孔后达到规范要求后成孔；把孔底的沉渣清理干净，厚度控制在5cm之内。

6.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，在检测桩孔的孔径和孔形时，需根据桩径制作笼式探孔器入孔检测，所述探孔器用钢筋制作，其外径小于2-4cm钻孔桩的设计孔径，其长度等于1.5-2倍桩径；检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径、孔形及竖直度符合要求；在检测桩孔的垂直度时，先用两条网线交叉架于桩口上使交点与桩心点重合，然后用钢尺从桩心测量出桩边缘半径位置，再把线垂沿桩壁保持平行慢慢放入桩底，并查看线垂定端与桩心的距离，依据规范桩心位偏差不得大于5㎝，桩身斜度不得大于1%，单边偏差不得大于5㎝；孔深和孔底沉渣厚度采用标准测绳检测，检测时，测绳必须经检校过的钢尺进行校核，其具体检测方法如下：使用满足灌注桩高度的测锤，慢慢地沉入孔内,探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉渣厚度。

7.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，钢筋笼主筋接头应互相错开，错开距离≥35d，d为钢筋直径，钢筋连接方式采用单面搭焊接且接头百分率不大于50%，桩身主筋与加劲箍筋务必焊牢，主筋与箍筋联结处点焊，若主筋较多时，交错点焊或绑扎；钢筋笼成型后，需在钢筋笼外侧的螺旋筋上设置保护层垫块，垫块的直径为15cm，沿钢筋笼长度方向每隔2m设置一组垫块，每组垫块沿钢筋笼同一截面圆周方向对称设置至少3块；钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于±10cm；

所述声测管的底管需用堵头封闭，在底节钢筋笼制作时即安装在其上，其余各节预先绑扎在钢筋笼内，每节钢筋笼对接完后，对接声测管、固定牢靠，并保证成桩后的声测管互相平行；每节钢筋笼下放时应将声测管灌满清水，然后略微提高钢筋笼，并停滞一段时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，进行下放；若水位有所下降，则应将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入下放；

采用吊车吊装钢筋笼时，钢筋笼采用分段吊装方式进行两点起吊，第一吊点设在骨架的上部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间，吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，钢筋笼入孔时，动作要轻缓，对准孔中心，防止碰撞孔壁，造成塌孔将泥土杂物带入孔中；保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁，严禁高提猛落和强制下放；下至最后一根加强筋断面时，用两根钢管平等对穿其中，压在孔口两侧枕木上，再将第二节钢筋笼吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合，两钢筋笼主筋接头对正，保证钢筋笼焊接后上下段的轴线在一条直线上，不得出现转折。

8.根据权利要求1所述的喀斯特地貌旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，混凝土运至灌注地点时，应检查和易性和塌落度，混凝土塌落度18-22cm，首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋入混凝土的深度≥2.0m和填充导管底部间隙的需要；在灌注过程中，应将孔内溢出的水和泥浆引流至泥浆池中，不得随意排放，污染环境；混凝土应灌注至桩顶设计标高以上0.5m，多余部分在进入下道工序前凿除，保证桩头砼无松散层。