CN109853531A - 一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺，包括以下工艺流程：测量定位→钻机平台搭设→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→成孔→第一次清孔→钢筋笼制作、安装→安放导管→第二次清孔→水下砼灌注→大小应变检测。本发明钻孔灌注桩的桩基施工工艺详细且全面地完成了桥梁桩基的施工步骤，桥梁建设是大型工程，其对建造精度要求高、质量严，所以本桩基施工工艺可提高桥梁桩基对地震、飓风等自然灾害的抵抗等级，确保桥梁工程达到设定使用年限。

Description

一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺

技术领域

本发明涉及一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺。

背景技术

桥梁为现代高速交通发展的实现提供了必要条件，桥梁建设包括五大部分，其中的桩基是建造桥梁的基石，如果桥梁桩基在施工中没有打好，会影响到桥梁工程后期的建造，会降低桥墩、桥台抵抗自然灾害的等级，也无法确保桥梁工程达到使用年限。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种提高桥梁桩基抵抗自然灾害的钻孔灌注桩的桩基施工工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺，包括以下工艺流程：步骤1、测量定位； (1)根据施工图纸的轴线坐标控制点、水准点，先对交接的坐标进行自复，实测数据与图纸提供的数据误差在规范允许的闭合差内，(2)用全站仪及经纬仪分别测出相邻两个桥梁墩台中心线，在水平台上钉出钻孔桩位并做好桩位保护控制点及高程引测工作，(3)桩位测量要先后测三次，步骤2、钻机平台搭设，步骤3、埋设护筒，步骤4、钻机就位，步骤5、泥浆制备，步骤6、成孔，步骤7、第一次清孔，步骤8、钢筋笼制作、安装，步骤9、安放导管，步骤10、第二次清孔，步骤11、水下砼灌注，步骤12、大小应变检测。

上述技术方案中，所述步骤1的桩位测三次，挖埋护筒前测量一次并做好十字交叉保护桩；在埋设护筒后复测一次，并做好桩位标志，再测量护筒顶标高、钻机平台标高，做好测量记录；第三次测量检查是在钻机就位前进行，并检查钻机钻杆中心是否对准桩中心，在原有轴线控制点上，再用全站仪或经纬仪加以复核控制。

上述技术方案中，所述步骤2的钻机平台搭设采用打木桩，每个墩台两侧各打一排，木桩长6m，桩径ф15cm以上，顶面应高出最高水位0.5-1.0m以上，桩顶上口应齐平，顶面纵横梁用30×30cm枕木搁置，用Ф12钢筯铁攀加以固定，再用木桩剪刀撑进行加固稳定。

上述技术方案中，所述步骤3的护筒采用5mm钢板卷制而成，用十字交叉法做好保护桩，保护桩使护筒中心与桩位中心一致，护筒埋置后平面位置偏差≤5cm，倾斜度偏差≤1％，护筒埋入土中深度≥1m，并高出水面0.5-1.0m，护筒上设溢浆孔，护筒的内径比钻孔桩的设计桩径大10cm。

上述技术方案中，所述步骤4的钻机磨盘中心对准桩基中心，钻机的转盘中心和护筒中心的偏差≤2cm。

上述技术方案中，所述步骤5中设置泥浆池，泥浆池设有循环池、沉淀池和废浆池，并用循环槽连接，采用重力沉淀法净化泥浆。

上述技术方案中，所述步骤6开孔时稍提钻杆，在护筒内打浆，钻到刃脚下1m后方可按土质情况正常速度钻进，在粘土层中成孔时，钻进速度控制在 80-120转/分，在淤泥质土、粘土等较差土层中成孔时，钻进速度控制在40-80 转/分。

上述技术方案中，所述步骤7第一次清孔中清孔要稍提钻头离开孔底 10-20cm，以中速压入泥浆，泥浆比重为1.16。

上述技术方案中，所述步骤10第二次清孔中导管内放入钢气管，长度距孔底1m，软管间断地下放到导管内，直到距孔底15cm，泥浆比重为1.12，在清孔中泥浆面比钢护筒下端口高10cm。

上述技术方案中，所述步骤11的水下砼灌注采用内径为φ250导管灌注，游轮丝扣连接。

有益效果：本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

本发明本发明钻孔灌注桩的桩基施工工艺详细且全面地完成了桥梁桩基的施工步骤，桥梁建设是大型工程，其对建造精度要求高、质量严，所以本桩基施工工艺可提高桥梁桩基对地震、飓风等自然灾害的抵抗等级，确保桥梁工程达到设定使用年限。

具体实施方式

一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺，包括以下工艺流程：步骤1、测量定位； (1)根据施工图纸的轴线坐标控制点、水准点，先对交接的坐标进行自复，实测数据与图纸提供的数据误差在规范允许的闭合差内，可进行使用，同时做好轴线控制点的保护工作，引测支导线点加以保护，然后进行桥梁放样，(2)用全站仪及经纬仪分别测出相邻两个桥梁墩台中心线，在水平台上钉出钻孔桩位并做好桩位保护控制点及高程引测工作，设置好临时水准点，(3)桩位测量要先后测三次，在挖埋护筒前测量一次并做好十字交叉保护桩；在埋设护筒后复测一次，并做好桩位标志，再测量护筒顶标高、钻机平台标高，做好测量记录；第三次测量检查是在钻机就位前进行，并检查钻机钻杆中心是否对准桩中心，由于桥桩均位于河道内，且精确度要求较高，轴线控制点均定在水上钻机平台上，故每根桩在护筒埋设定位时，轴线应严格加以控制，在原有轴线控制点上，再用全站仪或经纬仪加以复核控制，确保每个根桩的桩位误差控制在允许偏差范围内。

步骤2、钻机平台搭设；施工前需先进行钻机平台的搭设，钻机平台采用打木桩，每个墩台两侧各打一排，木桩长6m，桩径ф15cm以上，顶面应高出最高水位0.5-1.0m以上，桩顶上口应齐平，顶面纵横梁用30×30cm枕木搁置，用Ф12钢筯铁攀加以固定，再用木桩剪刀撑进行加固稳定，使钻机平台有足够的刚度，保持稳定，能承受上部所有的施工压力，各墩台间再打木桩，搭设便桥与岸上相通，以方便施工。

步骤3、埋设护筒；护筒采用5mm钢板卷制而成，埋设护筒前，由测量员定出桩位，利用十字交叉法做好保护桩，保护桩使护筒中心与桩位中心一致，护筒埋置后平面位置偏差不大于5cm，倾斜度偏差不大于1％，护筒长根据桩位处水深来确定，埋入土中深度不小于1m，并高出水面0.5-1.0m，为方便拆卸，在护筒内侧涂润滑油，当混凝土初具有一定强度时，就及时拆卸护筒。护筒上设溢浆孔，护筒的内径比钻孔桩的设计桩径大10cm，采用大护筒埋设，中间河道较深，护筒需拼节安装，节头处嵌填橡胶垫片，确保节头不漏水，护筒埋至河底硬层土中，大护筒埋好后，再埋设内护筒并校正内护筒轴线位置，中心偏差不得大于5cm，并用水平尺校对护筒的垂直度，使护筒达到水平牢固程度，护筒埋设后再次复核，以确保桩位正确。

步骤4、钻机就位；护筒埋好后，把钻机移至钻机平台的桩位上，将钻机磨盘中心对准桩基中心，并对钻机进行就位校正，钻机的转盘中心和护筒中心应在同一垂线上，其偏差不得大于2cm。钻机就位后，底座和顶端应平稳，不得产生移位和沉陷，以保证钻孔桩的垂直度，钻机就位连接泵体，并在护筒内放入泥浆，检查无误后开钻。

步骤5、泥浆制备；根据钻孔桩的位置,就近设置泥浆池，泥浆池设有循环池、沉淀池和废浆池，并用循环槽连接，采用重力沉淀法净化泥浆，并及时将沉渣用泥浆船外运，在成孔过程中，排出的泥浆应先进入泥浆沉淀池进行沉淀，降低泥浆的含砂量及比重，然后再进入循环池利用，经常对沉淀池、循环池及废浆池等进行清理，清除沉砂、积泥，对于不符合要求的泥浆应及时排除到循环池用泥浆船进行外运排出，确保泥浆质量，严禁将废浆排入河道内，以防堵塞河道，污染水环境。

在施工过程中，应严格按照土层条件的不同，选用不同性能的泥浆护壁，在粘土层中成孔时，排渣泥浆的比重控制在1.1-1.2左右。在砂土层、淤泥层及易坍孔层中成孔时，排渣泥浆比重控制在1.2-1.25左右。并应选用含砂量较小的泥浆护壁。必要时，可采取膨胀土人工造浆，泥浆的粘度控制在18-22之间，含砂量＜4％。

步骤6、成孔；刚开孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进，进尺应适当控制，在护筒刃脚处,应低档慢速钻进, 钻到刃脚下1m后方可按土质情况正常速度钻进。在粘土层中成孔时，钻进速度控制在80-120转/分，在淤泥质土、粘土等较差土层中成孔时，尽量提高泥浆密度，采用慢钻，钻进速度控制在40-80转/分，钻进过程中应避免中途停钻，防止塌孔埋钻，在提拔钻具时，发现有障碍的孔段，也应进行复钻，从而确保设计孔径。在钻进过程中,不断观察土层的变化和钻机的进度,认真填写好钻进记录表,并加以整理。

步骤7、第一次清孔；当钻孔达到设计标高后，应立即进行终孔检查，检查内容包括孔深、孔径和倾斜度，孔径采用钢筋笼探测器进行探测，检查验收合格后才进行清孔，清孔具体步骤为：稍提钻头离开孔底10-20cm，保证泥浆正常循环，以中速压入优质泥浆，泥浆比重控制在1.16左右，把钻孔内悬浮钻渣的置换取代，清孔时应根据具体土层情况，严格掌握清孔时间，为第二次清孔创造条件，下表格为钻孔桩成桩允许偏差。

步骤8、钢筋笼制作、安装；(1)、钢筋的连接；钢筋笼段与段连接的搭接长度采用绑扎长度、焊缝长度采用电弧焊要求。钢筋笼的主筋与加强箍连接采用电焊，加强每节笼首尾两只加强箍与主筋的连接牢固。螺旋箍筋与主筋的连接采用点焊，点焊总数不小于25％，相临焊接点应错位，均匀布置。钢筋笼下放时应在笼外圈加设水泥砂浆环型垫块，并在笼顶加设定位钢筋，确保钢筋笼位置准确，保护层均匀。

钢筋主筋N1、N2和N5、N6接头均采用单面焊；桩加强筋N3、N7设在主筋内侧，每2米一道，自身搭接部分采用双面焊；桩基钢筋笼分段插入桩孔中，各段主筋须采用焊接，钢筋接头应按规范要求错开布置。定位钢筋N6、N9每隔 2米设一组，每组4根均匀设于桩基加强筋N3、N7四周。焊接前应根据施工条件进行试焊，合格后方可进行正式施焊。焊工必须持考试合格证上岗。钢筋焊接的接头形式、焊接方法、适应范围应符合《钢筋焊接及验收规程》的规定。

(2)、钢筋笼的制作；钢筋笼制作采用分节段加劲筋成型法制作。制作时，按照设计尺寸采用做好定位圈钢筋，标出主筋位置，然后将主筋依次点焊在加劲筋上，要确保主筋与加劲筋相互垂直，不变形并在定位圈钢筋上焊接十字钢筋支撑。同时安装吊装衬套、吊具。钢筋笼制作过程中须严格控制钢筋笼接头安装质量，且钢筋接头必须错开布置，接头数不超过该断面钢筋总根数的50％，钢筋笼分段加工制作完成后，存放在平整、干燥的场地上。存放时，按分节情况进行分类编号，并将钢筋笼垫高以免粘上泥土。

(3)、钢筋笼的安装；钢筋笼加工完毕，成孔检验合格后，即可开始钢筋笼的吊装施工。为保证钢筋笼起吊时不变形，每节钢筋笼采用采用多点起吊。采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力，起吊时顶端吊点采用钢筋笼专用吊具进行吊装，根部吊点采用二根吊绳进行吊装，吊点处设置弦形木吊垫与钢筋捆连。先起吊顶部吊点，后起吊根部吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点迅速起吊到90°后，拆除根部吊点及木垫垂直吊其入孔安装。钢筋笼下放时需严格检查钢筋笼保护层，确保其满足设计要求。在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；钢筋笼接长时每节接长应保证垂直度满足要求，接头牢固可靠。

钢筋笼起吊后，按照长线法拼接的标记对位，使各钢筋的对准率达到95％以上，对于少数由于起吊钢筋笼变形引起的错位，可以用小型(1～3吨)手动葫芦牵引就位。对于极少数错位严重的，无法进行丝扣对接，则可采用双面邦条焊的焊接方法解决，双面邦条焊要求焊缝平整密实，焊缝长度符合规范规定，确保焊接强度质量与主筋等强度。

钢筋笼安装过程中应防止碰撞孔壁，当下放困难时，应查明原因，不得强行下放。

钢筋笼安装到位后应采取适当措施将其固定，防止混凝土浇注过程中钢筋笼上浮。

步骤9、安放导管；钢筋笼吊放结束，上进行安放导管，导管长度根据孔深预先计算好，导管底部离孔底距离控制在30-50cm。每节导管的连接必须牢固可靠，确保不漏气、不漏水。

步骤10、第二次清孔；当导管安放完毕，进行第二次清洗，在导管内放入钢气管，长度距孔底1m左右，导管外用高压软管连接穿压机，启动空压机，压达到一定压力时，打开阀门气体由软管冲入孔底将沉渣从导管中排出孔外，清孔过程中，根据清孔流量，软管间断地下放到导管内，直到距孔底15cm为止。泥浆比重控制在1.12左右，在清孔中必须保证泥浆面不低于钢护筒下端口10cm，至沉渣厚度符合设计要求为止，设计要求钻孔桩的沉渣厚度不大于20cm，清孔验收合格后应立即进行水下砼灌注。

钻孔灌注桩在成孔完毕和清孔后必须进行质量检验，其允许偏差为：

(1)、孔的中心位置：±5cm，(2)、成孔孔径偏差：不小于设计桩径，(3)、桩的倾斜度：不大于1/100，(4)、灌注前沉淀土厚度：符合设计要求。

步骤11、水下砼灌注；水下砼灌注采用内径为φ250导管灌注，游轮丝扣连接。该导管密封性好、刚性强、不易变形。在使用前必须检查丝扣的密封性是否完好，根据孔深配置导管长度，并按先后次序下入孔内，导管下口距孔底距离控制在40cm左右。导管入孔时，应防止挂、碰钢筋笼。

混凝土浇注前应将施工区域进行明确规划，明确混凝土泵送设备和混凝土运输设备的停靠和摆放区域，在混凝土浇注过程中防止发生意外。选用相应容积储斗，连续倾倒入孔，以满足初灌量要求。

混凝土强度为C30，计划采用商品混凝土浇筑。为保证混凝土有足够的流动性，水下砼坍落度宜为20cm(±2)，并注意管内混凝土的下降和孔内水位升降情况及时测量孔内混凝土的高度，计算导管埋入深度，导管埋深宜控制在2-6m 之间，当砼表面接近钢筋笼底面时应放慢灌注速度，以防止砼表面的顶推导致钢筋上浮。在砼表面进入钢筋骨架4m后，提升导管，提升后导管埋入深度不小于2m。灌注距桩顶10m以上时利用吊机提升漏斗，以保持灌注高度。

每根桩及时做好试块及测量砼坍落度工作，并按相关施工规范制作混凝土试件。有关混凝土的灌注情况，灌注时间，混凝土面的高度，埋管深度，导管拆卸等浇筑情况应指定专人记录并整理存放，每根桩的最后灌注时间必须在开始灌注时砼的初凝前完成，砼灌注完成后，拆卸泵送管，冲洗干净，待下根桩灌注时再使用。

为确保桩顶部分的质量，经常检测砼灌注的上升面以准确控制桩顶加灌高度，加灌高度大于1m。

拔除护筒及试验：砼灌注到要求标高后，用钻架或吊车拨除护筒。等砼养护一段时间后，凿桩顶加灌的砼。按设计要求对灌注桩进行试验，试验合格方可进入下道施工。

试块制作与养护：在浇灌现场随机对砼料进行检验，检测其坍落度；每桩至少制取两组试块，采用150×150×150mm3标准试模，按规定要求制作，隔日拆模后放到现场标养室中养护，及时在工地试验室做砼抗压强度试验(试验时，监理工程师旁站)，并及时做好试验报告的统计评定工作。

灌注桩施工注意事项：

在施工时要防止坍孔，要确保泥浆比重，施工时护筒位置要保护适中，不使下端孔漏水，空转时间不能太长，而且冲水时水头压力要均匀适中，进展要均匀，在吊入钢筋笼时防止骨架碰撞孔壁。

清孔采用换浆法进行，可在终孔后停止进尺，稍提钻头离开孔底10-20cm 空钻并保持泥浆正常循环，以中速注入优质泥浆，把钻孔内悬浮的泥浆置换出来，清孔排渣时，必须注意保持孔内水头高度，防止坍孔。

灌注砼的速度要进行控制，需防止孔壁泥土带入，影响桩的质量，浇灌砼需每根桩一次浇捣完成，否则将产生施工缝引起断桩的危险，因此需要做好一切准备工作，输送、灌注各工序必须连贯，确保连续施工，保证砼供应连续。另外，为了防止钢筋骨架在施工砼灌注时可能发生上浮现象，拟采用钢棒加地锚临时固定的措施。

步骤12、大小应变检测；由相关部门根据桩基检测规范进行动荷载和静荷载检测，检测合格后才能进入下道工序，其中钻孔灌注桩施工完成后，需按《钻孔灌注桩施工规程》要求做好桩的动测工作，桩位由监理抽样确定，动测合格后方能验收盖章。

综上所述，本发明钻孔灌注桩的桩基施工工艺详细且全面地完成了桥梁桩基的施工步骤，桥梁建设是大型工程，其对建造精度要求高、质量严，所以本桩基施工工艺可提高桥梁桩基对地震、飓风等自然灾害的抵抗等级，确保桥梁工程达到设定使用年限。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，包括以下工艺流程：步骤1、测量定位；(1)根据施工图纸的轴线坐标控制点、水准点，先对交接的坐标进行自复，实测数据与图纸提供的数据误差在规范允许的闭合差内，(2)用全站仪及经纬仪分别测出相邻两个桥梁墩台中心线，在水平台上钉出钻孔桩位并做好桩位保护控制点及高程引测工作，(3)桩位测量要先后测三次，步骤2、钻机平台搭设，步骤3、埋设护筒，步骤4、钻机就位，步骤5、泥浆制备，步骤6、成孔，步骤7、第一次清孔，步骤8、钢筋笼制作、安装，步骤9、安放导管，步骤10、第二次清孔，步骤11、水下砼灌注，步骤12、大小应变检测。

2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤1的桩位测三次，挖埋护筒前测量一次并做好十字交叉保护桩；在埋设护筒后复测一次，并做好桩位标志，再测量护筒顶标高、钻机平台标高，做好测量记录；第三次测量检查是在钻机就位前进行，并检查钻机钻杆中心是否对准桩中心，在原有轴线控制点上，再用全站仪或经纬仪加以复核控制。

3.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤2的钻机平台搭设采用打木桩，每个墩台两侧各打一排，木桩长6m，桩径ф15cm以上，顶面应高出最高水位0.5-1.0m以上，桩顶上口应齐平，顶面纵横梁用30×30cm枕木搁置，用Ф12钢筯铁攀加以固定，再用木桩剪刀撑进行加固稳定。

4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤3的护筒采用5mm钢板卷制而成，用十字交叉法做好保护桩，保护桩使护筒中心与桩位中心一致，护筒埋置后平面位置偏差≤5cm，倾斜度偏差≤1％，护筒埋入土中深度≥1m，并高出水面0.5-1.0m，护筒上设溢浆孔，护筒的内径比钻孔桩的设计桩径大10cm。

5.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤4的钻机磨盘中心对准桩基中心，钻机的转盘中心和护筒中心的偏差≤2cm。

6.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤5中设置泥浆池，泥浆池设有循环池、沉淀池和废浆池，并用循环槽连接，采用重力沉淀法净化泥浆。

7.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤6开孔时稍提钻杆，在护筒内打浆，钻到刃脚下1m后方可按土质情况正常速度钻进，在粘土层中成孔时，钻进速度控制在80-120转/分，在淤泥质土、粘土等较差土层中成孔时，钻进速度控制在40-80转/分。

8.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤7第一次清孔中清孔要稍提钻头离开孔底10-20cm，以中速压入泥浆，泥浆比重为1.16。

9.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤10第二次清孔中导管内放入钢气管，长度距孔底1m，软管间断地下放到导管内，直到距孔底15cm，泥浆比重为1.12，在清孔中泥浆面比钢护筒下端口高10cm。

10.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩的桩基施工工艺，其特征在于，所述步骤11的水下砼灌注采用内径为φ250导管灌注，游轮丝扣连接。