灌注桩施工工艺及常见质量问题防治措施

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灌注桩施工工艺流程

1 、施工流程：

2、 成孔方法

（1）钻机选型

施工以旋挖钻为主，辅以冲击钻机进行造孔施工，并选用粘土或优质泥浆护壁。

3、施工准备

在四通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。

（1）桩位测量放样

（2）场地平整

（3）埋设护筒

护筒用5～8毫米的钢板制作，其内径为1.20～1.40米，高度1.70米。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。其底部埋置在地表下1.5米中，护筒顶高出地面0.2米。

护筒埋设一般采用挖埋法，即用专用钻斗挖除或人工开挖所要埋护筒的土层后，将护筒放入其中。埋设应准确、水平、垂直、稳固，护筒的四周应回填粘土并夯实。

护筒就位后与桩中心位的校准也是关键，可在护筒安设后，在护筒口上焊上一十字钢筋架，在十字架中心挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。如采用压入法安装护筒时，在压入时应防止护筒卷口。

（4）钻机就位

立好钻架并调整，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，安装钻盘，要求钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上，钻杆位置偏差不大于2厘米。

（5）泥浆的制备及循环净化

采用泥浆搅拌机制浆或钻孔自造浆。若采用泥浆搅拌机制浆，则应根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。若采用钻孔自造浆，则在钻孔过程中经常向孔内投入粘土即可。

泥浆造浆材料选用优质粘土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。

在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。

4、钻孔

选用配备了重型机锁钻杆的旋挖钻机钻孔，确保在密实地层的施工效率。成孔前检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。

成孔中，按施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。

当旋挖钻机钻孔到达岩石后，如果钻不动岩石时，则该用冲击钻机钻其下的岩石层，直到设计深度为止。

5、清孔

钻孔到设计孔深后，测试泥浆指标，发现超标，需要通过换浆调整，使泥浆指标符合设计规范要求。然后将清底钻头放入孔底清孔，捞去沉渣。

清孔采用气举法。清孔时孔内泥浆面应不低于孔口下1.0米，且高出地下水位1.0～1.5米以上。

清孔结束，自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量，作为浇注前测沉淤的依据。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。

6、钢筋笼加工及吊放

（1）钢筋骨架制作

钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法一次性制作，用槽钢和钢板焊成组合胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。

（2）钢筋骨架保护层的设置

钢筋骨架保护层焊在骨架主筋外侧。沿钻孔竖向每隔2m设置一道，每道沿圆周对称的设置4个保护层。

（3）钢筋骨架的存放、运输与现场吊装

钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的

方木，以免受潮或沾上泥土。每个钢筋笼制作好后要挂上标志牌，便于使用时按桩号装车运出。

钢筋笼入孔时，用25吨吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。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之一点之间。应采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，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。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。钢筋笼定位后，在6小时内浇注混凝土，防止坍孔。

7、 二次清底

钢筋笼下设完毕后，需要采用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值，超出控制范围的桩孔需要作二次清底。二次清底采用气举法，合格之后立即下设浇注导管进行水下混凝土灌注。

8、 下设导管

桩基混凝土采用泥浆下直升导管法灌注施工，选用圆形螺旋快速接头导管，其上端接浇筑漏斗，并由吊车或钻机悬吊，以便灌注及起拔时导管可作上下垂直移动。

第一次使用导管前需要检查导管是否漏气、漏水和变形，接头连接是否牢固可靠，丈量导管组装后的实际长度，并且要定期进行接长水密性试验，试水压力为0.2～0.5兆帕。导管间连接要安放密封圈。

导管要依次下放，并要记录好导管下设顺序、每根导管根数、每根导管的长度。

下设导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起15～30厘米，开始浇注水下混凝土。混凝土灌注期间使用钻架或吊车吊放拆卸导管。

9、灌注水下混凝土

（1）混凝土拌和与运输

混凝土拌和拌和机，配料采用自动配料系统。混凝土水平运输采用搅拌运输车由现场拌和站运至各桩浇筑点直接入仓进行浇筑。

(2)混凝土浇筑

<1>浇筑方法

采用泥浆下直升导管法灌注水下混凝土。

<2>开浇

开浇采用隔水胶球法。在导管开浇前，应预备好足够数量的混凝土(考虑导管内容积及封埋导管1.0米深的方量)后方可进行开浇。开浇前，导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土。

<3>浇筑过程控制

灌注混凝土一旦开浇后，应连续进行，不得中断。

浇筑过程中，导管埋入混凝土的深度不得小于2.0米，亦不宜大于6米，以便起拔并严禁将导管拔出混凝土面。

每隔30分钟测量一次桩孔内混凝土面深度，指导导管的拆卸工作。当浇筑方量与混凝土顶面位置不相符时，应及时分析原因，找出问题所在，及时处理。

浇注过程中，密切注意孔口情况，若发现钢筋笼上浮，应稍作停浇，同时，在钢筋笼上面加压重物，在不超过规定的中断时间内继续浇注。

不符合质量要求的混凝土严禁浇入导管内。

混凝土面上升速度控制在2米每分钟以上，事故中断处理应快速，不应超过相应混凝土的初凝时间。

灌注时，混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到其它正在施工的桩孔中或沉淀池，以防止泥浆溢出污染环境。

混凝土应连续灌注，灌注的桩顶标高应比设计桩顶标高高出0.5米，以保证混凝土强度，多余部分在承台混凝土施工前凿除，桩头应无松散层。

处于地面或桩顶以下的井口整体式钢护筒，在灌注混凝土后立即拔出。

10、清理现场

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灌注桩常见质量问题及防止措施

常见问题	原因分析	防止措施
斜孔	1）钻机未处于水平位置，或施工场地未整平及压实，在钻进过程中发生不均匀沉降。 2）钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态，在钻孔过程中，钻机架发生不均匀变形。 3）钻杆弯曲，接头松动，致使钻头晃动范围较大。 4）土层软硬不均，致使钻头受力不均，或遇到孤石，探头石等。	1）钻机就位前，应对施工现场进行整平和压实，并把钻机调整到水平状态，在钻进过程中，应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。钻机平台在钻机就位前，必须进行安装验收，其平台要牢固、水平、钻机架要稳定。 2）应使钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆。 3）要经常对钻杆进行检查，对弯曲的钻杆要及时调整或废弃。 4）使用冲击钻施工时冲程不要过大，尽量采用二次成孔，以保证成孔的重直度。
缩孔	1）地质构造中含有软弱层，在钻孔通过该层中，软弱层在土压力的作用下，向孔内挤压形成缩孔。 2）地质构造中塑性土层，遇水膨胀，形成缩孔。 3）钻头磨损过快，未及时补焊，从而形成缩孔。	1）根据地质钻探资料及钻井中的土质变化，若发现含有软弱层或塑性土时，要注意经常扫孔。 2）经常检查钻头，当出现磨损时要及时补焊，把磨损较多的钻头补焊后，再进行扩孔至设计桩径。
孔壁坍塌	1）由于泥浆稠度小，护壁效果差，出现漏水；或护筒埋置较浅，或周围封堵不密实而出现漏水；或护筒底部的粘土层厚度不足，护筒底部漏水等原因，造成泥浆水头高度不够，对孔壁压力减少。 2）泥浆相对密度过小，致使水头对孔壁的压力较小。 3）在松软砂层中钻孔时进尺过快，泥浆护壁形成较慢，并壁渗水。 4）钻进时未连续作业，中途停钻时间较长，孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2m，降低了水头对孔壁的压力。 5）操作不当，提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁。 6）钻孔附近有大型设备作业，或有临是时通行便道，车辆通行时产生振动。 7）清孔后未及时浇注砼，放置时间过长。	1）在钻孔附近，不要设临时通过便道，禁止有大型设备作业。 2）在地面埋置护筒时，应在底部夯填50cm厚的粘土，在护筒周围也要夯填粘土，并注意夯实，护筒周围要均匀回填，保证护筒稳固和防止地面水的渗入。 3）水中振动沉入护筒时，应根据地质资料，将护筒沉穿於泥及透不层，护筒之间的接头要密封好，防止漏水。 4）应根据设计部门提供的地质勘探资料，根据地质情况的不同，选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻进速度。如在砂层中钻孔时，应加大泥浆稠度，选用较好的造浆材料，提高泥浆的粘度以加强护壁，并适当降低进尺速度。 5）钻孔时要连续作业，无特殊情况中途不得停钻。 6）提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁. 7）若浇筑准备工作不充分,暂时不要进行清孔,清孔合格后要及时浇筑砼。 9）供水时不得将水管直接冲射孔壁，孔口附近不得集聚地表水。
卡钻	1）孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。 2）下钻头时太猛，或钢丝绳松绳太长，使钻头倾倒卡在并壁上。 3）坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。 4）出现缩孔后，补焊后的钻头尺寸加大，冲击太猛，冲锥被吸住。 5）使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时，冲程量过大，或泥浆太稠，冲锥被吸住。	1）对于上下能活动的卡钻，可以采用上下轻微提动钻头，并辅以转动钢丝绳，使钻头转动，以便提起。 2）下钻时不可太猛。 3）对钻头进行补焊时，要保证尺寸与孔径配套。 4）使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大，以防锥头倾倒造成卡钻。
护筒底部井壁坍塌	1）护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足，在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。 2）由于提供的地质钻探资料不祥，使护筒底产处于淤泥或砂层少。 3）护筒直径较小。 4）地表水渗入护筒外围填土中，造成填土松软。	1）护筒底部应回填至少50cm厚的粘土，当土质为砂性土时护筒周围0.5-1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。 2）根据设计部门提供的地质资料，护筒底部应穿过淤泥和砂层。 3）护筒直径应大于设计孔径20-30cm（有钻杆的正反循环钻）、30-40cm（无钻杆的潜水电钻或冲击钻）。 4）护筒出浆孔处应用粘土夯填，同时应保持出浆顺利，周围不得有积水，避免护筒周围泥土流失，造成坍孔。
钢筋笼 变形	1）当钢筋笼较长时，未加设临时固定杆。 2）吊点位置不对。 3）加劲箍筋间距大，或直径小刚度不够。 4）吊点处未设置加强筋。	1）钢筋笼上每隔2-2.5m增设一道加劲箍筋，在吊点位置应设置加强筋。在加强筋上加做十字交叉钢筋来提高加强筋的刚度，以增强抗变形能力，在钢筋笼入井时，再将十字交叉筋割除。 2）钢筋笼尽量采用一次整体入孔，若钢筋笼较长不能一次整体入孔时，也尽量少分段，以减少入孔时间；分段的钢筋笼也要设临时固定杆，并备足焊接设备，尽量缩短焊接时间；两钢筋笼对接时，上下节中心线保持一致。若能整体入孔时，应在钢筋笼内侧设置临时固定杆整体入孔，入孔后再拆除临时固定杆件。 3）吊点位置应选好，钢筋笼较短时可采用一个吊点，较长时可采用二个吊点。
钢筋笼 下沉	1）钢筋笼固定不牢固或固定措施不得当。 2）测量定位出现误差或在灌注砼过程中，导管碰撞钢筋笼。 3）在施工过程中，桩位控制点未采取保护措施，出现人为移动。	1）在钢筋笼定位后，将钢筋笼牢固固定在位于护筒之上的垫木上。垫木应该用20cm×20cm×300～400cm长方木根。 2）护筒周围的回填土要夯实，防止护筒移位。 3）测量定位要准确，要用控制桩进行复测核，复核无误后方可进行水下砼灌注。
钢筋笼 上浮	1）当灌注的砼接近钢筋笼底部时灌注速度过快，砼将钢筋笼托起；或提升导管速度过快，带动砼上升，导致钢筋笼上浮。 2）在提升导管时，导管挂在钢筋笼上，钢筋笼随同导管一同上升。	1）当所灌注的砼接近钢筋笼时，要适当放慢砼的灌注速度，待导管底口提高至钢筋笼内至少2m以上时方可恢复正常的灌注速度。 2）在安放导管时，应使导管的中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应做好防挂措施，以防止提升导管时挂住钢筋笼，造成钢筋笼上浮
断桩	1）砼坍落度小、离析或石料粒径较小，在砼灌注过程中堵塞导管，且在砼初凝前未能疏通好，不得不提起导管时，从而形成断桩。 2）由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大，致使首批灌注的砼不能埋住导管，从而形成断桩。 3）在导管提拔时，由于测量或计算错误，或盲目提拔导管使导管提拔过量，从而使导管底口拔出砼面，或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中，形成断桩。 4）在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在砼初凝前无法提起，造成砼灌注中断，形成断桩。 5）导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在砼内形成夹层，造成断桩。 6）导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。 7）由于其他意外原因造成砼不能连续灌注，中断时间超过砼初凝时间，致使导管无法提升，形成断桩。	1）导管使用前，要对导管进行检漏和抗拉力试验，以防导管渗漏。每节导管组装编号，导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。 2）下导管时，其底口距孔底的距离不大于40-50cm，同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2-4m范围内。 3）砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。若灌注时间较长时，可在砼中加入缓凝剂，以防止先期灌注砼初凝，堵塞导管。 4）在钢筋笼制作时，一般要采用对焊，以保证焊口平顺。当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。 5）在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆除卸一节导管。 6）关键设备要有备用，材料要准备充足，以保证砼能够连续灌注。 7）当砼堵塞导管时，可采用拔插抖动导管，当所堵塞的导管长度较短时，也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管，也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。 8）当钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。
桩头质量差	1）在砼强度未形成或未达到一定强度（70%）就进行凿除时，会对砼产生扰动，破坏砼强度形成，或使砼内部产生细小裂纹。 2）对设计桩顶的标高计算或测量不准，导致灌注砼提前结束，致使桩头标高低于设计标高。 3）在灌注水下砼时，未按《规范》要求进行超灌、超灌高度不足或无法进行超灌。 4）泥浆稠度大且回淤厚度大，造成砼与泥浆的混合层较厚。 5）清孔不彻底或回淤测量有误。 6）灌注砼完成后，立即掏浆至桩顶设计标高，可能使泥浆掺入砼内，同时减少了对桩头砼的压力，致使砼的强度有所下降。	1）当砼灌至距桩头较近时，要提高漏斗口至少高出桩顶4m，也可搭一3m高的平台，在平台上进行灌注砼，以便砼在压力的作用下能够将泥浆顶起。 2）灌注砼时应比桩顶设计标高至少超灌80cm，以保证桩顶处砼在超灌部分自重作用下的密实，同时保证桩头处的砼中不含泥浆。 3）在砼灌注后必须达到一定强度（要求70%以上，平均气温在15℃以上时，一般龄期达到7d即可，气温较低时必须延长龄期）时才能丰破除桩头。严禁砼灌注完毕后随即进行掏浆。 4）凿桩头时当凿至距设计位置10cm左右时，应注意先对设计桩头标高处的四周进行凿除，然后再凿除中间部分，桩头破除后形状应呈平面或桩中略有凸起，以利接柱或浇筑系梁砼前冲洗桩头。 5）严禁使用爆破法进行破桩头。
钻孔桩中心偏位	1）桩位定位存在误差。 2）护筒的形状不符合要求或埋设时出现偏差。 3）钢筋笼定位不准确。	1）在桩位定位时要认真复核，做好骑马式控制桩并采取一定的保护措施，以便能够准确确定钻头中心及对钢筋笼进行准确定位。 2）护筒的形状要符合要求，埋设时其四周的回填要密实，防止在钻进过程中发生移动。 3）钢筋笼定位准确，固定要牢固，经复核无误后方可灌注砼。