灌注桩工艺

灌注桩基础施工方案

一、工程概况

本工程配合南同蒲铁路电气化改造，由就近的系统胜溪220KV变电站给拟建的白璧关牵引站变电站建设两条110KV电源线路。东分支线：长度为7.6公里，其中双回路1.7公里，单回路5.9公里；西分支线：长度为7.75公里，其中双回路1.7公里，单回路6.05公里；另外调间隔改线0.1公里。全线杆塔数量各为52基，单回路直线塔33基，双回路直线塔2基单回路转角塔10基，双回路转角塔3基，钢管杆4基。其中东分支线路部分的G24、G25经过兑镇河滩地和白璧河滩地，并将该基础设计为灌注桩基础。

二、施工方案

在本工程中，河网中有水时，采用水下灌注桩的施工工艺。水下灌注桩施工工艺：由于砼属自拌砼，所以本工程宜采用砼导管高位浇注法施工，高位浇筑法是用高支架将储料斗抬至距地面5m以上,储料斗装满混凝土后,解开吊绳使球赛脱扣,混凝土由高位冲击下落,具有一定的冲击位能,在加上导管内混凝土和导管外泥浆密度差的压力,迫使混凝土在导管内迅速下落到孔底,并从导管外上浮,将导管下端一部分埋入混凝土内。这种方法的优点是混凝土下落冲击力大,不易堵管,施工速度快,且可增加混凝土密实度,储料斗高度h1=(p+γnhw)/γc式中h1储料斗至预计灌注混凝土桩顶的混凝土面(包括预加高度)所加高度(m);hw预计灌注桩桩顶的混凝土面至孔内水位的高度(m);γn孔内泥浆水的重力密度(KN/m3);γc孔内泥浆水的重力密度(KN/m3);p超压力(kPa),与导管作业半径有关:导管的作业半径为4.0m、3.5m、3.0m、和小于2.5m时,最小超压力分别为250kPa、150kPa、100kPa和75kPa。当然,要符合《水下砼灌注桩施工技术规范》的规定:导管安置距孔底30-50cm;导管首次埋置深度不小于1.0m;在灌注中导管埋置深度控制在2.0-6.0m;储料斗的混凝土数量应能满足导管首饮埋置深度和填充导管底部的需要。

高位浇注法的缺点是当第二次投料时,混凝土集中下落易将导管堵死。导管空气无法排出,在导管内形成气塞。因此可将导管缓缓上提,促使上部混凝土在管

内移动,将气塞排出。 三、具体施工工艺

1、施工准备：

1.1、在机械设备进场前要进行线路复测，桩基多处于河滩中，塔型一般为直线塔。当线路与桩位复测无误后，进行分坑测量。由于钻孔桩位在施工中无法保持，故桩位要有辅助桩控制（双向控制或斜线控制），辅助桩要选择在田埂下或不易丢失、移动的地方且远离桩位中心30米以上。选择在田埂下的地方。

1.2、施工前，水通和电源通，进行道路修筑和场地平整，保证施工机具，碎石、砂、水泥、粘土运输到位。

1.3、测定桩位中心，钉好控制桩（双向控制或斜线控制），并做好记录。 1.4、钻机就位采用牵引车，使钻头中心对准孔中心，钻机下部应铺设足够垫木，以保证钻机平稳，地质松柔的应预先铺砂、石夯实。

1.5、埋设护筒是钻孔中一项重要工作，它保证钻孔过程中有足够的静水压力，防止坍孔，保持孔口四周地面稳定，同时起到固定桩位，使钻头处于正确位置的作用。

2、钻孔灌注桩施工平面布置图

发电水水泥架板水电焊承台钢筋子 秤 子 石 搅拌2020m 模板放值班房 连梁 小推车磅泥水 15砂 卷扬40 搅拌粘土堆 钢筋笼 导管、漏 泥浆钻孔灌注桩施工平面布3.钻孔和钢筋笼安装 3.1钻孔

在正式开钻前，应做好详细的技术安全交底工作，并对工器具及起重设备进

行全面检查，一次就序后方可开钻。开孔时应低锤轻击，进尺不要太快，加粘土反复冲击，把泥浆挤向孔壁，以加固护脚，造成坚实孔壁。孔内水位要比孔处水位高1.2米以上，保持必要的水头高度，不同地层应采用不同冲进方法：在粘土、亚粘土层冲进时，可少加粘土，冲程不宜太大；在碎石地层冲进时，泥浆比重应大些，以加强护壁防止渗漏，冲程亦可较大，易于松动和破碎石。

3.2清孔

清孔的目的是清除孔内泥浆、钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀层厚度，防止桩底留有过厚沉淀土而降低桩的承载力。此外，清孔还可为下一道工序灌注水下混凝土创造良好的条件，使测深正确，灌注顺利、保证混凝土质量。

一般进尺0.5~1.0m就要掏一次渣，每次掏4~6筒。刚开始不必掏渣，待冲进4~5米后，应勤掏渣，否则会影响进尺速度。每次掏完渣，应向孔内加粘土和清水，保证水头高度，但一次不宜倒进粘土过多，以免发生粘锥。

3.3钢筋笼制作与安装

根据钻架高度，钢筋每根的长度，确定钢筋笼的焊接次数，在坑处两钢筋笼对接时，每个接头焊接不得超过1.5小时，必要时增加施焊设备和人员，钢筋笼应用钢管和方木架住，以便焊接。采用单面立焊，其焊接长度大于或等于10d，在同一截面内接头不超过50%。为保证钢筋位置正确，制作时采用样板，同时也可保证钢筋笼的质量。吊装时，利用钻机起吊钢筋笼，钢筋笼应保持垂直，徐徐落下，不能碰撞孔壁。灌注混凝土前，钢筋笼应用吊环临时固定，固定时要找正位置。 4、 施工工序

4.1 导管安装 导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。分段拼装时，应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系吊在最下端一节导管的两个吊耳上，并沿导管每隔6米左右用铅丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。导管吊放时，应使位置居孔中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。导管上用油漆划上刻度，导管安装好后，插入孔底，然后提离孔底30cm，检验导管实际长度。

4.2 二次清孔 灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行—次测定。如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射3～5分钟，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批混凝土。

4.3 封底混凝土施工 砼初灌时采用泡沫材料制作的圆柱形隔水栓，高14cm，直径比导管内径小1cm，为24cm，用18#铁丝吊住该栓放置导管上口以下20～30cm深处。剪球、拔栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故处理方法进行处理。 4.4 混凝土灌注 灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。尽量缩短拆除导管时间，下料掌握好速度，不宜太快太猛，以免造成气堵。灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

4.5 导管提升 导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全，已拆下的管节要立即洗洗干净，堆放整齐。 5、 砼灌注操作技术

5.1 首批砼灌注 砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。

5.2 后续砼灌注 后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。 6.承台制作

桩的混凝土强度达到70%~100%以后，破桩头，找桩头至设计高度，按设计承台外型尺寸进行支模、绑扎钢筋，承台或连梁一次浇注成型。

7、 桩结构灌注施工注意事项

7.1 常见问题 虽然灌注水下混凝土已经过多年的经验积累和总结，但施工过程中不为人预知的事故还是经常发生，大到断桩，小到浮笼等，给施工带来影响并造成经济损失。水下混凝土浇注中，一旦发生事故，应采取相应措施，尽可能避免事故扩大或把损失控制在最小限度。确实存在缺点的钻孔桩，应尽可能设法补强，不宜轻易废弃，以免造成过多的损失。下面就一些可能出现的事故进行分析并提出相应处理办法。

7.1.1 导管接送严重漏水，造成断桩。发生这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。

7.1.2 导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新灌注浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。

7.1.3 护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，无法施工。孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。 7.2 桩基础水下混凝土施工中的质量控制措施及方法。 7.2.1 足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量。

7.2.2 各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。

7.2.3 内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。

7.2.4 最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。

7.2.5 导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。

7.2.6 注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量，要掌握好各土导的钻孔速度，在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌量。浇注标高就高出桩顶设计标高0.5-1.0米，以便清除浮将和消除测量误差。

8. 钻孔灌注桩安全要求

开钻前应做好技术交底和培训工作，根据现有条件，在现场组织全体施工人员学习钻机说明书，了解钻孔机具性能和成孔方法、程序和要点。对钻孔中可能出现事故和预防、处理方法，讨论施工进度及安全存在问题，做到人人心中有数，树立质量第一、安全第一思想。

钻机作业开始，要昼夜连续进行，一气呵成，应尽可能减少停钻次数和时间，被迫停钻时，要把锥头提出孔外，也不可长时间用卷扬机吊住钻头，以免发生事故。司机对孔口应有良好视线，夜间施工有应足够照明，孔口上有红灯标识，白天用红旗醒目标志，防止人员跌入洞口，非作业人员不得在孔口附近逗留乱窜。

孔口应设置可开启防护板，孔口附近严禁堆放重物，要随时注意和经常检查孔口附近地面情况，孔口附近地面如有开裂或护筒，钻架等发生不正常倾斜下陷是坍孔征兆。也有很可能造成地面塌陷发生重大事故，要立即查明情况，采取措施。

钻孔灌注桩主要工具机械表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 冲击钻机 发电机组 混凝土搅拌机 电焊机 卷扬机 钢筋切断机 振捣器 污水泵 测量仪器 护口筒 护口筒 规格型号 CZ30型 移动式60kW JS-500 25kVA 3t 插入式 全套 Φ1200×5×2000mm Φ1200×5×3000mm 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 套 个 个 数量 2 2 4 4 2 1 6 2 4 备注 全套附钻头3套 包括附属工具 5 2 钻孔灌注桩成孔后质检允许偏差值

序号 1 项 目 孔的中心位置 允许偏差值 不大于10cm 附 注 2 3 4 5 6 7 孔 径 倾 斜 度 孔 深 孔内沉冷土厚度 钢筋骨架 地质情况 不小于设计直径 不大于1/100 不少于设计要求5厘米 不大于30厘米 顶面和底面标高比设计规定±5厘米 如不符合应与测设单位与地质钻探资料基本符合 研究解决 施工准备 桩位复测、分坑 水、电、路三通、平场 机具材料进场 制作护筒 钻机就位 下沉埋设护筒 向钻孔投粘土 进 钻 掏渣筒掏泥、注水 设立清孔设备 制作导管 试拼装检验导管 输送混凝土 测量钻径、孔深 制作焊接钢筋 运输钢筋笼 设置隔水栓 设立储料漏斗 测混凝土面高度 洁 孔 设立焊接钢筋笼 设立导管 灌注水下混凝土 处理桩头 混凝土搅拌站 焊接钢筋笼上部 配置模板 支柱模、浇混凝土 养 生 承台施工 输送混凝土 制备混凝钻孔灌注桩施工流程