某钻孔咬合桩施工技术及质量控制探讨 2014.4.21

第一篇：某钻孔咬合桩施工技术及质量控制探讨 2014.4.21

浅谈钻孔咬合桩施工质量保证措施

摘要：钻孔咬合桩是利用超缓凝混凝土的特殊性能，采用高精度的全套管钻机通过专门工艺成孔、成桩的一种特殊桩型，通过桩与桩之间的咬合搭接，形成挡土截水的连续排桩围护结构或地下防渗墙，在施工方法上与钻孔灌注桩及地下连续墙有很多相似之处；本文以山语听溪5#-1地块建设项目基坑支护工程为例，简要介绍几点钢筋混凝土钻孔咬合桩施工质量控制措施。通过该工程的成功实践，可为钻孔咬合桩的广泛运用提供较好的经验。

关键词：钻孔咬合桩；质量控制

一、工程概况

某建设项目位于同安区汀溪镇，总建筑面积：42366.06㎡，地上30732.66㎡，地下10896.473㎡。场地原始地貌属冲洪积阶地地貌单元，现地势较平缓，地表水不发育;卵石层为承压或微承压水，强透水层，为主要含水段，水量丰富；根据现场抽水试验得渗透系数为3.07X10-2/-4.44X10-2/cm/s。场地内地下水水位高程19.07-19.79m。地下水总体迳流方向大致由东北向西南，地下水位受季节气候的影响较大，地下水年变幅约在3.0m左右。

本工程围护结构采用钻孔咬合桩，桩径为1.0m、0.8m，桩中心距0.75m，相邻两桩咬合15cm，桩深约11.6—14.4m，素砼（A序桩）采用塑性混凝土止水桩，主要成分为水、水泥、砂、碎石、膨润土，其配合比为1.34：1：2.83：

3.23:0.18，缓凝时间24小时，塌落度180mm，且混凝土的3天强度值R3d不大于3Mpa。

二、钻孔咬合桩施工流程:

施工准备→测量放样→导墙施工→钻机就位→造浆→钻进成孔→钻渣外运→成孔检测→清孔→沉渣厚度检测→安放钢筋笼→导管水密性试验→下导管→沉渣厚度测试(二次清孔)→灌注水下砼，振动棒震动→超声波检测→交工验收

三、施工过程中出现的问题：

1)本工程设计A桩为素混凝土，B为普通钢筋混凝土桩，A序桩成孔过程

中需与B序桩咬合15cm,要求A序桩混凝土有自稳的强度，所以在A序桩的砼配合比设计初凝时间≥30小时，然而在施工过程初期有个别A序桩出现素混凝土凝固过快，造成B桩成孔困难的现象，影响施工进度。

2)在施工过程中发现有个别B桩孔口定位无误，而桩的垂直度偏差却超过设计及验收规范的要求，导致钻孔咬合桩底部没有足够的咬合量。

3)在施工过程中出现塌孔现象：①停机时塌孔；②浇筑混凝土时塌孔。

4)钻机施工过程中遇地下障碍物。

四、成桩作业质量保证措施

1)导墙施工：导墙起锁口和导向作用，保证成孔垂直度的重要措施，直接关系到钻孔咬合桩顺利成孔和成孔精度，施工中严格控制导墙施工精度，确保轴线误差±20mm，内墙面垂直度0.3%，平整度3mm，导墙顶面平整度5mm，顶面低于自然地面30cm，形成泥浆导流沟，本工程导墙采用C25钢筋砼结构。

2）本工程设计A桩为素混凝土，B为普通钢筋混凝土桩，A序桩成孔过程中需与B序桩咬合15cm,要求A序桩混凝土有自稳的强度，同时不能凝固过快，造成B桩成孔困难，影响施工进度，因此咬合桩的混凝土凝固时间控制是本工程的重点。

①素砼桩砼缓凝时间的确定：素砼桩砼缓凝时间是根据单桩时间来确定的，A桩混凝土缓凝时间≥30小时，单桩时间与地质条件、桩长以及钻机能力等有直接联系，计算公式如下：T=3t+K

式中：T——素桩砼缓凝时间；

t——B桩成桩时间，约4小时，K——储备时间，一般15-20小时；T=3t+K=3*4+18=30小时

混凝土强度3天值不大于3Mpa。

②提前做好缓凝混凝土配合比，进行试桩确定各施工参数。

③商品混凝土搅拌站驻场人员严格监测混凝土配合比及外加剂的掺入量。④做好混凝土施工记录，保证各工序施工均处于可控状态。

⑤控制B桩成孔进度，成孔过快或过慢均有可能对A桩混凝土质量造成损害。

3)为保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对孔口定位误差严格控制外，还要对桩的垂直度进行严格控制，根据设计及验收规定，桩的垂直度偏差不大于3‰。

4)当孔深度达到设计要求后，及时进行孔内虚土和沉渣的清除，并确保孔内沉渣厚达到设计要求（不大于20cm）。用测绳检查桩孔的沉碴和深度。

5)在施工过程中卵石层采用泥浆护壁，防止塌孔和孔内缩径。泥浆护壁是利用泥浆与地下水的压力差来控制水压力与孔壁压力，以确保孔壁的稳定，所以泥浆的相对密度则起到保持压力差的关键作用，调制适合本地土层情况的泥浆，有效避免成孔过程中塌孔的发生，泥浆的要求为相对密度：

1.1～1.2，30分钟泥皮厚度：＜2mm； PH值：8～10。

此法施工能有效的减少塌孔，保证成孔质量，减少和杜绝孔底沉渣，保证混泥土的充盈系数。

6)停机时,保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度,防止塌孔。

7)地下障碍物的处理方法

钻机施工过程中如遇地下障碍物处理较困难，但对一些比较小的障碍物，如砾石、卵石层都能穿过；小孤石，采用牙轮孔钻头+螺旋钻头破碎，但施工难度较大，会影响一定的施工进度，较大孤石，备用一台冲孔钻，采用冲孔钻施工。

8）钻孔咬合桩砼灌注

①由于本工程地下水位较高，孔内都有水，采用导管法浇注水下砼灌注，导管直径为300mm，浇注砼前先进行压力试验。

②在浇注过程中，随时检查是否漏水。第一次浇注时，导管底部距孔底30～50cm，浇注砼量要经过计算确定，在浇注中导管下端埋深控制在2～4m范围；提升导管时，采用测绳测量严格控制其埋深和提升速度，严禁将导管拔出砼面，防止断桩和缺陷桩的发生。

③水下砼要连续浇注不得中断，边灌注边拔导管，并逐步拆除；砼灌注至设计桩顶标高以上0.50∽1m（超灌量0.50m），桩上部无砼部分用土回填至地面标高，完全拔出导管。桩顶砼不良部分要凿掉清除，要保证设计范围内的桩体不受损伤，并不留松散层。

④水下灌注混凝土采用振动棒振捣，在咬合部位加强振捣，用来增加桩体咬合及密实度。

⑤每浇注50m3 留臵1 组试件；小于50m3 的单桩，每根桩留臵1 组试件。

9）塌孔的处理：

①轻微塌孔：使用挖土机向孔内回填可塑性好的粘性土，钻机反转向下加压，正转取土，充分压实孔壁，重新成孔；

②严重塌孔：向孔内浇筑低标号C20混凝土或高标号砂浆，待24小时后重新成孔（时间根据气温确定）；

③浇筑混凝土时塌孔

在灌注过程中如发现井孔内水（泥浆）位忽然上升溢出，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是塌孔征象，塌孔原因可能是孔内水位降低，不能保持原有静水压力，以及由于周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起塌孔。

发生塌孔后，应查明原因，采取相应措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续塌孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中泥土；如不继续塌孔，可恢复正常灌注。如塌孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将砼钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后重新钻孔成桩。

四、事故桩的补救措施

在钻孔咬合桩施工过程中，因A桩超缓混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩。事故桩的处理主要分以下几种情况：

1）平移桩位侧咬合：B桩成孔施工时，其一侧A1桩的砼已经凝固且强

度超过施工要求，使钻机不能按正常要求切割咬合A1、A2桩。在这种情况下，宜向A2桩方向平移B桩桩位，使钻机单侧切割A2桩施工B桩，并在A1桩和B桩外侧另加一根高压旋喷桩作为防水处理；或者在A1桩和B桩外侧另加一根阀管双液注浆作为防水处理。

2）背桩补强：B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的混凝土均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加三根咬合桩与A1、A2桩相切。在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除植筋喷射C20混凝土即可。

3）预留咬合企口：在B1桩成孔施工中发现A1桩砼已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。

4)当成孔精度不能满足3‰的要求时，采用回填土，然后纠编调直重新成孔，直至达到施工精度要求时灌注砼。

五、结束语

钻孔咬合桩作为地下工程围护结构的一种新的工法，通过山语听溪5#-1地块建设项目基坑支护工程的实践证明，桩间咬合良好，表面平顺，除个别桩间有湿渍外，并无明显渗漏水，成桩的垂直精度高；暂未发现有侵限情况的发生，达到预期的设计效果。

第二篇：钻孔灌注桩的施工技术和质量控制

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

A---1 成孔质量的控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。

1．1 采取隔孔施工程序。

钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

1．2 确保桩身成孔垂直精度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

1．3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度。

在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1．2％，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。

为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快0．2m／min左右，在细粉砂层钻进都是

O．015m／min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。

1．4 钢筋笼制作质量和吊放

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

1．5 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻子L桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：粘度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行．配合比设计。

灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1。10—1．20，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。成桩质量的控制

2．1 为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。

2。2 钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。

2．3 为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18cm—20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m—10m时，应及时将坍落度调小至12cm—16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于l。同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验，并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果，同一个桩基工程，各检测单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经验的差异，其结论偏差很大的情况也时有发生。通过十几年来几十个钻孔灌注桩工程的施工实践，得出这样一个结论，即加强桩基工程检测是一个手段，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。

B----钻孔桩施工工艺

钻孔前的准备工作

钻孔前的准备工作主要包括桩位放样，整理平整场地，布设施工便道，设置供电及供水系统，制作和埋设护筒，制作钻孔架，泥浆的制备和准备钻孔机具等。

§3.2.1-1 场地整理

施工前，施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后夯压密实即可。

§3.2.1-2 本标段钻孔桩均使用钢护筒，采用3mm-5mm钢板制作。为保证其刚度，防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本合同段的钻孔桩直径为ф120cm和100cm。根据钻孔桩直径，我们所做的护筒直径为145cm和125cm。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

§3.2.1-3 泥浆的制作

制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。§3.2.1-4 钻机就位

埋设好护筒后，即可进行钻机就位，本标段使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻和冲抓钻。

就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于5cm。§3.2.2 钻孔工艺

§3.2.2-1 冲击钻钻孔工艺

A.开钻前应注意的事项

开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。

冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3-4m后，可根据实际情况适当加大冲程。在钻孔桩上部淤泥段，考虑采用冲抓钻：一方面可防止坍孔，另一方面可以适当加快施工进度。

B.钻机安装处事先整平夯实，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松动，少量松绳的原则；孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低0.3m，防止泥浆溢出；冲击过程中勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。

C.抽碴时应注意的几个问题

(1）及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽碴后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结。

(2）抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使用权其多进些钻碴，然后提出。

(3)钻头刃口在钻井中不断磨损，直径磨耗不得超过1.5cm，每班开钻前检查钻头直径、及时补焊，不宜中途修补，以免卡钻。准备备用钻头，轮换使用和修补。

§3.2.2-2 回转钻钻孔工艺

A.初钻

先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量后，方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。

B.钻进时操作要点

a.开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。

b.在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

c.在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进。

d.在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。

e.钻进过程中，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。

§3.2.3 检测孔深、倾斜度、直径和清孔

钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理，做到孔

内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。

§3.2.4 泥浆排放

对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。

§3.2.5 钢筋笼的制作和吊装就位

§3.2.5-1 材料：制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸的规定。其Ⅱ级钢筋的力学性能符合《钢筋砼用热轧带肋钢筋》（GB1499-91）之规定；Ⅰ级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）之规定。

§3.2.5-2 钢筋笼的制作

本标段所用钢筋笼均进行整体安装，不做另段吊装组合。制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20mm。§3.2.5-3 钢筋笼的安装

（1）为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”。

（2）钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。

（3）钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

（4）入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

§3.2.6 灌注砼

§2.2.6-1 砼材料要求和导管、漏斗、储料斗的制备

（1）组成砼的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸，钢筋间距及砼拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量，符合规范要求，必要时清洗和过筛，以除去有害杂质。

(2)拌制砼用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056-84规定进行。

(3）砼所用水泥符合GB175-85的规定，所有水泥都必须经合格分供方评定后，从批准的厂家进货；水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，并且经本单位中心试验室（国家认可的）检验合格。

(4）导管、漏斗和储料斗的制备

导管是灌注砼的重要工具，用3mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，不得小于250mm，导管分节长度应便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2m左右，下端节可加长至4-6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。中间节两端焊有法兰、以便用螺栓互相连接。法兰厚度10-12mm，法兰边缘比导管外壁大出40-50mm、直径12-16mm、螺栓孔6-8个。在一端法兰附近焊有小吊耳一对，备栓挂钢丝绳用，上下两节法兰间垫以4-5mm厚橡胶垫付圈，其宽度外侧齐法兰盘边缘，内侧稍窄于法兰内缘。

漏斗用2-3mm厚的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗上口的15cm处的外面两侧对称地焊吊环各一个，圆锥形漏斗上口直径取800mm，高为900mm；锥形漏斗结构尺寸为1000×1000×800mm，插入导管的一般长度均设15cm。

储料斗采用3mm厚钢板及加劲肋制做，底部做成斜坡，出口设闸门，活动溜槽设在储

料斗出口下方，溜槽下接漏斗。

根据计算确定，本合同段所有桥梁钻孔桩使用的漏斗和储料斗均按2.5m3考虑。§3.2.6-2 砼的拌合本合同段钻孔桩所使用砼标号为25号，配合比设计时坍塌落度取18-22cm之间，骨料采用机制碎石，粒径0.5-3cm,最大不超过4cm,水灰比用0.5-0.6。每立方米砼水泥用量符合试验要求，实配标号比设计标号高10-15%。

拌制砼前，先精确称量每盘砼所需的砂石材料，拌合用水以体积称量，袋装水泥按每袋50kg计算，散装水泥以料斗来配。搅拌时间从所有材料进鼓加水到排出，不小于2～2.5分钟，在下盘材料装入前，搅拌机内的拌合料全部倒完。如果搅拌机停用超过30min时，将搅拌机彻底清洗后才能拌合新砼，为保证灌注砼的连续性，在灌注钻孔桩时，备用一台应急搅拌机。

§3.2.6-3 钻孔桩砼灌注

砼灌注工作开始后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。注砼注意的几个问题：

（1）导管下端距桩底控制为0.3～0.4m；在一切工作就绪，经量测孔底沉淀层超标时，采用射水（射风）管冲射3-5min。

（2）导管埋入砼的深度在任何时候不小于1.0m。

（3）水下灌注砼的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.5m左右。

（4）严禁导管漏水或导管底口进水（即封不住底）而造成断桩事故，保证施工质量。

（5）当砼灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。

§3.2.7 清理桩头

等桩头砼强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余砼。达到桩顶设计标高，凿除桩头砼采用人工手工凿除，不采用爆破或其它影响桩身质量的方法进行。

第三篇：天津地铁基坑施工中钻孔咬合桩的应用

[摘 要]在天津城区地铁隧道采用明挖法施工时,当地质条件复杂,不宜于施工水泥搅拌桩止水帷幕时,常采用地下连续墙。本文对钻孔咬合桩这一围护结构型式在天津地铁改、扩建工程中的首次应用进行了详细介绍,对其在天津地铁基坑中的应用进行了实际工程监测,并进行了评价分析,认为咬合桩在地铁施工中有广阔的应用前景。

[关键词]基坑;钻孔咬合桩;工程监测 1 前 言

天津目前正在进行大规模地铁建设,其中在市区部分地段采用了明挖法[1]。由于城市中心地带建筑物、交通设施稠密,故地铁工程的基坑开挖只能在支护结构保护下进行垂直开挖。目前地铁深基坑围护结构一般采用的形式有钻孔灌注桩加水泥搅拌桩复合结构,地下连续墙结构和ＳＭＷ工法[2 3]。

相对上述围护结构,钻孔咬合桩在天津较少有应用。该方法在国外及国内部分地区,已具备成熟的施工经验与工法,有很多成功的工程实例。其适用于沿海地区软弱地层、含水砂层地质情况下的地下工程深基坑围护结构的施工。它采用的是钢筋混凝土桩与素混凝土桩切割咬合成排桩的型式,其围护和止水效果很好,工程造价比地下连续墙和人工挖孔桩要低20%～30%左右。为此,在天津地铁西南角车站深基坑工程中引入了钻孔咬合桩工法。工程概况 天津地铁1号线既有线改、扩建工程西南角站,位于四马路、南开三马路与黄河道、南马路交口处,呈南北走向。本车站将既有结构全部拆除,按照新的建筑平面重新构筑新结构。改建段结构全长244.349ｍ。

2.1 工程地质与水文地质

改建段区间位于第四系全新统人工填土层(Ｑｍｌ)、新近沉积层(Ｑ43Ｎ ｓｉ)、第Ⅰ陆相层(Ｑ4 3ａ1)、第Ⅰ海相层(Ｑ2 4ｍ)中,岩性以杂填土、粉质粘土、粉土为主,土质松软,多呈可塑～流塑状,属中～高压缩性土。场地地下水类型为孔隙潜水,储存于第四系粘性土、粉土及砂类土中,地下水埋深0.8～4ｍ,水位变幅1～2ｍ。

2.2 设计情况

该车站主体为地下一层多跨矩形框架结构,采用明挖顺作法施工。原设计方案基坑围护结构采用钻孔灌注桩加水泥搅拌桩止水帷幕,坑内设钢支撑系统。但由于本工程基坑开挖较深,达到了10ｍ,且其中一段基坑与一栋高层建筑———金禧大酒店距离仅6ｍ,而且由于开挖处杂填土中埋有原地铁修建时抛弃的建筑垃圾,有很多如钢筋、废木料、模板等各种杂填物,情况非常复杂,经现场试验后发现一般钻孔灌注桩成桩较困难;此外,本段地下水埋藏较浅且丰富,桩孔易发生坍塌变形。钻孔咬合桩由于采用了全钢套管护壁,能有效地防止孔内流砂、涌砂现象的产生,并且通过现场实时监测其成孔精度即可得到有效控制,其“一荤(指钢筋混凝土桩)”、“一素(指素凝土桩)”相互咬合排列,挡土和止水效果极佳,经济性好。最后经多方面因素综合考虑,本工程决定采用咬合桩这一新型围护结构型式。钻孔咬合桩施工技术 3.1 工艺原理

钻孔咬合桩的排列方式为一根素混凝土桩(Ａ桩)与一根钢筋混凝土桩(Ｂ桩)间隔布置。Ａ桩采用缓凝型混凝土,Ｂ桩采用普通混凝土,先施工Ａ桩,后施工Ｂ桩。天津地铁西南角站钻孔咬合桩采用的是全护筒冲弧法,即在两侧Ａ桩成桩后利用护筒钻机的下压切割能力,在切割掉Ａ桩部分混凝土的同时使Ｂ桩成桩。最后效果是使Ｂ桩嵌入两侧Ａ桩一部分,形状类似于相互咬合,故形象的称为咬合桩(如图1)。

3.2 工艺流程 3.2.1 导墙施工

为了保证钻孔咬合桩孔口定位的精度并提高桩体就位效率,应在咬合桩成桩前首先在桩顶部两侧施作混凝土导墙或钢筋混凝土导墙

(见图1)。

3.2.2 单根咬合桩施工工艺流程

(1)护筒钻机就位 当定位导墙有足够的强度后,用吊车移动钻机就位,并使主机抱管器中心对应定位于导墙孔位中心;(2)单桩成孔 其步骤为随着第1节护筒的压入(深度为1.5～2.5ｍ),冲弧斗随着从护筒内取土,一边抓土一边继续下压护筒,待第1节全部压入后(一般地面上留1～2ｍ,以便于接筒)检测垂直度,合格后,接第2节护筒,如此循环至压到设计桩底标高;

(3)吊放钢筋笼 对于Ｂ桩,成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作,此时应保证钢筋笼标高正确;

(4)灌注混凝土 如孔内有水,需采用水下混凝土灌注法施工;如孔内无水,则采用干孔灌注法施工并注意振捣;

(5)拔筒成桩 一边浇注混凝土一边拔护筒,应注意保持护筒底低于混凝土面≥2.5ｍ。

3.2.3 排桩施工工艺流程

流程:Ａ1→Ａ2→Ｂ1→Ａ3→Ｂ2→Ａ4→Ｂ3……,如图2所示。

3.3 控制措施

(1)成孔精度控制 为控制咬合桩的成孔精度达到《地下铁道工程施工及验收规范》[4]要求,采用成孔精度全过程控制的措施。本工程采用的是在成桩机具上悬挂两个线柱控制南北、东西向护筒外壁垂直度并用两台测斜仪进行孔内垂直度检查。发现有偏差时及时进行纠偏调整。

(2)Ａ桩混凝土缓凝时间的确定 在测定出单桩成桩所需时间ｔ后,可根据下式计算Ａ桩混凝土缓凝时间Ｔ

Ｔ=3ｔ+Ｋ

其中,Ｋ为储备时间,一般取1.5ｔ。3.4施工问题与解决方案

(1)防止管涌措施 在Ｂ桩成孔过程中,由于Ａ桩混凝土未完全凝固,还处于流动状态,因此其有可能从Ａ、Ｂ桩相交处涌入Ｂ桩孔内,形成“管涌”。克服措施有:①控制Ａ桩坍落度<14ｃｍ;②护筒应超前孔底至少1 5ｍ;③实时观察Ａ桩混凝土顶面是否下陷,若发现下陷应立即停止Ｂ桩开挖,并一边将护筒尽量下压,一边向Ｂ桩内填土或注水(平衡Ａ桩混凝土压力),直至制止住“管涌”为止。

(2)遇地下障碍物处理方法 由于咬合桩采用的是钢护筒,所以可吊放作业人员下孔内清除障碍物。

(3)克服钢筋笼上浮方法 在向上拔出护筒时,有可能带起放好的钢筋笼。预防措施可选择减小Ｂ桩混凝土骨料粒径或者可在钢筋笼底部焊上一块比其自身略小的薄钢板以增加其抗浮能力。工程实践效果与分析

在对各种围护结构型式比选后,最终在天津西南角地铁车站基坑工程中选择了钻孔咬合桩这一新工法。施工中,在靠近金禧大酒店一侧的基坑采用φ1200咬合桩,其余基坑段采用φ1000咬合桩,桩间咬合200ｍｍ,桩长为19.2ｍ。由于咬合桩这一围护型式首次在天津地铁工程中使用,而且基坑工程又是整个项目的重要工程,因此非常有必要在基坑开挖过程中跟踪施工进程,对桩体侧移、坑周地面沉陷和地层位移、附近建筑物、地下管网等变形及受力情况进行监测[5],用取得的监测数据,与预测值或计算值相比较并进行分析,能可靠的反映工程施工所造成的影响,能较准确地以量的形式反映这种影响的程度,也可以对咬合桩的适用性进行客观、准确的评价。

4.1 监测方案

图3为基坑监测布点平面布置示意图。

监测设备包括:高精度水准仪,经纬仪和测斜仪。根据施工设计,在基坑开挖和主体结构施工期间,主要进行了变位、沉降、咬合桩变位和地下管线位移监测,监测对象及相应使用的仪器见表1。

4.2 数据分析

从2003年8月初开始监测,到2004年2月底结束,前后共计七个月的时间。在基坑开挖期间,工程中没有出现险情和事故,咬合桩防渗效果很好,各项监测数据也比较平稳,现对下面几个监测内容得到的监测数据进行分析说明。

图4和图5表示的是该基坑围护结构中的两处咬合桩的侧移曲线,分别为186号和52号(其具体位置见图3)。

由监测数据结果所绘出的桩体侧向变形曲线图可以看出,咬合桩围护结构桩体的最大侧向变形一般均发生在基坑开挖面以上靠近坑底的部位[6]。比较186号桩与52号桩的侧移曲线,可明显看到52号桩的桩顶水平位移和桩体最大侧移均比186号桩要大很多。分析其原因,在图3中可以看出,186号桩位于一号线靠近金禧大酒店一侧的基坑边,由前述其桩径为1200ｍｍ,而52号桩桩径为1000ｍｍ。由于围护桩的桩径增大,所以其抗弯刚度势必会相应提高,在基坑内支撑型式相同的情况下,则桩身各部侧向变形量相应的会变小。52号桩桩顶最大侧移达到了8.5ｍｍ,远大于186号桩的2ｍｍ。分析原因是由于基坑开挖时第1道支撑加撑不及时,导致开挖后桩体悬臂状态暴露时间过长所致。综合这两个桩体位置与其他测点桩体侧移数据来看,绝大部分桩体变形值均满足要求,最大变形值11.9ｍｍ,小于设计要求的灌注桩、地连墙等围护结构水平侧移限值14ｍｍ。

图6为基坑外地面沉降随时间变化曲线。测量从基坑开挖时开始,第1个观测点(52-1)位于52号咬合桩桩头,第2个测点(52-2)与第一个测点相距5ｍ,第3个测点(52-3)与第2个测点相距10ｍ(见图3)。

从图6中可以看出,在开始测量时地面已经存在微小的沉降。由于场地地下水位埋深较浅(0.8～4ｍ),为了防止基坑开挖时坑内外水位差较大而引起的流砂、管涌等渗透破坏现象,本工程采取的是基坑外井点降水措施。所以可以认定,初始的微小地面沉降是由于基坑开挖前坑外降水引起的。地表沉降会随着施工过程时间的增大而加大,最大沉降发生在52-2测点处,其次是桩头测点52-3,而距离基坑最远的52-1点沉降值已非常小了,说明此位置处地面沉降受基坑开挖影响已很小。

图7为一号线基坑开挖需重点保护的周围高层建筑物金禧大酒店的沉降随时间变化曲线。

从图7中看出,建筑物在坑外降水时即有一定的沉降,但沉降值很小。而出现沉降最快的时候,正是基坑从开挖至开挖到底这段时间内。而后,这些测点虽然继续下沉,但下沉的速率明显变缓,最大沉降值仅为3.5ｍｍ。综合基坑周围其他几幢建筑物的沉降值及地下管线的变形情况来看,最大沉降量在15ｍｍ以内,完全满足了规范[7]限定对主基坑周围建筑物和管线的沉降限值20ｍｍ的要求。

4.3 钻孔咬合桩新工艺的评价分析 从天津地铁一号线西南角站基坑工程采用钻孔咬合桩这一新型围护结构型式的实际施工过程和效果看出,钻孔咬合桩相比较其他几种常用的围护型式有其自身很大的优势:

(1)咬合桩采用的是全护筒冲弧法,能够克服不良地质条件下灌注桩成桩困难的问题;

(2)咬合桩采用钢护筒,不像灌注桩用的是泥浆护壁,可以大大减小泥浆四溢对周围环境的影响;

(3)咬合桩垂直度比灌注桩好,不会塌孔,下挖过程中如遇到土体内有杂物影响时可以直接下去作业人员对杂物进行清理;

(4)从经济角度,咬合桩比地铁隧道基坑常用的地下连续墙结构要省20%～30%的经费,经济性好。

同时在本次工程的施工过程中也总结出了一些钻孔咬合桩施工的改进方法,如咬合桩导墙若采用预制结构而代替现浇结构,不仅可以更加方便施工,而且经济性更好等等。结 论

(1)在本文所涉及的工程地质条件复杂的情况下进行地铁隧道施工,基坑开挖围护结构采用钻孔咬合桩这种新的围护结构型式,达到了预期的目的;

(2)在基坑工程中,只要围护结构的挡土和止水效果好,并及时架设支撑,基坑开挖时对周围环境不会造成太大的影响,完全可以保证紧邻高层建筑物的沉降变形满足要求;(3)基坑外地表沉降会随着施工过程时间的增长而加大,通过对本工程后续观测的结果来看,后期的沉降将持续半年左右才逐渐趋于稳定;

(4)钻孔咬合桩围护结构型式,当条件适当时,可应用在城市地铁施工中,一定会取得可观的社会效益和经济效益,将会有广阔的应用前景。

第四篇：钻孔桩施工安全措施

施工安全措施

工程名称

松花江特大桥钻孔桩施工

接受措施班组

交底项目

交底日期

根据图号

交底编号

措施内容：

安全措施：

1、现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴眼镜。

2、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施，并有人看守。

3、在施工前先全面检查机械，发现有问题及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。机械操作必须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。

4、施工作业平台必须规整平顺，杂物必须清除干净，防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。

5、挖掘机及吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。

6、机械司机，在施工操作时要集中精力，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况要及时纠正。要防止机械倾斜、倾倒

7、钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被砸伤。氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。

8、钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。

9、钢筋笼安装过程中必须注意：焊接或者机械连接完毕，必须检查脚是否缩回，防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。

10、导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全

11、导管安装注意：导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。

12、砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。

交底单位

中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部

交底人

接收单位

接收人

施工负责人

安全负责人

施工安全措施

工程名称

松花江特大桥钻孔桩施工

接受措施班组

交底项目

交底日期

根据图号

交底编号

措施内容：

13、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。

环保措施：

1、钻孔灌注桩施工过程中超过排放标准的废浆不能直接排放，需经过一系列的处理后运输至指定地点排放，严禁有害物质污染土地和周围环境。另在现场出入口设置沉淀池和冲洗设备，进出工地的车辆必须冲洗干净后才能上路。

2、对于施工中可能产生的的各种环境污染，我们将按照“预防为主、防治结合”的原则进行环境保护。

3、施工机械在施工期间经常检查运行状况，保持良好状态，严防油料泄漏造成水质污染。同时，严禁向水中投放杂物、垃圾和排放废水、废油及冲洗物等。

4、遵守中华人民共和国国家标准《建筑施工场地噪音限值》（GB12523-90）、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）的二级标准和广东市的有关规定。控制成桩过程中产生的噪音和粉尘污染。

交底单位

中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部

交底人

接收单位

接收人

施工负责人

安全负责人

第五篇：钻孔桩施工协议书

钻孔桩施工协议书

甲方：

乙方：

甲乙双方经过友好协商并踏看了施工现场，就甲方施工桩基钻孔部分交给乙方施工，并达成协议如下：

一、施工内容

桩径钻孔桩成孔、清孔，钢筋笼制作、安装，套管的下放、提升，满足砼灌注。（砼拌制由甲方负责）。

二、工程质量

① 乙方必须严格按定位桩的位置下护筒，保证桩位偏差在规范范围内。② 乙方必须按规范要求和操作程序施工，保证提升进度，保证桩检测达到合格标准。

三、安全责任

任何人身安全施工全由乙方自己承担。

四、协议价格

经甲乙双方商定，全部工程内容按每米进尺元包干。（进、出场费2000元包干）

五、付款方式

乙方进场后，甲方支付给乙方元。工程完工验收合格后甲方按乙方进尺×元支付给乙方工程款。

六、七、甲方：乙方：（签字）

年月日 乙方自己负责人员的生活和住宿（甲方提供工棚）。未尽事宜，双方共同协商解决。