桩基础旋挖桩施工质量控制

1、旋挖桩施工质量控制旋挖钻孔桩作为一种基础形式，以承载能力高、稳定性好、沉降及差异变形小、 沉降稳定快、 抗震能力强及能适应各种复杂地质条件且适用范围广等特点广泛地应用于桥梁及其它工程领域。钻孔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。因此，必须加强桩基础施工技术措施、施工质量管理、技术装备及配置等环节的控制。1 旋挖钻孔桩施工工序钻孔桩施工的主要施工工序：场地整理、测量放线埋置护筒制备泥浆钻机就位清孔、 验孔钢筋笼的制作和吊装就位安装导管二次清孔浇注水下混凝土拔导管、清洗导管。2 旋挖钻孔前质量控制2.1 准备工作1）在施工前要认真熟悉设计图纸、有关施工、

2、验收规范，调查地质条件。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定出施相关有效措施以及应急预案等，以便有效地对桩基施工质量加以控制；2）根据现场设置的工程控制网点，测放各桩位的中心坐标及开挖置，经复核无误后，做出明显标识，并做好交桩的记录。 在桩位复核正确，护筒埋设符合要求， 护筒、地坪标高已测定的基础上， 钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，机塔垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，注入稳定液后，进行钻孔。2.2 埋设护筒2.2.1

3、 护筒采用 8mm16mm 的钢板卷制，其内径比桩径大20cm，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。每节长度为 1.5m2.0m，采用旋挖钻机等径或稍大直径的钻头开转，钻至要求埋设深度后，再将护筒吊入孔内。根据“十”字护桩中心对护筒中心进行调整，倾斜度不能大于1%，并保证护筒顶面高于顶面20cm30cm，防止孔口坍塌和地表水流入孔内，再用粘土将护筒周围夯填密实。2.2.2 护筒埋置深度应符合设计要求。设计无要求时，埋置深度应符合下列规定：旱地或浅水埋设护筒时，对于不透水地层，埋深宜为护筒外径的 1.0-1.5 倍，但不得少于1.0m；对于砂土和粉土等透水地层埋设深度同上

4、，但宜用不透水土换填至护筒刃脚下不少于0.5m，换填直径应超出护筒直径0.5-1.0m。2.2.3 护筒埋设应符合下列规定：旱地或水深小于3m 且筑岛底无软弱土层时，护筒可采用明挖埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m。沉设到位的护筒，顶面允许偏差50mm，倾斜面允许偏差为1%。2.2.4 多节护筒连接时，接缝应牢固、不漏水，筒内连接处应无突出物。2.2.5 钻孔、吊放钢筋笼及浇筑水下混凝土过程中不得撞击护筒。当利用护筒固定钢筋笼和支撑浇筑漏斗时， 应采取可靠措施， 防止护筒下沉、上浮或破坏。2.3 钻机就位埋设好护筒后，即可

5、进行钻机就位。钻头要对中、钻孔要垂直，钻桩平台要水平，定位垫板安装正确。成孔前必须检查钻头保径装置，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；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、 规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长， 计算出桩底标高， 以便钻孔时加以控制。成孔中，按试桩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。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔

6、次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进 ,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。同时应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况 ,发现沉降现象及时停机处理。 因故停机时间较长时， 应将套管口保险钩挂牢。钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度， 确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度， 防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。在进入沙层和卵石层时，

7、应适当减慢进尺速度，提高泥浆的稠度，减小每个钻进回次的进尺量，保证孔壁稳定。钻进施工时，利用正铲及时将钻渣清运，保证场地干净整洁，利于下一步施工。钻进达到要求孔深停钻后，注意保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。孔底沉淤控制，旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土， 后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。 前者底部面缓， 钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理， 控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀， 还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后，

8、对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。应尽快进行钻机移位。从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在 1.5-3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。2.4 制备泥浆对黏结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。配制泥浆前要根据钻孔的体积确定所需泥浆的数量， 泥浆量必须大于钻孔的容积。配制泥浆选取水化性较好、造浆率高成浆快，含砂量少

9、的膨润土或黏土为宜。泥浆在钻孔中的作用是： 1）可防止塌孔； 2）具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位； 3） 泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。制浆前，先把黏士尽量打碎，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，可将打碎的黏土直接投入护筒内，使用钻头制浆，待黏土已冲搅成泥浆时，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。制浆时，尽量采用膨润土造浆，形成护壁。3 钻孔中质量控制3.1 做好记录钻孔施工过程，必须填写钻孔施工记录，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样检查，判明后记入记录表，并与地质剖面图核对。若发现地质情况与设计

10、不相符， 应及时通知监理工程师和设计院，以便出相应处理措施。并随时检查钻孔的垂直度。3.2 钻孔1）钻具联结要牢固， 铅直，初期钻进速度不要太快， 在孔深 4.0m 以内，不超过 2m/h，以后不要超过 3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应；2）注意随时观察钻机位置，防止孔位偏斜，钻头碰孔壁；3）钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度；4）经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；5）钻进过程中注意泥浆高度，挖孔时随时补浆，防止孔壁坍塌；6）钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标高

11、的依据；7）基底若为泥质岩，宜尽快成桩。3.3 钻孔的连续性钻孔应连续进行。因故停钻时，应将钻头及钻杆提出至孔外以防埋钻，并注意保持孔内泥浆比重。发生异常情况，如塌孔等问题，应仔细观察分析，查明原因，及时与技术、监理、设计等单位取得联系，采取有效措施。3.4 检测孔深、倾斜度检测孔深、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 l。检查工具可用圆钢筋笼（外径D 等于设计桩径，高度3m5m）吊入孔内，垂直度就是此时钢丝绳偏离桩中心的距离与检孔器下去的深度之比。4 成孔后质量控制4.1 泥浆比重、含砂率检测钻孔桩钻孔过程中， 泥浆比重不低于1.2，首次清孔比重不低于1.10，二次清孔

12、比重不低于1.05，含砂量小于 4。4.2 清孔清孔应分两次进行。 第一次清孔在成孔完毕后立即进行， 第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行， 此时孔底沉渣厚度应小于 50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h3h，一般不超过4h，否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。 严禁用超钻的方法代替清孔，因为这将会极大地降低桩端承载力， 也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m2.0m 防止塌孔。4.3 钢筋笼制作、吊放旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快， 且成孔后孔底沉渣很少。 所以只要在钢筋笼制作、

13、 安装上采取合理措施， 避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔的发生。4.3.1 钢材规格、材质、焊条型号符合设计和规范要求，进料要有材质单、合格证。4.3.2 钢筋连接采用剥肋直螺纹连接，为了保证接头套丝质量，钢筋采用剪切机下料， 剥肋滚压直螺纹机加工丝头，使用螺纹环规进行检测，用力矩扳手拧紧。接头质量、性能符合级接头的性能要求，制作好的丝头要用钢筋保护帽进行保护，防止螺纹被碰伤或被污物污染。4.3.3 钢筋笼制作允许偏差：主筋间距 10mm，箍筋间距 20mm，直径 10mm，长度 100mm。4.3.4 主筋保护层 50mm，用钢筋耳控制， 允许偏差 20mm，

14、要确保钢筋笼居于钻孔中间；沿钢筋笼每隔2m 放置一组，每组设置4 个，按90均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。4.3.5 钢筋笼存放、运输、吊装时，要谨防变形。4.3.6 通长钢筋笼采用一次吊放。钢筋笼起吊及运输过程中用一台履带吊和一台汽车吊六点起吊法起吊，应保证整体、平直起吊。钢筋笼扶直过程中使用两台吊车，笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑运并稍加人力控制，实现扶直，起吊转化为垂直起吊，以便入孔。用吊车吊放，入孔时应轻放慢放，人孔不得强行左右旋转，严禁高起猛落、碰撞和强压下放。钢筋笼安装完毕以后，必须立即固定；笼子

15、到位（孔底）时要复核笼顶标高。为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其下端及中间每隔2m 在一横截面上设置四个钢筋“耳环” 。钢筋笼吊装之前，检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如凸出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。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。 入孔后牢固定位，中心容许偏差不大于 5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。 准确计算钢筋笼的置放位置， 要保证伸进承台部分的钢筋长度。为防止钢筋笼上浮，对此应采取固定措施，与钢护筒顶加焊固定

16、撑杆。4.4 安装导管（1）安放前认真检查导管，保证它有良好的密封性。试验水压为1Mpa，不漏水的导管方可使用。导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了“O”形密封圈并涂抹润滑油等。利用吊车将导管放入，导管直径、长度应与孔深配套（距孔底0.5m左右）；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3050cm，进行二次清孔。初灌量应保证混凝土扩散后，导管埋入深度不小于0.8m，为防止混凝土与稳定液混合，在灌注混凝土前，用充气球胆浮于管内。下放导管时，丝扣要对正、扭紧，不得碰撞钢筋笼，导管直径300 mm，标准节长 3 m，调整长度 0.5m、1.5

17、m、2.0m 各一节 。导臂采用丝扣连接， 在导管外壁应逐节编号， 便于浇注过程中的长度计算。吊装前先试拼，导管进场后应先组拼好进行水密性试验，合格后方可使用。开始灌注时，导管底口离孔底0.3m0.5m。（2）声测管安装1）桩径大于等于 2 米或桩长大于 40 米或复杂地质条件下的基桩应采用声波透射法检测。2）声测管的埋设应符合下列规定：桩身直径 D0.8 时，应埋设不少于 2 根管；当 0.8 米 D 2.0 米时，应埋设不少于 3 根管；当 D2.0 米时，应埋设不少于 4 根管。声测管应采用金属管，内径不小于 40mm，壁厚不小于 3.0mm。每隔一个定位架钢筋应焊接一个声测管定位环，定

18、位环直径比声测管外径大 10mm。声测管对接采用套管连接。安装在各节钢筋笼内的声测管应一一对应配置，相邻节段对应接头应作好标识。声测管下端封闭、上端加盖，管内无异物，连接处应光滑过渡，不漏水。管口应高出桩顶100mm 以上，且各声测管管口高度宜一致。声测管以线路大里程方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向呈对称形状布置并进行编号。4.5 浇注水下混凝土干孔作业参照水下混凝土浇筑施工。 水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序， 施工质量将严重影响灌注桩的质量， 所以在施工中必须注意。4.5.1 灌注前首先检查漏斗、测试仪器、量具、隔水塞等各项器械的完好情况。4.5.2 采用商品砼，强度等级按图纸设计

19、要求，粗骨料最大粒径不得大于 25mm，坍落度 1822cm，扩散度为 34cm45cm。4.5.3 水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。4.5.4 导管埋深：要保持在2-6m，严禁导管提出砼面，设专职人员测量导管内外砼高差， 确保灌注连续并填写水下砼灌注记录。水下混凝土应连续浇筑， 不得中途停止。 水下混凝土浇筑面宜高出桩顶设计标高 1.0m 左右。4.5.5 在确认初存量备足后，即可开始灌注，借助砼重量排除导管内的泥浆，首次浇灌时，初灌量应将导管底端能一次埋入0.81.2m 并且导管内存留的混凝土高度，足以抵制钻孔内的泥浆侵入导管。4.5.6 在实际浇灌混凝

20、土过程中，经常检查导管埋置深度。要连续浇灌混凝土，不得中断，导管埋置深度最小不得小于2m，最大不得大于 8m，超过 8m 容易造成钢筋笼上浮，堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拨导管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深，确定拨管节数； 要勤检查，均匀拨管，保持埋深在 26m。4.5.7 混凝土浇筑应做混凝土强度试块，每根桩留设一组标养试块，试块应养护好， 达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护；混凝土施工完毕后，及时收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告。4.5.8 断桩的预防措施首先混凝土配比严格按照有关水下混凝土的规范要求配制， 并经常测试坍落度，防治导管堵塞；钢筋笼主筋要

21、焊平， 以免提升导管时，挂住钢筋笼；提拔导管时要经过测算，防止导管脱离混凝土面；浇筑混凝土前应使用经过检漏和耐压试验的导管；浇筑混凝土要连续浇筑，供应混凝土不得中断时间过长。混凝土灌注必须连续进行， 中间不得间断。 拆除后的导管放入架于中并及时清洗干净； 混凝土升到钢筋笼下端时， 为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：在孔口吊筋固定钢筋笼上端；灌注混凝土的时间尽量加快， 以防砼进入钢筋笼时其流动性减小；当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，并放慢灌注进度；孔内混凝土面进入钢筋笼l 2m 后，应适当提升导管， 减小导管埋置深度， 增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度；在灌注将近结束时，

22、 由于导管内混凝土柱高度减小， 压力差降低， 而导管外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，用泥浆泵抽出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。混凝土灌注过程中，应始终保持导管位置居中，提升导管时应有专人指挥掌握，不使钢筋骨架倾斜、位移，如发现骨架上升时，应立即停止提升导管，使导管降落，并轻轻摇动使之与骨架脱开；混凝土灌注到桩孔上部 6.0m 以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。 灌注至桩顶设计标高后必须多灌一倍桩径长度， 以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。1）开管的首批砼数量应满足导管埋入砼深度的要求；2）控制导管埋深。桩身混凝土灌注采用垂

23、直导管施工方法。 然后吊装混凝土灌注架。 混凝土灌注架用万能杆件和型钢组拼而成， 上设储料斗一个， 保证钻孔灌注桩拔球时首批混凝土足够的储备量， 灌注架另设卷扬机一台， 通过转向提升和拆卸导管。 安装钢筋笼后及时清孔， 满足规范要求后灌注水下混凝土。开始灌注时，拔球后，保证埋深不小于 1.0m。正常灌注时，保证导管埋入混凝土深度不小于 2m4m，并连续灌注完成。灌注过程中，要准确控制导管的埋深， 埋深测量可采用同步多测点的办法，避免产生测量错误。 埋深过小会使导管外混凝土上部的泥浆卷入混凝土形成夹泥； 过大则会使混凝土不易流出导管翻浆， 还可能形成桩周围的混凝土出现离析或形成空洞， 使桩的有效

24、直径减小， 还可能使混凝土面不均匀上升，形成死角区。在每次下料后，都应准确测定混凝土面上升高度，计算导管埋深，做好记录，从而确定导管拆卸的节数，防止导管拔出混凝土面形成断桩。桩头标高要求灌注桩顶应比设计高 0.5m1.0m，多余部分在承台施工前凿除。4.5.9 护筒拆除及桩头处理（ 1）护筒拆除应符合以下规定：护筒拆除宜在混凝土初凝后、终凝前进行。护筒埋置较深，不得拆除时，宜采用一次性护筒，必须拔除时应有防坍塌和保护成桩桩头的可靠措施。（ 2）桩头处理应符合下列要求：陆地埋置深度不大于 1.5m 的桩头，宜在混凝土初凝后，终凝前进行挖除处理，挖除深度应满足桩顶预留不少于 30cm 的混凝土，进

25、行了后续施工时凿除。采用后开挖截除桩头的方法时，可采用人工配合机械的方法，但距设计高程 30cm 以内，不得使用大型机械凿除，应用人工配合小型凿除设备，桩头应修理平整。在凿除过程中应修整齐预留钢筋，不得任意弯折钢筋或加热后修整。5 工程质量保证技术措施5.1 每次放线都要有详细的测量记录，并对各排标志桩进行校核，测设成果记录需经现场监理工程师签字认可；5.2 详细做好各项质量记录，随时接受现场监理、设计部门的检查。5.3 施工中质量检查与控制5.3.1 成孔工序包括孔位、孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度等。5.3.2 孔位质量检查与控制：施工场地经平整后，并按设计图纸进行桩位的精确测放，桩位误差（

26、D/6，且不大于 100mm），书面交监理验收，定位时护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm，在钻孔不受影响的位置设置轴线控制点，以便完工后确定孔位偏差。5.3.3 孔径质量检查与控制：根据钻机性能、地质情况，仔细考虑钻头形式和大小， 必须考虑到成孔直径不得小于设计要求，也不宜超过设计要求造成浪费，孔径检查可制作孔规进行检查，按检查结果，修正钻头直径。5.3.4 孔深质量检查与控制：采用测绳丈量与原始钻具记录相结合检查，必须保证设计深度，不得人为提前终孔。5.3.5 垂直度检查与控制：钻孔开孔前检查钻机移动轨道牢固稳定，轨道顶平面四角要求同一标高上，钻机天车、转盘，孔位在同垂直线上，方可开始

27、，钻进时对钻头牢靠，开钻时应轻锤密击。5.3.6 制作钢筋笼工序包括钢筋型号、直径、数量：主筋间距：螺旋筋间距；箍筋间距；钢筋搭接长度；钢筋焊接情况，钢筋笼直径，钢筋笼长度；吊筋长度。1）检查钢筋型号、直径、数量是否合乎设计要求，经查无误后，可下吊放钢笼，下放钢筋笼时检查钢筋的弯曲变形情况。2）钢笼技术指标：主筋间距：10mm；箍筋间距或螺旋箍螺距： 20mm，钢笼直径： 10mm；钢笼长度： 50mm；焊接采用单面搭接焊，焊缝厚度 h 大于或等于 0.3d ，宽度 b 大于或等于 0.7d ；焊接长度 L 大于或等于 10d。3）水下钢笼保护层采用预制砼块控制，设置方法：每隔 3-5M 设一道，每道用箍筋钢穿过直径 50mm的预制砼块焊在钢筋上，每道设置至少四块，沿