第四节 桩基础工程
本工程拟采用钻孔灌注桩基础。 一、钻孔灌注桩施工工艺流程
图2.4-1 钻孔桩施工工艺流程图
二、钻孔灌注桩施工方法 1、测量放线
桩位位置放样、标高引测均通过自检（技术负责人）、现场监理、建设单位复核、验收合格后方可施工。
保证测量原始记录的完整、技术资料符合要求。
起拔护筒 凿除桩头、冠梁施工 砼生产 混凝土养护 砼运输 设隔水装置 泥浆回收 二次清孔 灌水下砼 吊装钢筋笼 钢筋笼就位 拼装导管检验导管 坍落度测试 测量钻孔深度斜度直径 土方外弃 施工准备 平整场地 护筒加工 桩位放样 沉埋护筒 钻机就位 钻进 清 孔 测量沉碴厚度 钻孔注泥浆 泥浆循环 废浆排弃 供水 循环池 沉淀池 泥浆回收 钢筋笼制作
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控制误差小于±5mm，桩位误差小于10mm，建筑物位置符合设计及业主要求。 2、成孔方法
根据钻孔桩施工经验及实际地质情况，本工程采用正循环施工工艺和冲击钻孔。
钻孔灌注桩施工期间，采取以下措施控制水压差，确保水头压力，防止坍孔：一是调整泥浆比重，二是调整孔内泥浆面高度。
3、钢护筒制作 1)钢护筒设计
钢护筒深度以进入原状土20cm控制，长度1.5m到2m，壁厚5mm，内径与桩径匹配，钢护筒顶标高应高出地面20cm。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。
2)钢护筒加工
钢护筒在钢结构加工场加工。钢护筒加工标准，垂直度偏差不超过1cm/2m。椭圆度不大于2cm，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝应连续以保证不漏水。其内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。
3)钢护筒安装要求
护筒随孔埋设至所要求的深度，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20mm，并应保持垂直，垂直度控制在1/200以内，抽拔护筒过程时，不能对灌注的砼有任何扰动，同时护壁护筒底部不应高于砼面，以防塌土，影响桩的质量。
4、泥浆
泥浆部分采用原土造浆，部分采用优质粘土加膨润土，采用正循环工艺。泥浆控制措施如下：
1）控制泥浆液面
由于存在砂层土体侧压力，为防止或减少砂层垮塌，施工时控制孔内液面标高以保证足够水头压力，维护下部砂层的安全。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1m以上，在受水位涨落影响时泥浆面应高出最高水位1.5m以上。
2）控制泥浆比重
泥浆比重过大钻机成孔阻力大，泥浆失水量大，钻孔时泥浆比重控制在1.05～1.15g/cm3之间。浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率<4%。
3）控制泥浆粘度
由于砂层不稳定，还应适当提高泥浆粘度，适当采用高分子化合物（聚丙烯酰胺）来提高粘度，以阻止不同地层的水化膨胀和松散垮塌，同时粘度不能过大，
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粘度过高，则会使泵压升高，排量显著减少，钻速下降，排粉困难，泥浆粘度控制一般地层16～22S，松散易坍地层19～28S。
4）泥浆循环系统
钻进时，细粒钻渣排入沉淀池内，沉淀后沉渣用3PNL泥浆泵抽吸排除。经沉淀池沉淀后的优质泥浆抽回循环池重新利用。
5）制备泥浆的性能指标
表2.4-1 泥浆性能指标表
项 次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目 比重 粘度 含砂率 胶体率 失水量 泥皮厚度 静切力 稳定性 PH值 <0.03g/cm2 7～9 性 能 指 标 1.1～1.15 18-22S <4% >95% <30ml/30min 1～3mm/30min 1min20-30mg/cm 10min50-100mg/cm 500ml量筒或稳定计 PH试纸 22检 验 方 法 泥浆比重计 500ml～700ml漏斗法 含砂仪 100ml量杯法 失水量仪 失水量仪 静切力测量仪 5、成孔 1)一般规定
①成孔直径必须达到设计桩径（根据设计要求，钻头直径等于设计直径），采用锥形钻，配钻头应有保径装置。其锥形夹角不得小于120度。钻头直径应根据施工工艺和设计桩径合理选定。成孔用钻头应经常检查核验尺寸。
②钻孔桩施工前必须试成孔。数量不得小于两个。以便核对地质资料，检验所选的设备、机具、施工工艺以及技术参数是否适宜。如孔径、垂直度、孔壁稳定和沉淀等检测指标不能满足设计要求时，应拟定补救技术措施，或重新选择施工工艺。待完成试成孔各项测试后，用优质粘土将孔洞回填密实。
③成孔开始前应充分做好准备工作，成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。施工过程应做好施工原始记录。成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大于24h。
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④成孔时钻机定位准确、水平、稳固，钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差应不大于20mm。钻机定位后，用钢丝绳将护筒上口挂带在钻架底盘上。成孔过程中钻机塔架头部滑轮组、回转器与钻头应始终保持在同一垂线上，保证钻头在吊紧的状态下钻进。
⑤护壁泥浆可采用原土造浆或人工造浆。
⑥注入孔口的泥浆性能指标，应根据不同的成孔工艺和地质情况合理选用。
表2.4-2 注入孔口泥浆性能技术指标
项次 1 2 泥浆密度 漏斗粘度 项目 正循环成孔 正循环成孔 技术指标 ≤1.15 18″～22″ ⑦成孔过程中排出孔口泥浆性能指标，其值不得大于下表的规定。
表2.4-3 排出孔口泥浆性能技术指标
项次 1 2 泥浆密度 漏斗粘度 项目 正循环成孔 正循环成孔 技术指标 ≤1.30 20″～26″ ⑧成孔过程中孔内泥浆液面应保持稳定。正循环成孔不应低于自然地面30cm。钻进过程若遇松软易塌土层应调整泥浆性能指标。泥浆循环中多余或废弃的泥浆应及时排出处理。
⑨成孔至设计深度后，会同工程有关各方对孔深等进行检查，确认符合要求后，方可进行下一道工序的施工，成孔、清孔、灌注混凝土采用多台设备施工时当钻机移位后下道工序设备未及时到位前，应采取措施保护好孔口，防止人员或杂物掉落孔内。
⑩采用多台钻机同时施工时，相邻两钻机不宜过近，以免互相干扰。在相邻混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔施工，其安全距离不宜小于4d或最少时间间隔不应少于36h。
2)成孔
①泥浆循环系统应由泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵等设施设备组成，并应设有排水、清洗、排废等设施。
②泥浆池的容积为钻孔容积的1.2～1.5倍。
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③泥浆循环槽应根据流向设1：200的坡度，槽的截面应能保证钻进过程中泥浆正常循环而不外溢。
④泥浆池宜设在地势较低处，且不应设在新回填的土层上。
⑤成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆池、沉淀池也应定期清理。 ⑥开机钻进时应先轻压、慢转并控制泵量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。
⑦正常钻进时，应合理控制钻进参数。操作时应掌握好起重滑轮组钢丝绳和水龙头带的松紧度，并注意减少晃动。
⑧钻速应严格控制，保证及时排渣。
⑨在易塌地层中钻进时，应适当加大泥浆比重。
⑩加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2-3分钟后再拧卸加接钻杆。 3)成孔质量标准
表2.4-4 钻孔村成孔质量标准表
项 目 钻孔中心位置 孔径 倾斜率 孔深 允许偏差 ≤30mm -0.05d，+0.10d ≤0.5% 不小于设计深度 检验方法 用JJy井径线 超声波测井仪 超声波测井仪 核定钻头和钻杆长度 4）清孔
钻孔完成，经测量检查达到设计标高并经监理工程师确认后，即可进行清孔，一次清孔利用钻孔的反循环系统的泥浆泵持续吸渣5～15分钟左右，使孔底钻渣清除干净，一次清孔结束后，迅速拆除。
钻杆、钻头，安放钢筋笼后下放导管，测量孔底沉渣和泥浆性能，如孔底沉渣和泥浆性能满足规范要求后即进行吊放钢筋笼，随后进行二次清孔。具体做法：利用混凝土导管做为清渣管，上接异径弯头，其下端与导管相连接。清渣时，导管下端距孔底（沉渣面）200～300mm。循环开始由人工缓慢以扫描状摆动导管，以便彻底清除沉淀物，桩底沉渣厚度≯100mm。待检测合格后，即可拆除异径接头进行灌注。
6、钢筋笼
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