混凝土灌注桩施工实用手册

2.4.7.1 冲击钻成孔灌注桩

1.机具设备

主要设备为冲击钻孔机。

2.施工

施工工艺：场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土→成桩养护。

施工要点：

1）冲击钻成孔冲击钻头的重量，一般按其冲孔直径每100mm取100～140kg为宜，一般正常悬距可取0.5～0.8m；冲击行程一般为0.78～1.5m，冲击频率为40～48次/min为宜。

2）冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。

3）在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升降波动造成对护筒底口处的冲刷，同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。

4）成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁碗测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1.15～1.25之间。

5）清孔后应立即放入钢筋笼，并固定在孔口钢护筒上，使其在浇筑混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过4h，以防泥浆沉淀和坍孔。混凝土浇筑一般采用导管法在水中浇筑。

3.施工常见问题及防治（表2-65）

表2-65 冲击钻成孔灌注桩常见问题及防治

（续）

2.4.7.2 回转钻成孔灌注桩

1.机具设备

主要机具设备为回转钻机。钻架多用龙门式（高6～9m）；配套机具有钻杆、卷扬机、泥浆泵（或离心式水泵）、空气压缩机（6～9m³/h）、测量仪器以及混凝土配制、钢筋加工系统设备等。

2.施工

施工工艺：平整场地，铺枕木校正；钻机就位；成孔；清孔；浇筑混凝土。

施工要点：

1）在桩位埋设6～8mm厚钢板护筒，内径比孔口大100～200mm，埋深1～1.5m，同时挖好水源坑、排泥槽、泥浆池等。

2）成孔一般多用正循环工艺，但对于孔深大于30m端承桩宜用反循环工艺成孔。钻进时如土质情况良好，可采取清水钻进，自然造浆护壁，或加入红黏土或膨润土泥浆护壁，泥浆密度为1.3t/m³。

3）钻进程序，根据场地、桩距和进度情况，可采用单机跳打法、单机双打法、双机双打法等。

4）桩孔钻完，应用空气压缩机清孔，直至孔内沉渣厚度小于100mm。清孔后泥浆密度不大于1.2t/m³。

5）清孔后测量孔径，然后应用起重机吊放钢筋笼，进行隐蔽工程验收，合格后浇筑水下混凝土。水下混凝土的砂率宜为40%～45%；用中粗砂，粗骨料最大粒径<40mm；水泥用量不少于360kg/m³；坍落度宜为180～20mm；配合比通过试验确定。

6）水下浇筑混凝土常用导管法，混凝土强度等级不低于C20，坍落度为18～22cm。

7）开始浇筑水下混凝土时，管底至孔底的距离宜为300～500mm，并使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上，在以后的浇筑中，导管埋深宜为2～6m。

8）桩顶混凝土浇筑的最终标高应比设计标高高出0.5m，使在凿除泛浆层后，桩顶混凝土达到强度设计值。

3.施工常见问题及防治

回转钻（电钻）成孔灌注桩常见问题及防治见表2-66。

表2-66 回转钻（电钻）成孔灌注桩常见问题及防治

（续）

（续）

2.4.7.3 振动沉管灌注桩

1.材料

混凝土材料：混凝土强度等级不低于C15。水泥用强度等级32.5级或42.5级普通水泥；碎石或卵石粒径不大于40mm，含泥量小于3%；砂用中砂、粗砂，含泥量小于5%，混凝土坍落度为8～10cm。

2.机具设备

主要机具设备包括：振动锤、步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制桩靴等。桩管直径为220～370mm、长10～28m。配套机具设备有：下料斗、1t机动翻斗车、J1-400型混凝土搅拌机、钢筋加工机械、交流电焊机（32kVA）、氧割装置等。

3.施工

施工工艺：桩机就位；沉管；上料；拔出桩管。

施工要点：

1）沉管过程中，应经常探测管内有无水或泥浆，如发现水或泥浆较多，应拔出桩管，用砂回填桩孔后重新沉管；如发现地下水和泥浆进入套管，一般在沉入前先灌入1m高左右的混凝土或砂浆，封住活瓣桩尖缝隙，然后再继续沉入。

2）桩管沉到设计标高后，停止振动，用上料斗将混凝土灌入桩管内，混凝土一般应灌满桩管或略高于地面。

3）拔管时，边振边拔，桩管内的混凝土被振实而留在土中成桩，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min，桩管内的混凝土应至少保持2m高或不低于地面。

①用单打法施工时，每提升0.5m停拔，振5～10s后再拔管0.5m，再振5～10s，如此反复进行直至地面。

②用复打法施工是在同一桩孔内进行两次单打，或根据需要进行局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500mm。复打施工必须在第一次浇筑的混凝土初凝之前完成，前后两次沉管的轴线必须重合。

③用反插法施工时，每提升0.5～1.0m，再把桩管下沉0.3～0.5m（且不宜大于活瓣桩尖长度的2/3），在拔管过程中分段添加混凝土，使管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1.0～1.5m以上，如此反复进行直至地面。

4.施工常见问题及防治（表2-67）

表2-67 振动（锤击）沉管灌注桩施工常见问题及防治

（续）

2.4.7.4 锤击沉管灌注桩

1.机具设备及材料要求(www.xing528.com)

主要设备为一般锤击打桩机，由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成。桩锤有落锤、柴油锤、蒸汽锤等。桩管直径可达500mm，长为8～15m。配套机具有下料斗、1t机动翻斗车、混凝土搅拌机等。

混凝土材料要求：混凝土强度等级不低于C15；水泥用强度等级32.5级或42.5级普通水泥，要求无结块；粗骨料粒径不大于30mm，坍落度一般为5～7cm。

2.施工

施工工艺：就位；沉入套管；上料；开始浇筑混凝土；边锤击边拔管，并继续浇筑混凝土；下钢筋笼，并继续浇筑混凝土；成型。

施工要点：

1）桩机就位 就位后吊起桩管，对准预先埋好的预制钢筋混凝土桩尖，放置麻（草）绳垫于桩管与桩尖连接处，缓慢放入桩管，套入桩尖压入土中。

2）沉管 上端扣上桩帽先用低锤轻击，观察无偏移，才正常施打，直至符合设计要求深度，如沉管过程中桩尖损坏，应及时拔出桩管，用土或砂填实后另安桩尖重新沉管。

3）上料 检查套管内无泥浆或水，混凝土应灌满桩管。

4）拔管 拔管速度应均匀，对一般土可控制在不大于1m/min；始终保持使管内混凝土高度略高于地面。

5）放钢筋骨架 当混凝土灌至钢筋笼底标高时，放入钢筋骨架，继续浇筑混凝土及拔管，直到全管拔完为止。

3.施工常遇问题及预防处理措施（表2-67）

2.4.7.5 人工挖孔和挖孔扩底灌注桩

1.构造要求

挖孔桩直径（d）一般为800～2000mm，最大直径可达3500mm；桩埋置深度（桩长）一般在20m左右，最深可达40m。当要求增大承载力、底部扩底时，扩底直径一般为1.3～3.0d。最大可达4.5d，扩底直径大小按（d₁-d）/2∶h=1∶4，h₁≥（d₁-d）/4进行控制。

2.施工机具

电动葫芦或手动卷扬机，提土桶及三脚支架，挖孔工具，混凝土浇筑机具等。

3.施工

施工工艺：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重电动葫芦或卷扬机、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。当桩孔不设支护和不扩底时，则无此两道工序。

施工要点：

1）为防止坍孔和保证操作安全，直径1.2m以上桩孔多设混凝土支护，每节高0.9～1.0m，厚8～15cm，或加配适量直径6～9mm光圆钢筋，混凝土用C20或C25；直径1.2m以下桩孔，井口1/4砖或1/2砖护圈高1.2m。

2）护壁混凝土强度达1MPa即可拆模。

3）挖孔允许尺寸误差+5cm，扩底部分采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。

4）桩中心线控制是在第一节混凝土护壁上设十字控制点，每一节设横杆吊大线坠作中心线，用水平尺杆找圆周。

5）混凝土用粒径小于50mm石子，水泥用强度等级32.5级普通水泥或矿渣水泥，坍落度4～8cm，连续分层浇筑，每层厚不超过1.5m。

4.施工常见问题及防治（表2-68）

表2-68 挖孔及挖孔扩底桩施工常见问题及防治

（续）

2.4.7.6 混凝土灌注桩工程验收

（1）灌注桩在沉桩后的桩位偏差应符合表2-69规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。

表2-69 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差

注：1.桩径允许偏差的负值是指个别断面。

2.采用复打、反擂法施工的桩径允许偏差不受上表限制。

3.H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离，D为设计桩径。

（2）灌注桩的沉渣厚度：当以摩擦桩为主时，不得大于150mm；当以端承力为主时，不得大于50mm；套管成孔的灌注桩不得有沉渣。

（3）灌注桩每灌注50m³应有一组试块，小于50m³的桩应每根桩有一组试块。

（4）桩的静载荷载试验根数应不少于总桩数的1%，且不少于3根，当总桩数少于50根时，应不少于2根。

（5）桩身质量应进行检验，检验数不应少于总数的20%，且每个柱子承台下不得少于1根。

（6）对砂子、石子、钢材、水泥等原材料的质量，检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行有关标准的规定。

（7）施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼，灌注混凝土等全过程检查；人工挖孔桩尚应复验孔底持力层土（岩）性。嵌岩桩必须有桩端持力层的岩性报造。

（8）施工结束后，应检查混凝土强度，并应做桩体质量及承载力检验。

（9）混凝土灌注桩的质量检验标准见表2-70和表2-71。

表2-70 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准

表2-71 混凝土灌注桩质量检验标准

（10）桩基工程桩位验收应按下列规定进行：

1）当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，或桩基施工结束后，有可能对桩位进行检查时，桩基工程的验收应在施工结束后进行。

2）当桩顶设计标高低于施工场地标高时，可对护筒位置作中间验收，待承台或底板开挖到设计标高后，再作最终验收。

（11）桩基工程验收时应提交下列资料：

1）工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更及材料代用单等。

2）经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。

3）桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。

4）成桩质量检查报告。

5）单桩承载力检测报告。

6）基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图。