目录
4 施工工艺 (1)
4.1施工步骤 (1)
4.2施工工序 (1)
5 施工方案 (2)
5.1 成孔方法 (2)
5.1.1施工准备 (2)
5.1.2钻进成孔 (3)
5.2 一次清孔 (3)
5.3 钢筋笼加工及吊放 (4)
5.3.1钢筋骨架制作 (4)
5.3.2钢筋骨架保护层的设置 (4)
5.3.3钢筋骨架的存放、运输与现场吊装 (5)
5.3.4检测管安装 (6)
5.4 二次清底 (6)
5.5 下设导管 (6)
5.6 灌注水下混凝土 (8)
5.6.1混凝土原材料 (8)
5.6.2混凝土配合比 (8)
5.6.3混凝土拌和与运输 (8)
5.6.4混凝土浇筑 (8)
5.7 桩基检查验收方法 (10)
5.7.1成孔质量检查 (10)
5.7.2桩身混凝土质量检查 (10)
5.7.3钢筋加工及安装 (11)
4 施工工艺
4.1施工步骤
施工顺序为：平整场地→钻机就位→埋设护筒→钻进成孔→清孔→钢筋笼吊放→清底→下设导管→灌注水下混凝土→试验检测。
4.2施工工序
桩基工程施工工艺流程见图4.2.1，旋挖钻施工方法见示意图4.2.2。
图4.2.1 桩基施工工序流程图
图4.2.2 桩基旋挖钻施工示意图
5 施工方案
5.1 成孔方法
5.1.1施工准备
在三通一平的基础上，桩基钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。
1.桩位测量放样
利用已经提供的坐标控制点和高程点，测设轴线和控制点，采用全站仪和水准仪测量定位，采用坐标法或极坐标法进行桩位放样，桩位误差小于10mm，高程误差小于10mm。本工程桩位放样，具体做法是用木桩及圆钉打入桩位。此法可提高整个现场桩位的精度，便于护筒埋设校核工作。
2.场地平整
本标段段桩基工程大部处于可耕地中，地表土质疏松，地形平坦开阔。先沿设计线路方向使用推土机清表，并碾压密实，然后在碾压密实的地表上布置钻机。钻机场地的宽度为20m(含一侧的施工临时道路、排污水沟)。
3.埋设护筒
护筒用5～8mm厚的钢板制作，其内径大于桩径至少200mm。为增加刚度防止变形，可在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒高度2～4m，护筒顶高出地面0.3m。
护筒埋设一般采用挖埋法，即用专用钻斗挖除或人工开挖所要埋护筒的土层后，将护筒放入其中。埋设准确、水平、垂直、稳固，护筒的四周回填粘土并夯实。钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线保持在同一直线。护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于50mm，钢护筒垂直度偏差不允许大于1%，保证钻机沿着桩位竖直方向顺利钻进。
护筒就位后与桩中心位的校准也是关键，可在护筒安设后，在护筒口上焊上一十字钢筋架，在十字架中心挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。
4.钻机就位
根据测量人员用全站仪放出的中心桩位，经复查确认无误后钻机就位。钻机就位前，对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。机械底座和顶端平稳,不得产生位移或沉陷。要求钻杆位置距离桩位中心偏差不大于5cm。
5.泥浆的制备及循环净化
桩基工程施工采用泥浆搅拌机制浆，在在桩基附近设置两座5×10×1.5m的75m3泥浆池，其中60m3作为泥浆池（储浆池）使用，另外15m3作为沉淀池使用，钻渣及时运出现场。
泥浆造浆材料选用优质膨润土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。
钻孔过程中经常测定泥浆技术指标，根据工程钻进需要，随时调整泥浆相对密度，保持各项指标符合要求。考虑本项目实际地质条件，采用的泥浆性能指标见下表：
表5.1.1 钻进过程中泥浆性能指标
旋挖钻机钻孔施工通过泥浆泵和输送管带将泥浆池内泥浆抽至桩孔内。
在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车将钻渣弃运至指定地点，禁止就地弃渣，污染周围环境。
5.1.2钻进成孔
1.钻孔前检查旋挖钻机钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的要及时更换。
2.成孔中，按事前确定的参数进行钻进，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。
3.钻进过程中保证泥浆面始终不低于护筒底部50cm以上，并严格控制钻进速度，避免进尺过快造成坍孔埋钻事故。钻斗的升降速度宜控制在0.75～0.80m/s；在粉砂层或亚砂土层中，升降速度更加缓慢。泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行注浆。
4.钻孔达到设计深度时，对孔深、孔径进行检查，经驻地监理工程师验收符合表6-1所示要求后，方可进行清孔。
5.2 一次清孔
1.钻孔完成后，检测桩基的各项指标，待孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，方可进行下一步施工工艺施工，否则需重新进行扫孔。清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求。
2.钻孔至设计高程经对孔深、孔径、孔形、孔位、竖直度进行检查经监理工程师确认合格后，即进行清孔。浇筑水下混凝土前沉渣厚度不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
3.清孔时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆保持孔内水位。
4.清孔需达到以下标准：
⑴桩孔深度符合设计要求。
⑵孔内沉淀厚度：孔底沉淀厚度≤20cm。
⑶清孔后泥浆指标：相对密度≤1.10，含砂率＜2%。
5.3 钢筋笼加工及吊放
5.3.1钢筋骨架制作
钢筋笼骨架在加工场内采用钢筋滚焊机分段加工制作成型，根据桩长及实际需要，分段长度约9m，配备平板车及25t汽车吊运输吊装。
桩长≥40米的桩基按设计位置安装固定声测管（检测管）（桩基下部无钢筋笼段，对应声测管的桩基主筋和箍筋都延长至桩底，以固定声测管），桩长小于40米的桩基钢筋笼延长一根桩基主筋至桩底作为通长接地钢筋。
1.桩基主钢筋接长采用焊接连接；
2.加强钢筋（加劲肋）钢筋接头采用双面焊，焊缝长度参照图纸设计要求；
3.CRB600H高延性冷轧带肋钢筋（螺旋式箍筋）不允许与主筋焊接；连接采用搭接，搭接长度50d以上，螺旋式箍筋两端（包括搭接处）有135度弯钩，并深入核心混凝土10d以上。
4.钢筋采用电弧焊焊接，宜采用双面焊，当双面焊不具备条件时方可采用单面焊；单面焊缝长度不小于10d，双面焊缝长度不小于5d（d为钢筋直径），焊缝长度不包括10mm的起弧和10mm 的落弧长度；焊缝宽度不小于主筋直径的0.8倍，焊缝厚度不小于主筋直径的0.3倍。
5.钢筋加工：①按规范要求钢筋接头位置错开，以保证接头长度区段内的钢筋接头数量不大于50%；钢筋接头避开钢筋弯曲处，距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍；在同一根钢筋上少设接头。②配置在“同一截面”（钢筋直径的35倍范围且不下于500mm）内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率在受弯构件的受拉区不得大于50％。“同一截面”同一根钢筋上不得超过一个接头。
钢筋笼场内制作具体要求须满足《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）的规定。
5.3.2钢筋骨架保护层的设置
沿钢筋笼长度每隔2m设置一组C30砂浆预制块定位，每组4个，匀设于加劲肋四周靠上20cm 位置。垫块为圆形，半径为8cm，穿心半径为1cm；垫块中心穿HPB300Φ10钢筋并与桩身钢筋焊接固定。垫块与钢筋笼密贴并连接牢固，厚度符合混凝土保护层厚度要求。
5.3.3钢筋骨架的存放、运输与现场吊装
1.钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免受潮或沾上泥土。每个钢筋笼制作好后要挂上编号标志牌，便于使用时按桩号装车运出。
2.钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等。
3.钢筋笼入孔采用吊车吊装钢筋笼起吊时，在顶部设置2个吊点（位置为顶部加强筋位置）用于垂直吊装，在每节钢筋笼中部设置1个吊点（加强筋位置）用于翻身起吊。在吊点位置多设1根Φ20加强筋。钢筋笼具体吊点见下图：
图5.3.1 钢筋笼起吊示意图
起吊前准备好各项工作，指挥25t吊机转移到起吊位置，工人在钢筋笼上安装钢丝绳和卡环，挂上25t汽车吊主吊钩及汽车吊副吊钩。
检查吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。
钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，检查钢筋笼是否平稳，后主吊慢慢起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副吊配合起钩。
钢筋笼吊起后，主钩慢慢起钩提升，吊机副吊配合，保持钢筋笼距地面距离，最终使钢筋笼垂直于地面。
吊放钢筋笼入孔时对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。
4.骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与设计桩中心位置对
正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在6h内浇注混凝土，防止塌孔。
5.3.4检测管安装
检测管（声测管）适用于桩长≥40m的桩基础检测；当桩径≤1.5m时，采用三根检测管，平面夹角为120o；当桩径＞1.5m时，采用四根检测管，平面夹角为90o。
检测管的布置及数量必须满足设计要求，用“U型”钢筋将检测管固定在钢筋笼上，规格为Ф57×3mm。检测管要求全封闭（下口封闭、上端加盖），下口采用D76×10mm钢板封底焊牢，管内无异物，水下混凝土施工时严禁漏浆进管内。检测管间连接采用套管丝扣连接，检测管管口高出成桩顶面不小于30cm，同一根桩检测管高度保持齐平。
5.4 二次清底
导管下放后沉渣和泥浆指标不符合要求，采用泥浆正循环清孔工艺进行二次清孔，泥浆泵泵送的泥浆经过胶管，与孔口的灌注导管连接，并把泥浆送到孔底；送到孔底的泥浆悬浮并携带孔底沉渣，再经过灌注导管与孔壁之间的环状空间返回地面，流入循环沟、沉淀池，然后进入泥浆池循环使用，直至沉渣厚度和泥浆指标符合要求。清孔结束后保持孔内水头高度，并在30分钟内灌注混凝土，若超过30分钟，灌注混凝土前重新测定孔底沉渣厚度。
沉渣厚度测量方法：清孔后用取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度。
根据按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011），不得用加深孔底深度的方法代替清孔。孔底沉渣：不得大于200mm；清孔后泥浆含砂率＜2%，比重≤1.10。终止清孔，立即灌注水下混凝土。
图5.4.1泥浆正循还二次清孔示意图
5.5 下设导管
1.桩基混凝土采用泥浆下直升导管法灌注施工，选用圆形螺旋快速接头导管，其上端接浇筑漏斗，并由吊车或钻机悬吊，以便灌注及起拔时导管可作上下垂直移动。本工程采用Ф25cm导管，导管内壁光滑、圆顺、内径一致，接口严密，壁厚4mm，每节长1～4m不等，配1～2节长1～
1.5m的短管；导管按自下而上顺序编号，单节导管作好标示尺度。
2.导管使用前要检查是否漏气、漏水和变形，接头连接是否牢固可靠，丈量导管组装后的实际长度，导管间连接要安放密封圈。导管拼接完成后首先要进行导管水密性压力试验，具体试验步骤如下：
①先检查每节导管有无明显孔洞，检查每节导管的密封圈情况。如缺少或破旧不能使用，要及时拆除更换或添加，并在导管丝扣中涂适当黄油。
②选择平整开阔的试验场地，使试验导管在地面上平整对接。对接时就各管按顺序编号。
③导管两端安装封闭装置，封闭装置采用既有试压套。在试压封闭两端安装进水孔。安装时使两孔位于管道的正上方，以使注水时空气从孔中溢出。
④安装水管向导管内注水，注水至管道另一端出水时停止，并保证导管内充水达70%以上，方可停止。
⑤将一端注水孔密封，另一端与高压水泵连接，并配备压力表，安排专人检查导管连接处封闭端安装情况，检查合格后启动高压水泵充压，进行水密试验的水压不小于孔内水深的1.3 倍的压力，也不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的1.3 倍，保持压力15min。
P = γc ?h c - γw ?H w
式中：P —导管使用时可能受到的最大内压力（Mpa）；
γc —混凝土拌和物的容重（取24KN/m3）；
h c —导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长计；
γw —孔内泥浆的容重（取11KN/m3）；
H w —孔内泥浆的总深度（m）。
⑥检查导管接头处溢水情况，对溢水处做好记录，试压将导管翻滚180o，再次加压，保持压力15min，检查情况做好记录。经过15min不漏水即为合格。
3.导管通过水密性压力试验后要依次下放试验桩孔内，并要记录好导管下设顺序、导管根数、每根导管的长度。
4.下设导管时防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。全部下入孔内后，放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起200～400mm ，开始浇注水下混凝土。混凝土灌注期间使用钻架或吊车吊放拆卸导管。
5.6 灌注水下混凝土
5.6.1混凝土原材料
1.水泥：水泥采用经过正规招标采购的4
2.5级普通硅酸盐水泥，水泥质量符合图纸设计及GB175-2007的相关规定。
2.骨料：料源使用经过正规招标采购的的砂石骨料。对含有活性成分的骨料进行专门试验论证，并经监理批准后方可使用。
细骨料采用级配良好的中粗砂，也可采用专门机组生产的人工砂，不得使用海砂。
粗骨料采用级配合理、粒形良好、质地坚固。吸水率低、孔隙率小的洁净碎石。
3.粉煤灰：采用C50以下用Ⅱ级粉煤灰，指标满足设计或有关规范要求。
4.外加剂：用于混凝土中的外加剂为聚羧酸高性能减水剂，其质量符合国家或行业的规定。根据混凝土配比的选择，通过试验确定外加剂的掺量，并经监理工程师审批后实施。
5.水：拌合站附近打一口深350m的水井，水质须经取样检测，达到拌和用水使用标准。5.
6.2混凝土配合比
施工前按施工图要求，通过室内试验成果进行混凝土配合比设计，并报送监理工程师审批；混凝土灌注前，施工配合比结合批准的混凝土标准配合比及施工环境由试验室试验确定。
混凝土配比遵循以下原则：混凝土的含砂率宜为40%～50%；坍落度为180～220mm，冬期施工混凝土时，可要求混凝土的坍落度比正常条件下小10～20mm；水泥用量不宜小于275kg/m3，掺入适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，水泥用量宜约为267kg/m3；粉煤灰掺量15%～20%；水灰比宜为0.4～0.55。
5.6.3混凝土拌和与运输
1.混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土搅拌运输车运至工地；
2.保证混凝土运送时间，运送时间不宜超过下表规定；
表5.6.1 混凝土运输时间表
3.混凝土运送至浇筑地点后坍落度控制在180～220mm内，坍落度在现场采用坍落度筒量测。
5.6.4混凝土浇筑
1.浇筑方法
本工程采用泥浆下直升导管法灌注水下混凝土；对于有桩系梁的桥梁桩基，桩基混凝土灌注顶标高控制在系梁底标高以上50cm；对于无桩系梁的桥梁桩基，灌注顶标高控制在桩基设计顶标
高以上50cm。
2.水下混凝土灌注
导管底部距离孔底保持约40cm，在开始浇筑前，准备足够数量的混凝土(考虑导管内容积及封埋导管至少1m深的方量)后方可进行灌注。首封混凝土的灌注量计算方法如下(举例：桩径
D=1.8m，设计桩长H=58m，系梁1.5m高)：
V=((π?D2)/4)?(H1+H2)+ π?d2?h/4
ρ1?g?h=ρ2?g?(H- H1- H2-1.5+0.5)
D：桩孔直径（m）；
H1：桩孔底至导管底端间距（一般为40cm）；
H2：初次埋置深度（m），取值1m；
d：导管直径（m），取值0.25m；
ρ1：C30混凝土密度，取2.385（1000Kg/m3）；
ρ2：孔内泥浆密度，取1.1（1000Kg/m3）；
h：平衡导管外水压力，导管内所需灌注混凝土高度；
经计算得：h=25.64m；
V=((π?1.82)/4)?(0.4+1)+ π?0.252?25.64/4=4.82m3
即对于直径1.8m桩长58m的桩基，首封混凝土至少备足4.82m3后方可开始连续灌注。
3.浇筑过程控制
灌注混凝土一旦开浇后，连续进行，不得中断。
浇筑过程中，导管埋入混凝土的深度不得小于2m，亦不宜大于6m，以便起拔并严禁将导管拔出混凝土面。
每隔15min测量一次桩孔内混凝土面深度(浇筑后期和浅孔缩短间隔时间至5～10min)，并及时填绘混凝土浇筑指示图及混凝土浇筑量随深度的理论曲线和实际变化曲线，指导导管的拆卸工作。当浇筑方量与混凝土顶面位置不相符时，及时分析原因，找出问题所在，及时处理。
灌注时采取措施防止钢筋骨架上浮。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，降低灌注速度；混凝土顶面上升到骨架底部4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上再恢复正常灌注速度。
浇注过程中，密切注意孔口情况，若发现钢筋笼上浮，稍作停浇，同时，在钢筋笼上面加压重物，在不超过规定的中断时间内继续浇注。
不符合质量要求的混凝土严禁灌入导管内，防止入管的混凝土将空气压入导管内，另外，孔口设置盖板，避免混凝土散落孔内。
混凝土面上升速度控制在2m/h以上，事故中断处理快速，不超过相应混凝土的初凝时间。
灌注时，混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到其它正在施工的桩孔中或沉淀池，以防
止泥浆溢出污染环境。
混凝土连续灌注，灌注的桩顶标高比设计桩顶标高高出0.5～1m，以保证桩头部分混凝土强度，多余部分在承台混凝土施工前凿除，桩头露出新鲜混凝土且无松散层。
施工中认真记录混凝土方量、混凝土顶标高、导管埋深等，分析情况，及时采取措施防止断桩。
5.7 桩基检查验收方法
5.7.1成孔质量检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。钻孔桩的成孔质量检查项目及检查方法见表5.7.1。
表5.7.1 钻孔桩检查项目
1.孔位检查
钢护筒埋设完，在桩开孔前采用全站仪定位检查。
2.孔径和孔形检查
孔径检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行的，根据桩径制做笼式检孔器入孔检测，笼式检孔器用HPB300Ф20箍筋及HRB400Φ20主筋制作，其外径等于钢筋笼直径加10cm，且不大于钻头直径，长度为4～6倍外径。孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径满足要求。
3.孔深和孔底沉渣检查
沉渣厚度测量方法：清孔后用取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度。
4.成孔竖直度检查
旋挖钻机当采用钻杆测斜法。
5.7.2桩身混凝土质量检查
每根桩在浇筑混凝土时，对搅拌的混凝土进行取样成型，到龄期后进行室内有关混凝土指标
试验。混凝土试件成型组数按设计规定的数量。
对成型后的桩身质量采用超声波无破损检测法检测和评价。桩长小于40m的采用小应变，桩长大于等于40m的采用检测管，检测方法符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG_TF50-2011)的规定。
5.7.3钢筋加工及安装
1.钢筋平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法符合表5.7.2的规定。
表5.7.2 钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
注：d为钢筋直径，单位：mm。
2.钢筋的加工应符合设计要求。钢筋加工允许偏差和检验方法应符合表5.7.3的要求；钢筋焊接接头的检查和允许偏差符合设计及规范要求。
表5.7.3 钢筋加工允许偏差和检验方法
3.进场的钢筋电弧焊焊条，必须经检验合格后方可使用。
4.电弧焊接完成后，必须敲除焊皮，检查焊缝质量，不合格的进行补焊；焊缝宽度不小于主筋直径的0.8倍。