公路桥涵施工技术规范(四)

　　公路桥涵施工技术规范(四)

　　6 灌注桩基础

　　6.1 一般规定

　　6.1.1 本章适用于钻、挖孔灌注桩施工。

　　6.1.2 灌注桩施工应具备工程地质资料和水文地质资料，水、水泥、砂、石、钢

　　筋等原材料及制品的质量检验报告。

　　6.1.3 灌注桩施工时，应按有关规定制定安全生产、保护环境等措施。

　　6.1.4 灌注桩施工应有完善的施工记录。

　　6.2 钻孔灌注桩

　　6.2.1 施工平台与护筒

　　1 施工平台

　　1)场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛的技术要求应符合本规范第7 章

　　的有关规定。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定;高度应高于最高施

　　工水位0.5～1.0m。

　　2)场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，

　　也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。平台

　　的设计与施工可按本规范的有关规定执行。

　　(1)钢管桩施工平台施工质量要求：

　　①钢管桩倾斜率在1%以内;

　　②位置偏差在300mm 以内;

　　③平台必须平整，各联接处要牢固，钢管桩周围需要抛砂包，并定期测量钢

　　管桩周围河床面标高，冲刷是否超过允许程度;

　　④严禁船只碰撞，夜间开启平台首尾示警灯，设置救生圈以保证人身安全。

　　(2)双壁钢围堰平台，应符合本规范4.2.8 条的规定。

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　　2 护筒设置

　　1)护筒内径宜比桩径大200～400mm。

　　2)护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为

　　50mm，竖直线倾斜不大于1%，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。

　　3)旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分

　　层夯实。

　　4)水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜和两节护筒的连接质量均

　　需符合上述要求。沉人时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的方法。

　　5)护筒高度宜高出地面0.3m 或水面1.0～2.0m。当钻孔内有承压水时，应高

　　于稳定后的承压水位2.0m 以上。若承压水位不稳定或稳定后承压水位高出地下

　　水位很多，应先做试桩，鉴定在此类地区采用钻孔灌注桩基的可行性。当处于潮

　　水影响地区时，应高于最高施工水位1.5～2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措

　　施。

　　6)护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置

　　深度宜为2～4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。

　　有冲刷影响的河床，应沉人局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m。

　　7)护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。

　　6.2.2 泥浆的调制和使用技术要求

　　1 钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成，其

　　性能指标可参照表6.2.2 选用。

　　表6.2.2 泥浆性能指标选择

　　泥浆性能指标

　　钻孔

　　方法

　　地层

　　情况 相对密

　　度

　　粘度

　　(Pa°

　　s)

　　含砂

　　率

　　(%)

　　胶体

　　率

　　(%)

　　失水

　　率

　　(ml

　　/

　　30mi

　　n)

　　泥皮

　　厚

　　(mm/3

　　0min)

　　静切力

　　(Pa)

　　酸碱

　　度

　　(pH)

　　正循

　　环

　　一般地

　　层

　　易坍地

　　层

　　1.05～

　　1.20

　　1.20～

　　1.45

　　16～

　　22

　　19～

　　28

　　8～4

　　8～4

　　≥96

　　≥96

　　≤25

　　≤15

　　≤2

　　≤2

　　1.0～

　　2.25

　　3～5

　　8～

　　10

　　8～

　　10

　　反循

　　环

　　一般地

　　层

　　易坍地

　　层

　　卵石土

　　1.02～

　　1.06

　　1.06～

　　1.10

　　1.10～

　　1.15

　　16～

　　20

　　18～

　　28

　　20～

　　35

　　≤4

　　≤4

　　≤4

　　≥95

　　≥95

　　≥95

　　≤20

　　≤20

　　≤20

　　≤3

　　≤3

　　≤3

　　1～2.5

　　1～2.5

　　1～2.5

　　8～

　　10

　　8～

　　10

　　8～

　　10

　　推钻

　　冲抓

　　一般地

　　层

　　1.10～

　　1.20

　　18～

　　24 ≤4 ≥95 ≤ ≤3 1～2.5 8～11

　　冲击

　　易坍地

　　层

　　1.20～

　　1.40

　　22～

　　30 ≤4 ≥95 ≤ ≤3 3～5 8～11

　　注：①地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限;

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　　②地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限;

　　③在不易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可

　　用清水提高水头(≥2m)维护孔壁;

　　④若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时，

　　可掺用添加剂改善泥浆性能，各种添加剂掺量可按附录C?1 选取;

　　⑤泥浆的各种性能指标测定方法见附录C?2。

　　2 直径大于2.5m 的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根

　　据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，

　　覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP 泥浆，此泥

　　浆的特点是不分散、低固相、高粘度。

　　6.3 钻孔施工

　　6.3.1 一般要求

　　1 钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。

　　2 钻孔时，应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆。

　　3 钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则应

　　及时处理。

　　4 钻孔作业应分班连续进行，填写的钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情

　　况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随

　　时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记人记录表

　　中并与地质剖面图核对。

　　6.3.2 钻孔灌注桩钻进的注意事项

　　1 无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准确。开钻时均应慢速钻进，待

　　导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

　　2 采用正、反循环钻孔(含潜水钻)均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终

　　要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80

　　%。

　　3 用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直。钻孔

　　开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后

　　重新压人钻进。

　　4 在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要

　　求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。

　　5 变截面桩的施工

　　全断面一次成孔或再分级扩孔钻进，分级扩孔时变截面桩开始用大直径钻

　　头，钻到变截面处换小直径钻头钻进，达到设计高程后，再换钻头扩孔到设计直

　　径，依次作业2～3 次直到完成符合设计要求的变截面桩。钻孔时为保持孔壁稳

　　定，覆盖层进尺不能过快，宜采用减压吊钻钻进。

　　6.4 清 孔

　　6.4.1 清孔要求

　　1 钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合表6.8.3 的要

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　　求后方可清孔。

　　2 清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。

　　3 在吊人钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标

　　和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混

　　凝土。

　　6.4.2 清孔时应注意事项

　　1 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情

　　况选择使用。

　　2 不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍

　　孔。

　　3 无论采用何种方法清孔，清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试

　　验，试验结果应符合表6.8.3 的规定。灌注水下混凝土前，孔底沉淀土厚度应符

　　合表6.8.3 的规定。

　　4 不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。

　　6.5 灌注水下混凝土

　　6.5.1 钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求

　　1 钢筋骨架的制作应符合设计要求和本规范第10 章的有关规定。

　　2 长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，应确保不变形，接

　　头应错开。

　　3 应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m，横向圆周

　　不得少于4 处。骨架顶端应设置吊环。

　　4 骨架人孔一般用吊机，无吊机时，可采用钻机钻架、灌注塔架。起吊应按

　　骨架长度的编号入孔。

　　5 钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±10mm;箍筋间距±

　　20mm;骨架外径±l0mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架

　　中心平面位置20mm;骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程±50mm。

　　6 变截面桩钢筋骨架吊放按设计要求施工。

　　6.5.2 灌注水下混凝土时应配备的主要设备及备用设备

　　1 灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌

　　注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时

　　间，则应掺入缓凝剂。

　　2 水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅

　　拌运输车。采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏奖、不吸水，便于

　　装卸，混凝土不应离析。其途中运输与灌注混凝土温度有关时，可参照本规范第

　　11 章、第14 章有关规定执行。

　　3 水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200～350mm，视桩径大小而

　　定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试

　　验的水压不应小于孔内水深1.3 倍的压力，也不应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，P 可按式(6.5.2)计算：

　　c c w w P =γ h −γ H (6.5.2)

　　式中：P??导管可能受到的最大内压力(kPa);

　　γ c ??混凝土拌和物的重度(取24kN/m3);

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　　hc ??导管内混凝土柱最大高度(m)，以导管全长或预计的最大高度计;

　　γ w ??井孔内水或泥浆的重度(kN/m3);

　　Hw ??井孔内水或泥浆的深度(m)。

　　6.5.3 水下混凝土配制

　　1 可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿

　　渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级不

　　宜低于42.5。

　　2 粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。

　　集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8 和钢筋最小净距的1/4，同时

　　不应大于40mm。

　　3 细集料宜采用级配良好的中砂。

　　4 混凝土配合比的含砂率宜采用0.4～0.5，水灰比宜采用0.5?0.6。有试验

　　依据时含砂率和水灰比可酌情增大或减小

　　5 混凝土拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌

　　水现象。灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180-220mm。混凝土拌和

　　物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺用量可参照本规范第11 章

　　有关规定办理。

　　6 每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺有适宜数量的减水

　　缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg。

　　混凝土拌和物的配合比，可在保证水下混凝土顺利灌注的条件下，按照本规

　　范第11 章有关混凝土配合比设计方法计算确定。

　　7 对沿海地区(包括有盐碱腐蚀性地下水地区)应配制防腐蚀混凝土。

　　6.5.4 灌注水下混凝土的技术要求

　　1 首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度

　　(≥1.0m)和填充导管底部的需要，见图6.5.4，所需混凝土数

　　量可参考公式(6.5.4)计算：

　　( ) 1

　　2

　　1 2

　　2

　　4 4

　　V D H H d h

　　π π

　　≥ + + (6.5.4)

　　式中：V??灌注首批混凝土所需数量(m3);

　　D??桩孔直径(m);

　　H1??桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m;

　　H2??导管初次埋置深度(m);

　　d??导管内径(m);

　　h1??桩孔内混凝土达到埋置深度H2 时，导管

　　内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)，即

　　H1= Hw γ w /γ c ;

　　Hw 、γ w 、γ c ??意义同式(6.5.2)。

　　2 混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要

　　求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。

　　3 首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。

　　4 在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内

　　水头。

　　5 在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m。

　　6 在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。

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　　7 为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m 左右时，

　　应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m 以上时，提升导

　　管，使其底口高于骨架底部2m 以上，即可恢复正常灌注速度。

　　8 灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝

　　土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。

　　在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌人数量，以确定所测混凝土的灌注高

　　度是否正确。

　　9 变截面桩灌注混凝土的技术要求

　　对变截面桩，应从最小截面的桩孔底部开始灌注，其技术要求与等截面桩相

　　同。灌注至扩大截面处时，导管应提升至扩大截面下约2m，应稍加大混凝土灌

　　注速度和混凝土的坍落度;当混凝土面高于扩大截面处3m 后，应将导管提升至

　　扩大截面处上1m，继续灌注至桩顶。

　　10 使用全护筒灌注水下混凝土时，当混凝土面进入护筒后，护筒底部始终

　　应在混凝土面以下，随导管的提升，逐步上拔护筒，护筒内的混凝土灌注高度，

　　不仅要考虑导管及护筒将提升的高度，还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降

　　低，以保证导管的埋置深度和护筒底面低于混凝土面。要边灌注、边排水，保持

　　护筒内水位稳定，不至过高，造成反穿孔。

　　11 在灌注过程中，应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理，不得随

　　意排放，污染环境及河流。

　　6.5.5 灌注中发生故障时，应查明原因，合理确定处理方案，进行处理。

　　6.6 挖孔灌注桩

　　6.6.1 一般要求

　　1 适用范围挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风

　　化岩层。若孔内产生的空气污染物超过现行《环境空气质量标准》(CB3095)规定

　　的三级标准浓度限值时，必须采取通风措施，方可采用人工挖孔施工。

　　2 挖孔直径应按照设计规定。挖孔过程中，应经常检查桩孔尺寸、平面位置

　　和竖轴线倾斜情况，如有偏差应随时纠正。

　　6.6.2 挖孔时的技术要求

　　1 挖孔施工应根据地质和水文地质情况，因地制宜选择孔壁支护方案报批，

　　并应经过计算，确保施工安全并满足设计要求。

　　2 孔内遇到岩层须爆破时，应专门设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制

　　炸药用量并在炮眼附近加强支护。孔深大于5m 时，必须采用电雷管引爆。

　　孔内爆破后应先通风排烟15min 并经检查无有害气体后，施工人员方可下井

　　继续作业。

　　3 挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、

　　沉淀土。如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计要求，否则

　　应与监理、设计单位研究处理。

　　6.6.3 孔内无积水方可不采用水下灌注混凝土施工，不采用水下灌注混凝土时，

　　可按本规范第11 章、第15 章的规定施工。

　　6.7 承 台

　　6.7.1 无水或浅水施工承台的挖基工作可按本规范第4.2 节的规定办理，承台模

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　　板、钢筋、混凝土的施工可按本规范第9 章、第10 章、第11 章的规定办理。

　　6.7.2 用套箱法围堰施工水中桩基承台时，宜先填塞桩和预留孔之间的缝隙，然

　　后在套箱内灌注水下混凝土封底，待混凝土达到设计规定强度后抽干水，施工承

　　台。抽水时应限制抽水速度，以确保安全。

　　6.7.3 边桩外侧与承台边缘的净距不得小于设计规定的最小值。

　　6.7.4 承台的质量检验标准见表6.7.4。

　　表6.7.4 承台的质量检验标准

　　项 目 允许偏差(mm) 项目 允许偏差(mm)

　　混凝土强度(MPa) 符合设计要求 平面尺寸 ±30

　　轴线偏位 15 顶面高程 ±20

　　6.8 质量检验及质量标准

　　6.8.1 钻、挖孔在终孔和清孔后，应进行孔位、孔深检验。

　　6.8.2 孔径、孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定，当缺乏专用仪器时，可采用外

　　径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6 倍外径的钢

　　筋检孔器吊入钻孔内检测。

　　6.8.3 钻、挖孔成孔的质量标准见表6.8.3。

　　表6.8.3 钻、挖孔成孔质量标准

　　项 目 允 许 偏 差

　　孔的中心位置(mm) 群桩：100;单排桩：50

　　孔径(mm) 不小于设计桩径

　　倾斜度 钻孔：小于1%;挖孔：小于0.5%

　　孔深

　　摩擦桩：不小于设计规定

　　支承桩：比设计深度超深不小于50mm

　　沉淀厚度(mm)

　　摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径

　　≤1.5m 的桩，

　　≤300mm;对桩径>1.5m 或桩长>40m 或土质较差的

　　桩，≤500mm

　　支承桩：不大于设计规定

　　清孔后泥浆指标

　　相对密度：1.03～1.10;粘度：17～20

　　Pa?s;含砂率：<2%;胶体率：>98%

　　注：清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。

　　本项指标的测定，限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。

　　6.8.4 钻、挖孔灌注桩的混凝土质量检测

　　1 桩身混凝土抗压强度应符合设计规定;每桩试件组数为2～4 组，检验要

　　求按本规范第11 章的规定。

　　2 检测方法和数量应符合设计要求。

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　　一般选有代表性的桩用无破损法进行检测，重要工程或重要部位的桩宜逐根

　　进行检测，设计有规定时或对桩的质量有疑问时，应采用钻取芯样法对桩进行检

　　测，对柱桩并应钻到桩底0.5m 以下。

　　3 当检测后，桩身质量不符合要求时，应研究处理方案，报监理单位处理。

　　6.8.5 钻、挖孔灌注桩的承载力试验

　　钻、挖孔灌注桩的承载力试验，参照本规范附录B 进行。