CN108797569A - 一种钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，具体包括以下步骤：(1)测量放线；(2)放桩位线；(3)埋设护筒；(4)钻机就位；(5)正循环成孔；(6)第一次清孔；(7)钢筋笼的制作和安装：将钢筋笼分节制作，再进行吊放钢筋笼；将与灌注桩超灌控制仪电连接的传感器放置于在钢筋笼上设计的标高位置，同时将传感器随钢筋笼一起吊放到孔内；(8)导管安装及二次清孔；(9)水下混凝土施工：在二次清孔完成后30分钟内进行水下混凝土灌注，在混凝土灌注过程中，采用灌注桩超灌控制仪监控混凝土灌注的高度，(10)钻机移位；该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法简单、控制精确、安全可靠且可控，重复性高。

Description

一种钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法

技术领域

本发明涉及桩基施工技术领域，尤其涉及一种一种钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法。

背景技术

基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施；中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012对基坑支护的定义如下：为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。不同区域地质条件其特点也不相同。基坑支护工程又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科，是多种复杂因素交互影响的***工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。基坑支护工程正向大深度、大面积方向发展，有的长度和宽度均超过百余米，深度超过20余米。工程规模日益增大。岩土性质***，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，并且精确度较低，给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底***、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害，对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。工程实践证明，要做好基坑支护工程，必须包括整个开挖支护的全过程，它包括勘察、设计、施工和监测工作等整个系列，因而强调要精心做好每个环节的工作。由于基坑支护工程造价高，开工数量多，是各施工单位争夺的重点，又由于技术复杂，涉及范围广，变化因素多，事故频繁，是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点，同时也是降低工程造价，确保工程质量的重点。

《JGJ 94-2008建筑桩基技术规范》第6.3.30条规定：“应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级”，此条文并不是说明超灌高度是千变一律的，而是最理想值(既能确保设计桩顶处的强度等级又能减少混凝土浪费)，具体施工时与桩长、桩径、空桩、锚筋长度不同而明显不一样。第6.4.11条规定压灌桩的充盈系数宜为1.0-1.2。桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3-0.5m，第6.5.4条规定(沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩)成桩后的桩身混凝土顶面应高于桩顶设计标高500以内。《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)7.7.3条对水泥粉煤灰碎石桩复合地基的施工规定：施工桩顶标高高出设计桩顶标高不宜少于0.5m；当施工作业面高出桩顶标高较大时，宜增加混凝土灌注量，提高施工桩顶标高，防止缩径。《复合地基技术规范》(GB/T50783-2012)14.3.2条规定各种成桩工艺除应满足国家现行有关标准的规定外，尚应符合要求：桩顶超灌高度不应小于0.5m。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)则不加区分基桩的施工工艺，在桩基础的一般规定中，5.1.4条统一规定为：灌注桩的桩位偏差必须符合有关规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。

超灌的桩头增大了土方开发的难度和工作量，施工规程要求接近桩头的部位人工开挖，但由于当前人工费高而施工机械的使用费偏低，所以在实际施工中桩头附近也大量地使用机械开挖，在桩头附近使用大型机械开挖，会出现两类质量问题：一是机械碰坏桩头或导致浅部断桩；二是机械本身的重量压到桩侧的地基土，产生水平压力差，相当于在尚处于自由端且无竖向荷载的桩顶作用了一个水平力，导致桩身下部某一深度的部位发生断桩，同时这样将造成资源的浪费以及增加成本。

在建筑工程领域中，混凝土灌注桩技术凭借其施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，被越来越广泛地应用于各类建筑工程中。混凝土灌注桩技术最为突出的难点就是混凝土灌注桩的顶标高控制。为了准确地识别混凝土和浮浆的分界面，从而确定混凝土的实际高度，目前市面上出现了一种混凝土灌注桩灌注高度监测传感器，这种传感器能够检测混凝土泥浆中的水分含量，进而判断混凝土是否已达到设定标高、并在达到设定标高后及时报警，以提醒作业人员停止灌注混凝土。钻孔灌注桩混凝土超灌原因：

1、浮浆层形成原因分析按照施工规范，钻孔后要彻底清除孔底淤泥。但在实际施工过程中，很难将淤泥彻底清除。在进行封底施工时，首批混凝土冲出导管底口向孔底四周流动扩散，与孔内冲洗液掺合形成一定厚度的浮浆稀释层。由于用导管灌注的水下混凝土从下往上顶升，当导管有一定埋深时，后续灌入的混凝土在已灌入混凝土内部流动，首灌的混凝土始终处在最上层，最终在桩顶凝固成浮浆、泥渣等混杂层。浇灌混凝土时，若导管***混凝土之内过深，浇注速度又较快，容易在孔体深部沉积较多骨料，加上振捣过程混凝土的离析，也容易导致桩体上部强度较低。混杂层及其下的低劣混凝土层强度低，应予以凿除。

浮浆层处于桩顶时，只要保持一定的超灌量，亦即保证设计标高位置的桩体强度，则能保证桩身质量。如果浮浆层处于桩底或桩身中间，则形成夹泥或断桩，桩身质量就无法达到要求。因此，混凝土灌注工艺显得异常重要。

2、出露桩头分析

1)受地层条件、施工机具、成孔工艺和冲洗介质等因素限制，排渣不彻底，清孔效果差，孔底沉淤多。在这种条件下，采用正确的水下灌注混凝土工艺，设计超灌量不小于50厘米，则既能满足桩身设计要求，又易于凿除超灌部分。

2)成孔工艺合理，清孔彻底，孔底几乎没有沉渣或沉渣很少，同时严格按操作规程灌注混凝土，所形成的桩头浮浆层很薄，一般为10～20厘米，超灌的桩段大部分混凝土强度达到设计要求。

3)清孔不彻底，桩底淤泥较多，又未能严格按照水下灌注混凝土工艺规程操作，这种情况下桩头浮浆层不厚，但却有桩底沉渣多、桩身夹泥甚至断桩的隐患，而且超灌部分也不易凿除。此外，灌注过程中对混凝土上升面测量不准，也会导致桩头高低不等，有的桩超灌2米左右，有的桩却达不到桩高。

因此，现在有必要开发一种能够安全可靠，施工方便，且能有效控制浇灌避免超灌的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够安全可靠，施工方便，且能有效控制浇灌避免超灌的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，具体包括以下步骤：

(1)测量放线：按施工设计图现场确定施工范围，每个桩位应按设计要求，用经纬仪、钢卷尺测量定位放样；

(2)放桩位线：从轴线引出桩位线，允许偏差为1cm；桩位中心控制点处用油漆做出标志；桩位中心线及标志要进行多次检查，看不清时及时补上；桩位中心线放好后，须进行自检，再进行复核；

(3)埋设护筒：桩位确定后，再以护筒直径开挖；护筒直径应比设计桩径大10cm；埋设护筒时，其中心线与桩位中心线偏差不得大于20mm；护筒与周围垂直，且开挖埋设的护筒周围用粘土回填夯实；

(4)钻机就位：钻机就位后，底座必须用水平尺检验水平度，使钻机达到平整、稳固，以确保成桩钻进过程中不发生倾斜和偏移；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm；

(5)正循环成孔：采用钻机进行钻孔，且采用泥浆护壁正循环成孔工艺，泥浆采用水泥土造浆，钻孔深度应大于设计孔深且超深不得大于300mm；

(6)第一次清孔：当钻孔至设计标高后，应停止钻进，并立即采用换浆法进行一次清孔；

(7)钢筋笼的制作和安装：

S71：先将主筋校直、除锈，下料长度要准确，将钢筋笼分节制作，分节吊放，吊拼焊接而成；

S72：第一次清孔后，将钻具提出孔外，测量其深度、直径及垂直度，并做好记录，再进行吊放钢筋笼；将与灌注桩超灌控制仪电连接的传感器放置于在钢筋笼上设计的标高位置，同时将传感器随钢筋笼一起吊放到孔内；

(8)导管安装及二次清孔：

S81：首先检查导管的密封性能，既检查导管有无漏水情况，也检查导管连接密封圈的完好情况；

S82：当钢筋笼安放完毕后，则安放导管，吊放导管时，应将其位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁；

S83：导管安放完毕后，导管底口距离孔底10～60cm，并进行第二次清孔，连接泵进行泥浆循环清孔，并进行泥浆指标的调整；

(9)水下混凝土施工：

S91：在二次清孔完成后30分钟内进行水下混凝土灌注，采用法兰盘连接导管浇筑水下混凝土，混凝土灌注过程应连续进行直至灌注完毕，导管必须始终埋入在混凝土中，导管埋入混凝土面的深度控制在2～7m，当灌注的混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应保持在3m，灌注速度应放慢；当混凝土面进入钢筋笼底端1～2m后，须平稳提升导管，避免出料冲击过大和钩带钢筋笼；

S92：在混凝土灌注过程中，采用灌注桩超灌控制仪监控混凝土灌注的高度，当浮浆面达到标高位置，灌注桩超灌控制仪则用黄灯预警，从而放缓浇灌速度；当混凝土到达标高位置时，灌注桩超灌控制仪则用绿灯提示，然后停止浇灌；将传感器从孔桩中拔出，并冲洗干净；

S93：灌注完毕后，即切断钢筋笼吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残渣，回填孔口，且将灌注完成后剩余的泥浆排入废浆池运走；

(10)钻机移位：对成桩后的桩体进行自然养护，并转移钻机至下一个待施工地。

采用上述技术方案，通过超灌仪控制标高，自动化智能化，且控制精确度高；该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法简单，安全可靠且可控，重复性高，适合广泛推广。钻孔灌注桩超灌总共有以下几个原因：1)是因为地质因素导致塌孔；2)是泥浆比重的大小控制不够严格；3)钻孔时间过长，会导致孔径变大；4)下放钢筋笼时，钢筋笼不规格，也会导致扩孔；从而导致超灌；通过采用灌注桩超灌控制仪控制灌注的高度，从而实现不超灌，这样节省了成本，平均每千根桩可节约40～80万元(含混领土浪费费用、敲桩截桩费用、废料处理费用，以常规建筑、桩深8～12米，桩径600～1000mm，平均超灌2m，混凝土250～300元/立方为例计算)；同时精确的控制了浇灌的高度，避免后续的处理工艺以及项延期造成的处罚成本的管理价值，该控制方法中的传感器采用非预埋式，不会对成桩过程和质量造成影响。

本发明进一步改进在于，所述步骤(1)中的测量放线具体做法为：根据控制轴线，利用经纬仪、钢卷尺进行桩位定位放样，并进行复核、签证；施工前，用水准仪对施工现场标高进行测量，并计算出平均值，作为硬地坪标高。

本发明进一步改进在于，所述步骤(3)中当护筒埋设好后，对护筒附近硬地坪进行标高测量，以此控制成孔深度。

本发明进一步改进在于，所述步骤(5)正循环成孔中采用GPS-10型工程钻机进行工程桩施工；设计桩径为Φ700，施工时选用的钻头直径应不小于设计桩径；根据地质图层的特点，合理控制钻进参数；钻机使用Ⅰ档为70转/分，适当增加钻压，减慢钻进速度，泥浆密度控制在1.3，粘度控制在18～22秒；钻进过程中应切实计算好钻杆和钻具长度，以便丈量杆上余尺，正确计算孔深；加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2～3分钟后再拧卸钻具；钻进工程中，钻具为一根钻杆钻完，在加接钻杆前串动2～5下，既达到将孔内粘泥块打碎又拉直孔身，而且不至于造成钻杆脱扣和加快连接处的磨损；成孔垂直度偏差按不超过1/200控制。

本发明进一步改进在于，所述步骤(5)正循环成孔在施工过程中，应严格按照水泥土性能进行泥浆护壁，必要时可用人造浆；人造浆的配比为：水100％，陶土粉8％，纯碱0.4～0.5％，浆糊粉0.03～0.05％；在砂土中排渣泥浆的比重控制在1.30；泥浆的粘度控制在18～22秒，含砂率小于等于8％。合理地配制泥浆是成孔成败的关键，在施工过程中，应严格按照水泥土性能进行泥浆护壁，必要时可用人造浆。

本发明进一步改进在于，所述步骤(5)正循环成孔还包括在成孔过程中，排出的泥浆应先进入泥浆沉淀池，降低泥浆的含砂量及比重，然后再进入循环池利用；同时需对沉淀池、循环池进行清理，清除沉砂、积淤，对不符合要求的泥浆应及时排放到废浆池外运，确保泥浆质量。

本发明进一步改进在于，所述步骤(6)第一次清孔的具体方法为：在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底100～200mm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断进行，并时常串动钻具，以提高第一次清孔效果；第一次清孔的时间应根据钻具回落试验孔底沉淤厚度和返浆比来决定；清孔输入泥浆比重应小于1.20，返浆比重应小于1.30，手触泥浆无颗粒感觉，且沉渣厚度小于300mm，满足以上各条件，一次清孔即可结束。

本发明进一步改进在于，所述步骤S71中钢筋笼采用环形模制作，钢筋笼主筋混凝土保护层的允许偏差为±20mm，保护层每6m设一道，每道4块，箍筋间距均匀，50％与主筋点焊焊接；钢筋笼长度采取分块进行，一个分块长度为9m；钢筋笼孔口焊接采用单面焊，焊接长度大于10d；所述步骤S72中钢筋笼安装时利用钻架进行吊放钢筋笼或利用吊车配合吊放钢筋笼；钢筋笼吊放时，应确保桩孔和钢筋笼的同心度，钢筋笼吊放入孔保持垂直状态；在吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。步骤(7)中钢筋笼的加工场地应选择在运输、制作等比较方便的场所；钢筋的种类、型号及尺寸规格应符合设计要求；钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别堆放；根据设计图配筋绘制钢筋下料图，尽量做到经济节约，少下废料；钢筋笼长与配筋规格应符合设计图纸的要求；该施工方法省时省力，省泥浆外运，环保节能。

本发明进一步改进在于，所述步骤S81采用直径Φ208mm导管，灌注应准确测量导管总长度；所述步骤S83中导管安装完成后，导管底口距孔底控制在50cm，以保证初灌后埋入砼面0.8～1.30m；所述步骤S83中二次清孔时采用3PNL泵进行泥浆循环清孔，二次清孔后的泥浆比重控制在1.15，沉渣厚度应小于要求的100mm，清孔时间控制在20～30min。

本发明进一步改进在于，所述步骤S91中采用商品混凝土，混凝土坍落度控制在16～20cm之间，粗骨料采用5～25mm直径的碎石；混凝土初凝时间控制在6～8小时，每根桩的混凝土灌注须做好二次坍落度试验及一组混凝土试压块；混凝土灌注过程中导管埋入混凝土面的深度控制在5～7m，导管应勤提勤拆，一次提管长度小于5m，应多次测定混凝土面的高度，以便确定提管长度，严禁将导管提出混凝土面；混凝土灌注高度应高出桩身长度的5％，且高出设计桩顶标高至少1倍桩径；混凝土灌注充盈系数控制在1.0～1.2之间；所述步骤S92中在使用传感器之前需要对传感器进行标定，将传感器***混凝土中，按下标定按钮，当绿灯亮起时，即混凝土标定成功。通过标定可以校准传感器，成功避免传感器在灌注过程监控失败，也可以对不同的混凝土进行确认标定，使得传感器在不同成分的混凝土中也可以使用；从根本上降低了因人工操作所导致的标定误差，确保了标定结果的准确性。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：采用灌注桩超灌控制仪控制钻孔桩桩头灌注的高度，本发明整体化、自动化程度高，从而实现不超灌，这样节省了成本，同时精确的控制了浇灌的高度，避免后续的处理工艺以及项延期造成的处罚成本的管理价值，该控制方法中的传感器采用非预埋式，不会对成桩过程和质量造成影响。其中1)经济价值：以常规建筑、桩深8-12米,平均超灌2m,混凝土350-450元/立方为例，平均每千根桩可节约60-110万元(含混凝土浪费费用、敲桩截桩费用、废料处理费用)；通过灌注桩超灌控制仪的反复多次校准，同一土质环境下，对混凝土叫料进行纠偏；浇灌高度的精确，也可以避免与土方单位的后期扯皮，避免项目延期造成的处罚成本；2)管理价值：革新工艺工法，由传统施工向智能施工迈进；工地现场施工效率的全面提升；管理层实时全局了解施工进度、提高了管理效率；在某些大型项目的招投标中，也提高了中标的可能性；3)社会价值：有效避免废料处理对环境产生的影响，节能环保；对建筑工程领域现场智慧化推进产生深远影响。

附图说明

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1是本发明钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，具体包括以下步骤：

(1)测量放线：按施工设计图现场确定施工范围，每个桩位应按设计要求，用经纬仪、钢卷尺测量定位放样；

(2)放桩位线：从轴线引出桩位线，允许偏差为1cm；桩位中心控制点处用油漆做出标志；桩位中心线及标志要进行多次检查，看不清时及时补上；桩位中心线放好后，须进行自检，再进行复核；

(3)埋设护筒：桩位确定后，再以护筒直径开挖；护筒直径应比设计桩径大10cm；埋设护筒时，其中心线与桩位中心线偏差不得大于20mm；护筒与周围垂直，且开挖埋设的护筒周围用粘土回填夯实；

(4)钻机就位：钻机就位后，底座必须用水平尺检验水平度，使钻机达到平整、稳固，以确保成桩钻进过程中不发生倾斜和偏移；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm；

(5)正循环成孔：采用钻机进行钻孔，且采用泥浆护壁正循环成孔工艺，泥浆采用水泥土造浆，钻孔深度应大于设计孔深且超深不得大于300mm；

(6)第一次清孔：当钻孔至设计标高后，应停止钻进，并立即采用换浆法进行一次清孔；

(7)钢筋笼的制作和安装：

S71：先将主筋校直、除锈，下料长度要准确，将钢筋笼分节制作，分节吊放，吊拼焊接而成；

S72：第一次清孔后，将钻具提出孔外，测量其深度、直径及垂直度，并做好记录，再进行吊放钢筋笼；将与灌注桩超灌控制仪电连接的传感器放置于在钢筋笼上设计的标高位置，同时将传感器随钢筋笼一起吊放到孔内；

(8)导管安装及二次清孔：

S81：首先检查导管的密封性能，既检查导管有无漏水情况，也检查导管连接密封圈的完好情况；

S82：当钢筋笼安放完毕后，则安放导管，吊放导管时，应将其位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁；

S83：导管安放完毕后，导管底口距离孔底10～60cm，并进行第二次清孔，连接泵进行泥浆循环清孔，并进行泥浆指标的调整；

(9)水下混凝土施工：

S91：在二次清孔完成后30分钟内进行水下混凝土灌注，采用法兰盘连接导管浇筑水下混凝土，混凝土灌注过程应连续进行直至灌注完毕，导管必须始终埋入在混凝土中，导管埋入混凝土面的深度控制在2～7m，当灌注的混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应保持在3m，灌注速度应放慢；当混凝土面进入钢筋笼底端1～2m后，须平稳提升导管，避免出料冲击过大和钩带钢筋笼；

S92：在混凝土灌注过程中，采用灌注桩超灌控制仪监控混凝土灌注的高度，当浮浆面达到标高位置，灌注桩超灌控制仪则用黄灯预警，从而放缓浇灌速度；当混凝土到达标高位置时，灌注桩超灌控制仪则用绿灯提示，然后停止浇灌；将传感器从孔桩中拔出，并冲洗干净；

S93：灌注完毕后，即切断钢筋笼吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残渣，回填孔口，且将灌注完成后剩余的泥浆排入废浆池运走；

(10)钻机移位：对成桩后的桩体进行自然养护，并转移钻机至下一个待施工地。

所述步骤(1)中的测量放线具体做法为：根据控制轴线，利用经纬仪、钢卷尺进行桩位定位放样，并进行复核、签证；施工前，用水准仪对施工现场标高进行测量，并计算出平均值，作为硬地坪标高。

所述步骤(3)中当护筒埋设好后，对护筒附近硬地坪进行标高测量，以此控制成孔深度。

所述步骤(5)正循环成孔中采用GPS-10型工程钻机进行工程桩施工；设计桩径为Φ700，施工时选用的钻头直径应不小于设计桩径；根据地质图层的特点，合理控制钻进参数；钻机使用Ⅰ档为70转/分，适当增加钻压，减慢钻进速度，泥浆密度控制在1.3，粘度控制在18～22秒；钻进过程中应切实计算好钻杆和钻具长度，以便丈量杆上余尺，正确计算孔深；加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2～3分钟后再拧卸钻具；钻进工程中，钻具为一根钻杆钻完，在加接钻杆前串动2～5下，既达到将孔内粘泥块打碎又拉直孔身，而且不至于造成钻杆脱扣和加快连接处的磨损；成孔垂直度偏差按不超过1/200控制。

所述步骤(5)正循环成孔在施工过程中，应严格按照水泥土性能进行泥浆护壁，必要时可用人造浆；人造浆的配比为：水100％，陶土粉8％，纯碱0.4～0.5％，浆糊粉0.03～0.05％；在砂土中排渣泥浆的比重控制在1.30；泥浆的粘度控制在18～22秒，含砂率小于等于8％。合理地配制泥浆是成孔成败的关键，在施工过程中，应严格按照水泥土性能进行泥浆护壁，必要时可用人造浆。

所述步骤(5)正循环成孔还包括在成孔过程中，排出的泥浆应先进入泥浆沉淀池，降低泥浆的含砂量及比重，然后再进入循环池利用；同时需对沉淀池、循环池进行清理，清除沉砂、积淤，对不符合要求的泥浆应及时排放到废浆池外运，确保泥浆质量；钻机成孔时：1)钻机就位时精心校准，确保钻头中心和桩孔中心的误差不大于20mm；2)用垂球双方向控制钻杆垂直度，用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度；3)钻机移位时，应保护好施工场地的桩位控制桩和水准桩；4)钻进至设计孔深时，应原地空转5秒后方可停钻。

所述步骤(6)第一次清孔的具体方法为：在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底100～200mm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断进行，并时常串动钻具，以提高第一次清孔效果；第一次清孔的时间应根据钻具回落试验孔底沉淤厚度和返浆比来决定；清孔输入泥浆比重应小于1.20，返浆比重应小于1.30，手触泥浆无颗粒感觉，且沉渣厚度小于300mm，满足以上各条件，一次清孔即可结束。

所述步骤S71中钢筋笼采用环形模制作，钢筋笼主筋混凝土保护层的允许偏差为±20mm，保护层每6m设一道，每道4块，箍筋间距均匀，50％与主筋点焊焊接；钢筋笼长度采取分块进行，一个分块长度为9m；钢筋笼孔口焊接采用单面焊，焊接长度大于10d；所述步骤S72中钢筋笼安装时利用钻架进行吊放钢筋笼或利用吊车配合吊放钢筋笼；钢筋笼吊放时，应确保桩孔和钢筋笼的同心度，钢筋笼吊放入孔保持垂直状态；在吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。步骤(7)中钢筋笼的加工场地应选择在运输、制作等比较方便的场所；钢筋的种类、型号及尺寸规格应符合设计要求；钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别堆放；根据设计图配筋绘制钢筋下料图，尽量做到经济节约，少下废料；钢筋笼长与配筋规格应符合设计图纸的要求；该施工方法省时省力，省泥浆外运，环保节能；

其中S71钢筋笼制作

钢筋笼分节制作，一般分节长度为9m，分节吊放，吊拼焊接而成；其中主筋须50％(并大于560mm)错开搭接；

表1钢筋笼的焊接要求

序号	项目	允许范围	备注
				1	长度	10d	单面焊
2	宽度	0.7d
				3	高度	0.3d

d表示主筋直径；

钢筋笼制作前，应将主筋校直、除锈，下料长度要准确。

表2钢筋笼制作允许偏差

序号	项目	允许偏差(mm)	备注
				1	钢筋笼直径	±10	主筋外径
2	钢筋笼长度	±100
				3	主筋间距	±10	主筋中心直线距
4	箍筋间距	±20
				5	保护层	±20	主筋外径起算

成型钢筋笼应平卧堆放，且不得超过二层；现场使用钢筋必须具有质量保证书，并经现场抽样、检验合格后方可使用，钢筋以每60吨抽检一组。

S72钢筋笼的安装：

清孔后，将钻具提出孔外，测量其深度、直径及垂直度，并做好记录，吊放钢筋笼时，可利用钻架进行及时吊放钢筋笼；为保证钢筋笼的安放深度符合设计标高，安放前由施工员测定具体标高尺寸，确定吊筋长度，以保证偏差在±100mm以内，钢筋笼吊放入孔时，不得碰撞孔壁；为防止灌注混凝土时钢筋笼移位及上浮现象发生，钢筋笼下到设计位置后必须固定好，以确保钢筋笼保护层偏差为±20mm，笼顶、底标高偏差在±50mm之间；钢筋笼吊放时，应确保桩孔和钢筋笼的同心度，也可利用吊车配合吊放钢筋笼。

钢筋笼孔口焊接应符合如下规定：

①节笼上端露出操作平台高度宜在1m左右。

②主筋焊接部位的污垢应予以清除。

③上下节笼各主筋位置应对正，且上下笼均处于垂直状态时方可施焊，焊接时宜两边对称施焊，并敲去焊渣。

④焊接完毕后，应补足焊接部位的箍筋。

⑤按规定经中间验收合格后，方可继续下笼，并进行下一节的安装。

所述步骤S81采用直径Φ208mm导管，灌注应准确测量导管总长度；所述步骤S83中导管安装完成后，导管底口距孔底控制在50cm，以保证初灌后埋入砼面0.8～1.30m；所述步骤S83中二次清孔时采用3PNL泵进行泥浆循环清孔，二次清孔后的泥浆比重控制在1.15，沉渣厚度应小于要求的100mm，清孔时间控制在20～30min。

所述步骤S91中采用商品混凝土，混凝土坍落度控制在16～20cm之间，粗骨料采用5～25mm直径的碎石；混凝土初凝时间控制在6～8小时，每根桩的混凝土灌注须做好二次坍落度试验及一组混凝土试压块；混凝土灌注过程中导管埋入混凝土面的深度控制在5～7m，导管应勤提勤拆，一次提管长度小于5m，应多次测定混凝土面的高度，以便确定提管长度，严禁将导管提出混凝土面；混凝土灌注高度应高出桩身长度的5％，且高出设计桩顶标高至少1倍桩径；混凝土灌注充盈系数控制在1.0～1.2之间；所述步骤S92中在使用传感器之前需要对传感器进行标定，将传感器***混凝土中，按下标定按钮，当绿灯亮起时，即混凝土标定成功。通过标定可以校准传感器，成功避免传感器在灌注过程监控失败，也可以对不同的混凝土进行确认标定，使得传感器在不同成分的混凝土中也可以使用；从根本上降低了因人工操作所导致的标定误差，确保了标定结果的准确性。要经常注意检查导管吊绳及井口台板的完好情况，发现问题及时更换，同时经常检查钢筋笼的固定情况，防止跑笼；安排专人做好混凝土试块的取样、制作、编号、拆模、养护、记录和送检工作，试块数量一根桩不少于一组，每组三块。

该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法中保证施工质量措施：

1)确保成孔质量措施：

钻头外径不小于设计桩径，并经常核验，发现钻头直径不能满足设计要求时，应立即补足；护筒埋设位置须正确、垂直，埋设深度一般需超过杂土层厚度，且护筒底口埋进原土深度不小于20cm，护筒周边用粘土回填夯实；

预防孔斜措施：

(a)钻机定位要准确、水平、稳固，定位后要垫实，以保证钻机平衡运行，成孔过程中，钻机塔架头部滑轮组边缘、转盘中心、桩孔中心应始终保持在同一铅垂线上。如发现异常情况，立即调整，确保桩孔倾斜率小于1/200；

(b)开机钻进时，应先轻压慢转并控制泵量，待进入正常工作状态后再逐渐加大转速和钻压；第一、第二根钻杆钻进时不能加压，应争取低参数钻进，钻进不同地层时应及时调整钻压、转速和泵量。在软土层、淤泥质易坍塌地层中钻进时，还应适当加大泥浆比重，以防止塌孔；

(c)操作人员、机长、施工员须加强钻进过程的监测，发现有异常现象及时处理纠正；

(d)根据规范要求和实际情况抽查成孔后的孔径及垂直度测试；

(e)钻杆接头应逐个检查，发现主动钻杆弯曲的须立即调直或更新；

(f)在倾斜的软硬地层钻进时，需吊住钻杆钻进，严格控制进尺，采取低速钻进，以防止空身偏斜。如发现空身偏斜，应在偏斜处吊住钻头，上下反复串动扫孔，使孔身校直；

(g)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，以保持孔内外压力平衡，确保孔壁稳定。

预防缩径措施：

(h)根据孔身检测的结果，及时调整钻头的规格和钻进方法；

(i)操作人员提升钻具时发现有受阻现象，必须重新复钻。

2)确保钢筋笼制作质量措施：

(a)制作钢筋笼的钢材必须有出厂合格证和按批量进行机械性能复试报告，经复试合格后才能使用；钢筋、钢筋笼对焊时应有同等条件的试验报告，按一批200个焊接接头做一组试件试验报告；

(b)钢筋笼的制作应按设计要求和有关规范制作成型；

(c)钢筋笼采用环形模制作，钢筋笼主筋混凝土保护层的允许偏差为±20mm，保护层每6m设一道，每道4块。箍筋间距均匀，50％与主筋点焊焊接；

(d)本工程中钢筋笼长度采取分块进行，一般分块长度在9m左右；钢筋笼孔口焊接采用单面焊，焊接长度大于10d；

(e)钢筋笼吊放入孔保持垂直状态，对准孔口中心轻放、慢放，遇阻时应上下轻轻活动或停止下放，查明原因进行处理，严禁超高猛落碰撞或强行下放；

(f)钢筋笼安放到位，测定笼顶标高，符合要求后将吊筋牢固固定在机架上。

3)确保混凝土施工质量措施

(a)工程开工前，技术负责人必须按审定的“施工组织设计”内容，组织有关施工人员进行混凝土施工的技术交底工作；把好材料质量关，不符合要求的材料不得使用；

(b)原材料应提供质保书，并按规定进行原材料试验工作；

(c)清孔结束后必须在30分钟内开始灌注；

(d)混凝土初凝时间宜控制在6～8小时；混凝土坍落度应严格按设计要求和规范控制；

(e)砼初灌量须符合规定要求，保证砼灌入后覆盖导管1.5米以上，严禁将导管拉出砼面；

(f)砼灌注工程中应勤测混凝土顶面上升高度，随时掌握导管的埋入深度，避免导管埋入过浅或过深；

(g)砼灌注的充盈系数不得小于图纸要求的1.0，也不准大于1.20；

(h)砼试压块的制作，保证每根桩不少于一组(三块)；

(i)灌注过程中，应认真做好灌注原始记录，并及时分析整理；

(j)施工中要做到施工质量四检测：自检、互检、专检和抽检；

该钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法中钻孔灌注桩质量通病的防治：

1)桩孔偏斜

现象：成孔后孔身不直，出现较大的垂直度偏差；

预防措施：安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一轴线上，并经常检查校正；由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增添导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向下钻进；钻头、接头应逐个检查，及时调整；在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊住钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片、卵石，冲平后再钻进。

2)缩孔

现象：孔径小于设计孔径；

预防措施：成孔速度应根据不同的地层情况进行调整；保持水头压力，维持0.02Mpa静水压力；另可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

3)钢筋笼放置与设计要求不符

现象：钢筋笼变形，保护层不够，深度位置不符合要求；

预防措施：如钢筋笼过长，应分块制作；吊放钢筋笼入孔时再分块焊接；在钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块，混凝土垫块根据保护层的厚度和孔径设计；清孔时应把沉渣清理干净，保证实际有效孔深满足设计要求；钢筋笼应垂直缓慢放入孔内，防止碰撞孔壁；钢筋笼放入孔内后，要采取措施，固定好位置；对在运输、堆放及吊装工程中已经发生变形的钢筋笼，应进行修复经验收合格后再使用。

4)断桩

现象：成桩后，桩身中部没有混凝土，夹有泥土；

预防措施：混凝土坍落度应严格按设计或规范要求控制。砼浇捣前应检查商品混凝土的和易性和流动度，保证混凝土灌注时不发生堵管现象。边灌注混凝土边拔管，做到连续作业，一气呵成。浇筑时勤测混凝土顶面上升高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土顶面。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)测量放线：按施工设计图现场确定施工范围，每个桩位应按设计要求，用经纬仪、钢卷尺测量定位放样；

(2)放桩位线：从轴线引出桩位线，允许偏差为1cm；桩位中心控制点处用油漆做出标志；桩位中心线及标志要进行多次检查，看不清时及时补上；桩位中心线放好后，须进行自检，再进行复核；

(3)埋设护筒：桩位确定后，再以护筒直径开挖；护筒直径应比设计桩径大10cm；埋设护筒时，其中心线与桩位中心线偏差不得大于20mm；护筒与周围垂直，且开挖埋设的护筒周围用粘土回填夯实；

(4)钻机就位：钻机就位后，底座必须用水平尺检验水平度，使钻机达到平整、稳固，以确保成桩钻进过程中不发生倾斜和偏移；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm；

(5)正循环成孔：采用钻机进行钻孔，且采用泥浆护壁正循环成孔工艺，泥浆采用水泥土造浆，钻孔深度应大于设计孔深且超深不得大于300mm；

(6)第一次清孔：当钻孔至设计标高后，应停止钻进，并立即采用换浆法进行一次清孔；

(7)钢筋笼的制作和安装：

S71：先将主筋校直、除锈，下料长度要准确，将钢筋笼分节制作，分节吊放，吊拼焊接而成；

S72：第一次清孔后，将钻具提出孔外，测量其深度、直径及垂直度，并做好记录，再进行吊放钢筋笼；将与灌注桩超灌控制仪电连接的传感器放置于在钢筋笼上设计的标高位置，同时将传感器随钢筋笼一起吊放到孔内；

(8)导管安装及二次清孔：

S81：首先检查导管的密封性能，既检查导管有无漏水情况，也检查导管连接密封圈的完好情况；

S82：当钢筋笼安放完毕后，则安放导管，吊放导管时，应将其位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁；

S83：导管安放完毕后，导管底口距离孔底10～60cm，并进行第二次清孔，连接泵进行泥浆循环清孔，并进行泥浆指标的调整；

(9)水下混凝土施工：

S91：在二次清孔完成后30分钟内进行水下混凝土灌注，采用法兰盘连接导管浇筑水下混凝土，混凝土灌注过程应连续进行直至灌注完毕，导管必须始终埋入在混凝土中，导管埋入混凝土面的深度控制在2～7m，当灌注的混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应保持在3m，灌注速度应放慢；当混凝土面进入钢筋笼底端1～2m后，须平稳提升导管，避免出料冲击过大和钩带钢筋笼；

S92：在混凝土灌注过程中，采用灌注桩超灌控制仪监控混凝土灌注的高度，当浮浆面达到标高位置，灌注桩超灌控制仪则用黄灯预警，从而放缓浇灌速度；当混凝土到达标高位置时，灌注桩超灌控制仪则用绿灯提示，然后停止浇灌；将传感器从孔桩中拔出，并冲洗干净；

S93：灌注完毕后，即切断钢筋笼吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残渣，回填孔口，且将灌注完成后剩余的泥浆排入废浆池运走；

(10)钻机移位：对成桩后的桩体进行自然养护，并转移钻机至下一个待施工地。

2.根据权利要求1所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中的测量放线具体做法为：根据控制轴线，利用经纬仪、钢卷尺进行桩位定位放样，并进行复核、签证；施工前，用水准仪对施工现场标高进行测量，并计算出平均值，作为硬地坪标高。

3.根据权利要求2所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中当护筒埋设好后，对护筒附近硬地坪进行标高测量，以此控制成孔深度。

4.根据权利要求1所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(5)正循环成孔中采用GPS-10型工程钻机进行工程桩施工；设计桩径为Φ700，施工时选用的钻头直径应不小于设计桩径；根据地质图层的特点，合理控制钻进参数；钻机使用Ⅰ档为70转/分，适当增加钻压，减慢钻进速度，泥浆密度控制在1.3，粘度控制在18～22秒；钻进过程中应切实计算好钻杆和钻具长度，以便丈量杆上余尺，正确计算孔深；加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2～3分钟后再拧卸钻具；钻进工程中，钻具为一根钻杆钻完，在加接钻杆前串动2～5下，既达到将孔内粘泥块打碎又拉直孔身，而且不至于造成钻杆脱扣和加快连接处的磨损；成孔垂直度偏差按不超过1/200控制。

5.根据权利要求4所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(5)正循环成孔在施工过程中，应严格按照水泥土性能进行泥浆护壁，必要时可用人造浆；人造浆的配比为：水100％，陶土粉8％，纯碱0.4～0.5％，浆糊粉0.03～0.05％；在砂土中排渣泥浆的比重控制在1.30；泥浆的粘度控制在18～22秒，含砂率小于等于8％。

6.根据权利要求4所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(5)正循环成孔还包括在成孔过程中，排出的泥浆应先进入泥浆沉淀池，降低泥浆的含砂量及比重，然后再进入循环池利用；同时需对沉淀池、循环池进行清理，清除沉砂、积淤，对不符合要求的泥浆应及时排放到废浆池外运，确保泥浆质量。

7.根据权利要求4所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤(6)第一次清孔的具体方法为：在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底100～200mm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断进行，并时常串动钻具，以提高第一次清孔效果；第一次清孔的时间应根据钻具回落试验孔底沉淤厚度和返浆比来决定；清孔输入泥浆比重应小于1.20，返浆比重应小于1.30，手触泥浆无颗粒感觉，且沉渣厚度小于300mm，满足以上各条件，一次清孔即可结束。

8.根据权利要求4所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤S71中钢筋笼采用环形模制作，钢筋笼主筋混凝土保护层的允许偏差为±20mm，保护层每6m设一道，每道4块，箍筋间距均匀，50％与主筋点焊焊接；钢筋笼长度采取分块进行，一个分块长度为9m；钢筋笼孔口焊接采用单面焊，焊接长度大于10d；所述步骤S72中钢筋笼安装时利用钻架进行吊放钢筋笼或利用吊车配合吊放钢筋笼；钢筋笼吊放时，应确保桩孔和钢筋笼的同心度，钢筋笼吊放入孔保持垂直状态；在吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。

9.根据权利要求4所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤S81采用直径Φ208mm导管，灌注应准确测量导管总长度；所述步骤S83中导管安装完成后，导管底口距孔底控制在50cm，以保证初灌后埋入砼面0.8～1.30m；所述步骤S83中二次清孔时采用3PNL泵进行泥浆循环清孔，二次清孔后的泥浆比重控制在1.15，沉渣厚度应小于要求的100mm，清孔时间控制在20～30min。

10.根据权利要求9所述的钻孔桩新型节能桩头超灌的控制方法，其特征在于，所述步骤S91中采用商品混凝土，混凝土坍落度控制在16～20cm之间，粗骨料采用5～25mm直径的碎石；混凝土初凝时间控制在6～8小时，每根桩的混凝土灌注须做好二次坍落度试验及一组混凝土试压块；混凝土灌注过程中导管埋入混凝土面的深度控制在5～7m，导管应勤提勤拆，一次提管长度小于5m，应多次测定混凝土面的高度，以便确定提管长度，严禁将导管提出混凝土面；混凝土灌注高度应高出桩身长度的5％，且高出设计桩顶标高至少1倍桩径；混凝土灌注充盈系数控制在1.0～1.2之间；所述步骤S92中在使用传感器之前需要对传感器进行标定，将传感器***混凝土中，按下标定按钮，当绿灯亮起时，即混凝土标定成功。