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沉管灌注桩施工工艺标准

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2020年4月19日
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沉管灌注桩施工工艺标准
1、 施工准备
（1）原材料要求
（2）水泥：用32.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
（3）砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
（4） 石子：卵石粒径不大于50mm；碎石粒径不大于40mm；配筋桩石子粒径均不宜大于30mm，并不宜大于钢筋最小净距的1/3。
（5）水：用自来水或不含有害物质的洁净水。
（6）钢筋：品种和规格按设计要求采用，有出厂合格证及复检报告。
2、主要机工具
（1）锤击打桩设备为一般锤击打桩机，如落锤、柴油锤、蒸汽锤等，由桩架、桩锤、桩管等组成，桩管直径为270-370mm，长8-15m；振动沉桩设备有DZ60或DZ90型振动锤，ZJB25型步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、桩尖或钢筋混凝土预制等，桩管直径为220-370mm，长10-28m。
（2）配套机具设备：有下料斗，1t机动翻斗车，强制式混凝土搅拌机，钢筋加工机械，交流电焊机，氧割装置，50型装载机等。
3、作业条件
（1）根据现场的地质资料及设计施工图纸，编制切实可行的施工组织设计。
（2）施工场地范围内的地面、地下障碍物均已排除或处理。场地已完成三通一平工作，对影响施工机械运行的松软场地已进行适当处理（如铺设矿渣），并有排水措施。
（3）施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。
（4）现场已设置测量基准线，水准基点，并妥加保护，施工前已按施工图纸放出轴线、定位点，并已复核桩位。
（5）在复杂土层施工时，应事先进行成孔试验，数量一般不小于2个。
（6）施工前对施工人员进行一次安全培训及技术交底。
4、作业人员
（1）主要作业人员：钻机操作工、钢筋工、混凝土工、焊工、测量工、技术员、电工
（2） 钻机操作工和电工应持证上岗，其余工种接受安全和技术
5、施工工艺
（1）工艺流程

将桩尖压入土中

否

是

钢筋检验
钢筋笼制作
钢筋笼检查
是否复打
拔管
灌注混凝土
埋设钢筋笼
是否到设计深度
桩机就位
点位施测
沉管
成桩，移机下位
检验石砂、水泥质量
混凝土制作
混凝土运输

（2）操作工艺
（3）打沉桩机就位时，应垂直、平稳架设在打（沉）桩部位桩锤（振动箱）应对工程桩位同时，在桩架或套管上标出控制深度标记以便在施工中进行套管深度观测。
（4） 采用活瓣式桩尖时，应先将桩尖活瓣用麻绳或铁丝捆紧合拢，活瓣间隙应紧密。当桩尖对准桩基中心，并核查高速套管垂直度后，利用锤击及套管自重将桩尖压入中。
（5）采用预制混凝土桩尖时，应先在桩基中心预埋好桩尖，在套管下端与桩尖接触处垫好缓冲材料。桩机就位后，吊起套管，对准桩尖，使套管、桩尖、桩锤在一条垂直线上，利用锤重及套管自重将桩尖压入土中。
（6）成桩施工顺序一般从中间开始，向两侧边或四周进行，对于群桩基础或桩的中心距小于或等于3.5d（d为桩径）时，应间隔施打，中间空出的桩，须待邻桩混凝土达到设计强度的50%后，方可施打。
（7）开始沉管时应轻击慢振。锤击沉管时，可用收紧钢绳加压或加配重的方法提高沉管速率。当水或泥浆有可能进入桩管时，应事先在管内灌入1.5m左右的封底混凝土。
（8）应按设计要求和试桩情况，严格控制沉管最后贯入度。锤击沉管应测量最后二阵十击贯入度；振动沉管应测量最后两个2min贯入度。
（9）在沉管过程中，如出现套管快速下沉或套管沉不下去的情况，应及时分析原因，进行处理。如快速下沉是因桩尖穿过硬土层进入软土层引起的，则应继续沉管作业。如沉不下去是因桩尖顶住孤石或遇到硬土层引起的，则应放慢沉管速度（轻锤低击或慢振），待越过障碍后再正常沉管。如仍沉不下去或沉管过深，最后贯入度不能满足设计要求，则应核对地质资料，会同建设单位研究处理。
（10）钢筋笼的吊放，对通长的钢筋笼在成孔完成后埋设，短钢筋笼可在混凝土灌至设计标高时再埋设，埋设钢筋笼时要对准管孔。垂直缓慢下降。在混凝土桩顶采取构造连接插筋时，必须沿周围对称均匀垂直插入。
（11）每次向套管内灌注混凝土时，如用长套管成孔短桩，则一次灌足，如成孔长桩，则第一次应尽量灌满。混凝土坍落度宜为6-8cm，配筋混凝土坍落度宜为8-10cm。
（12）灌注时充盈系数（实际灌注混凝土量与理论计算量之比）应不小于1。一般土质为1.1；软土为1.2-1.3。在施工中可根据不同土质的充盈系数，计算出单桩混凝土需用量，折后成料斗浇灌次数，以核对混凝土实际灌注量。当充盈系数小于1时，应采用全桩复打；对于断桩及缩颈桩可局部复打，即复打超喧断桩或缩颈桩1m以上。
（13）桩顶混凝土一般宜高出设计标高200mm左右，待以后施工承台时再凿除。如设计有规定，应按设计要求施工。
（14）每次拔管高度应以能容纳吊斗一次所灌注混凝土为限，并边拔边灌。在任何情况下，套管内应保持不少于2m高度的混凝土，并按沉管方法不同分别采取不同的方法拔管。在拔管过程中，应有专人用测锤或浮标检查管内混凝土下降情况，一次不应拔得过高。
（15）锤击沉管拔管方法是：套管内灌入混凝土后，拔管速度均匀，对一般土层不宜大于1m/min；对软弱土层及软硬土层交界处不宜大于0.8m/min。采用倒打拔管的打击次数，单动汽锤不得少于70次/min；自由落锤轻击（小落距锤击）不得少于50次/min。在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。
（16）振动沉管拔管方法可根据地基土具体情况，分别选用单打法或反插法进行。单打法：适用于含水量较小土层。系在套管内灌入混凝土后，再振再拔，如此重复，直至套管全部拔出，在一般土层中拔管速度宜为1.2-1.5m/min，在软弱土层中不宜大于0.8-1.0m/min。反插法：适用于饱和土层。当套管内灌入混凝土后，先振动再开始拔管，每次拔管高度为 0.5-1，反插深度0.3-0.5m ，同时不宜大于活瓣桩尖长度的2/3。拔管过程应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1-1.5m以上。拔管速度控制在0.5m/min以内。在桩尖接近持力层处约1.5m范围内，宜多次反插，以扩大桩底端部面积。当穿对淤泥夹层时，适当放慢拔管速度，减少拔管和反插深度。反插法易使泥浆混入桩内造成夹泥桩，施工中应慎重采用。
（17）套管成孔灌注桩施工时，就随时观测桩顶和地面有无水平位移及隆起，必要时应采取措施进行处理。
3.2.16 桩身混凝土浇注后有必要复打时，必须在原桩混凝土未初凝前在原桩位上重新安装桩尖，第二次沉管。沉管后每次灌注混凝土应达到自然地面高，不得小灌。拔管过程中应及时清除桩管外壁和地面上的污泥。前后两次沉管的轴线必须重合。
6、质量标准
（1）灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
灌注桩的桩位偏差必须符合下表的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m，桩底清孔质量按不同的成桩工艺有不同的要求，应按本章要求执行。每浇注50m3必须有1组试件，小于50m3的桩，每根桩必须有1组试件。
灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
序号
成孔方法
桩径允许偏差（mm）
垂直度允许偏差（%）
桩位允许偏差（mm）
1-3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩
条形桩基沿中心线方向和桩基础的中间桩
1
泥浆护壁钻孔桩
D≤1000mm
±50
＜1
D/6，且不大于100
D/4，且不大于150
D＞500mm
±50
100＋0.01H
150＋0.01H
2
套管成孔灌注桩
D≤1000mm
-20
＜1
70
150
D＞500mm
100
150
3
干成孔灌注桩
-20
＜1
70
150
4
人工挖孔法
混凝土护壁
＋50
＜0.5
50
150
钢套管护壁
＋50
＜1
100
200
备注：1、桩径允许偏差的负值是指个别断面。
　　　2、采用复打、反插法施工的桩，其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）灌注桩的钢筋笼质量检验标准（mm）
（3）施工前应对水泥、砂、石子（如现场搅拌）、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段（包括仪器方法）也检查。
（4）施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼、灌注混凝土等进行全过程检查，人工挖孔桩尚应复验孔底持力层（岩）性。嵌岩桩必须有持力层的岩性报告。
（5）施工结束后，应检查混凝土强度，并应做桩体质量及承载力的检验。
（6）混凝土灌注桩的质量检验标准应符合下表规定
灌注桩的钢筋笼质量检验标准（mm）
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
主控项目
1
主筋间距
±10
用钢尺量
2
长度
±100
用钢尺量
一般项目
1
钢筋板质检验
设计要求
抽样送检
2
箍筋间距
±20
用钢尺量
3
直径
±10
用钢尺量
（7）混凝土灌注桩质量检验标准
混凝土灌注桩质量检验标准　
项
序
检 查 项 目
允许偏差或允许值
检 查 方 法
主
控
项
目
1
桩位
第4.1条
基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心
2
孔深(mm)
+300
只深不浅，用重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度
3
桩体质量检验
设计要求
按基桩检测技术规范
4
混凝土强度
设计要求
试件报告或钻芯取样送检
5
承载力
设计要求
按基桩检测技术规范
一
般
项
目

1
垂直度
第4.1条
测套管或钻杆，或用超声波探测，干施工时吊垂球
2
桩径
第4.1条
井径仪或超声波检测，干施工时用钢尺量，人工挖孔桩不包括内衬厚度
3
泥浆比重（粘土或砂性土中）
1.15～1.20
用比重计 测，清孔后在距孔底50cm处取样
4
泥浆面标高（高于地下水位）（m）
0.5～1.0
目测
5
沉渣厚度：端承桩（mm）
磨擦桩（mm）
≤50
≤150
用沉渣仪或重锤测量
6
混凝土坍落度：
水下灌注（mm）
干施工（mm）
160～220
70～100
坍落度仪
7
钢筋笼安装深度（mm）
±100
用钢尺量
8
混凝土充盈系数
>1
检查每根桩的实际灌注量
9
桩顶标高（mm）
+30，-50
水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体
垂直桩基中心线
1～2根桩
d≤500mm时,70,d>500mm
时,100
拉线和尺量检查
单排桩
群桩基础的边桩
沿桩基中心线
条形基础的桩
d≤500mm时,150
d>500mm时,150
拉线和尺量检查
注：d 为桩的直径，H 为桩长
群桩基础的中间桩
7、质量记录
（1）水泥出厂合格证及复检报告
（2）钢筋出厂合格证以及原材、焊件检验报告
（3）石子、砂的检验报告，焊件合格证
（4）试桩的试压记录
（5）灌注桩施工记录
（6）混凝土试配中清单和试验室签发的配含比通知单
（7）混凝土试块28d标养抗压强度试验报告
（8）桩位平面布置图
（9）各工序取样见证记录
8、应注意的质量问题
（1）混凝土受冻
冬季施工，当气温低于0℃时，桩灌注混凝土要采取保温措施，拌和水要加热，混凝土入模温度不应低于50℃。桩顶要保盖保温，防止受冻。
（2）含水量过大
雨期施工，当砂、石含水量增大时，应按现场实测数据随时调整混凝土配合比中的加水量。同时要注意测定地下水位的变化，决定是否进行封底防水。特别要注意与回填层接触的软弱土层，在地表水的浸泡下，会变成软塑状态，在此段应进行反插，防止发生缩颈。
（3）砼初凝时间短
夏季施工当气温高于30℃时,混凝土应掺加缓凝剂.如混凝土停放时间过长,应返回搅拌机,再与一定量的按水灰比的配料进行搅拌均匀后,才能继续使用。
（4）缩颈
桩灌注混凝土时，如出现缩颈，扩散压力不够；或由于混凝土坍落度过小，和易性不好，混凝土不能很快扩散；或局部受到桩周土回缩挤压作用。预防措施主要是要严格注意控制拔管速度；在软土层孔段采取反插；在拔管时一定要使管内混凝土面始终高于自然地面0.2m以上；反插时要添加混凝土，混凝土坍落度要严格控制在8-10cm。
（5）蜂窝、狗洞
施工中如桩体出现蜂窝、狗洞，桩头松散等质量通病，其主要原因是混凝土未按配合比计量、均匀搅拌，或石子级配不好，或坍落度过大，或振拔沉管时未按停拔振动要求操作。
（6）悬桩
施工中如出现悬桩，主要是地下水渗入桩管，使桩底出现一松软层。一般预防措施是：在有水位地层施工，尽量不使用活瓣桩尖；增加桩管内封底混凝土量；检查桩管端部有无裂缝或缺口，如有裂缝或缺口，必须处理好后再沉管。
9、成品保护
（1）对于中心距小于3.5倍桩径的群桩基础，采用沉管法成孔时，应采用间隔施工，以避免影响已灌注混凝土的相邻桩质量。
（2）承台施工时，在凿除高出设计标高的桩顶混凝土时，必须自上而下凿，不能横凿，以免桩受水平力冲击遭到破坏。
（3）施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的开挖方案和技术措施，防止桩的位移和倾斜。
（4）桩头外留的全筋应妥善保护，不得任意弯折或压断。
（5）冬期施工在桩顶混凝土未达到设计强度前，应进行保温护盖，防止受冻。
10、安全健康与环境管理:
（1）施工过程危害及控制措施
施工过程危害及控制措施
见下一页

序号
作业活动
危险源
控 制 措 施
1
现场管理
人员伤害
禁止无关人员进入现场，打沉套管应有专人指挥
2
桩机操作
机械损坏
桩机操作人员应了解桩机性能、构造，并熟悉操作保养方法，方能操作
3
桩架装拆
高空坠落
在桩架上装拆维修机件进行高空作业时，必须系安全带
4
桩机行走
触电
桩机行走时，应先清理地面上的障碍物和挪动电缆，挪动电缆应戴绝缘手套，注意防止电缆摩损漏电
5
混凝土搅拌和钢筋笼制作

混凝土搅拌和钢筋笼制作人员作好全面安全防护
6
振动沉管
挤压
　振动沉管时，若用收紧钢丝绳加压，应根据桩管沉入度，随时调整离合器，防止抬起桩架，发生事故。锤击沉管时，严禁用手扶正桩尖垫料。不得在桩锤未打到管顶就起锤或过早刹车
7
桩机站立牢固
桩机倾倒
施工过程中如遇大风，应将桩管插入地下嵌固，以确保桩机安全
8
人员均戴安全帽
高空坠物
所有施工人员均戴安全帽，并进行安全教育
（2）环境因素辩识及控制措施
环境因素辩识及控制措施
序号
作业活动
环 境 因 素
控 制 措 施
1
混凝土的搅拌
污水排放
设沉淀池,清污分流
2
砂石料进场、垃圾出场
扬尘
砂石运输表面覆盖
建筑垃圾运输表面覆盖
道路要经常维护和洒水，防止造成粉尘污染
3
现场清理
建筑垃圾
施工现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾集中分类堆放，严禁垃圾随意堆放和抛撒
4
机械使用
废油
施工现场使用和维修机械时，应有防滴漏措施，严禁将机油等滴漏于地表，造成土地污染