公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）第6章 灌注桩基础
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。
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
钻孔
方法 地层
情况 泥浆性能指标
相对密度 粘度(Pa°s) 含砂率(％) 胶体率(％) 失水率(ml／30min) 泥皮厚(mm/30min) 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；
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：
（6.5.2）
式中：P——导管可能受到的最大内压力(kPa)；
——混凝土拌和物的重度(取24kN／m3)；
——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；
——井孔内水或泥浆的重度(kN／m3)；
——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：
(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= / ；
、 、 ——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。
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。
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。
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