基础施工

一、钻孔灌注桩基础施工

1.示意图和施工现场图

钻孔灌注桩示意图和施工现场图分别见图5-1和图5-2。

图5-1 钻孔灌注桩示意

图5-2 钻孔灌注桩施工现场

2.注意事项

①运弃干渣土应覆盖，防止扬尘；运弃带泥水的渣土应用密封车厢，防止遗漏污染道路。

②成孔后应及时安放钢筋笼、灌注混凝土，避免塌孔。

③吊放钢筋笼时应对中稳放，防止刮碰孔壁造成塌孔。

④合理安排施工顺序，防止因施工机械和车辆振动对未达到规定强度的桩身混凝土产生不利影响。

⑤桩顶高于地面的桩完成后应加围挡和标志，防止施工机械和车辆碰撞。

3.施工做法详解

工艺流程：埋设护筒→钻机就位→制备泥浆→钻孔→钻孔中故障的处理→安放钢筋笼→安放导管、灌注支架及储料漏斗→二次清孔→灌注水下混凝土→护筒拔出→清理桩头。

（1）埋设护筒前应校验桩位，确认正确。

（2）埋设护筒

①护筒内径一般较桩径大200～300mm。

②护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m以上。

③护筒埋设深度应符合施工设计规定。

④采用正（反）循环钻机、冲击钻机、旋挖钻机等钻孔时，护筒可以采用挖埋法设置。钢质护筒可以采用锤击法就位。挖埋法设置护筒时，回填土必须用黏性土分层夯实。

⑤采用全护筒冲抓钻机时，护筒由钻机在钻进中分节压入。

⑥护筒埋设允许偏差：顶面中心偏位50mm，垂直度1%。护筒埋设后应进行检查，确认符合要求。

（3）钻机就位

①机位的地基应平整、坚实。地基软弱时应进行处理，使其能满足钻机作业要求。

②钻机的钻具中心应对准护筒中心。钻机应平稳、不倾斜。可在钻机双侧吊线坠或用经纬仪校正钻杆垂直度。

③钻机安装后应用缆风绳固定，并经试运行，确认符合要求。

（4）制备泥浆

泥浆宜用黏土加水搅拌制成，也可用膨润土加纯碱加水制成。泥浆性能应符合施工设计规定。

（5）钻孔

①正循环回转钻机

a.钻头回转中心对准护筒中心，先启动泥浆泵2～3min，待循环泥浆输进护筒中**数量，然后再开动钻机，慢慢将钻头放置于护筒底。开始应低压、慢速钻进，以稳固护筒下脚，待钻至刃脚下1m后，方可根据土质情况以正常速度钻进。

b.在黏土地层钻进时宜选用尖底且翼片较少的钻头，采用稀泥浆、中等转速、大泵量的钻进方法，以防止出现钻头包泥、憋泵现象。

c.在砂层钻进时宜选用平底钻头，采用稠泥浆、低压、慢转速、大泵量的钻进方法。在易坍塌段可向孔内投入适量黏土块，并控制钻具升降速度和回转速度，以减轻钻头上下运动时浆液对孔壁的冲刷。

d.在含砾石土层中钻进时宜用优质泥浆、慢转速、大泵量、两级钻进方法。

e.钻速选择。在一般地层中钻进时转速为40～80r/min，钻孔直径小、黏性土取较高值；钻孔直径大、砂性土取较低值。较硬或非匀质土层转速可减少至20～40r/min。

f.钻压确定。在土层中钻进时，钻进压力应保证循环泥浆畅通，钻渣******及时；在岩层中钻进时，钻进压力应使钻头能有效切入并破碎岩石，同时又不会过快地磨钝和损坏钻头。

g.清孔方法如下。

ⅰ.抽浆法：将送风管通过灌注水下混凝土的导管插入孔底，压缩空气从管底喷出搅起沉渣，沿导管排出孔外；也可用砂石泵或射流泵作动力，利用导管作为吸泥管将孔内泥浆抽走。抽浆同时必须不断向孔内补充清水。

ⅱ.换浆法：在终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底100～200mm，维持泥浆的循环，并向孔内注入含砂量小于47%的新泥浆或清水，让钻头空转10～30min，直到达到清孔要求为止。

②反循环回转钻机

a.钻头回转中心对准护筒中心，先启动砂石泵，待泥浆循环正常后，开动钻机慢速回转下放钻头至护筒底。开始应低压、慢速钻进，以稳固护筒下脚，待钻头正常工作后再逐渐加大压力和转速，使钻头不产生堵水，待钻至刃脚下1m后，方可根据土质情况以正常速度钻进。

在钻进时应仔细观察进尺情况和砂石泵排水出渣情况，排水量减少或排水中含渣量较多时，应控制钻进速度，防止因泥浆相对密度过大而中断循环。

b.在砂砾石层中钻进时，可采用间断钻进的方法控制钻进速度，防止钻渣过多堵塞管路。

c.接长钻杆时，先将钻具提高到距孔底80～100min的位置，维持泥浆循环1～2min，以冲洗孔底并将管道内的钻渣排净，再停泵接钻杆。钻杆应连接牢固，并防止螺栓、螺母和工具掉入孔内。

③冲击钻机

a.将钻机冲击中心对准护筒中心。先向护筒内灌注调制好的泥浆或直接注水并加入黏土块，用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击造浆，同时稳固护筒下脚。

b.冲程选择

在紧密的砂层、含砾石的土层中钻进宜采用大冲程；在松散的砂层、含砾石的土层中以及黏性土、粉质黏土中钻进宜采用中冲程；在易坍塌或流沙地段中钻进宜采用小冲程，并应提高泥浆的密度和黏度。

在松软土层钻进时，每次宜松绳50～80mm；在密实土层钻进每次可松绳30～50mm。

④旋挖钻机

a.将钻杆轴线垂直对准桩位中心，钻头着地，平稳开孔、出土，直至达到护筒埋置标高，提钻埋设护筒。

b.在护筒内注入泥浆，继续钻进，当钻斗内装满渣土，提升钻斗至孔口上，回转钻斗，开启活门卸土。

c.开孔及***初应慢速，待钻孔至护筒刃脚下1.5m后可以正常速度钻进。

d.在黏土层中钻进应选用长斗齿和齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻卸土时应及时清理齿间黏土。

e.在较硬土层中钻进，可先用小直径钻斗钻进，再用适宜直径的钻斗扩孔至要求孔径。

⑤清孔。在泥浆稳定的情况下，一般用双层底捞砂钻斗不进尺回转，使沉渣进入斗内，反转封闭斗门，即可达到清孔。

⑥螺旋钻机

a.螺旋钻机适用于细粒土层、无地下水的情况，不用泥浆护壁干钻法施工，一般可不用埋设护筒。

b.将钻杆垂直对准桩位中心。正常钻进时应边钻进边出渣，钻至设计高程时，钻杆边旋转边提升边清渣，直至钻杆**提出孔外。

⑦全护筒冲抓钻机

a.适用桩径1.0～1.2m，桩长30m左右。

b.将钻机冲击中心对准桩位中心，用钻机本身的下压功能将钢护筒压至土层中**深度，不需泥浆护壁。随钻进随下压并接长护筒，直至设计深度。

c.在软弱土层施工时护筒底端应深于抓土面1.0～1.5m；在中等硬度的土层中护筒底端应深于抓土面30cm。钻进时先压护筒，再用抓斗取土。

d.遇砂砾石土层应先用抓斗机开挖至护筒刃脚下200～300mm，再将护筒压下。

（6）钻孔中故障的处理

①坍孔。少量坍孔可加大泥浆稠度继续钻进；连续大量坍孔应停止钻进，孔中回填黏土、砂砾，待沉淀密实重新钻孔；如护筒因坍孔下沉，应回填后重新埋设且加深护筒埋置深度，护筒四周应用黏土夯实。

②钻孔偏斜。钻孔不深且偏斜小于1%，应校正钻机，用钻具纠正钻孔后继续钻进。钻孔较深或偏差大于1%，应回填重钻。

③糊钻。多发生于正（反）循环钻和冲击钻机，一般因泥浆稠度过大、排渣量不够或泥浆供应不足造成。糊钻不严重时应控制钻进速度；严重时应停止钻进，提出钻锥，******钻渣，降低泥浆稠度。

④埋钻。发生坍孔埋钻时，可用吸泥机或高压射水松动钻锥后提出。

⑤卡钻。多发生于冲击钻机，可用晃动大绳、冲水、吸渣等方法使钻锤松动后提出。

⑥掉钻。可采用打捞叉、多用钩及时打捞。

（7）钻孔清孔完成后，应对孔深、孔径进行检测，确认符合要求。

（8）安放钢筋笼

①桩较短时钢筋笼可整桩制作、安放，桩较长时，宜分段制作、分段下沉，并按钢筋接头搭接长度的规定连接焊牢。

②在钢筋笼的箍筋上应绑扎砂浆垫块或塑料垫块，以保证钢筋保护层厚度。

③为防止钢筋笼起吊变形，可采取临时加固措施，入孔时拆除。

④吊放钢筋笼时应对中、平稳、缓放，不得刮碰孔壁造成坍塌。

⑤钢筋笼就位后应固定在护筒上口，以防移动。

（9）安放导管、灌注支架及储料漏斗

①导管使用前应进行试拼、编号和渗漏检验，并注明导管自下端向上的累积尺度。导管可逐节安装，也可分段预接后逐段安装。导管下口至孔底距离应为200～400mm。

②***上一节导管与储料漏斗相连处应安装活门，导管在桩孔内应居中。

③灌注混凝土的支架可就地搭设或采用移动式。灌注支架应稳固地安放在桩孔之上。

④储料漏斗应固定于灌注支架上，当桩顶高于孔中水面时，漏斗底口应高出桩顶4m以上，当桩顶低于孔中水面时，漏斗底口应高于水面4m以上。

（10）二次清孔

①灌注水下混凝土之前应用测深尺、测深锤检测孔底沉淀厚度，若超过规定应二次清孔。

②正、反循环钻机一般利用导管向孔内压入相对密度1.15左右的泥浆，置换孔底沉渣。

③冲击钻、旋挖钻机宜对孔底进行高压射水或射风，使孔底沉淀物悬浮，达到二次清孔。

（11）灌注水下混凝土

①灌注时混凝土拌合物的坍落度应控制在180～220mm，如其坍落度和均匀性不符合要求，应进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的不得使用。

②灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，否则应在拌合物中掺加缓凝剂。

③开启活门首批混凝土泄放后，应检查导管是否漏水，如有泥浆回灌现象应及时处理，同时应随即探测导管埋置深度，确认符合要求即可正常灌注。

④灌注过程中应随时探测导管埋置深度，以确定导管提升与拆除的时间。导管提升前、后，其下端埋置深度不宜大于6m且不宜小于2m。

⑤使用全护筒灌注混凝土时，应随灌注随提升，提升过程中保持护筒内混凝土厚度不小于1.0m。

⑥当孔内混凝土面升到钢筋骨架下端时，应放慢灌注速度，减少混凝土上升冲力，防止钢筋笼被混凝土顶托上升。

⑦导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，稳步提升。若提升中发生卡挂钢筋笼的现象，不得硬提，应转动导管使其脱离钢筋笼后再继续提升。

⑧为确保桩顶混凝土质量，应在桩顶设计高程以上加灌0.5～1.0m，灌注结束******此段混凝土与泥浆的混合部分后，即能露出合格的混凝土。

⑨灌注结束后拆除储料漏斗、灌注支架和导管。

⑩拆除的导管应随即清理洁净，依序码放备用。

（12）护筒拔出

①现场埋设护筒时，处于地面以下或桩顶以下的整体护筒要求应在混凝土灌注完成后立即拔出；处于地面以上的可拆卸护筒，应待混凝土强度达到要求后方可拆除。

②使用全护筒冲抓钻机灌注混凝土时，应随灌注随提升，并逐节拆除，直至**拔出。

③拆除护筒应及时清理洁净，存放备用。

（13）清理桩头

①清理桩头时在桩顶标高处先弹出切割线后方可剔凿，沿切割线剔凿一圈，剔凿深度以见主筋为宜。

②将灌注桩高于桩顶的主筋逐根剔凿，使其与混凝土分离并将其弯成**角度，以能将桩顶以上的混凝土******为宜。

③******桩头。

④将桩顶以上的预留筋恢复到设计要求形状。

4.施工总结

①同时钻孔施工的相邻桩孔净距不得小于5m。两桩净距小于5m时，一桩混凝土强度达到5MPa后，方可进行另一桩钻孔施工。

②钻机电缆应架空设置。电缆架空通过道路时应有足够的安全高度；需从地面上通过时应采取保护措施。钻机行走时应设专人提电缆同行。

③钻机应安装稳固，钻杆垂直偏差应小于全长的1%。

④钻机启动前应将操纵杆置于零位，启动后应先空挡试运转，确认仪表、制动等正常后方可作业。

⑤钻孔过程中发生故障应立即切断电源，停止钻进，未查明原因、采取措施前不得强行继续施钻。

⑥钻机作业中遇停电，应将操纵杆置于零位，切断电源，将钻头提出孔外置于地面上。

二、混凝土扩大基础施工

1.示意图和施工现场图

明挖扩大基础施工示意图和现场图分别见图5-3和图5-4

图5-3 明挖扩大基础施工示意

注:b—基础底边的长度或宽度；h—坑底与地面的高差；D—基础基坑边到基础中线的距离；m—坑壁坡度系数的分母；L—基底每侧加宽度

图5-4 明挖扩大基础施工现场

2.注意事项

①模板必须有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工荷载。

②现浇混凝土时，不得踩踏钢筋。混凝土应均匀布料，不得随意集中卸料。

③混凝土拆模，必须在混凝土强度达到规定要求后、其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。当模板与混凝土脱离后，方可吊运模板。

④拆除临时埋设于混凝土中的木塞和其他预埋部件时，不得损伤混凝土。

3.施工做法详解

工艺流程：明挖基坑作业→基底验收→垫层施作→测量放线→模板安装、钢筋绑扎→商品混凝土（预拌混凝土）拌制、运输→混凝土浇筑→振捣→养护→拆模。

（1）基底验收

①混凝土工程扩大基础施工前，基坑支护和基坑开挖质量检查合格，基坑应保证稳定；基底原状土无扰动，如基坑扰动超挖，应按规定处理至不低于基底原状土状态。

②地基承载力和地基处理结果符合设计要求。

③基底在混凝土浇筑前应清理干净，无任何影响混凝土质量的杂物。

④基坑应保证稳定和干燥，混凝土浇筑应在基底无水情况下施工。

（2）垫层施作及测量放线

①垫层混凝土铺筑工法同主体结构工程施作，垫层模板可采用方木、木板或组合钢模板，垫层混凝土强度应符合设计要求，表面应平整，高程不得高于基础底面设计高程，平面尺寸设计无要求时应大于基础100mm以上。

②桥梁工程测量放线应符合《市政基础设施工程施工测量技术规程》（Q/BMG 101）的有关规定。放出桥梁工程扩大基础的中线、外边线。

（3）模板安装、钢筋绑扎及混凝土拌制、运输

城市桥梁工程混凝土扩大基础采用商品混凝土，应按规定要求提供混凝土配合比、合格证，做好混凝土进场检验和试验工作，并应测定混凝土坍落度，做好记录。

（4）混凝土浇筑

①浇筑混凝土前，应做好检查工作。

a.浇筑混凝土前，应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，并做好记录，符合要求后方可浇筑。

b.浇筑混凝土前，应对保护层垫块的位置、数量等做重复性检查，以提高钢筋的混凝土保护层厚度尺寸的质量保证率。构件侧面和底面的垫块应至少为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的钢丝头不得伸入保护层内。保护层垫块的尺寸应保证混凝土保护层厚度的准确性，其形状（宜为工字形或锥形）应有利于钢筋的定位，不得使用砂浆垫块。

c.模板内的杂物、积水、钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应堵塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。基础混凝土浇筑前，干土基要洒水湿润，湿土基要铺以碎石垫层或水泥砂浆层，石质地基要******松散粒料，才可浇筑基础混凝土。

d.浇筑混凝土前，应检查混凝土的均匀性和坍落度。

②自高处向模板内倾卸混凝土时，为防止混凝土离析，应符合下列规定。

a.从高处直接倾卸时，其自由倾落高度不宜超过2m。

b.当倾落高度超过2m时，应通过串筒、溜槽或振动溜管等设施下落；倾落高度超过10m时应设置减速装置。

c.出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过1m。

③混凝土应按**厚度、顺序和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始逐层扩展升高，保持水平分层。

④施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定，宜留置在结构受剪力和弯矩较小且便于施工的部位，并应按下列要求进行处理。

a.凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，但凿除时，处理层混凝土需达到下列强度：用水冲洗凿毛时，需达到0.5MPa；人工凿除时，需达到4.5MPa；用风动机凿毛时，需达到10MPa。

b.凿毛处理的混凝土面，应用水冲洗干净，在浇筑次层混凝土前，对垂直施工缝宜刷一层水泥净浆，对水平缝宜铺一层厚为10～20mm的1∶2的水泥砂浆。

c.重要部位及有防震要求的混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构，应在施工缝处补插锚固钢筋或石榫；有抗渗要求的施工缝宜做成凹、凸缝或设止水带。

d.施工缝为斜面时应浇筑成或凿成台阶状。

e.施工缝处理后，需待处理层混凝土达到**强度后才能继续浇筑混凝土。处理层混凝土需要达到的强度，一般**为1.2MPa，当结构物为钢筋混凝土时，不得低于4.5MPa。混凝土达到上述抗压强度时间宜通过试验确定。

⑤在浇筑过程中或浇筑完成时，如混凝土表面泌水较多，需在不扰动已浇筑混凝土的条件下，采取措施将水排除。继续浇筑混凝土时，应查明原因，采取措施，减少泌水。

⑥结构混凝土浇筑完成后，对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平，待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。当裸露面面积较大或气候不良时，应加盖防护，但在开始养护前，覆盖物不得接触混凝土面。

⑦浇筑混凝土期间，应设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。

⑧浇筑混凝土时，应填写混凝土施工记录。

（5）混凝土振捣

①浇筑混凝土时，除少量塑性混凝土可用人工捣实外，宜采用振捣器振实。用振捣器振捣时，应符合下列规定。

a.使用插入式振捣器时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍；与侧模应保持50～100mm的距离；插入下层混凝土50～100mm；每一处振动完毕后应边振动边徐徐抽出振捣棒；应避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

b.表面振捣器的移位间距，应以使振捣器平板能覆盖已振实部分100mm左右为宜。

②附着式振捣器的布置距离，应根据构造物形状及振捣器性能等情况并通过试验确定。

③对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。

（6）混凝土结构养护

①对于在施工现场集中养护的混凝土，应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及对混凝土性能的要求，提出具体的养护方案，并应严格执行规定的养护制度。

②一般的混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。

混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用篷布、塑料布等进行覆盖），防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少两遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。

覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。混凝土面有模板覆盖时，应在混凝土养护期间经常使模板保持湿润。

③当昼夜平均气温低于5℃或**气温低于-3℃时，应按冬期施工的规定处理。当环境温度低于5℃时，禁止对混凝土表面进行洒水养护。此时，可在混凝土表面应喷涂养护液，并采取适当保温措施。

④混凝土养护用水的条件与拌和用水相同。混凝土的洒水养护时间一般为7d，要根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况，酌情延长或缩短。每天洒水次数以能保证混凝土表面经常保证湿润状态为度，用加压成型。

⑤混凝土采用喷涂养护液养护时，应确保不漏喷。

⑥大体积混凝土施工前应制订严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取温控措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内，当设计无要求时，温差不超过25℃。

⑦混凝土的强度达到4.5MPa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架和拱架及脚手架等荷载。

⑧混凝土在冬期和炎热季节拆模后，若天气产生骤然变化时，应采取适当的保温（寒季）隔热（夏季）措施，防止混凝土产生过大的温差应力。

（7）拆模

①混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时，侧模应在混凝土强度达到4.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。

②混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度应满足规定外，还应考虑拆模时混凝土的温度（由水泥水化热引起）不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度**时不得拆模。

一般情况下，结构芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节，若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

③拆模宜按立模顺序逆向进行，不得损伤混凝土，并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。

④拆除临时埋设于混凝土中的木塞和其他预埋部件时，不得损伤混凝土。

⑤拆除模板时，不得影响或中断混凝土的养护工作。

4.施工总结

①采用吊车起吊料斗垂直运输混凝土时，应由信号工指挥，吊车停放应避幵高压线，场地应平坦坚实，卧放料斗的斗坑周围应围挡方木，料斗起吊就位必须由两人以上操作。

②混凝土灌注施工，应严格按照施工方案及安全措施进行。凡灌注距地面2m以上的混凝土结构物时，必须搭设牢固的脚手架或平台并设护栏。在基坑内灌注施工时，应在距基坑上口向外1m的水平距离周围，设置护栏。

③使用控制器振捣器前必须经专职电工检查合格后，方可使用。操作人员，必须穿戴安全防护用品。振捣设备应设开关箱，并装有漏电保护器。振捣棒电机应平放在可移动绝缘垫板上，不准挂在正在施工的混凝土结构物的钢筋上。

④施工现场砂石料冲洗废水必须收集处理，沉淀达标后排放，严禁随处排放污水。运送袋装或散装材料的车辆要用帆布严密遮盖，防止洒漏及粉尘污染。水泥采用水泥储仓密封储存；其他散料苫盖保存。

来源：工程李先森

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