樁基鉆孔技術(shù)與工程應(yīng)用實(shí)操手冊(cè)一、總則1.1手冊(cè)目的本手冊(cè)旨在系統(tǒng)闡述樁基鉆孔施工的關(guān)鍵技術(shù)、工藝流程、質(zhì)量控制要點(diǎn)及工程實(shí)踐中的常見(jiàn)問(wèn)題處理，為從事樁基工程的技術(shù)人員、施工管理人員及一線操作人員提供一套實(shí)用、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)性文件，以期規(guī)范施工行為，保障樁基工程質(zhì)量與安全，提高施工效率。1.2適用范圍本手冊(cè)適用于工業(yè)與民用建筑、市政、公路、鐵路、水利等工程領(lǐng)域中采用鉆孔灌注樁（包括螺旋鉆、沖擊鉆、回旋鉆、旋挖鉆等成孔工藝）的樁基施工。對(duì)于特殊地質(zhì)條件或有特殊設(shè)計(jì)要求的樁基工程，尚應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目特點(diǎn)及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行調(diào)整。1.3基本原則1.安全第一，預(yù)防為主：嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)法規(guī)，落實(shí)安全責(zé)任，確保施工全過(guò)程安全無(wú)事故。2.質(zhì)量為本，精益求精：嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化過(guò)程控制，確保樁基質(zhì)量符合要求。3.技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理：結(jié)合工程地質(zhì)條件，優(yōu)先選用成熟可靠、經(jīng)濟(jì)高效的鉆孔工藝和設(shè)備。4.環(huán)保施工，綠色發(fā)展：采取有效措施控制施工過(guò)程中的噪音、揚(yáng)塵、泥漿污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。1.4引用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范本手冊(cè)的編寫(xiě)主要依據(jù)國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程，如《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》、《鐵路橋涵施工規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》等。在具體工程應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先遵循項(xiàng)目所在地的地方標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)文件的特殊要求。二、主要鉆孔工藝類(lèi)型及適用條件2.1螺旋鉆孔灌注樁工藝特點(diǎn)：利用螺旋鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土體，同時(shí)將土屑沿螺旋葉片排出孔外。可分為干作業(yè)成孔和套管護(hù)壁成孔兩種。適用條件：*干作業(yè)螺旋鉆：適用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密實(shí)以上的砂土。對(duì)易坍塌地層或有地下水時(shí)慎用。*套管螺旋鉆：適用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土，以及軟巖等地層，能有效防止塌孔。主要優(yōu)點(diǎn)：施工速度快，噪音低，振動(dòng)小，無(wú)需泥漿護(hù)壁（干作業(yè)時(shí)），對(duì)環(huán)境影響較小。主要缺點(diǎn)：孔深和孔徑受設(shè)備限制，在堅(jiān)硬巖層或卵石層中鉆進(jìn)困難。2.2沖擊鉆成孔灌注樁工藝特點(diǎn)：通過(guò)沖擊鉆頭（如十字形、一字形、圓形）的反復(fù)沖擊，將巖土破碎成渣，利用掏渣筒或泥漿循環(huán)將鉆渣排出孔外。適用條件：適用于各類(lèi)土層和巖層，尤其在碎石土、砂土、黏性土、粉土、風(fēng)化巖層及巖層中更為適用，是穿越堅(jiān)硬地層的有效方法。主要優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，適應(yīng)地層廣，可施工大直徑樁和深樁。主要缺點(diǎn)：施工效率相對(duì)較低，噪音和振動(dòng)較大，成孔質(zhì)量（垂直度、孔形）控制難度較高，需泥漿護(hù)壁，泥漿管理工作量大。2.3回旋鉆成孔灌注樁（正循環(huán)與反循環(huán)）工藝特點(diǎn)：利用回旋鉆機(jī)帶動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削巖土，同時(shí)通過(guò)泥漿循環(huán)（正循環(huán)或反循環(huán)）攜帶鉆渣。*正循環(huán)：泥漿由泥漿泵從泥漿池經(jīng)鉆桿中心輸送至鉆頭處，攜帶鉆渣沿鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀間隙上升，從孔口溢流出進(jìn)入沉淀池。*反循環(huán)：泥漿由孔口流入，攜帶鉆渣的泥漿通過(guò)鉆桿內(nèi)腔由砂石泵或空氣吸泥機(jī)抽吸出孔外。反循環(huán)又可分為泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)等。適用條件：*正循環(huán)回旋鉆：適用于填土、黏性土、粉土、砂土、碎石土及風(fēng)化巖層。在細(xì)顆粒土層中排渣效率較高，但在卵石層或顆粒較大的地層中效率降低。*反循環(huán)回旋鉆：適用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、卵石土和中等硬度以下的巖層。排渣能力強(qiáng)，鉆進(jìn)效率高，尤其適用于大直徑、深孔樁施工。主要優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)地層范圍廣，成孔質(zhì)量較好，可施工大直徑深樁。主要缺點(diǎn)：需要設(shè)置泥漿系統(tǒng)，對(duì)泥漿管理要求高，可能對(duì)環(huán)境造成污染。反循環(huán)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備要求較高，在易坍塌地層需謹(jǐn)慎控制。2.4旋挖鉆成孔灌注樁工藝特點(diǎn)：利用旋挖鉆斗（或短螺旋鉆頭）的旋轉(zhuǎn)切削土體，并將切削下的巖土裝入鉆斗內(nèi)，然后提升鉆斗卸出鉆渣?？刹捎媚酀{護(hù)壁、套管護(hù)壁或干作業(yè)（特定地層）。適用條件：適用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、卵礫石土及中等風(fēng)化以下的巖層。在軟硬不均地層、回填地層中也能取得較好效果。主要優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，施工效率極高，成孔質(zhì)量好，泥漿用量相對(duì)較少（部分工藝可實(shí)現(xiàn)干孔或低液位泥漿），對(duì)場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)。主要缺點(diǎn)：設(shè)備投資較大，在極堅(jiān)硬巖層中鉆進(jìn)效率會(huì)降低，對(duì)操作人員技能要求較高。三、施工準(zhǔn)備3.1技術(shù)準(zhǔn)備1.圖紙會(huì)審與設(shè)計(jì)交底：組織相關(guān)人員熟悉樁基設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告，參加圖紙會(huì)審和設(shè)計(jì)交底，明確設(shè)計(jì)意圖、技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)圖紙中的疑問(wèn)、錯(cuò)誤或不合理之處及時(shí)提出并協(xié)商解決。2.編制施工組織設(shè)計(jì)/專(zhuān)項(xiàng)施工方案：根據(jù)工程特點(diǎn)、地質(zhì)條件、工期要求及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)或?qū)ｍ?xiàng)施工方案。內(nèi)容應(yīng)包括：工程概況、地質(zhì)條件分析、施工部署、主要施工方法（鉆孔工藝選擇、設(shè)備選型）、施工進(jìn)度計(jì)劃、資源配置計(jì)劃（人力、機(jī)械、材料）、質(zhì)量保證措施、安全保證措施、環(huán)境保護(hù)措施、應(yīng)急預(yù)案等。方案需按規(guī)定程序報(bào)批。3.進(jìn)行技術(shù)交底：施工前，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)向施工管理人員、班組長(zhǎng)及作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，內(nèi)容包括施工工藝、操作規(guī)程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全注意事項(xiàng)等，并形成書(shū)面記錄。4.測(cè)量控制網(wǎng)建立與樁位放線：根據(jù)業(yè)主提供的測(cè)量控制點(diǎn)，建立施工現(xiàn)場(chǎng)的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，并進(jìn)行復(fù)核。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行樁位精確放線，做好標(biāo)記，并對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，確保無(wú)誤。3.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備1.場(chǎng)地平整與壓實(shí)：清除場(chǎng)地內(nèi)障礙物，平整場(chǎng)地，對(duì)鉆機(jī)行走和停放區(qū)域進(jìn)行必要的壓實(shí)處理，確保場(chǎng)地承載力滿(mǎn)足鉆機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行要求，防止不均勻沉降。2.施工道路與排水：規(guī)劃并修建臨時(shí)施工道路，確保材料運(yùn)輸和機(jī)械設(shè)備進(jìn)出方便。設(shè)置有效的排水系統(tǒng)，排除場(chǎng)地內(nèi)積水，特別是在雨季施工時(shí)。3.“三通一平”：確保施工用水、用電、道路暢通。根據(jù)施工需要布置臨時(shí)供水管道和供電線路，安裝配電箱并做好防雨、防觸電保護(hù)。4.泥漿系統(tǒng)設(shè)置（如需要）：對(duì)于采用泥漿護(hù)壁的工藝，應(yīng)合理規(guī)劃泥漿池（沉淀池、循環(huán)池）的位置和大小，確保泥漿有足夠的循環(huán)空間和沉淀時(shí)間。泥漿池應(yīng)采取防滲措施，防止污染地下水和周邊環(huán)境。5.樁位復(fù)核與護(hù)筒埋設(shè)標(biāo)記：在正式施工前，對(duì)已放出的樁位進(jìn)行再次復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后，可進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)的準(zhǔn)備工作。3.3物資準(zhǔn)備1.材料進(jìn)場(chǎng)與檢驗(yàn)：*鋼筋：進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)查驗(yàn)其出廠合格證、質(zhì)保書(shū)，并按規(guī)定批次進(jìn)行力學(xué)性能和重量偏差檢驗(yàn)，合格后方可使用。*水泥：選用符合設(shè)計(jì)要求的水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)，查驗(yàn)出廠合格證、質(zhì)保書(shū)，并按規(guī)定進(jìn)行強(qiáng)度、安定性等指標(biāo)檢驗(yàn)。*砂石料：選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的粗細(xì)骨料，按規(guī)定進(jìn)行篩分、含泥量、泥塊含量等檢驗(yàn)。*外加劑：根據(jù)需要選用，并查驗(yàn)產(chǎn)品合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告，必要時(shí)進(jìn)行復(fù)試。*泥漿材料：如膨潤(rùn)土、純堿、CMC等，進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其性能符合護(hù)壁要求。2.設(shè)備選型與檢查調(diào)試：*根據(jù)選定的鉆孔工藝和設(shè)計(jì)樁徑、樁長(zhǎng)，選擇合適型號(hào)的鉆機(jī)及配套設(shè)備（如泥漿泵、電焊機(jī)、鋼筋加工設(shè)備、混凝土灌注設(shè)備等）。*設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)其性能、狀態(tài)進(jìn)行全面檢查、維修和調(diào)試，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常，符合施工要求。重點(diǎn)檢查鉆桿、鉆頭、動(dòng)力系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)等。3.4安全與環(huán)保準(zhǔn)備1.安全教育與培訓(xùn)：對(duì)所有參與施工人員進(jìn)行崗前安全教育培訓(xùn)和三級(jí)安全教育，特種作業(yè)人員必須持證上崗。2.安全設(shè)施搭設(shè)：設(shè)置必要的安全警示標(biāo)志、圍擋、防護(hù)欄桿、消防器材等。3.環(huán)保措施落實(shí)：制定泥漿、鉆渣、廢水、廢棄物的處理方案，準(zhǔn)備必要的環(huán)保設(shè)備（如沉淀池、垃圾回收箱等）。四、核心施工工序與控制要點(diǎn)4.1護(hù)筒埋設(shè)作用：固定樁位、引導(dǎo)鉆頭方向、保護(hù)孔口、防止孔口坍塌、隔離地表水、保持孔內(nèi)水頭壓力以穩(wěn)定孔壁。材料與規(guī)格：*常用材料為鋼板（厚度4-10mm）、鋼筋混凝土或木樁。*護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于設(shè)計(jì)樁徑____mm（沖擊鉆宜取大值）。*護(hù)筒高度：旱地或淺水處，護(hù)筒頂端應(yīng)高出地面____mm；有沖刷影響的河床，應(yīng)高出施工水位或地下水位1.5-2.0m，并高出施工地面0.3-0.5m。埋設(shè)方法與要求：1.測(cè)量定位：根據(jù)樁位中心，標(biāo)出護(hù)筒的埋設(shè)位置，其中心與樁位中心偏差不得大于50mm。2.開(kāi)挖與埋設(shè)：*采用機(jī)械或人工開(kāi)挖護(hù)筒坑，坑底應(yīng)平整。*護(hù)筒垂直度偏差應(yīng)不大于1%。*護(hù)筒底部和周?chē)鷳?yīng)用黏土分層夯實(shí)，確保其穩(wěn)固，防止漏水。*對(duì)于軟土地層，可采用加壓、振動(dòng)或錘擊等方法將護(hù)筒沉入。3.檢查：埋設(shè)完成后，復(fù)查護(hù)筒中心位置、垂直度和頂面標(biāo)高。4.2鉆機(jī)就位與調(diào)平1.就位：將鉆機(jī)行駛或吊裝至樁位處，使鉆頭中心（或鉆桿中心）對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，偏差控制在20mm以?xún)?nèi)。2.調(diào)平：利用鉆機(jī)自帶的水平儀或氣泡水準(zhǔn)儀，調(diào)整鉆機(jī)的支腿或履帶，使鉆機(jī)機(jī)身保持水平，鉆桿（或主軸）保持垂直。這是保證成孔垂直度的關(guān)鍵步驟。3.穩(wěn)固：確保鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生位移或沉降。對(duì)于大型鉆機(jī)或軟弱場(chǎng)地，可能需要鋪設(shè)鋼板或枕木以擴(kuò)大受力面積。4.3鉆進(jìn)施工4.3.1沖擊鉆鉆進(jìn)1.開(kāi)孔：初鉆時(shí)應(yīng)低錘密擊，控制進(jìn)尺速度，防止護(hù)筒底部坍塌。待護(hù)筒刃腳以下2-3m范圍內(nèi)形成穩(wěn)固泥皮后，方可正常沖擊。2.沖擊方式與沖程選擇：*黏性土：宜用中沖程（1-2m），勤掏渣。*砂土、卵石土：宜用中高沖程（2-3m），并加大泥漿比重和稠度。*堅(jiān)硬巖層：宜用高沖程（2-4m），并根據(jù)巖層情況調(diào)整。*軟弱土層或易坍塌地層：宜用低沖程，并嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)。3.掏渣：沖擊一定深度（通常進(jìn)尺0.5-1.0m或鉆渣較多時(shí)）后，應(yīng)及時(shí)掏渣。掏渣時(shí)應(yīng)注意觀察孔內(nèi)水位，防止塌孔。4.泥漿管理：沖擊鉆進(jìn)必須采用泥漿護(hù)壁。應(yīng)根據(jù)地層情況及時(shí)調(diào)整泥漿比重、黏度、含砂率等指標(biāo)。一般比重控制在1.2-1.4，黏度18-28s。5.沖孔過(guò)程監(jiān)控：密切注意進(jìn)尺速度、沖孔聲音、鋼絲繩擺動(dòng)情況，判斷孔內(nèi)情況。做好鉆進(jìn)記錄，包括鉆進(jìn)時(shí)間、進(jìn)尺、地層變化、泥漿指標(biāo)、掏渣情況等。6.檢孔：每鉆進(jìn)3-5m或地層變化處，應(yīng)檢查孔深、孔徑和垂直度?？墒褂脵z孔器（用鋼筋制作，直徑等于設(shè)計(jì)樁徑，長(zhǎng)度為4-6倍樁徑）進(jìn)行檢查。4.3.2回旋鉆鉆進(jìn)（正循環(huán)與反循環(huán)）1.開(kāi)孔：?jiǎn)?dòng)泥漿泵，待泥漿循環(huán)正常后再開(kāi)始鉆進(jìn)。初鉆時(shí)應(yīng)慢速，適當(dāng)控制進(jìn)尺。2.正循環(huán)鉆進(jìn)：*泥漿由泥漿泵壓入鉆桿內(nèi)腔，通過(guò)鉆頭的出漿口射出，攜帶鉆渣沿孔壁與鉆桿之間的環(huán)狀空間上升，從孔口溢流入沉淀池。*控制鉆進(jìn)速度，根據(jù)地層調(diào)整鉆壓和轉(zhuǎn)速。在軟土層中可適當(dāng)加快，在硬土層或巖層中應(yīng)放慢。3.反循環(huán)鉆進(jìn)：*泵吸反循環(huán)：?jiǎn)?dòng)砂石泵，在鉆桿內(nèi)腔形成負(fù)壓，將孔底泥漿和鉆渣吸入鉆桿內(nèi)腔，排出孔外。適用于孔深一般不超過(guò)50m的情況。*氣舉反循環(huán)：利用壓縮空氣通過(guò)送氣管進(jìn)入鉆桿下部，形成密度較小的氣液混合流，在鉆桿內(nèi)外形成壓力差，推動(dòng)泥漿和鉆渣上升排出。適用于較深孔（通?？咨畲笥?0m時(shí)效率較高）。*反循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)砂石泵（或空壓機(jī)）和泥漿泵，待形成正常循環(huán)后再開(kāi)始鉆進(jìn)。注意保持孔內(nèi)水頭，防止塌孔。4.鉆進(jìn)參數(shù)控制：根據(jù)地質(zhì)條件、鉆頭類(lèi)型、鉆具組合等因素，合理選擇鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵量等參數(shù)。5.排渣與補(bǔ)漿：確保泥漿循環(huán)暢通，及時(shí)排出鉆渣。同時(shí)，根據(jù)孔內(nèi)泥漿損耗情況，及時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿，維持孔內(nèi)正常水頭高度。6.鉆進(jìn)過(guò)程監(jiān)控：同沖擊鉆，需做好鉆進(jìn)記錄，監(jiān)控孔內(nèi)情況，及時(shí)處理異常。4.3.3旋挖鉆鉆進(jìn)1.開(kāi)孔：根據(jù)地層情況選擇合適的鉆頭（如短螺旋鉆頭或旋挖斗）。開(kāi)孔時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，逐步進(jìn)入正常鉆進(jìn)狀態(tài)。2.鉆進(jìn)操作：*將鉆斗降至孔底，旋轉(zhuǎn)鉆斗切入巖土，同時(shí)施加適當(dāng)?shù)你@壓。*當(dāng)鉆斗內(nèi)裝滿(mǎn)鉆渣后，停止旋轉(zhuǎn)，緩慢提升鉆斗至孔口，打開(kāi)斗門(mén)卸渣。*重復(fù)上述過(guò)程，直至達(dá)到設(shè)計(jì)孔深。3.護(hù)壁方式：*泥漿護(hù)壁：與回旋鉆類(lèi)似，需制備合格泥漿，保持孔內(nèi)水頭。*套管護(hù)壁：對(duì)于不穩(wěn)定地層，可采用搓管機(jī)或液壓錘配合套管跟進(jìn)護(hù)壁。*干作業(yè)：在地下水位以上、地層穩(wěn)定時(shí)，可采用干作業(yè)鉆進(jìn)，無(wú)需泥漿或僅用少量穩(wěn)定液。4.鉆進(jìn)參數(shù)控制：主要控制鉆斗轉(zhuǎn)速、下壓力、提升速度。黏性土中可適當(dāng)加快轉(zhuǎn)速，松散地層應(yīng)減小下壓力，緩慢提升。5.清渣：旋挖鉆主要通過(guò)鉆斗取渣，每次提鉆斗即完成一次清渣。在接近設(shè)計(jì)孔深時(shí)，應(yīng)采用清底鉆頭或?qū)ｉT(mén)的清孔措施進(jìn)行清孔。4.3.4通用注意事項(xiàng)1.孔深控制：采用測(cè)繩（帶測(cè)錘）或鉆機(jī)自帶深度計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)量，每鉆進(jìn)一定深度或交接班時(shí)應(yīng)復(fù)核孔深。終孔時(shí)必須用測(cè)繩精確測(cè)量。2.垂直度控制：鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆桿垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整?？衫勉@機(jī)的垂直度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或掛線錘等方法進(jìn)行檢查。3.地層記錄與核對(duì)：詳細(xì)記錄鉆進(jìn)過(guò)程中的地層變化情況，與地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行對(duì)比，如有較大差異，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)、勘察單位。4.特殊地層處理：*