钻孔灌注桩施工课件

2020/3/31钻孔灌注桩实施性施工技术2020/3/32深入学习各项知识不断提升自身素质2020/3/33我国应用钻孔灌注桩始于20世纪60年代初，首先在桥梁和港口建设中采用。1963年冬在河南安阳冯宿桥的两座桥台中首先利用了钻孔灌注桩基础。钻孔使用的是水利部门打井用的大锅锥，用人力推磨方式钻孔。孔径一般为60~70cm。接着在河南竹竿河和白河两座大桥扩大应用，国内其他一些省、市也相继推广，1965年4月交通部在河南召开钻孔桩技术鉴定会，认为它是一项重大技术革新，成为公、铁路桥梁下部基础的首选形式，风靡全国。2020/3/34基础打桩是为了增加地基承载力，由于建筑物所处地带天然地基土层承载力不足，需设置柱基础。上部的荷载传递到墩台，再至承台，然后将荷载传递至桩，依靠桩端的持力层及桩间土的摩擦力将荷载均布到大地。灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。2020/3/352020/3/36泥浆或水从钻杆进入，从井口流出。为正循环。泥浆或水从钻杆吸出，从井口流入。为反循环。正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。2020/3/37冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。2020/3/38冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。2020/3/392020/3/3102020/3/311干成孔法采用的机械有：CFG桩机、旋挖钻机、挖孔桩或洛阳铲等人工挖孔桩一般适宜用在深度不大,人工填土、粘性土、无流动性的淤泥质士以及中等密实的砂土等场地，只要认真分析工程地质和水文地质资料及各土层的物理力学性质,采取适当的技术安全措施,挖孔桩的应用范围就会大为拓展,同时深度规定也可适当放宽,且收到较好的经济效益2020/3/312干成孔法采用的机械有：CFG桩机、旋挖钻机、挖孔桩或洛阳铲等2020/3/313施工前保证“四通一平”就是施工现场水通、电通、路通、通讯要通；一平是施工现场要平整。施工现场设有“五牌一图”，即工程概况牌、管理人员名单及监督电话牌、消防保卫（防火责任）牌、安全生产牌、文明施工与环境保护牌和施工现场平面图。在施工前以对施工场地进行了详细调查，并用人工挖探沟，以确定地下无管线，确定后方可开始施工。在旱地上清除杂物，换填软土，平整压实，场地位于陡坡时，可用枕木或型钢等搭设工作平台。2020/3/314场地平整完成后，并将其压实，按照测量确定的位置埋设护筒。钢筋笼采用集中分节制作，现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输，导管法灌注水下混凝土。施工准备埋设钻孔护筒搭设作业平台桩机就位钻孔成孔检测清孔安放钢筋笼安放导管浇筑水下混凝土拔出导管、护筒基桩检测2020/3/3152020/3/316检测自检：现场技术员用几何尺寸方法复核桩位，每天对桩位复核一次，若护桩被破坏或发生位移及时通知测量人员进行复测。清理干净施工现场，进行测量放线，测量出14-1#桩的轴心，在桩的四周采用木桩引出，引出的木桩必须砸入原地面以下约有45cm为止，防止引桩移动。引桩应远离14-1#桩轴心，但不宜太远，以不影响桩施工为准，在旋挖钻孔灌注施工中及时进行校核钻杆与桩位轴线的偏移量，特别是钢筋笼安放完毕后必须进行钢筋笼是否居中桩位，桩轴线偏差不超过5cm。2020/3/317选用粘土、膨润土、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：1）比重：旋转钻机，入孔泥浆比重可为1.1~1.3；2）黏度：入孔泥浆粘度，一般地层为16s~22s；松散易坍地层为19s~28s。3）含砂率：新制泥浆不大于4%4）胶体率：不小于95%。5）pH值：应大于6.5.泥浆原料选用优质黏土，有条件时，应优先采用膨润土造浆。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂，其掺量应经过试验确定。造浆后应试验全部性能指标，钻进过程中随时检验泥浆比重和含砂率。2020/3/318泥浆池：一般两个墩的桩基共用一个泥浆池，泥浆池位于墩之间，泥浆池长和宽满足钻孔需求，撒上灰线，根据不同地质采用不同的放坡开挖，挖出的土方堆在四周形成围堰，防止泥浆外溢污染环境。防护结构：立杆及横杆均采用架子管搭设，十字扣连接，立管长2m,打入围堰不小于0.5m。架子管外部每隔0.5m涂刷红白相间的醒目警示标，四周挂上“防止坠落、坑深危险、请勿靠近等警示标语。泥浆护壁适用钻机：正反循环、旋挖钻、冲击钻等。泥浆的作用：将钻渣利用泥浆带出,并保护孔壁不致坍塌。再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来,从而完成钻孔灌注桩的施工。2020/3/319泥浆泵：泥浆泵适应于冲击钻、旋挖钻等。2020/3/3201）护筒制作护筒采用钢质护筒，3m以内的护筒，采用10mm厚的钢板制作，顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm宽的加强圈；护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。制作时，钢护筒的内径比桩径大200-400mm。2020/3/321护筒制作埋设：护筒埋设分为人工埋设和机械埋设两种措施。钢护筒埋置高出施工地面0.5m；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。1）人工埋设：埋设护筒采用挖坑法，由吊车安放。测量队对护筒的桩位进行放样，现场技术人员复核，挖孔直径为护筒直径加40cm，挖孔深度为护筒长度。利用护桩拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。用吊车吊放护筒至孔内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心与桩位中心重合，其偏差不大于3cm。护筒位置确定后，吊垂线，用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离，检查护筒的垂直度。符合要求后在护筒周围对称填土，对称夯实。四周夯填完成后，再次检测护筒的中心位置和竖直度。测量护筒顶高程，根据桩顶设计高，计算桩孔需挖的深度。2020/3/322护筒作用：1)定位；2)保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内；3)保持泥浆水位（压力），防止坍孔；4)桩顶标高控制依据之一；5)防止钻孔过程中的沉渣回流。2020/3/3232020/3/324根据桩心位置，调整移动机械，保证机械钻杆轴心与桩心重合，否则进行微调到位。连接护桩、拉十字线调整钻头中心与桩位轴心重合。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，确认地下是否有不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm。2020/3/325旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。2020/3/326渣样：根据地勘报告，以护筒顶面为依据测得不同地质孔深。钻孔钻至各种地层时对其钻渣进行取样，把筛子放在出浆口即可得到渣样，保留存储，作为依据。根据这个可以分析地质与设计是否相同。也可以改进施工工艺，有经验的施工人员根据钻渣就明白钻孔时的泥浆该如何调配而使得钻孔效率最大化。2020/3/327钻孔过程中，提升出的弃土均放置在旋挖钻机作业半径范围内，堆积如山的弃土影像钻机作业施工，所以钻孔过程中及时进行弃土清运。弃土清运采用一台小型挖掘机进行倒运至远离旋挖钻机，再装车运走。2020/3/328成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。检孔器应按如下要求制作：检孔器的外径D为钢筋笼直径加保护层，长度为6D（D为孔径，检孔器的加工执行钢筋加工及安装作业指导书）。钻孔桩钻孔允许偏差及检验方法详见图5.8-1所示。图5.8-1钻孔桩钻孔允许偏差及检验方法2020/3/329钻孔过程中钻机操作要领和注意事项：在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示垂直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。钻孔过程中每进尺5—10米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整。钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用。施工完成后用泥浆车将其运至指定地点以防对环境造成污染。钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。同时保持孔内有规定的水头（应高于地下水位或孔外水位1.0-2.0m）和要求的泥浆浓度、粘度，以防坍孔。2020/3/330钻孔到位后采用换浆法进行第一次清孔。孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清渣（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。注意在空转清渣时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求。柱桩应不大于50mm，摩擦桩不大于200mm。2020/3/331清孔后，用测绳检测孔深。钢筋笼入孔安装导管后进行第二次清孔。清孔采用导管换浆法进行清孔，泥浆泵软接管直接插入导管内，利用导管与原地面的高差压力进行清孔，泥浆及相关指标必须达到规范标准。清孔标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2mm~3mm的颗粒。泥浆比重不大于1.1。含砂率小于2%。黏度为17s~20s。2020/3/3322020/3/3331)钻孔灌注桩的所有钢筋均采用HPB300钢筋。2)主筋外缘至设计桩径混凝土表面净保护层厚度70mm。3)桩基加强筋N3直径同主筋N1，设在主筋内侧，第一道距承台底40cm，最后一道设于钢筋底面以上10cm处，自上而下每2m一道至钢筋笼底部，其零数可在最下两段内调整，但其间距不大于2.5m。自身搭接部分采用双面焊，双面焊长度为10cm。2020/3/3344)箍筋N4直径采用10mm，承台底以下3.0m范围内箍筋采用100mm，其余范围内箍筋间距均采用200mm。箍筋可采用螺旋筋。双面焊长度采用5cm。5)桩顶伸入承台内的主筋长度按45倍主筋直径加上5cm设置，主筋采用喇叭型伸入承台，其箍筋N5～N9按等间距布置5根，钢筋直径同N4。6)N10定位钢筋（耳环）每隔2m设一组，每组4根均匀设于桩基加强筋N3周围。7)桩基主筋与加强箍筋务必焊牢，主筋与箍筋联结处宜点焊。8)桩基钢筋笼分段插入桩孔中，接头数量及位置应满足施工规范要求。2020/3/3359)承台顶100mm以上桩身钢筋应采取措施隔离桩头混凝土，如采用塑料袋包裹等，凿除桩头混凝土后可保持桩身钢筋的清洁。10)钻孔桩钢筋与承台钢筋、墩身钢筋之间的电气连接按综合接地要求办理。11)结构重要或地质条件较差、桩长超过40m或在工点设计图中有要求者，可预埋3根超声波检测管对水下混凝土质量做超声波检测。12)超声波检测管采用无缝钢管，内径∅50mm，壁厚3.0mm。13)在工点设计图中如要求埋设，声测