搜索
桩基工程施工技术（钻孔灌注桩）2013年1月1钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。2一、施工主要工序场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土等成孔下导管和钢筋笼灌注水下混凝土成桩二、埋设护筒1、护筒的作用固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。2、护筒的制作要求2.1护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm。护筒上部设1～2个溢浆孔，②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘米。43、护筒的埋设要求①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。②黏土中埋设不宜小于1米，砂土中不宜小于1.5米，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，一般高出地面或水面400到600毫米，受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加高加深，泥浆面应高出最高水位一点五米，必要时护筒应打入不透水层。③护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；5三、制备泥浆1、泥浆的制备1.1在黏土中可在孔内加入清水用原土造浆1.2其他土中成孔时，应选用高塑形黏土或膨润土1.3泥浆的浓度应控制适当，注入干净泥浆的相对密度应控制在1.1～1.5，排出的泥浆的相对密度宜为1.2到1.4.2、泥浆的作用：2.1护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。2.2在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.1～1.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。78泥浆池9泥浆指标检测仪器四、钻架与钻机就位1、能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。2、钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。3、钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。10冲击法冲抓法旋转法钻孔五、钻孔1、冲击钻机钻孔钻头十字形管形冲击钻机通过机架、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。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。十字钻头冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：1～2m中等冲程：2～3m高冲程：3～5m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分2～4级2、全套管冲抓成孔特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；成孔直径标准，充盈系数很小；清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。1819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。全套管冲抓成孔3、回转钻成孔回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，从而带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。回转钻机用于泥浆护壁成孔的灌注桩，成孔方式为旋转成孔。根据泥浆循环方式不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。3.1正循环成孔正循环回转钻进是以钻机的回转装置带动钻具旋转切削岩土，同时利用泥浆泵向钻杆输送泥浆（或清水）冲洗孔底，携带岩屑的冲洗液沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升，从孔口流向沉淀池，净化后再供使用，反复运行，由此形成正循环排渣系统；随着钻渣的不断排出，钻孔不断地向下延伸，直至达到预定的孔深。由于这种排渣方式与地质勘探钻孔的排渣方式相同，故称之为正循环，以区别于后来出现的反循环排渣方式。特点：排渣能力比较弱,钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大，但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜。适用：粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩24正反循环成孔，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔正循环钻结构示意图3.2反循环成孔反循环回转钻机成孔是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射（射流）反循环三种施工工艺。泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵射出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而形成反循环；气举反循环是利用送入压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液体重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。适用：同正循环。28反循环钻结构示意图3.3潜水转成孔潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。潜水钻成孔前，孔口要埋设钢板护筒。4、旋挖钻机钻孔主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.5～4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。3233旋挖钻机旋挖钻头34六、清孔、排渣钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5MPa，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。对稳定性差的孔壁应用泥浆（正反）循环法或抽渣筒排渣。35清孔时，保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面要高出水位1.5m以上。孔底沉渣厚度指标应符合规定：端承桩≤50mm,摩擦端承桩、端承摩擦桩≤300mm。37循环排渣七、安放钢筋笼清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔3—4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。注意事项：钢筋骨架一般每隔2～2.5米设置直径14～18毫米的加强箍筋一道；钢筋骨架可分段制作；要确保保护层厚度；钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高。下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨架的吊环3940钢筋笼制作4142起吊43对准孔位44钢筋笼焊接45钢筋笼安放就位46八、混凝土灌注1、泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。2、水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。3、浇筑方法有：导管法、泵压法、开底容器法、预填骨料压浆法、袋装叠置法、倾注法，水下混凝土浇筑常用导管法。4、采用导管法浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。47导管法浇注桩身砼水下混凝土灌注过程浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。2020/3/2648焊吊筋，防止浇筑砼时钢筋笼上浮2020/3/2649灌注要求导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为3～6米，采用法兰连接，导管应不漏水、不漏气。为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用混凝土储料斗。水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为2～4米，在任何情况下不得小于1米或大于6米。导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合理确定，其最小高度不宜小于桩长的5%，且不小于2米。在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降低，而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。50水下混凝土浇筑专用下料斗51水下混凝土灌注52水下砼浇筑过程中对排气孔的观测53根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管54九、泥浆护壁应符合下列规定1、正、反循环钻机施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；旋挖钻机施工期间护筒内的泥浆面宜高出地下水位3.0m以上；2、在清孔过程中，应使用经沉淀处理或新制备的优质泥浆置换孔内未达标的泥浆；3、浇注混凝土前，孔底500mm以上的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率小于8%；黏度小于28s；4、在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取投掷黏土土块、加大泥浆相对密度等维持孔壁稳定的措施。5、清孔后和灌注水下混凝土前应检测孔底的沉渣厚度。不符合要求时应重新清孔直至沉渣厚度符合要求为止。6、泥浆护壁钻孔灌注桩应采用导管法浇注水下混凝土。水下混凝土必须具备良好的和易性，坍落度宜为160-220mm，水泥用量不少于360kg/m³7、使用的隔水栓应有良好的隔水性能并保证能顺利从导管内排出。为此，导管底部至孔底的距离宜为300—500mm，桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离。8、首次灌注混凝土时，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上。水下混凝土应连续浇注，且边灌注混凝土边提升导管，使导管埋深控制在2—6m范围内，严禁导管提出混凝土面，以防造成导管堵塞或断桩。57截桩头58桩头混凝土取样