钻孔灌注桩施工工艺课件

2018.03.21诚信创新超越共赢目录Contents010203定义及分类施工工艺流程质量验收04质量事故预防与防治01定义及分类一、定义及分类1、灌注桩定义是直接在所设计的桩位上开孔，其截面为圆形，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成的。根据成孔工艺的不同，灌注桩可以分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩和人工挖孔的灌注桩等。按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。2、钻孔灌注桩定义是指在工程现场通过机械钻孔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因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。根据施工钻孔方法的不同，可分为冲击法、冲抓法、旋转法。一、定义及分类1、冲击钻机钻孔冲击钻机通过机架、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。适用于砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工。一、定义及分类一、定义及分类2、全套管冲抓成孔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。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。一、定义及分类一、定义及分类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。一、定义及分类一、定义及分类正循环钻结构示意图一、定义及分类3、回转钻成孔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。一、定义及分类反循环钻结构示意图一、定义及分类3、回转钻成孔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。一、定义及分类3、回转钻成孔3.4、旋挖钻机钻孔旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。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。一、定义及分类旋挖钻机示意图02施工工艺流程二、施工工艺流程1.钻孔灌注桩施工工序二、施工工艺流程1、场地准备施工前，先用装载机和反铲挖掘机对桩基施工范围内场地进行平整压实，局部软弱层采用级配碎石换填压实，确保桩基设备的承载力和稳定性。根据桩顶标高分别设置施工操作平台，若设计桩顶标高高于原有地面标高，应将该部分进行黏土回填，回填至设计桩顶标高上1m，分层夯实后再进行钻孔，确保桩顶部满足设计桩顶标高。钻机平台表面应进行加固处理，换填铺设50cm厚的砂卵石或道砟并平整碾压、夯实，平台的长、宽不小于15m，场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜，钻机施工作业的安全性。二、施工工艺流程2、埋设护筒护筒采用Q235低合金热轧钢板材料卷制而成，内径大于桩径200mm，长3.0m，壁厚10mm，护筒应坚实，不漏水，护筒内径误差不大于10mm。护筒高度高出地面0.3m，在护筒口向下30cm处的一侧切割尺寸250×250mm的溢浆口，方便稳定液循环。为确保护筒埋置过程中孔壁不坍塌，采用“压埋法”施沉钢护筒。根据桩位，采用机械挖1.5m后埋设护筒，通过定位的控制桩放样，把钻孔的位置标于孔底，放入钢护筒,，找出钢护筒的圆心位置，用十字线标在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直。施压护筒时，在钢护筒周围对称地、均匀地回填黏土，分层夯实，以保证护筒垂直度、防止泥浆流失、松动位移或塌落。在护筒顶设枕木，用钻杆通过枕木给护筒垂直加压，使护筒下沉至要求位置，当下压不能达到设计位置时，用钻头在护筒内开挖，采用边挖边压的方法施工。护筒平面位置偏差不得大于5cm，倾斜度偏差小于1%。二、施工工艺流程钢护筒溢浆口示意图二、施工工艺流程3、泥浆制备（1）每两个墩之间选取合适位置设置1个泥浆池，泥浆池尺寸为：6×6×1.5m。受施工现场实际影响的个别泥浆池尺寸可作适当调整。泥浆池采用人工配合挖掘机进行挖掘，挖出的土方集中堆放，用遮阳布覆盖，以便后续回填使用。泥浆池开挖后，四周采用钢管栏杆挂防护网或成品防护栏杆防护，要求安装牢固平整，并悬挂安全警示标牌。桩基完成灌注后，泥浆池内的废浆采用泥浆泵及时抽到泥浆运输车内，运出工地；泥浆池底的沉渣晾干后，用挖掘机挖出并用密闭式运输车运出工地，泥浆池待沉渣转运完毕后及时回填。钻渣、废浆及时弃运至指定位置。（2）旋挖钻机施工成孔速度快，孔壁土层较普通钻机稳定性差，另旋挖钻泥浆护壁属静态泥浆护壁，孔壁泥皮薄，尤其在卵石层更为突出，普通泥浆不能满足施工要求，因此本工程选用了水化性能好，造浆率高，成浆快，含沙量少的膨润土用来造浆。并在不同的地质层及时调整泥浆稠度和比重，以防止塌孔。造浆用的膨润土应符合下列技术要求：胶体率不低于98%，含砂率不大于2%，造浆率不低于5m3/t。新配制的泥浆性能应满足下表的规定。二、施工工艺流程（3）施工时稳定液液面应按下列要求进行控制①液面不应低于护筒口1.0m，并且高于地下水位1.0m以上。②液面应保持稳定。③在漏失底层施工时，应采取堵漏技术措施。二、施工工艺流程泥浆池示意图二、施工工艺流程泥浆指标检测仪器二、施工工艺流程4、钻机就位钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好，保证钻机工作正常。钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后,即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。5、钻孔钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时,要减速慢进；在易缩径的地层中,适当增加扫孔次数,防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层。钻渣采用临时集中堆放，用挖掘机装车统一弃运至指定位置。二、施工工艺流程6、检查清孔钻孔达到设计深度要求，进行地质情况检测，确保满足设计要求，如若不能满足要求，在取得业主代表及监理工程师的许可后，继续进行钻孔，直至满足要求为止。经自检合格后，通知监理工程师进行验孔。验孔合格后，采用正循环进行清孔：终孔后，将大功率泥浆泵管插入孔内进行正循环清孔，直至孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度满足设计规定。二次清孔在钢筋笼和混凝土浇注导管安装下放完毕后，经测定孔底沉渣和泥浆指标超过规范及设计要求时，采用混凝土浇注导管接变径接头，正循环清孔。桩底要严格清孔，清孔后要保证孔底的沉淀层厚度不大于设计或规范要求，摩擦桩桩底沉淀层厚度不大于20cm。二、施工工艺流程7、钢筋笼制作与安装钢筋笼的制作在钢筋加工场内制作，制作好的钢筋笼应平整垫放。桩基竖向钢筋直径12采用直螺纹机械连接,钢筋直径≤12的采用焊接。（1）钢筋笼制作钢筋笼在加工场制作成9m长单节，用平板车运输至桩基现场附近。钢筋笼制作采用同槽分节加工（按基本长度9m进行分节，保证接头间距不小于1m，同一截面内接头数量不超过50%）。钢筋加工场设置三排钢筋骨架胎模，胎模上每隔2m安置一个钢筋骨架定位框，方便钢筋骨架的定位，在端头设置12mm钢挡板，每2m设立12mm钢板加工的1/3圆弧定位槽板主筋，主筋均须安放到对应的定位槽内，确保两端面尺寸一致且主筋顺直。主筋安放到定位槽后将钢筋围成固定圆形并焊好的加劲圈与定位槽点焊在一起，根据设计要求将其余主筋与加劲圈进行焊接，主筋要求与加劲圈垂直。主筋焊接完毕后，按设计要求绑扎箍筋，及焊接定位钢筋。主筋采用直螺纹接头连接，接头的现场检验及验收应满足《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010。加工好的钢筋笼半成品按安装要求分节、分类编号，为保证主筋接长缝隙控制到要求范围制作二、施工工艺流程是的根据前场需要，钢筋笼通过平板车按编号运至施工现场。为防止钢筋笼吊装、下放过程中变形，每节在钢筋笼内环加强圈处用直径16mm钢筋加焊“△”形支撑。直螺纹法接头要求钢筋笼加工精度高，第一节钢筋笼加工完毕经监理工程师检查认可后，就地同槽加工与之相邻的一节钢筋笼。在对接主筋以前，用直螺纹接头将第二节钢筋笼主筋与前一节钢筋笼主筋进行试连接，并要作上标记便于现场连接时对号入座，以此类推直至钢筋笼加工完毕。钢筋笼的直螺纹丝头需带塑料保护帽或拧上连接套筒，防止钢筋笼在吊装运输过程中破坏丝口。雨季或长期码放情况下，需对丝头采取防锈保护措施。钢筋接头应进行切头，确保直螺纹接头的对接质量。声测管计划采用Φ5.7×3.5的镀锌钢管，通过接箍和堵头连接，同一截面上等间距布置3根，声测管在现场钢筋笼下放前进行连接，绑扎在钢筋笼上，上、下接钢筋笼用接箍进行连接。声测管顶部伸出护筒顶口50cm。声测管底管随钢筋笼一起下放，下放一节连接一次，并向管内灌水，防止水压压破检测管并检验上一节声测管是否漏水，下放完毕后将管口严格密封防止混凝土进入。声测管二、施工工艺流程待桩基混凝土声测合格后灌注水泥浆封闭。钢筋笼层垫块采用C30圆形混凝土转轮垫块，每2m截面布置对称布置6个