钻孔桩施工知识培训

主要内容坍孔埋设钢护筒钻机选型三通一平材料进场检验台后处理钢筋笼制作反循环钻成孔旋挖钻成孔钢筋笼安放下导管二次清孔灌注水下砼钻孔偏斜穿孔漏浆缩孔扩孔断桩掉钻落物胡钻及埋钻钢筋笼上浮下沉钻孔桩施工技术钻孔桩施工技术1.1三通一平施工前，做好三通一平，即水通电通路通和场地整平。由于唐海地区地表水匮乏，且地下水含盐量较大，水通问题需提前重点解决，如利用沟渠灌溉水或废弃水塘或运水车运水；电通问题主要通过自发电解决，部分利用网电；路通：在每两个墩之间从干线便道引入支线便道。支线便道采用砖渣填筑，支线便道应满足钻机、罐车等工程车通车要求，并满足汽车吊、砼泵车的作业条件要求。支线在接入干线的转弯处需重点处理，必要时支垫钢板。墩位处原地面除要整平外，如果地势明显低于四周、散排水困难，还需在墩位四周挖设临时截水沟。塘中桩，在施工前需先排水（必要时先填土围堰），挖除墩位处的淤泥，换填粘土至设计桩顶标高。钻孔桩施工技术1.2材料进场检验材料包括混凝土原材料、钢材、混凝土垫块。原材料的质量检验总负责人为项目部总工，原材料进场的具体程序为：由工程部核对图纸并根据施工进度做好材料计划，原材料进场后由物设部负责核对产地、规格、型号、品种、数量等，并检查外观质量，不符合要求的不得签收、入库，并保管好出厂合格证或质保书。然后由物设部委托试验室进行原材料检验，经试验检验不合格的材料必须清退出场。安质部负责抽检、监督。钢筋原材检验合格后，还需进行可焊性试验及直螺纹连接钻孔桩施工技术试验。另外，对于作业队的每个新进场电焊工、车工要进行焊接和机械连接的型式检验。1.3台后处理桥台桩基处需先软基处理后才能进行施工，地面标高不足设计桩顶标高时通过填土或提高钢护筒至设计桩顶标高。1.4钻机选型钻机按井孔中土（钻渣）的取出方法不同主要可以分为：回旋钻、旋挖钻、冲击钻、螺旋钻、潜水钻、冲抓钻。其中，回旋钻工艺又可以分为正循环回旋钻、反循环回旋钻。其成孔的工艺原理、适用范围及优缺点见下表。钻孔桩施工技术序号成孔方法成孔原理1正循环回转钻成孔用泥浆泵将泥浆高压泵入钻杆的空腔内，从钻杆底部射出，底部的钻头在钻杆的带动下回转，将土层搅松成为钻渣，被泥浆浮悬，随着泥浆上升而溢出流到孔外，再经过沉淀池沉淀净化，泥浆再循环使用。孔壁靠水头压力和泥浆形成的泥皮保护。钻渣为自由排出2反循环回转钻成孔泥浆由孔外沟槽自流入孔内，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻孔渣从孔底吸入钻杆空腔内，从钻杆顶端连接的软管排入泥浆池内。钻渣为强制性排出。钻孔桩施工技术序号成孔方法成孔原理3旋挖钻成孔用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外4冲击钻成孔用冲击式装置或卷扬机起落实心或空心钻锥，上下往复冲击将土石劈裂、劈碎，部分钻渣挤入孔壁，部分钻渣排出的方法。5冲抓钻成孔用冲击式装置或卷扬机起落冲抓斗，直接抓取孔内土石料，然后升起卸于孔外钻孔桩施工技术序号成孔方法成孔原理6螺旋钻成孔属干作业法，无需任何护壁措施。成孔方法和原理随螺旋钻具的长短而有所不同。长螺旋钻机的整个钻具，即钻头和钻杆都带有螺旋叶片，钻孔时在桩位处就地切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿着带有长螺旋叶片的钻杆上升，输送到出土器后，自动排出空外，然后装车运走，其成孔工艺具有良好的连续性。短螺旋钻孔机的钻具只在临近钻头2m～3m内装置带螺旋叶片的钻杆，在桩位处切削土层，被切土块、钻屑随钻头旋转，沿着有少量螺旋叶片的钻杆上升，积聚在短螺旋叶片上，形成“土柱”，此后靠提钻、反转、甩土，将钻屑散落在孔周，一般每钻进0.5m～1.0m，就要提钻甩土1次钻孔桩施工技术序号成孔方法成孔原理7潜水钻成孔其钻机的动力装置同钻头连成一整体，其防水密封式电动机连接在钻头顶上。钻机工作时，这种带有动力的钻头潜入井孔水（泥浆）中，将泥浆由泥浆泵通过胶管和电动机上面连接的空心钻杆、钻头（锥）射入孔底，然后把钻头搅松的钻渣浮悬在泥浆中，随同泥浆上升溢出井口，流入到泥浆沉淀池中滞留下残渣并分离出泥浆，这便是正循环式潜水钻机的生产过程。若改用真空泵或空气吸泥机等机具将钻渣从钻杆（或胶管）中吸出，就成为反循环式潜水钻机的生产过程钻孔桩施工技术钻机类型泥浆作用优点缺点适用范围正循环回转钻浮悬钻渣、并护壁钻进与排渣同时连续进行，所以成孔速度较快，钻孔深度也较大。需要设置泥浆沉淀池，泥浆循环池等，施工场地较大，需要大量水和泥浆原料，机具设备较复杂，故障较多，泥浆较稠，故孔壁护壁泥浆层较厚，降低桩的摩擦力。黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%）的土、软岩反循环回转钻护壁排除钻渣连续性好，速度比正循环快，功效较高，造浆原材料的用量低于正循环。扩孔率大于正循环，钻机结构复杂，特别是大直径桩。黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%，粒径小于钻杆直径的2/3）的土、软岩钻孔桩施工技术钻机类型泥浆作用优点缺点适用范围旋挖钻护壁，地质条件好时可不用施工震动小，燥声低；最适宜硬度黏土中干钻；机械安装简单，施工场地移动方便；钻进速度快，施工占地少。在卵石层、硬基岩中钻进困难；沉渣处理困难（需另配清孔机具）；地质较差且泥浆制备不适当时，易发生塌孔；黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石，砾石，软岩冲击钻浮悬钻渣、护壁适用的地层和土质较广泛，对岩石地质钻进效果好当钻进普通土质时，进度相比较其它方法较慢。黏性土、砂类土、砾石、漂石、软硬岩层钻孔桩施工技术本工段不良地质主要有粉砂、细砂、粉土、淤泥质粉质黏土、亚硫酸盐及（亚）氯盐渍土，根据这样的地质情况，拟采用旋挖钻机和回旋钻机成孔施工。钻孔桩施工技术回旋钻机刮刀型钻头适合于流沙、淤泥层。只有直径和重量的限制，没有长度限制钻孔桩施工技术旋挖钻机牙轮钻：适合于软石和坚硬的土质。也没有长度限制三牙轮型钻头单牙轮型钻头钻孔桩施工技术单层底板旋挖斗单开门双底板旋挖斗双开门双底板旋挖斗按所装齿可分为截齿钻斗和斗齿钻斗；按底板数量可分为双层底斗和单层底斗；按开门数量可分为双开门斗和单开门斗；按桶的锥度可分为锥桶钻斗和直桶钻斗；按低板形状可分为锅底钻斗和平底钻斗。以上结构形式相互组合，再加上是否带通气孔、开门机构的变化，可以组合出几十种旋挖钻斗。一般来说双层底钻斗适用地层范围较宽，单层底的只适用于粘性较强的土层，双门钻斗适用地层范围较宽，单门钻斗只是用于大直径的卵石及硬胶泥。钻孔桩施工技术直螺岩石钻头单头单螺土层螺旋钻头双头双螺土层螺旋钻头直螺岩石钻头（1）锥形：双头双螺，适用于坚硬基岩。双头单螺，适用于风化基岩、卵石、含冰冻土等。以上钻头配装各种截齿，通过齿型、螺距、螺旋升角的变化又可派生出很多类型的钻头。（2）斗齿直螺：双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺，适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。（3）截齿直螺：有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。钻孔桩施工技术牙轮环状筒式钻头截齿式环状钻头取心环状筒式钻头目前常见的有两种：截齿筒钻（适用于中硬基岩和卵砾石），牙轮筒钻（适用于坚硬基岩和大漂石）。在筒式取芯钻的两大类钻头中，又带取芯装置和不带取芯装置之分，主要取决于取芯的难度。因为牙轮取芯钻头主要用于硬岩钻进，且钻取的环状面积大，如果有条件的还可以通在在钻头部分加装反循环钻进，以提高钻进效率。钻孔桩施工技术冲击反循环钻头在钻进大直径卵石、大漂石和坚硬基岩，使用冲击钻头、冲抓锥钻头配合旋挖钻进特别有效，这类钻头的使用是通过旋挖机副钩吊挂来作业，因为要有冲击作用，所以要求副钩具有自由放绳功能效果才能更好。钻孔桩施工技术旋挖钻头选型：旋挖钻机主要的功能是在地表形成孔槽，工作对象是岩石，由于所施工的桩孔深度较浅，岩石经过构造运动、自然界的机械和化学的作用，结构、粒度、孔隙率、胶结状况、产状、抗压强度等发生了复杂的变化，加上我国幅原辽阔，所以旋挖钻机工作的对象是特别复杂的。归纳起来有以下几类。按岩性分（常见）为泥页岩、砂岩、灰岩、花岗岩等；按成因分岩浆岩、沉积岩、变质岩；按力学特性分为坚固、塑性和松散。那么如何根据地层情况来选用钻头呢？下面分类介绍。（1）粘土：选用单层底的旋挖钻斗，如果直径偏小可采用两瓣斗或带卸土板的钻斗。（2）淤泥、粘性不强土层、砂土、胶结较差粒径较小的卵石层，可配用双层底的钻挖钻斗。钻孔桩施工技术（3）硬胶泥：选用单进土口的（单双底皆可）旋挖钻斗，或斗齿直螺。（4）冻土层：含冰量少的可用斗齿直形螺钻斗和旋挖钻斗，含冰量大的可用锥形螺旋钻头，需要说明的是，螺旋钻头用于土层（除淤泥外）皆有效，但一定有在没有地下水的情况下使用，以免产生抽吸作用造成卡死。（5）胶结好的卵砾石和强风化岩石：需要配备锥形螺旋钻头和双层底的旋挖钻斗（粒径较大的用单口，粒径小的用双口）（6）中风基岩：配备截齿筒式取心钻头--锥形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗，或者截齿直形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗。（7）微风化基岩：配备牙轮筒式取心钻头--锥形螺旋钻头--双层底的旋挖钻斗如果直径偏大还要采取分级钻进工艺。钻孔桩施工技术钻孔桩施工技术测量定位陆上钻机平台填筑钻机就位护壁泥浆制备钻进成孔检测及清孔钢筋笼加工安放钢筋笼导管就位水下混凝土灌注桩头处理钻机进场混凝土准备施工准备护筒定位、埋设钻机保养钻渣临时存放孔内泥浆排放钻渣、泥浆外运移交下道工序检验合格不合格不合格品处理钻孔灌注桩施工工艺流程图钻孔桩施工技术2.1埋设护筒护筒的主要作用是：固定桩位、保护孔口不坍塌和保持孔内水头高度等目的。护筒可采用钢护筒和钢筋混凝土护筒。钢筋混凝土护筒一般多用于挖孔桩，不能周转使用，不能用在水深较大的区域，壁厚8～10cm。钢护筒应用范围较广，壁厚根据桩径、埋深、埋设方法和深度而定，一般为8～12mm。护筒内径应大于钻头直径，当采用旋转钻机时应大于钻头20cm，采用冲击钻机时应大于钻头40cm。护筒长度需根据埋设深度及外露高度而定：护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出地面0.5m，其高度还应满足孔内泥浆面钻孔桩施工技术高度的要求；在岸滩上护筒埋置深度为：黏性土、粉土不小于1m，砂类土不小2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m。在水中筑岛护筒宜埋入河床面以下1m左右，在水中平台上设置钢护筒。根据施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素定埋深，必要时打入不透水层。每台钻机配备2～4个钢护筒。护筒顶面中心与设计桩位允许偏差不得大于5mm，倾斜度不得大于1%。测量放样完桩位后，在桩位四周（孔外）设置四个护桩，护桩必须埋设稳妥，不得采用钢筋头随意标记。护筒埋设前，钻孔桩施工技术必须对桩位进行复测，可以采取尺量校核。从护桩拉十字线准确定位桩位。在地面上画出护筒边线，先采取人工挖孔，再采用挖机挖孔。护筒定位准确后，采用粘土等土质较好的土分层、对称回填孔外超挖部分，回填部分必须捣实，以防孔口泡水后坍塌。当土层较松散时也可以采用挖掘机直接将护筒打入土中。护筒埋置完后须报请项目部测量组及测量监理工程师验收桩位，并测量护筒顶面高程。按要求填报开钻申请单（如下表）。钻孔桩施工技术新建张家口至唐山铁路ZTSG-8标钻孔灌注桩开钻申请单桥名：桩号：申请开钻日期：2011年月日钢筋笼分节长度钻头（m）（直径/长度）桩位复测情况钻机平台标高（m）护筒顶标高（m）桩底标高（m）孔深（m）（至钻机平台）检验状态架子队自检项目部复检监理签认钻孔桩施工技术2.2钢筋笼制作钢筋进场验收合格后，分规格、厂家堆放在钢筋加工场原材堆放区的条形基础上。条形基础应高出地面30cm以上，基础上埋设型钢作为分栏。钢筋在使用前必须调直，直径≥12mm以上的钢筋须用调直机调直，其余钢筋可用卷扬机冷拉调直，冷拉伸长率不大于2%。钢筋在下料前，必须计算，确定合理的配料单以减少余料浪费。钢筋接长采用搭接焊，单面焊焊缝长度为10d，双面焊焊钻孔桩施工技术缝长度为5d，搭接长度以略大于焊缝长度为宜。焊缝尺寸：高度不小于0.3d且不小于4mm，宽度不小于0.7d且不小于8mm。为保证焊接后的两根钢筋同轴线，接头处需预弯，双面焊时