钻孔灌注桩施工培训材料

花莞高速SG03合同段陆上灌注桩基础施工技术学习材料2目录一、发展概况二、钻孔桩定义三、钻孔桩类型四、施工准备五、施工方法及工艺六、常见问题及处理措施2019/9/183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。发展概况2019/9/1841、基础打桩是为了增加地基承载力，由于结构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，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。2、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。钻孔桩定义成孔形式①湿成孔法：就是在泥浆的帮助下成孔；②干成孔法：没有泥浆的情况下施工。湿成孔法采用的机械有：潜水钻机，潜水钻机分为：正循环排渣和反循环排渣两种方式，冲击钻成孔、冲抓锥成孔、旋挖钻成孔。干成孔法采用的机械有：旋挖钻机、人工挖孔、洛阳铲等。2019/9/1852019/9/186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。冲击钻成孔2019/9/187旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔，首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度。旋挖钻成孔2019/9/188旋挖钻机钻头旋挖钻成孔人工挖孔桩2019/9/1810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。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。施工准备2019/9/18111、场地平整完成后，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固的十字护桩并将其压实；2、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；3、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、护筒基桩检测施工工艺2019/9/18121、清理干净施工现场，进行测量放线，测量出桩基础的轴心，在桩的四周利用十字线引出4个控制木桩，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；2、引桩应远离桩轴心，但不宜太远，以不影响桩基施工为准，在施工过程中及时进行校核钻杆与桩位轴线的偏移量。测量放样2019/9/18131、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。2、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：一般地层1.02~1.10；②黏度：一般地层为18s~22s；③含砂率：新制泥浆不大于4%；④胶体率：不小于95%；⑤pH值：8~11。制备泥浆2019/9/18143、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。制备泥浆2019/9/1815在施工红线内，桥梁墩台之间，不妨碍桩基施工的位置上，设置泥浆、沉淀池，可采取在现场开挖成池，泥浆池容量须满足桩基施工要求，造浆量为2倍混凝土体积；泥浆池、沉淀池设置2019/9/1816泥浆池外围用密目式防护网将泥浆池围蔽，并悬挂泥浆池相关的标识标牌。泥浆池、沉淀池设置泥浆池与沉淀池分隔、围蔽2019/9/18181、护筒采用钢板卷制，其内径应大于桩径至少200mm；2、护筒埋设定位时，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm，护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1%，护筒顶高于地面0.3m，埋置深度宜为2~4m。钢护筒2019/9/1819护筒安装2019/9/1820钻机就位前，对钻孔前各项准备工作进行检查，且应进行详细的物探工作，避免桩基施工对管线的破坏，如发生冲突，尽量迁移管线，无法迁移需调整桩位时通知设计人员进行处理；钻机安装就位后，不得产生位移或沉陷。钻机钻头中心与钢护筒中心位置偏差不大于50mm。钻机就位2019/9/18211、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；2、钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部50cm以上，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。旋挖钻钻孔2019/9/1822开始钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔，钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量而定；冲击钻钻孔2019/9/1823在钻进过程中，每进尺2~3m应检查竖直度并做好钻孔记录，记录内容应包括孔位、孔口高程、开钻时间、累计钻进深度、泥浆比重、钻进时间及钻杆长度、地质情况的描述参数等；现场记录2019/9/18241、钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，每钻进2m或地层变化处均应捞取钻渣样品，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。渣样留取留样盒2019/9/1826终孔后应用检孔器验孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于设计孔径的4—6倍，按要求检查终孔的孔径、孔深、倾斜度。检孔器验孔项目规定值或允许偏差钻孔桩孔的中心位置（mm）50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）钻孔：1孔深（m）摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于0.05沉淀厚度（mm）摩擦桩：≤100支承桩：≤50清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；黏度：17~20Pa.s；含砂率：2%；胶体率：98%2019/9/1827成孔质量标准2019/9/18281、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。2、钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用。3、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。4、因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。同时保持孔内规定的水头和要求的泥浆浓度、黏度，以防坍孔。钻孔注意事项2019/9/18291、钻孔到位后应进行第一次清孔；2、清孔方法应根据设计要求，钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定，清孔常用的方法有：换浆清孔法、抽浆清孔法、掏渣清孔法等；3、在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应进行第二次清孔。4、不得用加深孔深来代替清孔。第一次清孔2019/9/1830泥浆比重试验2019/9/18311、主筋外缘至混凝土表面净保护层厚度75mm；2、桩基加强筋设在主筋内侧，自上而下每2m一道至钢筋笼底部；3、钢筋骨架保护层采用焊接钢筋“耳朵“的方法设置，沿钻孔竖向每隔2m设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。钢筋笼的加工2019/9/1832钢筋笼加工滚焊机编号项目允许偏差检验方法及频率1钢筋骨架长±10mm尺量：按骨架总数30%抽查2钢筋骨架直径±5mm3受力钢筋间距±20mm尺量：每构件检查2个断面4箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距±10mm尺量：每构件检查5~10个间距5弯起钢筋位置±20mm尺量：每骨架抽查30%6保护层厚度±10mm尺量：每构件沿模板周边检查8处钢筋骨架的检验标准钢筋笼在钢筋加工场检验合格后，利用炮车运送至工地，现场采用直螺纹套筒接长钢筋笼，吊车吊装，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中出现浮笼现象。钢筋笼的运输钢筋笼的安装骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。加强筋内三角支撑1、采用有产品合格证，一端有密封盖的连接套，套筒表面应有规格标记；2、连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损；3、在水平钢筋连接时，一定要将钢筋托平对正后，再用工作扳手拧紧。钢筋下料钢筋套丝头接头工艺检查钢筋、套筒拧紧连接质量检查直螺纹套筒连接工艺直螺纹套筒直螺纹套筒直螺纹丝扣质量较好检测管安装1、检测管采用φ54*1.5mm钢管，上端高出桩基础顶面650mm，接头处用φ60*2.75mm的钢管焊接，下端用钢板封底焊接，不可漏水，浇筑混凝土前，将其灌满清水，上口用塞子堵死；2、当桩径D＜1.8m，检测管根数为3根，桩径D≥1.8m，检测管根数为4根，沿钢筋笼内侧等间距布置。检测管安装1、导管用内径30cm的钢管，每节长2.5m，配1～2节长1～1.5m短管，导管采用丝扣连接，并在两丝扣之间设置橡胶止水垫密封；导管安装2、导管使用前，应进行水密性试验：①在方木上安装放置导管，将其连成一体，对导管连接顺序进行编号，然后上好前、后封盖；导管安装②向拼装好的导管内灌入水，连接好管路，利用加压设备向导管内输入的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，同时不小于导管壁可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍；③将导管在恒压下前后滚动，并持压观察其接口处是否漏水、周身是否有变形，来验证导管的密封性、承压和抗拉性能；导管安装1、利用导管进行第二次清孔；2、待孔内泥浆比重、黏度、含砂率等达到规范要求，且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后，清孔完成，应立即进行水下混凝土灌注。二次清孔计算公式：V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4式中：V---灌注桩首批混凝土所需数量（m³）；D---桩孔直径（m）H1---桩孔底至导管底端间距，一般为0.3~0.4m；H2---导管初次埋置深度（m）；d---导管内径（m）h1---桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）。首批封底混凝土h1=HWγw/γCHW---桩孔内水或泥浆的深度（m）；γw---桩孔内水或泥浆的重度（kN/m³）；γC---混凝土拌和物的重度，取24kN/m³。首批封底混凝土V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4D---桩孔直径2.0m；H1---桩孔底至导管底端间距，取0.4m；H2---导管初次埋置深度，取1.0m；d---导管内径，取0.3m；h1---桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）。以本标段最大桩基为龙塘东特大桥21-3#桩为例（桩基直径2.0m，桩长L=53.1m），首批封底混凝土计算如下：h1=HWγw/γCHW---桩孔内水或泥浆的深度取55.1m；γw---桩孔内水或泥浆的重度取11kN/m³；γC---混凝土拌和物的重度取24Kn/m³。h1=55.1*11/24=25.25V=3.14*22（0.4+1）/4+3.14*0.32*25.25/4=4.396+1.784=6.18