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1、钻孔灌注桩的施工工艺及施工要点 第一节钻孔灌注桩施工流程 钻孔灌注桩施工工序包括场地准备 桩位放样 埋设护筒 钻 孔 清孔 吊放钢筋笼 灌注混凝土等 施工工艺流程如图3 1 所 示 钻孔灌注桩施工是一项质量要求高 须在一个短时间内连续完 成多道工序的地下隐蔽工程 施工必须要认真按照施工工艺流程进 行 灌注水下砼 桩基质量总鉴定 凿除桩头砼 拆除护筒 砼制备及运输 检验导管等设备 设置隔水栓 接装导管 检查认证 吊装钢筋骨架 钻孔完毕后移去 不用的设备 清孔 测量钻孔深度 斜度 直径 做好钻孔记录 泥浆制备 向钻 孔内灌注泥浆 钻孔 检验钻架等设备钻机就位检验钻机和备件 护筒埋设 挖探坑 场地设
2、置桩位放样 安装钻机和设备 钻孔灌注桩工艺流程图 第二节施工准备 3 2 1 放桩 放桩是指将设计好的桩中心点位的坐标用相关仪器投放到施工场地 中 放桩流程为 核对坐标 架设仪器 输入坐标 放点 1 核对坐标 此过程往往被众多测量人员所忽略 图纸中给定的坐标可能会是错 误的 因此在实地放桩前需要进行坐标核算 核对坐标可用Execel 表格 2 架设仪器 将全站仪位于控制点位处 固定两支架 伸缩第三只架 使圆水准 器泡偏向的方向与固定两只架中的一个处于同一直线上 然后固定 支架再调节和气泡在一直线上的支架 一般情况只要精平后再对中 精平就可以了 棱镜立于另一控制点位处作为后视 3 输入坐标 将要
3、测放桩号的点位坐标输入到全站仪中 全站仪就可以计算出控 制点位与测放点位的距离与角度 4 放点 调整全站仪使镜头方向指向测放点位的方向 误差在2 左右以内 将棱镜立于测放点位附近 不断调整棱镜的位置 是全站仪对准棱 镜头 然后通过全站仪测距后给定的移动距离移动棱镜 直到全站 仪经过测算后给定的移动距离1mm 左右以内为止 再将木桩或钢桩 钉在棱镜架设处并喷漆 此时一个桩的桩位即投放完成 3 2 2 人工挖探坑 施工厂区内地下管线复杂 为保证管线安全及施工正常进行 在钻孔桩施工前需进行人工挖探坑探明管线准确位置 并加以保护 后方可施工钻孔桩 探坑深度不小于2 0m 挖到原状土 如果 2 0m 以
4、下仍然为回填土 不能确定管线位置的 必须继续挖 直到原状 土或确定管线位置为止 为保证施工安全必须浇注混凝土护壁 探 坑开挖至1m 后必须开始施做混凝土护壁 严防土质疏松导致孔口 坍塌 3 2 3 符桩 符桩的过程大致与放桩相同 略有不同的是桩位标识是安放在人工 挖探坑后的盖板上 以便钻机中心对准标识准确下钻 符桩也是施 工准备中的一个重要环节 不可忽视 3 2 4 护筒埋设 护筒采用钢护筒 根据不同的钻孔径用4mm 钢板制成内径比钻孔直 径大 0 2m 的钢护筒 护筒埋设一般要高出地下水位1 0m 2 0m 并高出施工地面至少0 3m 护筒在黏土层中不宜小于1 0m 砂土中 不宜小于 1 5
5、m 其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求 如果采用 旋挖钻机开挖护筒埋设深度不应小于2 5m 并且要求坚固 不漏水 钢护筒顶端留有宽0 4m 高 0 2m 的出浆口 桩位经测设确定后 先挖探坑 确认没有管线后进行护筒埋设 护筒外围用粘土填筑夯 护筒采用钻机压入 位置应准确 其中心线与桩中心线对齐 允许 偏差不大于 20mm 并应保证护筒的垂直度 倾斜率不大于L L为 护筒的全长 4 3 2 5 泥浆制备 一 泥浆制备技术要求 使用的泥浆用泥浆用优质膨润土制作 泥浆技术指标见表3 1 所示 表 3 1 泥浆技术指标表 项 目 名称新 制 泥 浆 循环再生泥 浆 废 弃 泥 浆 1比 重 g cm
6、3 2粘度 s 18 2825 30 30 3失水量 ml 30min 20 30 30 4泥皮厚度 mm 3 5 5 5含砂量 4 5 5 6PH值8 10 11 11 制备好的泥浆还应达到以下要求 1 及时采集泥浆样品 测定性能指标 对新制备泥浆要进行第一 次测试 使用前进行一次测试 钻孔过程中再测试一次 钻孔结束 后在泥浆面下1 米及孔底以上0 5 米处各取泥浆样品进行测试 泥 浆回收 处理后各测试一次 2 储存泥浆每 8 小时搅拌一次 每次搅拌泥浆或测试必须进行记 录 3 新鲜泥浆制作好搁置24 小时后 经测试各项指标合格方可正 式使用 回收泥浆必须经过振动筛处理 性能指标达到要求后方
7、可 循环利用 4 施工中经常测定泥浆比重 粘度 含砂率和胶体率 二 泥浆循环系统 环泥浆循环系统由泥浆池 沉淀池 泥浆输出管 泥浆回收管 制 浆机 活动振动筛 除渣设备等组成 并应设有排水排废浆等设施 循环系统如图 3 2 打桩机 泥浆回收管 泥浆输出管 活动式振动 筛 沉淀池 泥浆池30立 方米活动式 制浆池 脱水机 钻孔灌注桩 图 3 2 泥浆循环系统图 3 2 6 混凝土配合比及灌注机具 一 混凝土的配合比 因混凝土是在水下灌注 因此混凝土应该具有良好的和易性和流动 性 且易于在导管中流动 又不易于离析 因此需要对混凝土的粗细 骨料和外加剂严格要求 对混凝土的材料要求如下 水泥 采用硅酸
8、盐水泥或普通硅酸盐水泥 强度等级不宜低于级 用 量不低于 370Kg m 3 水泥的初凝时间不早于 细骨料 应选用级配合理 质地坚硬 颗粒洁净的天然中粗砂 粗骨料 宜选用坚硬卵砾石或碎石 骨料最大粒径不应大于导管内径 的 1 6 至 1 8 和钢筋最小净距的1 4 同时不应大于40mm 外加剂 为改善混凝土的和易性和缓凝 水下混凝土掺入减水剂 混 凝剂 早强剂等外加剂 二 主要机具设备 主要机具设备 向水下输送混凝土用的导管 导管进料用的漏斗 隔 水胆与混凝土挡板 输送混凝土用的搅拌车等 各设备主要参数如下 导管内径为20cm 分段制成 导管间通过导管端部的螺丝口导管套 筒连接 导管每节长度2
9、 5m 最上部的三节导管从上到下依次为 0 5m 1 0m 1 5m 漏斗为 5mm 厚的钢板制成 容积大于1m3 隔水胆采用篮球内球胆 直径为20cm 即同导管内径 混凝土挡板 采用 3mm 厚圆形钢板 略大于漏斗下口 第三节主要施工过程和施工要点 3 3 1 钻孔施工 一 钻机就位 钻孔选用德国产的低噪音 无污染 高效率 特备适合坚硬岩层 宝峨 BG25C钻机成孔 该钻机采用全断面取芯钻机工艺 即采用特 别的 筒式 钻具 将一次性全部抓入筒中 成孔速度可达 10 15m h 钻机就位前应先检查钻机底座和顶端是否平衡 检测作业区承载 力是否满足钻机施工要求 保证在钻进过程中不产生位移和沉陷
10、钻 机就位后对应钻杆中心和垂直度进行复测 其偏差不应大于2cm 对 钻杆垂直度的复测是一项必不可少的工作 垂直度的校核可用全站仪 进行 二 钻进 成孔采用 跳二打一 施工步骤 即每隔2 根桩进行钻孔施工 这样做可以避免因孔间距过小而造成的踏孔现象 同时也可以避免大 范围移动机械造成工时延后 钻进前应先测算出设计孔深 设计孔深的计算步骤如下 首先用水准仪测出护筒顶标高 护筒顶的测量方法为 将水准仪 立于将要测量的护筒附近位置处 架稳调平 塔尺立于高程控制点处 调整水准仪镜头竖直中心线 5 读取并记录水平中心线所指示的读数 后视读数 然后将塔尺立在护筒边沿上 和前述方法一样读取读 数 前视读数 则
11、 护 筒 顶 标 高 控 制 点 高 程 前 视 读 数 3 1 下面计算设计桩底标高 设 计 桩 底 标 高 设 计 桩 顶 标 高 设 计 桩 长 3 2 计算设计孔深 设 计 孔 深 护 筒 顶 标 高 设 计 桩 底 标 高 3 3 以二号承台的桩孔为例 其设计桩顶标高为41 242m 设计桩 长为 23 25m 带入公式 3 2 得 设计桩底标高 41 242m 23 25m 17 992m 经测量该桩的护筒顶标高为43 721m 带入公式得 设计孔深 17 992m 25 729m 钻进工艺及要求为 1 旋挖钻机钻孔时 先在钢护筒内注入泥浆 开始慢速钻进 使护筒刃脚处有坚硬的泥皮护
12、壁 钻进深度超过护筒下2m 后 即可 按正常速度钻进 泥浆经沉淀池沉淀后回收循环利用 钻进要随时监 测泥浆比重及泥浆中含砂情况 记录钻进中的有关参数及地质情况 以核对地质资料 2 钻进达到要求孔深停钻时 仍要维持泥浆正常循环 直到 钻渣含量小于4 为止 起钻时应注意操作轻稳 防止拖刮孔壁 并 向孔内补充适量的泥浆 稳定孔内水头高度 3 为保证孔深要求 避免超欠挖 当钻机在钻孔过程中仪器 显示已达到设计标高时 需要在用测绳复制 钻进过程中还应随时注 意控制仪表 以控制钻杆垂直度 4 钻进过程中 每进尺2 3m 应检查钻孔直径和竖直度 检查工具可用圆钢筋笼 外径D 等于设计桩径 高度3 5m 吊入
13、 孔内 使钢筋笼中心与钻孔中心重合 如上下各处均无挂阻 则说明 钻孔直径和竖直度符合要求 5 钻进时如孔内出现踏孔 涌砂等异常情况应立即将钻具提 离孔底 保持泥浆高度 吸除坍落物和涌砂 同时向孔内输送性能符 合要求的泥浆 保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔 3 3 2 清孔 一 清孔要求 清孔应分二次进行 第一次清孔在成孔完毕后立即进行 采用钻 机的掏渣筒清孔 第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后 进行 采用泥浆循环置换法清孔 清孔过程中观测孔底沉渣厚度 孔 底沉渣厚度不大于100mm 时即可停止清孔 并保持孔内水头高度 防止坍孔事故 二 第一次清孔 由于旋挖钻机采用筒式掏渣 应严格控制
14、其钻进深度 严禁超深 6 清孔采用抽浆清孔法 即在终孔后停止进尺 利用泥浆泵持续泵 压 5 至 15min 使孔底沉渣随泥浆基本排除 达到清孔要求为止 并 同时掺入相对比重较小的泥浆 含沙量小于4 以保持稳定的水 位 三 第二次清孔 在安放钢筋笼及导管后 准备灌注水下混凝土前 由于这段时间 间隙较长 孔底又会产生一部分沉渣 所以待安放钢筋笼及导管就绪 后 利用泥浆循环 将孔内沉渣带出孔外 3 3 3 钢筋笼的制作和吊装 一 制作钢筋笼 钢筋笼的成型采用加强箍筋成型法 其绑扎顺序大致是先主筋等间距 布置好 待固定住架立筋后 再按设计的间距安设箍筋 箍筋 架立 筋与主筋之间的接点可用电弧焊接 加强
15、箍筋与全部主筋焊接并在下 端焊加强箍筋一道 并将箍筋及架立筋预先牢固地焊接到钢筋笼的端 部上 这样当钢筋笼插到孔底时 可有效地防止架立筋插到桩端处的 地基中 钢筋笼主筋采用机械连接 接头的外漏丝扣不得超过一个完 整扣 主筋连接在同一断面的接头率不大于50 钢筋笼下端0 2m 范围内主筋稍后内侧弯曲呈倾斜状 钢筋笼制作允许偏差见表3 2 7 表 3 2 钢筋笼制作允许偏差 序 号 项目允许偏差 mm 检验方法 1主筋间距 10用尺量 2箍筋间距 20用尺量 3钢筋笼直径 10用尺量 4钢筋笼整体长度 50用尺量 续表 3 2 5主筋弯曲度 1 用尺量 6主筋弯曲度 1 用尺量 为确保桩身混凝土保
16、护层厚度 在主筋外侧安设混凝土保护层砂 浆垫块 垫块制成圆饼状 钢筋笼的制作过程中还有一个十分重要的环节就是吊筋的安装 安装吊筋的目的是为了固定钢筋笼 使其处在预先设定的平面上 安 装吊筋前需要计算吊筋的长度 吊筋长度的计算方法如下 首先计算出桩顶至护筒顶距离 由于设计桩顶标高为已知量 护 筒顶标高可通过高程控制点测出 则 桩 顶 至 护 筒 顶 距 离 护 筒 顶 标 高 设 计 桩 顶 标 高 3 4 已知护筒顶距离就可以很容易的计算出吊筋长度 吊 筋 长 度 桩 顶 至 护 筒 顶 距 离 0 9m 0 1m 0 15m 3 5 式 3 5 中 0 9m 为笼顶端与设计桩顶的距离 0 1m 为吊筋上 端吊环的高度 0 15m 为吊筋与主筋的搭接长度 仍以二号承台的桩孔为例 其护筒顶标高为 43 721m 设计桩顶 标高为 41 242m 代入公式 3 4 得 桩顶至护筒顶距离 43 721m 41 242m 2 479m 吊筋长度为 吊筋长度 2 479m 0 9m 0 1m 0 15m 1 829m 上述结果表示吊筋设计成这个长度就可以保证桩顶的位置满足 设计高程 此处还要提到
