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1、2020/9/14,.,1,钻孔灌注桩施工培训,LJ-5标施工培训材料,2020/9/14,.,2,桩基础施工 一、钻孔灌注桩,2020/9/14,.,3,概念,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。,.,施工主要工序:,场地准备,埋设护筒,制备泥浆,钻孔,一次清孔,钢筋笼入孔,二次清孔,成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩,桩基砼浇筑,桩基检测,.,(一)场地准备,旱地: 浅水: 深水:,平整 、 夯实场地,围檩法,筑岛,2020/9/14,.,6,(二)埋设护筒,1. 护筒的作用: 固定桩孔位
2、置,保护孔口,防止地面水流入,防止地面泥土等杂物掉入,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: 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48mm,钢筋混凝土护筒厚810cm 。护筒上部设12个溢浆孔, 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2030厘米;用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大3040厘米。,2020/9/14,.,7,3.护筒的埋设要求 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。 埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。 埋置深度一般情况为24米,特殊情况应相应加深或减少。 护筒顶端高程应满足孔内水位设置
3、高度的要求;一般高于地面30cm;,2020/9/14,.,8,护筒入土深度,2020/9/14,.,9,2020/9/14,.,10,埋设护筒,2020/9/14,.,11,(三)泥浆制备,泥浆作用: 在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。 组成及要求: 水:水的PH值78之间,不含杂质 粘土(或膨润土):塑性指数大于25,粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%,相对密度为1.11.5 添加剂: 无机:纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉 有机:丹宁液、拷胶液等降低粘度,.,泥浆池,2020/9/14,.,13,泥浆护壁成孔灌注桩:泥浆池,2020/9/14,.,14
4、,泥浆指标检测仪器,2020/9/14,.,15,(四)钻架与钻机就位,要求 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。 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。 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。,.,冲击钻,旋挖钻,循环钻,钻孔,(五)钻 孔,., 冲击钻机钻孔,钻头,十字形,管形,.,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:12m,中等冲程:23m,高冲程: 35m,分级
5、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24级,2020/9/14,.,22,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。, 全套管冲抓成孔,2020/9/14,.,23,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
6、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。,.,冲抓锥头示意图,.,全套管冲抓成孔,.,正循环钻孔,正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部,从钻杆底部喷出,底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣,被泥浆悬浮,随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽,经过沉淀池中沉淀净化,再循环使用。 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:
7、 粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩,2020/9/14,.,27,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,.,2020/9/14,.,30,反循环钻孔,反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反,泥浆由孔外流入孔内,由真空泵或其他方法(如空气吸泥机等)将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出,或将吸浆泵随同钻锥一同钻进,从孔底将钻渣吸出孔外。 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。,.,反循环钻结构示意图,2020/
8、9/14,.,32,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1.54m,最大成孔深度为6090m,可以满足各类大型基础施工的要求。,2020/9/14,.,33,旋挖钻机,2020/9/14,.,34,旋挖钻斗,2020/9/14,.,35,(六)清孔,目的: 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。 方法: 抽浆清孔 换浆清孔 掏渣清孔,2020/9/14,.,36,循环排渣,2020/9/14,.,37,(七)钢筋笼的制作和安装,注意事项: 钢筋骨架一般每隔22.5米设置直径1
9、418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,2020/9/14,.,38,钢筋笼制作,2020/9/14,.,39,制作钢筋笼,钢筋笼制作,2020/9/14,.,40,2020/9/14,.,41,起吊,2020/9/14,.,42,对准孔位,2020/9/14,.,43,对 准 孔 位 ,2020/9/14,.,44,钢筋笼焊接,2020/9/14,.,45
10、,灌注桩钢筋冷挤压连接,2020/9/14,.,46,钢筋笼安放就位,.,47,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。 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。 水下混凝土浇筑常用导管法。 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。,(八)灌注水下混凝土,2020/9/14,.,48,导管法浇注桩身砼,2020/9/14,.,49,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
11、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。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。,2020/9/14,.,50,焊吊筋,防止浇筑砼时钢筋笼上浮,2020/9/14,.,51,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36米,采用法兰连接,导管应不漏水、不漏气。 在孔内水面以上2030厘米处设置隔水栓,待混凝土灌下时,剪断隔水栓的连接绳。 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
12、中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为26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。,2020/9/14,.,52,水下混凝土浇筑专用下料斗,2020/9/14,.,53,砼坍落度现场监测,2020/9/14,.,54,水下混凝土首灌
13、开始,2020/9/14,.,55,水下混凝土灌注,2020/9/14,.,56,水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测,2020/9/14,.,57,水下砼浇筑过程中对排气孔的观测,2020/9/14,.,58,根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管,2020/9/14,.,59,拆除的导管及时冲洗和保养,2020/9/14,.,60,砼浆泵吸去多余砼浆,2020/9/14,.,61,截桩头,2020/9/14,.,62,桩头混凝土取样,2020/9/14,.,63,四.质量通病及处理措施 1.坍孔 主要原因: (1)冲击成孔中使用的泥浆不符合要求,粘土质量不符合 标准或泥浆比重不足,起不到护壁的作
14、用。 (2)孔内的水头高度不够,低于地下水位,致使孔内水位 压强降低,造成坍孔。 (3)在混凝土理入前,吊入钢筋骨架时,骨架偏位摆动碰 坏孔壁造成坍孔。 (4)清孔后放置时间过长,没及时浇入混凝土,而且没有 采取预防措施,造成坍孔。 应对措施 发生坍孔后,应立即查明坍孔处位置,分析地质情况,然 后采取如下措施: (1) 坍孔发生在护筒底脚处,根据实际情况,可以立即拆除护 筒,回填钻孔,重新埋设护筒后,再钻进;采用加长护筒, 使护筒通过震动锤继续下沉,直至埋于坍孔位置以下,外围 用黏土或装有黏土的草袋回填夯实,重钻时,控制好泥浆稠 度和水头高度。 (2) 若坍孔位置较深,若不严重,则可以加大泥浆
15、比重,继续 钻进;若坍孔较为严重时,则应立即用砂或小砾石加黏土回 填至坍孔以上位置,甚至将整个钻孔全部回填,暂停一段时 间,使回填土沉积密实,水位稳定后,重新钻进,时刻注意 不良现象的发生。,.,掉钻 主要原因: (1)钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过多;钻 进中选用的转速不当使钻杆扭转或弯曲折断; (2)地质坚硬,进尺太快,超负荷引起钻具断裂; (3)卡钻(埋钻)时强扭、操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳 断裂; (4)钻具之间连接螺拴松动,被剪断,引起掉钻。 处理方法 掉钻后应及时澄清情况,制定切实可行的打捞方案。 如果钻具被沉淀物或塌孔土石埋住,应首先清孔,使 掉入孔中的钻具露出来,以便用
16、打捞工具打捞,或者 潜水员下去打捞。,.,浮笼 主要原因: (1)混凝土坍落度太小,流动性不好。造成对钢筋笼摩 擦力大于钢筋笼自重。 (2)混凝土灌注速率过快。 (3)导管卡住钢筋笼,将钢筋笼提出。 预防措施: (1)严格控制混凝土坍落度控制在180mm220mm. (2)当导管口在混凝土底部时,控制灌注速率并及时 拆管。 (3)校核导管中心位置。,.,断桩 主要原因: (1)灌注过程中发生埋管、卡管、阻管及其他一些情况都将造成断桩。 (2)导管拔过混凝土面造成的。 (3)首灌混凝土未成功封底。 (4)导管焊缝或接头漏水。造成导管内溢水。 应对措施: (1)在灌注混凝土开始不久出现的问题,应迅速拔出导管和钢筋骨架,将可吸出的混凝土尽量 吸出,如全部吸出,问题处理后重新灌注混凝土,如部分吸出,将剩余已硬化的混凝土凿除 ,在进行灌注混凝土; (2)如灌注中发现导管进水或其他故障,如有充足的时间,在灌注混凝土不初凝的情况下,可 将导管拔出,修理后采用管底堵塞的隔水方法,重新插入导管,去掉底塞恢复灌注或直接将 导管插入已灌注的混凝土