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1、,2013年4月1日,钻 孔 灌 注 桩 施 工,培 训 课 件,2018/10/1,2,一、编制依据,1. 铁路桥梁钻孔桩施工技术指南（TZ322-2010） 2. 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010） 3. 高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设2010241号） 4. 铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010） 5、钻（挖）孔灌注桩施工图（渝万施桥桩）,1、施工准备（1）场地平整对于钻孔桩施工需要占用的场地，施工前应先清除地表杂物，平整压实钻机需要的施工平台。（2）现场调查因钻孔桩机械均属大型设备，施工前必须对邻近区域的地下管线及构筑物位置和分布情况
2、调查清楚。对于跨越河流的还要考虑汛期防洪安全要求。（3）测量放样施工前应对各桩中心进行测量放样并复核测量，无误后及时测放护桩。,1、冲击钻机适用范围：粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复杂地质。 2、回旋钻机适用范围：（）正循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于）、软岩。（）反循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于，粒径小于钻杆内径的2/3）、软岩。 、旋挖钻机适用范围：各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及软中硬岩。,1.冲击钻 利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。 目前国内主要有手动拉杆式和自动式两种。在地基承载力较
3、大的地质情况下，无法采用回转钻和旋 挖钻。此刻采用冲击钻。 优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地质情况。 缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。,五、各种钻机优缺点,手动式拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种冲击钻。 依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升锤头。,优点：对于坚硬地层，可以人工控制锤头的冲程，加大对地层的冲击力度，缩短成孔时间。 缺点：工作需要人工拉杆进行操作，增大了人力支出。,手动拉杆式冲击钻,自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。,主要优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻节省人力。 主要缺
4、点：钻头冲程可调控范围过小，碰到坚硬地层不能用大冲程冲击岩层。 另一个缺点与其移动方便相辅相成：轮胎易下陷。,自动式冲击钻,2.回旋钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力 对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。回旋钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环 两种。回旋钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地 质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施 工成本比旋挖钻低。现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需 要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、 差。,五、各种钻机优缺点,正循环：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上
5、来.,优点：护壁效果好，施工无振动无噪音无挤压。 缺点： 靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的沉渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大.,反循环：泥浆是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面)向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来。,优点：循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来，使清孔时间大大短。且无噪音污染。 缺点：水压和泥浆比重管理不当容易坍孔。,3.旋挖钻:主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。其主要特点为自带履带移动方便和成
6、孔速度快，孔底干净。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。 主要缺点是较硬岩层无法施工，机械运输不便。,五、各种钻机优缺点,粘土层单底钻斗,凝灰岩单底钻斗,单头螺旋钻头（SSA）、即单头单螺螺旋钻头，单头螺旋钻头被设计用于岩石层和水位上土层,双头螺旋钻头（DSA）适合大口径和岩石钻孔，它分为双头单螺螺旋和双头双螺螺旋。,六.钻孔灌注桩施工工艺流程,成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩,简要图示：,陆地: 清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。,深水：水中围堰,浅
7、水： 在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。,1.平整场地为钻机提供稳定的作业平台，防止钻机偏移引起偏孔和钻机倾覆及罐车沉陷等问题。,护筒的作用：（1）定位。（2）避免孔口周围杂物掉入孔内。（3）保持泥浆水位，防止坍孔。,2018/10/1,20,2.护筒埋置 护筒是埋置于钻孔桩孔口的一个圆筒，在进行埋置护筒前必须进行测量放样，因护筒一经埋置，桩位就已确定。,3.护筒的埋置要求（1）钻孔前，在现场放线定位，护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，倾斜不大于1。（2）埋设护筒要采用人工挖孔埋设，外围用粘土夯填。埋置深度：宜为护筒外径的.倍但不得小于1m。
8、 护筒壁厚宜为6-12mm。 （3）护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。,2018/10/1,21,3.护筒的埋置要求,2018/10/1,22,2018/10/1,23,泥浆作用：在孔壁形成泥皮稳定孔壁、润滑钻具 、悬浮钻渣用于正循环排渣。 组成及要求：(1)泥浆比重：正循环回转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.11.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：砂黏土为1.3；大漂石、卵石层为1.4；岩石为1.2。反循环回转钻机入孔泥浆比重可为1.051.15。 (2)黏度：一般地层1622s
9、，松散易坍地层1928s。 (3)含砂率：新制泥浆不大于4%。 (4)胶体率：不小于95%。 (5)PH值：应大于8。,24,2018/10/1,25,2018/10/1,26,泥浆比重,粘度,含砂量,泥浆三大指标检验仪器,2018/10/1,28,（1）安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。 （2）无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。 （3）钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。
10、（4）钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。 （5）钻孔作业应连续进行，钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对，留置好各地层渣样。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、 孔深进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于10cm。,6.成孔检查 对孔径、孔深、孔位、垂直度进行检查。 探孔器对孔径和垂直度进行检查。 用测绳对孔深进行检查，测绳必须用钢尺进行校核。 护桩交叉拉线对孔位进行检查。,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。清孔可选用以下常用方法：
11、（1）抽（掏）渣法适用于冲击钻孔。 （2）吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。 （3）换浆法适用于正、反循环回旋钻孔及冲击钻孔。,2018/10/1,30,7、清孔要求 清孔应达到以下标准： 孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒， 泥浆比重不大于1.1。 含砂率小于2%。 粘度1720s。 清孔后孔底沉渣厚度：端承桩不大于5cm，摩擦桩不大于10cm。 严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。,注意事项： 1. 钢筋骨架一般每隔2米设置加强箍筋一道，钢筋笼顶部为半圆形弯钩，桩顶深入承台内主筋长度均按1m设置； 2.焊接定位钢筋或或者混凝土轮型垫块确保保护层厚度（8cm），垫块混凝土强度不低于桩
12、身混凝土强度。垫块纵向间距不大于2m，环向不少于4个，呈梅花形布置； 3.运输过程中不得使骨架变形。 4.钢筋骨架起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高,钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于10cm。 5.下放钢筋骨架应徐徐下放严禁摆动碰撞孔壁; 6.在安装钢筋笼时，应采用三个起吊点起吊。,32,钢筋笼的制作和安装,2018/10/1,36,成品钢筋笼,钢筋笼内撑,2018/10/1,38,混凝土块滚轮,钢筋笼起吊,2018/10/1,40,钢筋笼对孔安放,2018/10/1,41,钢筋笼焊接,42,九.声测管安装,43,以下三种情况需要安装声测管：
13、 1.桩径大于等于2m 2.桩长大于40m 3.复杂地质条件下 图纸要求声波检测 渝万施桥桩-14要求： 声测管距离桩底50mm 上端露出桩顶150mm 声测管直径57mm壁厚3.5mm 外套管直径70mm壁厚6mm,七.声测管安装,44,七.声测管安装,45,八.灌注混凝土,49,1.导管使用前进行试拼和水密性实验 。 2.导管连接时，接口严密，不得漏水；导管管底距孔底距离为40cm. 3.浇筑时，先将漏斗灌满混凝土，首封量保证导管埋深不得小于1m，不宜大于3m。浇筑过程中，控制混凝土灌注速率防止钢筋笼上浮。 4.连续浇筑，拔管时保证导管埋深26m，最小埋深任何时候不得小于1m。每根桩的浇筑
14、时间宜在8小时内浇筑完成。 5.桩顶混凝土浇筑面高程应高于设计桩顶高程0.5-1m。,八.灌注混凝土,2018/10/1,51,导管试压实验,导管拼装好后两端密封，注入70%的水，一端输入计算好的风压值，滚动数次，15分钟内不漏水为合格。,2018/10/1,52,2018/10/1,53,（1）,（2）,（3）,2018/10/1,54,2018/10/1,55,2018/10/1,56,导 管 要 求,桩身完整性的检验方法： （1）超声波检验法（声测管） （2）抽芯法 （3）低应变检测 （4）动测法,九.质量通病及处理措施,钻孔灌注桩施工工艺目前虽然已经比较成熟，但是在施工中还存在大量的施
15、工风险，比如塌孔、卡钻、掉钻、浮笼、断桩等一系列事故，给我们施工带来大量的风险。,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
16、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。,2、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，以便用打捞工具打捞。,3、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。,
