钻孔灌注桩的施工工艺

《钻孔灌注桩的施工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔灌注桩的施工工艺（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、钻孔灌注桩的施工工艺1 施工准备1.1.1 施工场地施工前应将桥位测量放样和场地平整好 , 以便安装钻架进行钻孔。当场地位 于 无水岸滩时，钻架位置应整平夯实，清除杂物，挖除软土，当场地有浅水时 , 宜采 用土或草袋围堰筑岛 ; 当场地为陡坡、深水或淤泥层较厚时，可搭设工作平 台，平 台必须牢固稳定 , 能支承钻机在其上面工作。采用方法可根据实地情况选 择，如在 水上打桩用型钢焊接平台 , 在锚碇稳固船上架设钻机。1.1.2 施工机具配备施工设备主要指钻机。钻机应根据钻孔直径，深度和场地地质等因素选用， 集 丰高速公路 No2 合同段饮马河大桥及堆村大桥 桩基施工根据不同的地质情况 主要 采了

2、三种钻机：A.旋挖钻机（螺旋钻机），B.正循环回旋钻机，C冲击钻机（工程 中通常称作磕头钻）。（1）旋挖钻机 本工程有将近 40 棵桩是由旋挖钻完成 , 占工程桩基础总量的1/3。旋挖钻是用钻孔机驱动钻杆和钻头进行回转，同时向下施压；钻头旋转中 切下 土壤， 混入泥浆中排出孔外。 因此钻孔机的基础车上必须设有驱转钻杆的回 转机 构。旋挖钻的优点是钻进速度快， 相对冲击钻比较经济， 但其因为其工作靠 旋转 成孔，因此容易塌孔，且不适与有岩石的地质。（旋挖钻实物图如图1）（2）所谓正循环 即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻竿中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排出

3、至沉淀池, 钻渣在此沉淀而泥浆进入泥浆池循环使用。在安装钻机时，钻架必须保持平稳, 不挖钻实物图1）得发生位移、倾斜和沉陷。3）冲击钻机冲击钻机分为实心锥和空心锥两种。1）实心锥冲击钻机 用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往复冲击， 将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣，使钻锥每次都能冲 击到 孔底新土层。冲击一定时间后，放入掏渣桶掏渣，提出孔外倒掉。本法泥浆 一方面 起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。2）空心锥冲击钻 其钻孔原理与实心锥冲击钻相同。只是因为钻锥是空心 的，在上下往复冲击时，其锥减刮刀将孔底冲碎，而且已冲碎的钻渣可以从锥底 进入空 心锥管内。冲击一定时间后

4、将钻锥提出，倒掉锥内的钻渣，再将钻锥放入 井底继续 冲击钻进。本工程项目所采用空心冲击钻机。1 .2 灌注桩施工工艺1.2.1施工流程桩基施工流程为：护筒埋设 配置泥浆钻进成孔清孔下钢筋笼二次清孔浇注混凝土。桩基施工的顺序采用跳打法结合现场的实际情况进行施工.（如图3）设立施I平台制泥浆池、沉淀池F沉，埋设护筒制粘I:泥浆钻机就位钻进清孔测量钻孔深度制钢筋笼、运至桩位.吊放钢筋笼5管拼装、作密封检杳安装导管一次清孑L制备混凝灌注水下混凝土输送混凝桩位放样拔除护筒图3钻孔灌注桩施丄丄艺流程1.2.2 护筒埋设护筒的作用是固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施 工水位以维护孔壁及

5、钻孔导向等，根据施工场地可选择采用钢护筒或混凝土护筒， 制作护筒时要考虑其内径要比钻头直径稍大。埋设护筒时应注意：护筒平面位置应埋设准确，偏差不宜大于50mm,护筒顶标高应高出地下水位和施工水位15 2m 在无水地层钻孔时因护壁顶部设有溢浆口 ，因此筒顶也应高出地面0. 2 0. 3m。1.2.3 泥浆配置（泥浆循环系统）合理的泥浆配置是成孔质量的重要因素。泥浆在钻孔的作用是 ：在孔内产生 较大的悬浮液压力，可防止坍孔；泥浆向孔外土渗透，在钻进的过程中，由于钻头 的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有一定的护壁作用，同时将孔内外水流切断,能 稳定孔内水位；泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。

6、施工中泥浆配置一 般采用人造泥浆和砂砾石层投放优质粘土相结合的办法配置泥浆。泥浆的性能指标要根据不同的钻孔方法和不同的地层情况来确定。1.2.4 钻进成孔先启动泥浆泵，钻机空转，待泥浆进入钻孔一定数量后再开始钻进， 钻进速 度随地质情况而变，在粘性土中用中等转速，大泵量稀泥浆钻进。在砂性土中用低 档、轻压慢速,大泵量、稠泥浆钻进。在较硬土中用低慢速优质泥浆，慢进尺钻进。 在钻孔过程中钻进时要严格将泥浆比重控制在1 1 1 3之间，在较好的粘土层中 钻孔，可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁的效果。如果稠度不够应及 时投入粘土。用此方法可以避免出现塌孔现象，钻孔应一次完成，不得中途停顿，

7、如遇有事故，应立即处理：要保持孔内水头比外侧河面水头高lm左右，以防塌孔。 钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作，终孔时应对桩位、孔径、形状、 深度、倾斜度及孔底土质等情况进行检验，合格后立即清孔。125 钢筋笼的制作和安装钢筋笼采用固定平台制作，通过十字交叉筋对吊装主筋进行加固。转运时, 双吊车起吊或单吊车用粗圆木协助主副钩起吊，以避免钢筋笼因吊装而变形。126 清孔清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量保证桩基有足够的承载力。在终孔检查后，应立即进行孔底清理，避免隔时过长Il泥浆，钻渣沉淀，造成清孔困难或坍孔。清孔一般采用换浆清孔法，是指在钻孔 完成后，利用

8、正循环钻机，让钻孔机继续空转 1 2个小时进行第一次换浆清 孔，然后把钻头拉起来拿开，并马上把钢筋笼放进孔内安装好 ，检查孔内泥浆浓 度、含砂率等泥浆性能指标和孔底沉淀厚度。超过规定，再进行第二次清孔，继续 循环换浆，清渣，直到清孔质量达到规范要求为止。在清孔排渣时必须注意保持孔 内水头，以防坍孔。127 水下混凝土的灌注灌注混凝土前，应再控测孔底泥浆浓度、含沙率，如大于规定值，须再次清孔, 直至复验合格时才可以灌注。清孔干净及钢筋笼就位合格后，就要立即安装好砼料 车。水下混凝土采用直升导管法进行灌注， 混凝土通过漏斗进入导管，进入 到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或

9、泥浆上升。为 使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批灌注的混凝土仍具塑性的时间完成。在灌注首批混凝土时，导管上口接漏斗，在 接口处设隔水栓（隔水栓要求能在导管内滑动自如不致卡管），以隔绝混凝土与导 管内水的接触。在漏斗中放足够数量的混凝土后，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝 土连同隔水栓向孔底猛落，将导管内的水挤出，混凝土从导管下落至孔底堆积，并 使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。随着混凝土不断由漏斗、导管 灌入钻孔，钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地 不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。导管下口至孔底的距离一般

10、在20 40cm为宜，而且导管埋入混凝土中的深度以11.5m为好，要控制混凝土的坍落度在18 20cm 之间，以防坍落度过小混凝土堵塞导管，混凝土的含砂率宜为40% 50%，以使混凝土有良好的和易性和流动性。（1）首批灌注混凝土数量 满足导管埋没深度和填充导管底部间隙的需要， 必须保证首批灌注混凝土的 数量，其所需的混凝土数量V = d2h/ 4 + n D2 H/ 4式中:V首批混凝土所需数量（m）h孔内混凝土高度H时，导管内混凝土与导管外水压平衡所需（m）,h = a*b 宁 c孔内水面到混凝土面的水柱高H 灌注首批混凝土时所需井孔内砼面至孔底的高度 （m）D井孔直径（m） d导管内径（m

11、）（2）水下混凝土配制 采用普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间不宜早于2.5h,水泥标号不低于 425号,砂采用中砂，细度模数2.4,碎石不大于40m含砂率和水灰比有试验依据 时可 根据实际情况酌情适当增减。 凝结时间 首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌 注完成的时间，当混凝土数量较大时，灌注需要较长时间时，可通过试验在首批 混 凝土中掺入适量的缓凝剂，以延缓其凝结时间。2. 钻孔灌注桩的事故分析2.1 成孔中的事故2.1.1 钻孔漏浆（一） 漏浆原因1. 在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时， 稀 泥浆向孔壁外漏失。2. 护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使

12、刃脚漏浆。3. 护筒制作不良，接缝不严实，造成漏浆。4. 水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。（二） 处理方法1. 凡属于第 1种情况的回转钻机或旋挖钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻 孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘片石、卵石反复冲击增强护壁。2. 属于护筒漏浆的，应按有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏 浆 不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修 理完善后重新埋设。由于本工程项目两座大桥（饮马河大桥和堆村大桥）桥址均位于石灰岩溶岩 发 育地段,故在桩基成孔施工过程中最为常见的事故就是漏浆。本工程项目曾多 次发生 过漏浆，漏浆部位主要发生在基岩面与其覆盖层的

13、交接处。在土层中也有 可能由于 土洞的存在而漏浆，此种情况较少，本工程仅在堆村 3#2 桩基发 生（漏浆时距基岩 面尚有约5m），且由于土洞较大，浆液流失非常迅速而引起塌孔。2.1.2塌孔（一）塌孔原因1. 泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求，使泥壁未形成坚实泥 皮。2. 由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承 压 水，或钻孔通过沙砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3. 护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软， 或钻 机直接接触在护筒上，由于震动使孔口坍塌，扩展成较大塌孔。4. 在松软砂层中钻进进尺太快。5. 提出钻锥钻进

14、，回转速度过快，空转时间过长。6. 冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、 炸 药量过大，造成过大震动。7. 水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。8. 清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未 及 时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。9. 清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间 过 长。10. 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。（二）塌孔的预防和处理1. 在松软粉沙土或流沙中钻进时应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、 胶体率的泥浆或高质量泥浆。冲击钻成孔时投入粘土，掺片、卵石，低冲程锤击， 使粘土膏、片、卵石挤入孔壁

15、起护壁作用。2. 汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。3. 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。4. 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物 到 塌孔处 1米 2米，如塌孔严重应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。5. 严格控制冲程高度和炸药量。6. 清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要水头高度。供浆（水）管 最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中， 可避免冲 刷 孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过 1.5 1.6 倍钻孔中水柱压力。7. 吊入钢筋架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。在饮马河大桥施工中曾出现 9次较为严重的塌孔事故，主要发生在旋挖钻钻 孔 过程中，在施工过程中护筒采用 3米高半径1.45米的护筒，配浆也相对合理， 分析 引起塌孔的原因主要有以下几方面：一.自然因素 大桥所处地质复杂，地 表以下 4 米左右为砂砾及流砂，土层整体结构不稳定，且地下水位过高，水头压 力较强。二. 机械因素 由于旋挖钻不向冲击钻一样对孔壁有挤压从而起到了护 壁作用，旋挖钻则