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1、钻孔灌注桩施工技术要点,1,上海珠宇工程咨询管理有限公司编制人：陈彩录,2022/12/19,1,2022/12/19,2,目 录,一.钻孔灌注桩种类及特点二.钻孔灌注桩施工工艺流程三.质量通病及处理措施,2,2022/12/19,一. 灌注桩的种类及特点,3,2022/12/19,4,钻孔灌注桩：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。 钻孔灌注桩的施工设备主要有三种：冲击钻、循环钻和旋挖钻。,4,2022/12/19,1.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
2、内主要有手动拉杆式和自动式2种。 在地基承载力较大的地质情况下，无法采用循环钻和旋挖钻,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。,5,2022/12/19,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,6,2022/12/19,自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。,主要
3、优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻节省人力。主要缺点：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,7,2022/12/19,2.循环钻：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。 循环钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环二种。 循环钻在粘土、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。 现在主要是车载循环钻，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。,8,2022/12/19,正循环钻机：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆
4、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,钻井里残留的钻渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大.,9,2022/12/19,反循环钻机：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，使清孔时间缩短。且无噪音污染。缺点：很难在比钻头吸渣孔大的卵石和漂
5、石中钻进，水压和泥浆比重管理不当容易坍孔。,10,2022/12/19,3.旋挖钻:是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械 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。,11,2022/12/19,12,2022/12/19,二.钻孔灌注桩施工工艺流程,13,2022/12/19,14,2022/12/19,成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩,简要图示：,15,2022/12/19,陆地:清除
6、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。,（一）.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。,16,2022/12/19,1.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。2.护筒的制作要求： 使用旋挖钻机钻孔应比钻头大约20cm，使用冲击钻机钻孔应比钻头大约40cm。,17,（二）.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
7、定。,17,2022/12/19,3.护筒的埋置要求 （1）护筒应按桩位准确埋设，其中心与桩位中心的偏差不应大于20mm，并应保持护筒垂直。 （2）护筒埋设深度应超过杂填土埋深，护筒底口埋入粘性土原土深度不应小于0.2m。有障碍的桩位，需清障处理后在埋设护筒。 （3）护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，必须满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5m。,18,18,2022/12/19,3.护筒的埋置要求 （4）成孔施工应不间断地一次完成，不得无故停钻。成孔完毕后的工序应连续施工，成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不宜大于24小时。 （5）护筒宜选用钢板卷制，应有足够的强度和刚
8、度。护筒的内径宜比设计桩径大100mm。,19,19,2022/12/19,2022/12/19,20,.护筒埋设,20,2022/12/19,2022/12/19,21,护筒埋设,21,2022/12/19,（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 、排渣。注入孔内泥浆指标要求： (1)泥浆密度：正循环成孔1.15 反循环成孔 1.10。(2)漏斗粘度：正循环1822s， 反循环1618s。,22,22,2022/12/19,2022/12/19,23,泥浆三大指标检验仪器,泥浆比重,粘度,含砂量,23,2022/12/19,泥浆池设置及围护,24,2022/
9、12/19,泥浆池,25,2022/12/19,泥浆池,泥浆护壁成孔灌注 桩泥浆池,26,2022/12/19,（四）.钻孔施工,27,（1）成孔时钻机定位应准确、水平、稳固，回转盘中心与设计桩位中心偏差不应大于20mm。钻机定位时，应校正钻架的垂直度。（2）在混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔时，其安全距离不应小于4倍桩径，或最少间隔时间不应少于36小时。（3）成孔过程中，孔内泥浆液面应保持稳定。正循环成孔泥浆液面高度不应低于自然地面以下0.3m，反循环成孔应使孔内水头压力大于地下水的水头压力约2kPa。,27,2022/12/19,（四）.钻孔施工,2022/12/19,28,（4）钻孔时，起、
10、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，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。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。,28,2022/12/19,（四）.钻孔施工,2022/12/19,29,（6）钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验：1）孔位偏差不得大于100mm。2）垂直度1%3）孔径0 +50mm（承重桩）30（支护桩）4）孔深30mm,29,2022/12/19,（五）.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
11、查。净长L=5D且不小于6m(D为孔径，检孔器外径等于钻孔桩的设计直径)。必须有足够的刚度，确保不变形。变形的检孔器不得使用。 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。,30,2022/12/19,（六）.清孔,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。 1. 清孔可选用以下方法：（1）换浆法适用于冲击或冲抓法钻孔。（2）吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。（3）抽渣法适用于正、反循环旋转钻孔。,31,31,2.清孔应达到以下标准：(1)泥浆比重：孔深60M1.15，孔深60
12、M1.20 。(2)粘度1822s。(3)清孔后孔底沉渣厚度：承重桩100MM，支护桩200MM.(4)严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。（5）清孔后，孔内应保持水头高度，并应在30分钟内浇筑混凝土，超过30分钟的，浇筑混凝土前应重新测定孔底沉渣厚度。,2022/12/19,32,2022/12/19,（七）.钢筋笼的制作和安装,钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求，其允许偏差应符合下列规定；主筋间距： 允许偏差： 10MM箍筋间距： 允许偏差： 20MM钢筋笼直径： 允许偏差： 10MM钢筋笼整体长度： 允许偏差： 100MM,33,33,2022/12/19,（七）.钢筋笼的制作和安装,钢筋笼主
13、筋混凝土保护层允许偏差为20mm。钢筋笼上应设保护层垫块，设置数量每节钢筋笼不应少于2组，长度大于12m的，中间应增设1组。每组块数不得少于3块，且应均匀地分布在同一截面的主筋上。保护层垫块可采用混凝土块，也可采用扁钢定位环。 同一截面内的接头数量不应大于主筋总数的50，相邻接头应上下错开，错开距离不应小于35倍主筋直径。,34,34,2022/12/19,（七）.钢筋笼的制作和安装,钢筋宜采用绑条焊，绑条长度10d(单面焊)、5d（双面焊）；焊缝宽度不应小于0.8d，厚度不应小于0.3d。起吊机吊起钢筋骨架，对准护筒中心缓慢下放至设计标高,钢筋笼入孔后应准确、定位牢固，钢筋笼安装标高应符合设
14、计要求，其允许偏差不大于100MM。 下放钢筋骨架应徐徐下放严禁摆动碰撞孔壁;,35,35,2022/12/19,2022/12/19,36,成品钢筋笼,36,2022/12/19,钢筋笼内支撑,37,2022/12/19,2022/12/19,38,混凝土垫块（耳筋）,38,2022/12/19,2022/12/19,39,混凝土垫块（耳筋）,39,2022/12/19,钢筋笼起吊,40,2022/12/19,2022/12/19,41,钢筋笼对孔安放,41,2022/12/19,2022/12/19,42,钢筋笼焊接,42,2022/12/19,2022/12/19,43,钢筋笼连接（搭接
15、焊）,43,44,钢筋笼安放就位,2022/12/19,44,2022/12/19,泥浆比重检测,45,2022/12/19,46,1.每灌注50m3必须有1组试件，小于50m3的桩，每根桩必须有1组试件，每组应有3个试件；2.混凝土坍落度应为180220mm，坍落度的损失应能满足灌注要求;3.混凝土灌注的充盈系数不得小于1，也不宜大于1.3;4.混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度不小于1.Om，导管内混凝土柱和管外泥浆柱应保持平衡。,(八).灌注混凝土,46,2022/12/19,47,5.混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，严禁将导管提出混凝土面。导管埋入混凝土面的深
16、度宜为31Om，最小埋入深度不得小于2m。导管应勤提勤拆，一次提管拆管不得超过6m;6.混凝土实际灌注高度应高于设计桩顶标高。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3%，且不应小于1m。,47,2022/12/19,48,7.混凝土的初凝时间不应少于正常运输和灌注时间之和的2倍，且不少于8小时。,48,2022/12/19,49,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，15min不漏水为合格。,49,2022/12/19,2022/12/19,50,混凝土浇筑,50,2022/12/19,混凝土坍落度检验,
17、51,（1）,（2）,（3）,51,2022/12/19,水下混凝土灌注,52,52,2022/12/19,53,水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测,53,2022/12/19,根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管,54,54,2022/12/19,三.质量通病及处理措施,55,2022/12/19,1.坍孔主要原因：(1)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
18、预防措施，造成坍孔。,56,2022/12/19,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。,57,20
19、22/12/19,2.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。,58,2022/12/19,处理方法 掉钻后应及时查明情况，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，或者潜水员下去打捞。,59,2022/12/19,3.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
20、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。,60,2022/12/19,4.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：,61,2022/12/19,4.断桩主要原因：（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，再进行灌注混凝土； （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中，并不小于2m，将导管内的水和表层稀松的混凝土吸出后重新灌注；,62,谢谢！,2022/12/19,63,
