冲击钻孔工艺流程.docx

冲击钻孔工艺流程

4.2冲击钻施工
⑴钻机就位
钻机就位前，对钻机和各项准备工作进行检查，包括场地布置、设备性能是否正常、钻机机座是否平稳、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。钻孔桩机采用用吊车起吊就位，钻机就位后应达到三线合一（钻机顶游轮中心、锤头中心、桩中心），调整好后应将四角垫牢，并做好标记，以便钻进时随时进行检查。每个机台预备一把精度较高的水平尺，一个线锤和一根测绳以便施工员或监理工程师随时检查钻孔施工情况。
⑵钻孔施工
开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好。钻孔作业应连续进行，不得中断。因故必须停钻时，孔加盖防护，并且把钻头提出孔，以防埋钻。每进尺2~3m检查锤头直径、竖直度，在泥浆池捞取钻渣和设计地质资料核对，并随时对地质变化做好详细记录，及时填写钻孔记录表。
经常对泥浆进行试验检测，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆稠度和泥浆水头高度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。当钻孔离设计标高约1m时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻。并核对地质资料，判定是否进入要求的持力层，当土层与设计不符时通知设计院。
冲击成孔操作要点
项目
操作要点
备注
在护筒刃脚下2M以内
小冲程1M左右，泥浆比重1.2一 1.4,软弱层投入粘土块加小片石
土层不好时提高泥浆比重
粘性土层
中、小冲程1.5 —2.5M，泵入清
水或稀泥浆
防止过分粘稠可加入小片石
⑶钻孔时的注意事项
采用冲击钻钻进时，根据地层情况选择合适的冲程，冲击操作时应防止打空锤和大松绳。在裂隙岩溶地层冲孔时，冲击锤操作应平稳，尽量不碰撞孔壁，选圆形钻锤，冲程宜小，钻锤重力宜大。遇裂隙可边投入粘质土，边冲击，直到穿过裂隙。当遇到深洞时，可边冲边向孔内投放片石或碎石，稳定填充物。当发现冲孔倾斜时，应暂停冲击，提起冲锤向孔内倾斜段填满粘质土掺石块，再用低冲程冲击，控制钢丝绳放绳量。若仍不能纠正钻孔倾斜，宜改用回转钻进法穿越斜孔段。遇起伏不平的岩面和溶洞底板时，应投入粘质土掺石块，将孔底填平，用十字冲锤以小冲程反复冲击，慢慢穿过。
4）桩基成孔检验标准
序号
项目
允许偏差
1
孔径
士 50mm
2
孔深
不小于设计孔深
3
桩位群桩基础边桩
D 6,且不大于1 mm

群桩基础的中间桩
D 4,且不大于150 mm
4
垂直度
1%
5
桩底沉渣厚度
< 50mm
4.3清孔
⑴当钻孔深度达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，并报监理工程师确认，符合设计要求后方可清孔。
⑵采用泥浆循环法进行清孔，泥浆采用钻孔时的泥浆，在清孔过程中不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。
⑶在清孔排渣前及过程中必须注意保持孔内水头，护筒内泥浆面高出地下水位1米以上，防止坍孔。清孔后从孔底提取泥浆比重，检验其性能指标是否满足规范要求，在灌注水下砼前，孔底沉淀厚度应满足设计要求。并提前做好灌注水下砼准备工作，缩短清孔后至灌注水下砼的时间，二次清孔完成后30分钟内要开始混凝土灌注。
⑷灌注水下混凝土之前，对孔底5mm以内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度进行检查，泥浆的相对密度小于1.25,含砂率不得大于8%，黏度不得大于28s，沉渣厚度不得大于50mm，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方立即灌注水下混凝土。
4.4钢筋笼制作与安装
钢筋笼纵向钢筋采用单面电弧焊连接，焊缝长10d。
钢筋笼制作允许偏差
项目
允许偏差（mm）
主筋间距
士 10
箍筋间距
±20
钢筋笼直径
士 10
钢筋笼长度
士 1
4.4.1 钢筋笼制作
钢筋笼在孔位附近的钢筋制作场内制作，根据孔深制作成型，纵筋连接按设计要求采用单面电弧焊，主筋与加劲箍、螺旋箍错位点焊，牢固但不得损伤主筋，焊接用E43焊条。
钢筋笼加工前必须严格计算骨架长度及加强筋数量。钢筋笼制作时，先将纵筋与加强箍点焊；然后安装螺旋筋。
4.4.2钢筋笼安装
钢筋笼吊装采用20t汽车吊安装。起吊前在钢筋笼挂好钢筋保护垫块，钢筋笼保护层厚度应满足图纸要求。为保证骨架起吊不变形，起吊前在骨架内另加2根等同桩基主筋直径的措施筋十字点焊支撑于桩基钢筋笼主筋上，以增加钢筋笼的整体刚度，防止起吊时钢筋笼弯曲变形。吊钩采用两点式扁担吊钩，起吊后检查钢筋笼是否顺直，如有弯曲可旋转钢筋笼利用其自重或上人增加自重旋转吊车臂整直。当骨架进入孔后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。
4.5水下混凝土的配制
混凝土强度等级C35,水下混凝土的配制委托商品混凝土搅拌站试配确定。要求拌和物应有良好的和易性，坍落度宜为180mm-220mm，砂率宜为40%--50%,粗骨料的最大粒径小于40mm。
4.6水下混凝土灌注
⑴每次灌注前应先对所有机械设备进行检修和调试，考虑好各种可能发生的故障，易损件要有库存备用，确保灌注过程中连续进行。整根桩的混凝土灌注应在首盘混凝土初凝之前完成。
⑵ 水下砼灌注采用①2--250mm钢导管，导管壁厚不小于3 mm，导管每节2m或3m，或根据工艺要求而事实上，同时配备0.7m和1.4m导管以调节孔底悬空高度，导管接长采用螺纹方扣快速接头，导管使用前应拼装试压，试水压力可取为 0.6 —1.0Mpa。
⑶首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要，砼储料斗必须满足首批砼方量要求。首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。灌注过程中应注意保持孔内水头，防止塌孔。开始灌注混时，导管底部至孔底的距离宜为3--5mm，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0. 8m。
⑷混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其和易性等，不符合要求的不得使用。
⑸首批砼采用插板法下球，插板安装就位以后（导管底离孔底0.4~0.6m），将砼装满储料斗。
⑹确定导管顺畅，确定下球后，前场下球，首批砼下管，用测锤检查埋管深度，继续砼浇灌，灌注过程中随时测探砼面高度，控制导管埋深2~6m。减管前须仔细计算导管埋置深度，以防导管拔脱。
⑺灌注砼终孔标高比设计桩顶标高高出0.8m以上，多余部分在承台施工前凿除，桩顶标高、强度满足设计要求。
⑻灌注全过程必须认真做好灌注记录。
4.7钻孔灌注桩施工事故预防及处理措施
4.7.1钻孔故障及处理方法
⑴坍孔
坍孔其主要表现是孔内水位突然下降又回升，孔冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷增加等。坍孔多由泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、钻头碰撞孔壁等原因造成。坍孔不严重时，可采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施，继续钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石回填，或采用粘质土掺入5%~8%的水泥砂浆，等待数日并采取有效的改善措施后方可重钻。
⑵钻孔偏斜、弯曲
钻孔偏斜、弯曲常由地质松软不均、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。一般可在偏斜处吊住钻锤反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘质土到偏斜处顶面，待沉积密实后重新钻孔。
⑶扩孔与缩孔
扩孔多由于孔壁坍塌或钻锥摆动过大造成，应针对原因采取防治措施。缩孔常因地层中含遇水膨胀的软塑土或泥质页岩造成或因钻锥磨损过甚，前者应采用失水率小的优质泥浆护壁，钻孔过程中应及时焊补钻锥并控制好泥浆的相对密度。缩孔已发生时，可用直径满足要求的钻锥上下反复扫孔，扩大孔径。
⑷梅花孔或十字孔
梅花孔或十字孔一般是由于冲击钻锥的自动转向装置失灵、泥浆相对密度和粘度太大、冲程太小等原因造成。应针对上述原因采取改善措施。已发生的梅花孔，应采用片石或卵石土掺粘质土混合回填孔内，重新冲击。
⑸糊钻、埋钻
冲击钻糊钻时应减小冲程，降低泥浆相对密度和粘度，并在粘土层回填部分砂类土和砾类土。遇到坍方或其它原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸埋钻的泥砂，提出钻锥。
⑹卡钻
一般发生在冲击钻孔时，多因先形成了梅花孔或钻锥磨损未及时焊补、钻孔直径变小，而新钻锥又过大、冲锥倾倒、遇到探头石等。卡钻后不宜强提，可用小锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。
4.7.2灌孔故障及处理方法
⑴初灌导管进水。首批混凝土下落后，导管进水，应将已灌注的砼用吸泥机全部吸出，再针对进水原因，改正操作工艺或增加首批砼储量，重新灌注。
⑵中期导管进水。多在提升导管且底超出已灌砼表面时发生。遇到这种事故时，可用吸泥机或潜水泥浆泵伸入导管内将进入导管的泥浆全部吸出，然后在无水导管中继续灌注。
⑶ 导管堵塞。多因隔水硬球栓或硬柱塞不符合要求被卡住面产生。可用长杆冲捣，或用附着于导管外侧的振动器振动导管，或提升导管迅速下落振冲。
⑷灌注坍孔。特征与钻孔期间近似，可用测深仪或测锤探测，如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。产生原因是：①护筒底脚漏水；②地下水压超过原承压力；③孔内泥浆相对密度、粘度过低；④孔周围堆放重物或机械振动。如坍塌数量不大，采取措施后可用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，且有扩大之势，应将导管和钢筋骨架拔出，将孔内用粘土或掺入5%~8%的水泥填满，待数日后孔位周围地层已稳定时，再重新钻孔。
⑸钢筋笼骨架上升。除去一般被勾挂上升的原因外，主要是由于混凝土拌和物冲出导管底后向上的顶托力造成的。可将钢筋骨架顶端焊固在护筒上。
⑹灌短桩头。灌注结束后，桩头高程低于设计高程，属桩头灌短事故。多由灌注过程中，孔壁断续发生小坍方，施工人员未发觉，未处理，探测锤达不到混凝土表面造成。故在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
⑺ 混凝土严重离析。多由导管漏水引起水浸、地下水渗流等造成。灌注的混凝土拌和物符合规定要求外，灌注前应严格检验导管的水密性，灌注中应注意防止在导管内形成高压气囊，在承压地下水地区应测验地下水的压力高度和渗流速度，当其速度超过12m/min时，应注意在此地区进行钻孔灌注的施工措施。
⑻埋管。一般由于导管埋置过深引起。灌注过程中应严格按照规范要求，控制导管埋深在2-6米。并在灌注过程中经常抖动导管。
⑼ 夹层断桩。多因首批混凝土隔离层上升、（或第二、三批）已近初凝，流动性降低，在导管埋深较小时，续灌混凝土拌和物顶破隔离层上升，将原灌混凝土表面的沉淀土覆盖在混凝土拌和物下面造成，此类事故在灌注过程中不易发觉，大多在桩身质量检验时才发现。灌注的首批混凝土拌和物的初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间，当桩身混凝土数量较大，灌注需用时间较长时，或夏季高温灌注施工，应通过试验在首批混凝土中掺入缓凝剂。
（10）混凝土灌注不能连续。当混凝土灌注过程中，因运送的混凝土罐车塞车、汽车泵故障等造成混凝土灌注间断超过40分钟的应上下抖动导管，减缓混凝土的初凝，整个混凝土灌注过程要在首盘混凝土初凝前灌注完成。