各类钻挖孔桩基础施工施工工艺.docx

钻（挖）孔桩基础施工1.概述1.1钻孔原理根据取出孔土（钻渣）方法不同，主要分为以下几种：1.1.1螺旋钻孔螺旋钻孔成孔多属干作业法，无需任何护壁措施。长螺旋钻机钻头和钻杆都带螺旋叶片，钻孔时钻头切削土层，土块随钻具旋转沿螺旋叶片上升，经出土器自动排出孔外，然后装车运走。短螺旋钻机的钻杆只在临近钻头23m内才有螺旋叶片，钻孔时钻头切削土层，土块随钻具旋转沿螺旋叶片上升积累在短螺旋叶片上，形成“土柱”，后由提钻、反转、甩土，将钻屑散落孔周围，然后装车运走，一般每钻进0.51m就要提钻甩土一次。1.1.2正循环回转钻孔泥浆以高压通过钻机的空心钻杆在孔底射出，将钻渣悬浮，随泥浆上升溢出孔外。泥浆起护壁和悬浮上升钻渣的作用，所以泥浆质量要求高。1.1.3反循环回转钻孔泥浆由储浆池流入孔内，用真空泵、空气吸泥机等将钻渣由中空钻杆吸出。泥浆只起护壁作用，泥浆质量要求低。1.1.4潜水钻机钻孔钻机的动力装置同钻头连成一体，防水密封式电动机连接在钻头顶上。潜水钻机可以正循环出渣，也可以反循环出渣，原理同上一样。1.1.5冲抓钻孔冲抓锥张开抓瓣冲入土体，收紧锥瓣绳，抓瓣将土抓入锥体，提升甩土。井壁保护可用泥浆护壁，也可全套管护壁。1.1.6冲击钻孔实心锥冲击钻机用卷扬机上下提升实心钻锥冲击劈碎土石，钻渣部分挤入井壁，部分泥浆悬浮，放入掏渣筒掏渣提出孔外。本法泥浆起护壁和悬浮上升钻渣的作用，所以泥浆质量要求高。空心锥冲击钻机用卷扬机上下提升空心钻锥冲击劈碎土石，钻渣部分挤入井壁，部分从锥底进入空心锥管，提升钻锥孔外弃渣。本法泥浆只起护壁作用。1.1.7钻斗钻（即机动推钻）成孔钻杆和钻斗一起旋转削土，土屑进入钻斗，提升钻斗出土。有全套管钻进法和泥浆护壁无套管钻进法两种。1.1.8挖孔当土层内地下水很少时，采用人工挖孔，多方式支撑井壁。1.2钻孔适用范围和优缺点适用范围钻孔方法适用范围泥浆作用土层孔径（cm）孔深（m）螺旋钻粘性土，砂类土，含少量砂砾石、卵石的土（含量少于30，粒径小于10cm）长螺旋：4080短螺旋：150300长螺旋：1230短螺旋：4080干作业无需泥浆正循环回转钻粘性土，砂类土，含少量砾石、卵石的土（含量少于20），软岩8025030100护壁，悬浮钻渣反循环回转钻粘性土，砂类土，含少量砾石、卵石的土（含量少于20，粒径小于2/3钻杆内径）80300用真空泵35，空气吸泥浆65，气举式120护壁潜水钻淤泥，腐植土，粘性土，稳定的砂类土，单轴抗压强度小于20MPa的软岩非扩孔型：80300扩孔型：80655标准型：5080超深型：50150正循环悬浮钻渣，反循环护壁冲抓钻淤泥，腐植土，密实粘性土，砂类土，砂砾石，卵石100200大于20m时进度慢护壁冲击钻实心锥：粘性土，砂类土，砾石，卵石，漂石，较软岩石。空心锥：粘性土，砂类土，砾石，松散卵石。实心锥：80200空心锥：6015050护壁，悬浮钻渣钻斗钻填土层，粘土层，粉土层，淤泥层，砂土层，以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层10030078干作业无需泥浆挖 孔各种土石一般120200最大35025无泥浆优缺点钻孔方法优点缺点螺旋钻设备简单，施工方便，振动小，噪声低，无泥浆污染，钻孔速度快，造价低，隐患少桩端留有虚土；有地下水的地区不能使用正循环回转钻钻进出渣同时进行，成孔速度快，钻孔深度大需设泥浆池，施工场地大；机械复杂，易故障；造浆材料多，护壁泥浆稠，降低了桩周摩擦力反循环回转钻较正循环功效高，钻孔深度、直径大，排渣无需泥浆，泥浆稀，造浆材料少，不减弱桩的摩擦力扩孔率大于正循环，钻机复杂且造价高潜水钻设备简单，施工方便，振动小，噪声低，钻孔效率高于正反循环回转钻，成桩垂直度好于其它方法一旦发生塌孔，钻头难于取出冲抓钻设备简单，造价低，施工方便，无需泥浆浮渣，成孔经济，可在碎石、卵石、软岩中使用，适用范围广无钻杆导向，不能钻斜孔，孔深超过20m后钻进速度大大降低冲击钻适用地层广，“无坚不摧”，钻渣挤入孔壁可增加桩的摩擦力在土层中钻进速度慢，不能钻斜孔钻斗钻设备简单，施工方便，振动小，噪声低，最适宜在硬质粘土中干钻，钻孔速度快，造价低，施工占地小有强承压水时施工困难，扩孔严重挖 孔无需钻孔设备，孔形可方可圆不适宜有大量地下水的土层，孔深不宜超过15m1.3钻孔方法1.3.1螺旋钻孔1.3.2正循环钻孔1.3.2.1浅谈正循环钻机施工钻孔桩_ 广州西南环高速公路钻孔桩施工简介五处广深工程公司 袁吉 李玮 摘 要：本文对钻孔桩基施工的操作程序及水下混凝土灌注等工作作了介绍，总结了钻孔桩施工中常见问题的处理措施及水下混凝土灌注应注意的事项。 关键词：钻孔桩 正循环旋转 清孔 水下混凝土 铁一局广深工程公司承建的广州西南环高速公路WD3-3标段高架桥工程，其基础为钻孔桩，采用正循环旋转钻孔施工。主桥160根钻孔桩自1998年8月8日起讫1998年11月25日止，历时三个月半全部完工，无断桩、缺陷桩，桩身质量合格率100%，优良率96%，现将其施工过程作简要介绍。1. 工程概况 广州西南环高速公路沥至沙贝段D3标段，自丫髻沙珠江特大桥西端至花地河1# 桥西端，全长4183.697m，均在广州市芳村经济开发区范围内。全线地形条件属珠江三角洲水网平原，地形平坦开阔，段内土地以水田为主。考虑开发区路网净空要求，本段主体工程为一般高架桥，全段六车道全封闭全立交。跨径（M）25+25（25+22）25+3030+3030+4040+4016.28+25（16.28+30）16.28+40单桩设计轴向力（KN）5500650075008500950060007000设计行车速度100Km/h。设计计算荷载等级为汽超20级；挂车120。本段地震烈度度设防，下部结构半幅桥宽均采用双柱式桥墩钻孔桩基础，各跨径桥墩单桩设计轴向力见下表：桥上部结构采用预应力混凝土T型简支梁连续桥面，全线采用水泥混凝土路面。 2. 地质状况 本段地表沿线均为土层覆盖，部分为人工填筑土，土层总厚一般为8.022.0m。下伏基岩为泥岩、粉砂岩与含砾砂岩及泥灰岩交错走向。地表水、地下水均较发育，地下稳定水位一般在0.21.5m。3. 钻孔桩施工3.1. 成孔方法选择根据本段地质状况，考虑桩基设计直径1.3m，平均设计桩长为19.5m，故本段钻孔桩基础采用正循环旋转钻机施工。各种成孔设备（方法）适用范围可参考如下：编号成孔设备（方法）适 用 范 围土 层孔径（cm）孔深（cm）泥浆作用1机动推钻粘性土、砂土、砾石粒径不小于10 cm，含量小于30%的碎石土601603040护壁2正循环回转钻机粘性土、砂土、砾卵石粒径小于2cm，含量小于20%的碎石土、软岩8020030100浮悬钻渣并护壁3反循环回转钻机粘性土、砂土、砾石粒径小于钻杆内径2/3，含量小于20%的碎石土、软岩80250泵吸40汽举100护壁4正循环潜水钻机淤泥、粘性土、砂土、砾卵石粒径小于10 cm，含量小于20%的碎石土6015050浮悬钻渣并护壁5反循环潜水钻机同序号360150泵吸40汽举100护壁6全护筒冲抓、冲击钻机各类土层802003040不需泥浆7冲抓锥淤泥、粘性土、砂土、卵石601502040护壁8冲击实心锥各类土层8020050浮悬钻渣并护壁9冲击管锥粘性土、砂土、砾石、松散卵石6045050浮悬钻渣并护壁10冲击震动沉管软土、粘性土、砂土、砾石、松散卵石255020不需泥浆注: 1. 土的名称按照公路桥涵路基与基础设计规范（JTJ02485）的规定；2. 单轴极限抗压强度小于30Mpa的岩石称软岩；大于30Mpa的称硬岩；小于5Mpa的称极软岩；3. 正反循环钻机（包括潜水钻机）附装坚硬牙齿钻头，可钻抗压强度达100Mpa的硬岩；4. 表中所列各种钻孔设备（方法）适用的成孔直径和孔深，系指国内一般情况下的适用范围，随着钻孔设备的改进，设备功率增强，辅助措施提高，成孔直径和孔深的范围将逐渐扩大；5. 本表根据公路桥涵施工技术规范（JTJ041189）。3.2. 钻孔施工3.2.1. 场地平整标段内场地除有三条南北向水沟外，均为旱地，钻机就位前应清除场地内杂物，整平夯实。桩位位于水沟边缘处，应将水沟内淤泥软土换填片石或矿渣，并夯填密实，同时沟床改道，待此处基础工程完工后再恢复水沟位置；当场地为浅水时，可采用筑岛法施工，筑岛面积应按钻孔方法及设备型号要求决定。筑岛时应严格按筑岛的有关规定及注意事项进行，岛顶高出施工水位0.751.0m；如场地为深水或淤泥层较厚时，应搭设牢固稳定的工作平台，使其能够承受所有工作时的动静荷载，并考虑施工机械能安全进出；如场地为陡坡时，可用型钢枕木等搭设工作平台；河槽幅宽较大时，各步工序可在船或浮箱上进行，但必须锚碇稳固，桩位准确。不过考虑水位升降及水流速度，施工质量不易保证，故仅在水位平稳、水位升降缓慢的情况下采用上述方法，而河床平顺流速较大时，则宜采用浮运沉井。3.2.2 护筒埋设为固定桩位、导向钻头、隔离地面水及并保护孔口地面稳定，同时提高孔内水位以及增加对孔壁的侧压力，应在钻机就位前埋设好护筒。护筒的内径应比桩径大约30cm。护筒根据材料大致分为以下几种：砖（片石）砌护筒 此类护筒适于埋深2.0m左右，地下水位低的旱滩旱地；木护筒 重量轻，不易下沉，一般筒壁厚34cm，此类护筒适于地下水位较低、土层较厚的松散软土，护筒埋设时其中部外侧宜用方木做成井字架夹持护筒一起埋于土中，以防护筒陷落；钢筋混凝土护筒 筒壁厚810cm，重量大，不易变形，易沉入土中，故深水施工多用此类护筒；钢护筒 筒壁一般厚46cm，旱地、河滩、深水地均可使用，比较灵活。若埋深较大时，其制作分节，每节1.52.0m，端头连接设法兰盘。本标地下水位稳定，埋深1.0m以上，故采用1.21.5m高钢护筒挖埋，挖埋以桩中心点（挖埋之前测量放线并打好护桩）为中心向四周取土，取土坑直径比护筒直径约大4050cm，放置护筒按护桩恢复桩中心点，使护筒圆心与桩中心重合，用粘土回填护筒与坑壁间隙并分层夯实。同时护筒顶应高出地面2030cm，护筒直立，其倾斜偏差不得大于1%，其平面位置偏差不得大于5cm。场地如为含水量较大的粉砂土或粘土，埋设护筒时应将部分土挖除换填粘土，地下水位较高可用埋筑法埋筑护筒，填筑的土岛应使护筒顶端比地下水位高1.5m以上，土岛边坡以1:1.51:2.0为宜，岛顶面宽度应满足钻机布置及操作。3.2.3. 钻机就位 施工场地平整夯实后，钻机就位，用千斤顶将基座顶起，在下面垫好方木，调平基座，使钻架中线竖直。准确定位后，保证钻机滑轮、固定钻杆卡孔、桩中心点三点在同一垂线上，将钻头吊起，缓缓放入护筒，接上钻杆。旋转钻孔施工中，钻头一般采用鱼尾钻头和笼式钻头，本标采用笼式钻头。就位后的钻机，其钻尖与桩中心点偏差不得大于2cm。3.2.4. 泥浆制备 旋转钻孔过程中，孔内泥浆能保护孔壁不坍塌，悬浮钻渣将其排出孔外，并润滑冷却钻头提高钻速，减少钻头磨耗。施工中泥浆太稀，排渣能力受到影响，护壁效果也大大降低，易坍孔；而泥浆太浓，则影响钻进速度，且易增加孔壁和钢筋上的泥浆附着量，使结构受力不利，清孔困难。故泥浆的各项性能指标应根据实际地层情况及施工方法作相应的选择。因粘土中含有多种元素，其化学组成及粘粒大小和数量直接影响到泥浆的质量好坏，如条件允许，可对泥土进行化学结构分析，选取钠离子含量多的粘土进行制浆，钠离子含量多其亲水能力较强。正循环回转钻机施工中，其泥浆性能指标参考下表使用：地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(s)静切力(Pa)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)酸碱度(PH)粘性土1.051.2016221.02.5909525810砂土碎石土卵石漂石1.21.45192835909515810注: 1. 地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限；2. 地质情况较好,孔径或孔深较小时,指标取低限；3. 相对密度(泥浆比重)为泥浆密度与4纯水密度之比。3.2.5. 钻机钻进前期准备工作确保无虞后，启动泥浆泵，待泥浆（本标段地质较好，满足孔内直接造浆）进入孔内一定数量后，开始钻进，适当控制进尺。在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，保证泥皮护壁，至刃脚下1.0m后，按土质情况正常钻进。 正循环钻机施工示意在钻进过程中，让钻机的主吊钩始终承受部分钻具（钻杆、钻头、压重块）的重力使孔底所受钻压不超过钻杆、钻头、压重块总重的80%，以避免或减少斜孔、弯孔、扩孔现象。钻进的速度控制由土层性质决定，钻进中应定时打捞钻渣，根据渣样的性质配合地质剖面图明确实际地质情况，以确定钻进速度。粘土中，笼式钻头以中速、稀泥浆钻进；砂土中，笼式钻头宜减压，以低档慢速、稠泥浆钻进；进入岩层或较硬的碎石土中，宜用低档慢速、优质泥浆慢进尺钻进。钻进过程中，应注意基座的平稳、钻杆的摆幅、钻机震动等情况，及时修整钻机的位置，防止斜孔。钻机每钻进2.0m左右或遇地层变化，均应在护筒口捞取钻渣，查明土类并作好记录。孔深度及基岩强度达到设计要求后，配合地质工程师决定终孔。当钻孔入岩深度超过了设计值，但基岩强度达不到设计要求时，应继续钻进，并按规定计算其单桩轴向受压承载力P，如满足单桩轴向容许承载力P，即可终孔。3.2.6. 钻孔中应注意事项 钻进过程中，每进尺58米应检查钻具磨损情况及孔竖直度，确保钻孔直径和垂直度符合要求。如泥浆有损耗、漏失，应予以补充，并按有关技术规范检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。钻孔过程中，不使用弯曲钻杆，不使用磨损严重钻杆，控制钻进进尺，以防止钻杆折断。3.2.7. 钻孔施工中常见问题处理斜孔或弯孔由于地层走向及层面倾斜或遇到探头石等原因，可能出现斜孔、弯孔，可在孔偏斜处用钻头反复扫孔，直至钻孔竖直。孔偏斜严重时，应回填片石、块石至偏斜部位以上，夯实后再缓缓钻进。扩孔因孔壁坍塌或钻杆摆幅过大等造成，在钻进中应适当控制好泥浆比重及防止使用弯曲变形钻杆。缩孔为避免因钻头磨损过甚焊补不及时或地层中遇到膨胀软土、粘土等造成缩孔，应及时焊补钻头并采用失水率小的优质泥浆护壁，如已发生缩孔现象，宜在该处用钻头上下反复扫孔以扩大孔径。糊钻 泥浆浓度太大或地层中有膨胀软土，容易引起糊钻，前者可适当稀释泥浆，后者可向孔内抛填一定数量红砖等脆性易碎物。如已严重糊钻，应提出钻头清除钻渣。掉钻在钻进中，由于钻速选用不当，钻杆扭矩过大或进入坚硬地层中，进尺过快，使钻杆超负荷运作，都有可能折断钻杆，发生掉钻现象。掉钻一般表现在钢丝绳松弛，钻机钻进平静，缓冲弹簧不伸缩等状况。发生掉钻应立即停机，查找原因，测量掉钻位置及钻头在孔内情况，及时以绳套、打捞钩、渐开钩等工具打捞，以防时间过长沉渣埋住钻头，造成打捞困难。经测量，当钻头上留有的断杆长度小于孔径时，可用强度高，尺寸重量适合的冷弯或锻制打捞钩进行捞取，这种情况下钻头应为笼式钻头或钻头上焊有钢环。如钻头上留有的钻杆不太长，可用绳套捞取，当钻头上钻杆长在两节以上，深埋土中或钻杆插入孔壁，则可将渐开钩接在钻杆上，伸入断杆位置慢速旋转，将断杆卡进渐开圆心再向上提出。流砂本标段土质不均，常夹有薄层粉砂层，并含少量贝壳碎片及有机腐殖质。当钻头通过这一细砂或粉砂层时，由于渗水量大，同时地层受钻头撞击震动，易发生流砂现象，此时应及时提高孔内水位，多投粘土块，加大泥浆比重，利用钻头的旋转挤压将粘土挤入流砂层，以加固孔壁。如流砂严重，可在流砂段加钢护筒防护。钻头损坏钻进过程中，应经常检查钻头的磨损程度，及时修补，以防孔径因钻头的磨损而缩小。在使用笼式钻头施工中，钻头小三叉（如图）是较易损坏的部位，且小三叉与钻头的焊接质量要求高，损坏后修复起来比较麻烦，在实际施工中，将钻头小三叉再套一直径比小三叉旋转直径约大2CM的钢圆筒，其高度比小三叉约大2CM为宜，钢圆筒与钻头接触部牢固焊死。经过对比，套钢圆筒的钻头在钻进中进尺比不套钢圆筒的钻头快，而且钻头不易损坏。4. 水下砼灌注4.1. 下钢筋笼当钻孔深度符合设计要求并确定终孔后，应尽快下钢筋笼着手清孔工作，准备灌注混凝土，以避免成孔到灌注混凝土时间间隔太长而引起的坍孔、缩孔发生。钻孔桩的实际长度因地质情况的变化各异导致桩底标高不能确定，使设计桩长仅成为一个参考值。成孔前桩长的不确定使钢筋笼的制作滞后，为避免此种情况的发生，钻孔桩开钻即可按本桩设计桩长制作钢筋笼。钢筋笼骨架可按整体制造或分段制作，其最长段以不超过钻机钻架高度为宜，以便能利用钻机自身下钢筋笼并进行各段钢筋骨架的焊接。待终孔后，根据实际孔深调整相应钢筋骨架长度。制作好的钢筋笼应及时、准确的就位。为保证钢筋笼位置准确，除了在钢筋骨架上按设计要求设置定位筋以外，钢筋骨架定位后，还应在骨架顶部四周垫上短方木、竹筒等物将钢筋笼顶部准确定位，使钢筋骨架顶圆心与桩中心重合，待砼灌注完毕并初凝后方可解除。4.2. 清孔为保证桩底持力层的承载力及防止成桩后桩基下沉，必须将孔底浓泥浆及钻渣沉积物全部清除，满足规范要求沉渣厚度不大于5cm。清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件及土层情况而定，正循环旋转钻孔法成孔一般可用换浆清孔法及抽浆清孔法清孔。换浆清孔法适用于正循环旋转钻孔法成孔。终孔停机后，将钻锥提离孔底1020cm，空转并继续保持正常的泥浆循环，以相对密度较低的泥浆压入，将孔内钻渣和相对密度较大的泥浆换出，直到泥浆比重和沉渣满足要求。抽浆清孔法适用于不易坍塌土层及岩层地质情况下的各种钻孔方法成孔。此种方法将高压空气经射风管射入孔底翻起沉渣，用反循环钻机或空气吸泥机、水力吸泥机、真空吸泥泵等设备将其吸出孔外，同时向孔内补充施工用水，以防孔内水头下降而导致孔壁坍塌。不论采取何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头。清孔完毕后，泥浆各项指标应符合质量标准要求，灌注水下混凝土前，用测绳测出孔底标高，算出的沉渣厚度必须满足要求，应注意测出的孔底标高比终孔孔底标高低时，要找出原因，防止孔底遇有破碎岩层或卵石夹砂层等特殊地质情况因清孔而使孔深增大。在任何时候，不得以加深孔深代替清孔。4.3. 灌注水下混凝土清孔满足要求后，应及时进行水下混凝土的灌注。水下混凝土一般采取垂直导管法灌注，导管由内径为2535cm的钢管分段制作，接头处设法兰盘（底节出口端不设）。拼装好导管后应进行导管的水密、承压和接头抗拉等试验。导管沿孔中心缓缓下放，管底口应提离孔底0.30.5m高度，同时导管与料斗接头处法兰盘提出泥浆面，接头处放上活塞或球阀，在漏斗内储满混凝土。首批混凝土的数量应能满足导管初次埋深1.0m和填充导管底部间隙的需要，首批混凝土数量的计算可参考下式进行： 式中 V 首批混凝土所需数量（m3）； h1 孔内混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱的高度（m），h1WHW c(如上图) Hc灌注首批混凝土时孔内混凝土面至孔底的高度（m），Hc=h2+h3；HW孔内混凝土面以上水或泥浆深度； D孔径（m）； D导管内径（m）；W 泥浆比重（kN/m3）；C 混凝土容重（kN/m3）； h2导管初次埋置深度，h21.0m； h3导管底至孔底间隙，0.30.5m。灌注过程中，宜将导管上下插动，以增加桩身密实度。导管的埋深一般在46m，如埋深太大应及时拆卸，以防止因混凝土从孔底向上翻，造成钢筋笼上浮。拆管前必须测量混凝土标高，计算导管埋入混凝土的深度。在任何情况下，导管都应保证埋深在1.0米以上，以防泥浆从管底口进入管内，造成断桩。导管在上提过程中应始终保持在孔中央，以防导管接头法兰盘挂在钢筋笼上，造成混凝无法连续灌注。灌注的实际桩顶标高应比设计值高出约0.51.0m，灌注完毕后应及时清除桩头浮浆，使露出的混凝土面比设计桩顶高约0.10.2m，待混凝土达到一定强度后再破除。4.4. 水下混凝土灌注注意事项首批混凝土灌注后导管进水时，应将已灌注的混凝土拌和物吸出，再改正操作方法重新进行灌注；在混凝土面处于孔内泥浆面以下不很深的情况下导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并外加一定压力重新插入导管，恢复灌注；灌注开始不久发生导管堵塞时，可用长杆冲捣或用震动器震动导管；灌注开始不久发生故障，用前述方法处理无效时，应及时将导管拔出，将已灌的混凝土吸出，重新清孔和灌注。按上述方法处理达不到要求时，应重钻补桩或会同有关单位研究补救措施。5. 结语虽然在施工中所遇具体情况不一样，钻孔桩施工的方法和过程就各有差异，但均大同小异。本文比较全面地介绍了传统型正循环钻孔桩施工的全过程，希望能在同类施工中队大家有所裨益。1.3.3反循环回转钻孔桩位放样搭设平台场地准备埋设护筒检验护筒检验钻机备件钻机就位安钻机和设备检验钻架设备钻 孔泥浆设备向钻孔内灌泥浆清 孔测量钻孔深度、斜度直径，作好钻孔记录吊装钢筋骨架测量沉降厚度钻孔完毕后，移去不用的设备钢筋骨架制作，运输及安放导向设备接导管和砼料斗设置隔水栓检验导管和设备检查填证灌注水下砼砼制备及运输砼养护拆除护筒桩身超声波无损检查桩身质量总鉴定250反循环钻机施工C05标芝川河特大桥17#25#墩为180钻孔桩，每墩28根桩，桩长分别为65m69m，地质为粉土、卵石土、细砂等，根据钻孔直径深度及地质情况施工选用250反循环钻机施工。250钻机是转盘带动钻具旋转钻进的回转式钻机，钻机配有龙门钻架，卷扬小车可在钻架上行走安装和拆除钻具方便可靠。该钻具是大型钻孔机械，采用解体拼装形式，便于运输，便于现场安装。钻孔桩基础的地质为上部覆盖层、粉土卵石层，下部为细砂。根据地质情况和钻孔深度，选用250钻机。埋设护筒钻孔桩施工前，先平整场地，消除杂物，换除软土，夯打密实，然后埋设护筒。在砂类等土层中埋设护筒时，先在桩位处挖出比护筒外径大80100cm的圆坑。然后在坑底填筑30cm50cm左右厚的粘土，分层夯实，然后安设护筒，周围用粘土填筑，其埋深度不小于4.5m6m。护筒顶面宜高出地面0.3m，保证高出地下水位2.0m以上。钢护筒高度根据不同桩位处地质情况确定，钢护筒内径比桩径大30cm，由1012mm钢板制作。钻孔钻机就位前，应对主要的机具进行检查、维修。钻孔时，制浆池、储浆池及沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，泥浆选用粘土，掺入膨润土制成，比重控制在1.11.3。旋转钻机就位施工时，将钻机底盘调成水平状态，开始第一钻时，应小心使锥尖对准设计中心，然后盖上封口板，卡上推钳，空钻数圈。旋转钻机开钻时，在桩孔内投入一定数量的粘土及相应的水，利用钻头空钻搅制泥浆，搅拌后抽至循环池，待循环池及桩孔全部储够泥浆时，先启动泥浆泵和转盘，后进行钻进，进尺需适当控制。表层至卵石层采用三翼钻头，宜用I、II档转速严格控制进尺，并采用钻进一段稍停止片刻再钻进的方法，以免抽吸钻碴过多，发生管路堵塞现象。如遇大量的地下水时，宜低档慢速钻进，减少对填充物的搅动，同时提高水头，加大泥浆比重，以加强护壁，防止坍孔。钻进较深时，可根据钻进与排渣情况，调整钻压及转速，选择最优参数，以达到较快进尺。采用气举反循环钻进，20m3/min空压机提供压力空气，最大风压0.8MPa取0.7MPa为施工风压，在施工过程中，孔深超过60m后，难以带动泥浆循环，可将风室从钻头上方提高20m左右，能保持正常的反循环钻进。在钻进过程中的钻进加压主要靠自重来完成。另外在钻头上方配重3t，在钻进过程中利用钻机龙门起重机，起吊钻具加压，根据地层的不同决定加压的多少和进尺的快慢，以防止软地基钻进时的缩孔及硬地质钻进时扭矩过大造成钻杆失稳。在钻进过程中，旋转钻机进尺快慢根据地质情况来控制，并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等观察，在粘性土层中，宜用中等转速稀泥浆钻进，在砂性土及含砂率高的地层中，宜用低速慢进稠泥浆钻进。钻孔作业必须连续进行，不得中断。因特殊情况必须停钻时，孔口应加保护盖，并严禁钻头留在孔内，以防埋钻。及时详细地填写钻孔施工记录，交接班时交代钻进情况及下一班应注意的事项。当钻孔深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填定终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌筑水下混凝土的准备工作。钻孔事故的原因分析、预防和处理坍孔A.坍孔原因a.泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。b.由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。c.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，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。d.在松软砂层中钻进进尺太快。e.水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。f.清孔操作不当，清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。g.吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。B.坍孔的预防和处理a.在松散粉砂土中钻进时，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，以防护孔和缩孔及斜孔。b.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。c.如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。d.清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。e.吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。钻孔偏斜A.偏斜原因a.钻孔中遇有较大的孤石或探头石。b.在有倾斜的软硬地层交界处，或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，锥头受力不均。c.扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。d.钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。B.防护和处理a.安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。b.在有倾斜的软、硬地层钻进时，应回填卵石冲平后再钻进。待沉积密实后再继续钻进。钻孔漏浆A.漏浆原因a.在透水性强的砂砾中，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。b.护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。c.护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。d.水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。B.处理方法a.加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。b.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。反旋转钻施工桩基础本标段钻孔桩有1.8m、1.5m二种直径，桩身最长达65m，根据地质条件及桩长情况拟选用反循环回转钻机成孔。钢筋笼每节810m，用汽车吊吊至孔口，交给辅助接长架再人工对接。导管法灌注水下砼，无破损法及抽芯法检测桩身质量。施工中合理安排钻孔顺序，保证施工的钻孔周围5m范围内任一桩的砼都已浇注24小时以后，方可开钻。两相邻桩不能同时钻孔。钻孔施工前，对桥位及墩台桩位进行复测、放样，对施工图进行复核，平整孔位处场地，清除杂物，换填软土，夯打密实，以避免产生不均匀沉陷，导致钻机倾斜。护筒采用5mm厚钢板卷制，内径比桩径加大20cm，埋设位置偏差不大于5cm，顶端高出地面0.3m以上，以防杂物、地面水落入或流入井孔内。护筒埋设采用挖埋法。在埋好护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位，立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻机调平并对准钻孔，然后安上转盘，转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm。在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，及时纠正。开钻时先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，等泥浆输进钻孔中一定数量后，方可开始钻进。开始钻进时，适当控制进尺，在护筒刃脚处，采取低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净，然后关闭泥石泵，接长钻杆；在接头与法兰盘之间垫3mm-5mm厚的橡皮圈，并拧紧螺栓，以防漏气，漏水，然后继续钻进。钻进中使用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的34倍。每钻进36m，接近及通过易缩孔土层（软土、软塑粘土、亚粘土等）或更换钻锥前，都必须检孔。当检孔器不能沉达原来钻达的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，则应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，若不严重时，可调整钻机位置，继续钻孔。钻孔完成后，迅速清孔，以免停歇过久，使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔仍旧使用反循环抽浆法清孔，在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣515min左右，使孔底钻渣清除干净。清孔后及时灌注水下砼。钻孔桩钢筋笼按照设计在模具上制作，分段制作，吊装钢筋笼时，在其中绑扎顺直的杉木杆（或细钢管），以加强其刚度，钢筋笼吊入孔后，应严格定位，并将其牢牢固定，以防灌注砼时笼体浮起。砼采用直径25cm的导管灌注，导管连接应顺直、密封，使用前对其进行气密性检查，灌注砼前合理搭配导管，使导管口距孔底不大于0.2m。砼首批灌注数量要经过计算确定，以保证导管下端埋入砼中1.0m以上，灌注过程中导管埋深控制在26m内，灌注过程应连续进行，不得中断，最终灌注的砼高于设计桩顶0.5m以上，以确保桩顶砼质量。在施工过程中，技术人员应充分做好钻孔记录、砼灌注记录，并随时严密监控，特别是导管提升应严格测量控制，以防止因导管提升过高而造成断桩等事故的发生。钻孔灌注桩完成后，在砼凝固前及时挖除桩头的1/31/2浮浆（予留其中一半浮浆待凝固后凿除），凿除桩头时须防止损毁桩身。之后，进行无破损检测，以保证桩身质量。施工重点注意事项：钻孔时钻架应垂直，以保证钻孔的垂直度。钻孔前应准备足够的优质粘土或膨胀土，随时调整孔内泥浆的比例，使泥浆符合规定要求。孔内泥浆的高度应始终高于筒外水位或地下水位1.5m以上。成孔以后的清孔工作应认真、彻底，尽可能减少孔底沉渣。钢筋笼应定位准确、就位迅速、固定牢固。笼体周边应有垫块或钢筋支垫焊接，以保证灌注砼有一定的保护层。水下砼浇注应连续进行，并备用发电机、水泵、吸泥机、高压射水管、砼搅拌机等设备。浇注过程中提前做好孔内溢出泥浆的引流方向，防止因此而污染河流和良田等。认真作好钻孔记录、终孔后及灌注砼前检查记录、水下砼灌注记录及钻孔桩汇总记录。1.3.5冲抓钻孔1.3.5.1套管护壁施工MT150全护筒钻机钻孔灌注桩施工工艺框图平整场地桩位放样钻机就位钻进及接长钢护筒准备钻头 清 孔测量孔深、孔径、孔斜安设清孔设备下钢筋笼测量淤土厚度制作吊运钢筋笼注入清水压入钢护管安放导管试装检验导管浇筑桩身混凝土制备混凝土拔除护筒测量混凝土高度 养 护桩身超声波检测桩身质量总鉴定运输混凝土混凝土检验随浇筑拔钢套管凿除桩头混凝土钻孔前的准备工作场地整理施工前，施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础采取筑岛围堰，桩基处在旱地时，清除杂物后夯压密实，对钻机地基要求必须平整、稳固，承载力不足时，搭设枕木以满足地基应力要求。按设计图纸在施工现场准确放出各桩位置，并加设必要的护桩。钻机就位要使钻机抱箍（即导向套）下龙口中心与桩位中心重合。具体做法是用“三脚尺”找出抱箍下龙口中心，用锤球与防样桩对中。就位时要保持钻机摆放水平，利用钻机上的前后液压支腿进行调整。全护筒法施工要转动、压入和拔出护筒，对地基有较高的要求。如钻机就位处地基不稳定，在钻孔过程中会引起钻机的倾斜和滑动，而造成桩的倾斜和偏位。通常的做法是使场地平整，排水顺畅，对软弱地基作必要的填筑和换土处理，地基上要垫上尺寸为的3m8m垫排。一般垫四块，地基坚实时，也可只垫两块。钻机成孔第一节护筒安放时要保证其竖直度。护筒通过抱箍将其抱紧并不断转动而被压入地下，以保护孔壁，然后用锤式爪斗开挖护筒内的土层。护筒压入地下时，要特别小心，要一边转动，一边压入，压至要求的深度。对地质条件不同的地层，钻进方式也有所不同。这主要反应在护筒相对与冲锤和爪斗的超前与滞后。遵循的原则是：即要孔壁不崩塌，又要保证护筒能压下去，也能顺利拔出来。松软土的钻挖。护筒超前压入1.01.5m的深度。在用锤式爪斗在护筒内爪土。石砂层的钻进。原则上护筒不宜滞后，但对密实稳定的砂层，通常可提前钻挖2030cm。因为在这种地质条件下，孔壁间的摩阻力较大，护筒的压入和拔出较困难，护筒滞后一定距离，能使其在不太大的压力压入并顺利拔出。但护筒滞后时，往往会产生多余的钻挖量，因此最好根据具体情况，保持最小的超前钻挖深度。含有圆砾、卵石土层的钻挖。在含有较大的圆砾、卵石的地层中，其提前钻挖量也要保持最小值，最适宜的做法是超前量与圆砾、卵石的直径大致相等。清孔成孔及清除孔底钻渣和沉淀物，一般采用压缩空气吸淤管在