旋挖钻灌注桩施工作业书.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1、目的,2、编制依据,3、适用范围,4、施工方法及工艺要求,5、质量检测,6、钻孔桩常见事故的预防及处理。,7、钻孔桩断桩常见事故及处理,旋挖钻灌注桩施工作业书,1、目的,明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。,2、编制依据,客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准,铁路混凝土工程施工质量验收补充标准,客运专线铁路桥涵工程施工技术指南,施工图设计文件,3、适用范围,适用于各种土质层和砂类土、碎（卵）石土或中等硬度以下基岩的桥墩桩基施工。施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。目前国内常用的德国产BG系列和意大利的R系列旋挖钻机。,4、施工方法及工艺要求,1、施工准备,2、泥浆制备,3、埋设护筒,4、钻机就位及钻孔,5、清孔,6、钢筋笼骨架制作安装,7、安装导管,8、二次清孔,9、水下混凝土浇灌,42、泥浆制备,在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。,钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。,桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。,43、埋设护筒,钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径大于钻头直径，使用旋转钻机钻孔比钻头大约20cm，还需满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还高出施工地面0.2-0.3m。护筒埋置深度符合下列规定：,岸滩上，黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表面土松软时，将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。,水中用锤击、加压、振动等方法等方法下沉护筒。护筒埋入河床面以下1m；水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。,在水中平台上下沉护筒，由导向设备控制护筒位置。,护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。,44、钻机就位及钻孔,441、钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。,442、钻孔前，按施工设计所设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。,443、钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。,444、钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况，发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。,4.4.5、当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。,4.5、清孔,清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣等指标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。,4.6、钢筋笼骨架制作安装。,4.6.1、对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜小于18m，以减少现场焊接的工作量。现场焊接需采用单面帮条焊接。,4.6.2、制作时按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机器或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋，并绑扎于主筋上，点焊牢固。,4.6.5、骨架的起吊和就位,钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应再加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二点。随着第二点不断上升，慢慢放松第二吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架上逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍筋接近孔口，可用木棍或型钢(视骨架的轻重而定)等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支撑于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支撑，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同一直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。,骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。,然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。,钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距10mm；箍筋间距20mm；骨架外径10mm；骨架倾斜度0.5%；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程20mm；骨架底面高程50mm；,4.7、安装导管,导管采用25-30钢管，每节2-3m，配1-2节1-1.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。,导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。,导管安装后，其底部距孔底有250-400mm的空间。,4.8.3、箭球、拨栓或开阀,打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌注入孔底后，立即控测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。,4.9、水下混凝土浇灌,桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在2-4m。同时应经常测探孔内混凝土的位置，即时调整导管埋深。,导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。,混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时须把导管内和混凝土输送泵的混凝土数量计算在内），通知拌和站按需要数拌制，以免搞成浪费。,在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含的渣土稠度增加，相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。,因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100mm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。,在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。,有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行塌落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。,4.9.1、灌注砼测探方法,灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋深过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。,5、质量检测,验对于桩长大于50米的钻孔桩，按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后采用声波透射法进行检测。对于桩长少于50米的钻孔桩全部采用小应变检测。对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。,表1 钻孔桩钻孔允许偏差,序号,项目,允许偏差（mm）,1,孔径,不小于设计孔径,2,孔深,摩擦桩,不小于设计孔深,柱桩,不小于设计孔深，并进入设计土层,3,孔位中心偏心,群桩,50,4,倾斜度,1,5,浇筑混凝土前,桩底沉渣厚度,摩擦桩,200,柱桩,50,表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差,序号,项目,允许偏差（mm）,1,钢筋骨架在承台底以下长度,100,2,钢筋骨架外径,10,3,主钢筋间距,10,4,加强筋间距,20,5,箍筋间距或螺旋间距,20,6,钢筋骨架倾斜度,0.5,7,骨架保护层厚度,20,8,骨架中心平面位置,20,9,骨架顶端高程,20,10,骨架底面高程,50,常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：,1、坍孔,2、钻孔偏斜,3、掉钻落物,4、糊钻和埋钻,5、扩孔和缩孔,6、梅花孔（或十字孔）,7、卡锥,8、外杆折断,9、钻孔漏浆,6、钻孔桩常见事故的预防及处理,6、钻孔桩常见事故的预防及处理。,常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：,61坍孔,各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。,611、坍孔原因,1、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。,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，或钻孔通过砂砾等强透水层，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，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。,4、在松软砂层中钻进进尺太快。,5、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。,6、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。,7、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。,8、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停顿时间过长。,9、吊入钢筋骨回时碰撞孔壁。,612坍孔的预防和处理,1、在松散粉砂土或流砂中钻进时，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。,2、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。,3、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1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻孔进。,4、清孔时应指定专入补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供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中，可免冲刷孔壁。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。,5、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。,6.3掉钻落物,钻孔过程中可能发生、掉钻落物事故。,6.3.1掉钻落物原因,1、掉钻落物原因,卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。,2、钻杆接头不良或滑丝。,3、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。,4、转向环、转向套等焊接处断开。,5、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。,6.3.2预防措施,1、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。,2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置。,6.3.3处理方法,掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具可以接触钻杆和钻锥。,6.4糊钻和埋钻,糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。,预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。,65扩孔和缩孔,扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。,缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位，钢筋笼就位后须立即灌注，以免桩身缩径或露筋。,6.6梅花孔（或十字孔）,常发生在以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。,6.6.1形成原因,1、锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。,2、泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。,3、操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。,4、有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凹进，成孔不圆。,6.6.2预防办法,1、应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。,2、选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。,3、用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。,4、出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。,6.7.2处理方法,1、当为梅花桩卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。,2、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。,3、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。,4、在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。,5、用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石头块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。,6、用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。,7、使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。,8、用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（小于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引暴，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时起拉，一般是能提出的。,6.9、钻孔漏浆,6.9.1、漏浆原因,1、在透水性强的砂砾或流沙中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔外漏失。,2、护筒埋置过浅，回填土夯实不够，至使刃脚漏浆。,3、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。,水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。,6.9.2、处理办法,1、凡属于第一种情况的回转钻机应较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击外面可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。,2、属于护筒漏浆的，应按前述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。,7、钻孔桩断桩常见事故及处理,1、首批混凝土封底失败,2、供料和设备故障致使灌注停工,3、灌注过程中坍孔,4、导管拨空、掉管,5、灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆,6、灌注高度不够,7.1首批混凝土封底失败,7.1.1事故原因和预防措施,（1）导管底距离孔底大高或太低。,原因：由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1米以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。,预防措施：,准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。,也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。,（2）首批砼数量不够。,原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。,预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。,（3）首批混凝土品质太差。,原因：首批砼和易性太差，翻浆困难。或塌落度太大，造成离析。,预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。,（4）导管进浆。,导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。,7.1.2处理办法,首批混凝土封底失败后，应拔出导管，提起钢筋笼，立即清孔。,7.2 供料和设备故障致使灌注停工,7.2.1事故原因和预备措施,原因：由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。,预防措施：施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。,7.2.2处理方法,（1）如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。,（2）如断桩距离地面较浅，可采用接桩。,（3）如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。,7.3灌注过程中坍孔,7.3.1事故原因和预防措施,原因：由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。,预防措施：,1、在松散粉砂土或流砂中钻进时，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。,2、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。,3、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1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻孔进。,4、清孔时应指定专入补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供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中，可免冲刷孔壁。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。,5、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。,7.3.2处理办法,（1）如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。,（2）如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。,7.4导管拨空、掉管。,7.4.1事故原因和预防,（1）导管拨空,原因：由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。,预防措施：应认真测量和复核孔深、导管长度应对导管埋深适当取保守数值。,（2）掉管,原因：导管接头连接不符合要求导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。,预防措施：每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。,7.4.2处理办法,(1)混凝土面距离地面较深时应重新成孔。,(2)混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。,7.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。,7.5.1事故原因,（1）混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。,（2）混凝土和易性太差。,（3）导管埋深过大。,（4）在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低。,（5）导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。,7.5.2补救措施,（1）提起导管，减少导管埋深。,（2）接长导管，提高导管内混凝土柱高。,（3）可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。,7.6灌注高度不够,7.6.1事故原因和预防,原因：测量不准确桩头预留量太少。,预防措施：可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。,7.6.2处理办法,挖开桩头，重新接桩处理。,