钻孔灌注桩施工技术.doc

-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-浅谈港口工程中钻孔灌注桩、嵌岩灌注桩施工 一、概述 1、什么是灌注桩？机械成孔灌注桩通常所称的钻孔灌注桩、冲孔灌注桩等各种利用机械成孔的非挤土混凝土桩，它是在土体中形成一定井孔，达到设计标高后（或设计要求的入岩深度后），将钢筋骨架吊入井孔中，灌注混凝土成桩。2、灌注桩在港口工程中的应用 目前，灌注桩是应用广泛的一大类桩型，适用于各种土层，能制成较大直径和各种长度，能满足不同承载力要求。在房屋建筑、铁路、公路、水利水电、港口码头等工程项目中都得到了广泛应用。港口工程中的钻孔灌注桩通常为水上灌注桩，它受不同水深、水流、波浪、潮汐等影响，与陆上灌注桩最大的区别在于须搭设水上工作平台，打设护筒，一般情况下还须利用船机设备。港口工程中选用灌注桩一般造价较高，它的特点是地质复杂，如表层有抛石或岩面埋藏较浅，不适宜采用打入桩。通过多个项目实践，港工灌注桩多采用的钻孔设备为卷扬机钢绳悬吊实心钻锥冲击成孔和正、反循环回转钻机成孔。尤其是冲击成孔适用于各种土层，达到无坚不催，所以应用最多。今天介绍的主要是钢绳冲击成孔施工法。-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-2、灌注桩工艺流程（钢绳冲击成孔法）二、施工准备 施工准备工作对于一项工程是否能保证质量优良和按工期要求顺利完成，有相当重要作用。施工准备不充分，正式开工时，缺少设备和材料，直接影响质量和工期。1、技术准备 灌注桩工程在开工前需要掌握如下有关资料：（1）施工场地的工程地质及有关的水文地质资料；（2）设计图纸和技术要求，特别对桩位图、桩结构图、设计说明，应详细阅读理解清楚，有不明确的应及时提出；（3）现场地形图、管线图、测量基准点资料；（4）场地及邻近区内的特殊建筑物分布情况及地下障碍物，如旧基础、地下工程、报废管线等）的分布。（本人在正丰码头施工中就遇到旧基础条形梁）测量放样 场地准备（工作平台搭设）埋设护筒 安装、调试冲击钻机 向孔内投放泥浆或粘土 冲击钻进 补充孔内泥浆或粘土 捞渣或排渣 起钻检查孔形 修整孔形 清孔 下钢筋笼 二次清孔 灌注混凝土成桩 凿桩头 验桩-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-（5）施工中所有有关报表、规范、技术规格书等。（6）施工组织设计编写。施工组织设计编写应根据工程和场地特点，具有针对性的编写，具体内容就不做介绍。2、设备准备 合理选择施工设备是保证工程施工的重要环节。原则：（1）能满足设计对工程的技术要求和质量标准；（2）适应地层特点和施工工法要求（典型特例：如台江三期魁岐码头灌注桩）（3）适应场地大小，场地搬运，工期要求、供电、供水条件等。常用灌注桩设备有：正、反循环钻孔施工法和钢绳冲击成孔施工法（见笔记）3、材料准备（1）钢材选购把好规格品牌和质量关，每批进场时应抽样进行检验试验，满足要求方能使用；（2）砂、碎石进料把好货源稳定程度、质量和数量关。（3）对进场的水泥应检查其技术指标，及时化验安定性合格和三天强度合格，方可使用。在同一个钻孔灌注桩内，不允许使用两种或两种以上不同标号品种的水泥。三、工作平台搭设 港口工程灌注桩工作平台搭设很重要，一般须根据地形、地质、水文等资料做专项方案，通过技术经济比较确定。-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-1、原场地为浅水（2 米以内），可采用筑捣。比如土袋围堰导流（或截流）。场地内回填砂改成陆土施工，有许多好处，可节约护筒用量和船机设备。2、场地为深水，一般需搭设水上钢平台，此法在桥梁桩和港口工程中应用比较多。（结合实际经验谈各种做法）四、护筒 水工灌注桩主要有钢筋混凝土护筒和钢护筒二大类。一般设计多采用钢护筒。水中护筒顶标高应高出设计高水位至少 50cm，护筒应穿过软弱易塌孔的土层，进入良好土层 3 米以上（比如粘性土、淤泥质粘土）。在港工中护筒一般采用振动锤打入，如表层为抛石层还须采用双护筒（大套小）。位臵及垂直的控制一般采用在工作平台上加设双层以上导向架。下沉好的护筒应用吊环吊挂或焊接在施工平台上，以防万一塌孔时。护筒沉落或偏斜。护筒底刃脚须加厚以防卷边造成卡钻，给钻孔施工造成困难。（升港码头实例）五、成孔（重点介绍钢绳冲击成孔施工方法特点）1、钢绳冲击成孔施工是利用卷扬机钢丝绳，将具有较大质量的冲击钻头提升至一定高度，然后使钻头自由下落，产生较大的冲击能理来冲击硬碎岩土层，并利用专门的捞渣工具捞取孔内的渣土岩屑。钻头每冲击一次，就在孔底转动一定的角度，形成圆形断面。在易垮孔地层，需要采用高粘度、高密度泥浆，或向孔-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-内投入大量粘土球来保护孔壁。钢绳冲击成孔施工具有设备简单、操作方便，动力消耗少，机械故障少等优点，适宜在各种土层应用，与回转钻机比较，钻进效率较低，清孔难度较大，桩孔不规则，容易发生孔斜及掉钻头、卡钻等孔内事故。钢绳冲击成孔施工的桩孔直径通常在 6001800mm，最大可达3000mm，桩孔深度一般在 40m 左右，深度增加，钻进效率显著下降。2、施工机械设备 钢绳冲击成孔施工钻机主要有 WKC 系列、广东冲系列和简易钻架，WKC 系列因悬吊钻锥重量较小，桩径一般在 1.5 米以内，后两种在水工中应用较多。冲击成孔钻头主要由接头、钻头体、导正装臵和底刃等组成，按钻头底部形状分，有一字形、十字形、工字形、圆形和抽筒钻形等型式，应用较多的是十字形钻头。3、冲击施工参数（详见稿纸）（1）冲程和冲击频率：冲击即冲击高度，冲击频率则是单位时间内的冲击次数。增加冲程及冲击频率有利于破碎岩土，提高效率，但增大频率对冲程的影响也较大。（等式）式中 n冲击频率（次/min）S冲程（cm）K系数，-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-4、操作要点（详见稿纸）5、捞渣排渣（详见稿纸）6、清孔（详见稿纸）六、钢筋笼制作（详见稿纸）七、水下砼灌注（重要工序）（一）混凝土材料的技术要求 1、水泥：一般选用硅酸水泥、普通硅酸水泥、矿渣硅酸水泥，水泥标号不低于 325，使用时水泥应具有出厂合格证及物化检验单，同一根桩不得选用两种品牌、标号的水泥。2、粗骨料 选用质地坚硬的卵石或碎石，一般选用卵砾石、粒径 540mm，连续级配，粒径不得大于钢筋最小净距的1/3，和导管内径的1/61/8。3、细骨料 选用洁净的符合有关规范规定的淡水中粗砂。4、外加剂 常用的有减水剂、缓凝剂等，外加剂应有产品合格证。5、拌合用水 对钢筋有腐蚀作用（如氯离子含量超标）污水、泥水、PH 值小于 4 的酸性水等，均不得用于混凝土拌合。（二）混凝土配制 1、砼试配-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-在有资质的试验站进行，一般选取三个不同的配合比，其中一个计算水灰比为基础的配比，另两个在基准水灰比上分别增减水泥 5%。用水量与基准配比相同。适当调整砂率，做成试块进行强度检测，从中选定符合要求的配比。2、配制的砼应具有良好的和易性。表现在流动性、粘聚性和饱水性三个方面，和易性好即是混在本身自重作用下能够自行流动，具有良好的抗离析能力，采用坍落度指标来进行衡量，导管灌注时，水下砼坍落度一般取 1822cm，一般情况下保持 11.5小时内保持坍落度 1820cm，极具有良好的流动性。（三）水下砼灌注机具 1、导管 采用无缝钢管或焊接管卷管制成，接头有螺纹连接或法兰连接。最下端一节导管长 46 米，不得短于 4 米，同时应备有 1 米、0.5 米及 0.3 米的短导管。导管规格：200（适用桩径 8001200）砼通过能力 10m3/小时 230255（适用桩径 80015000 砼通过能力 1517 m3/小时 3001500 砼通过能力 25 m3/小时 导管须内壁光滑，定长偏差不超过 0.5%，连成导管柱后轴线偏差不大于 2cm。连接后在 0.50.7Mpa 的压力水下不漏水。2、漏斗和储料斗 可用 46mm 钢板制作，内壁须光滑，斗容积须满足初灌量的要求。-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-3、隔水塞、隔水底盖（详见稿纸）4、灌注架：一般用钻机钻架。5、混凝土搅拌机：选用强制式搅拌相，容量宜大于 350L，并备用 12 台，输送宜选用泵送，优先选用商品砼。（三）混凝土灌注工艺 1、初灌量确定（重要）混凝土初灌量应能满足最小埋管深度，并形成混凝土、泥浆界面，使泥浆与混凝土分隔开来，满足导管最小埋深的初灌量。（以下内容见稿纸）（四）操作要点（见稿纸）八、常见事故及处理办法：在成孔与灌注砼中，有时会碰到一些问题，或称事故，不要慌张，首先要对问题进行定性，分析原因，采取适当的措施。-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-钢绳冲击成孔施工常见事故及处理 序号 事故现象 事故原因 处理和预防 1 桩孔不圆，抽砂筒下入困难 1、钻头的转向装臵失灵，冲击时钻头未转动；2、泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难；3、冲程太小，钻头得不到充分转动或转动很小 过 1、发现孔不圆，可用碎石粘土回填钻孔重新冲击，经常检查转向装臵的灵活性；2、调整泥浆的粘度和比重；3、用短冲程和长冲程交替冲击修整孔形 2 钻孔偏斜 1、孔内探头石，漂石大小不均，钻头受力不均；2、基岩面产状较陡；3、钻进时钻机移位；1、钻遇基岩时采用短冲程，并使钻头充分转动，加快冲击频率，进入基岩后采用长冲程钻进，若发现孔斜，应回填重钻；2、发现探头石后，应回填碎石或将钻机稍移向探头石一侧，用长种程猛击探头石，破碎后再钻进。3、经常检查钻机是否发生位移并及时调整 3 冲击钻头被卡提不起来 1、钻孔不圆，钻头被狭窄部位卡住；2、未及时补焊钻头，钻头直径逐渐变小使补焊后的钻头入孔冲击被卡；3、上部孔壁坍落物卡住钻头；4、在粘土层中冲程太长，泥浆粘度过高，以致钻头被吸住；5、放绳太多，冲击钻头倾倒顶住孔壁 1、应正确判断卡钻的原因，不可盲动，防止越卡越紧；若孔不圆，钻头向下有活动余地，可向下活动并转动至孔径较大处进起钻头，处理时可用打捞钩或打捞活套助提。2、使用合乎规格的钻头；3、向孔内泵送性能良好的泥浆，清除坍落物，替换孔内的粘度过高的泥浆；4、及时修补冲击钻头，若孔径已变小，应严格控制钻头直径并在孔径变小处反复冲刮孔壁以增大孔径。5、使用专用工具将顶在孔壁上的钻头拔正。4 钻头脱落 1、钢丝绳在转向装臵连接处被磨断或在靠转向装臵处被扭断或绳卡松脱 2、转向装臵与顶锥的连接处脱开；3、冲锥本身在薄弱截面折断。1、用打捞活套打捞；2、用打捞钩打捞；3、用冲抓锥来抓取掉落的冲锥；4、勤检查易损部位和机构。-精品 word 文档 值得下载 值得拥有-常见灌注故障及处理措施 常见故障 产生故障的原因 故障处理措施 隔水塞卡在导管内 1、隔水塞翻转或胶垫过大 2、隔水塞遇物卡住；3、导管连接不直；4、导管变形 用长杆冲捣或振捣，若无效则提出导管，取出隔水塞重放，并检查民管连接的垂直度；拆换变形的导管 导管内进水 1、导管连接处密封不好，垫圈放臵不平正，法兰盘螺栓松动 2、初灌量不足，未埋住导管 1、提出导管，检查垫圈，重新安放并检查密封情况；2、提出导管，清除灌入的混凝土，重新开始灌注，增加初灌量，调整导管底口至孔底高度 混凝土在导管内出不去 1、混凝土配比不符合要求，水灰比过小，坍落度过低；2、混凝土搅拌质量不符合要求 3、混凝土泌水离析严重 4、导管内进水未及时发现，造成混凝土严重稀释，水泥浆与砂、石分离 5、灌注时间过长，表层混凝土已初凝 1、将混凝土按比例要求重新拌合并检查坍落度 2、检查所使用的水泥品种、标号和质量，按要求重新拌制。3、在不增大水灰比的原则下重新拌合；4、上下提动导管或捣实，使导管疏通，若无效，提出导管进行清理，然后重新插入混凝土内足够深度，用潜水泵或空气吸泥机将导管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净恢复灌注，尽量不采取提起导管下隔水塞 断桩 1、导管提升过高，导管底部脱离混凝土；2、灌注作业因故中断 继续灌注的办法 夹层 1、埋管深度不够，混入浮浆；2、孔壁垮落物夹入混凝土内 3、导管进水使混凝土部分稀释 钢筋笼错位或回窜 1、钢筋笼焊接质量不好 2、钢筋笼未固定死或未固定 吊起钢筋笼重新焊好下入孔内，检查钢筋笼固定情况，并加焊固定。非全桩式钢筋笼可在其下部用铁丝系住较大的石块或水泥块 九、施工员或技术主办的主要工作（详见稿纸）