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三、 钻孔灌注桩基础施工
( 一) 主要工序: 埋设护筒、 制备泥浆、 钻孔、 清底、 钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝
土等。
( 二) 施工方法
1、 埋设护筒
( 1) 护筒作用
稳定孔壁、 防止坍孔, 隔离地表水、 保护孔口地面、 固定桩孔位置和钻头导向。
( 2) 护筒性能
一般常见钢护筒。坚固耐用, 不漏水, 其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大 20cm, 潜水钻、
冲击或冲抓锥约大 40cm), 每节长度约 2～3m。
( 3) 护筒埋设方法及要求
在深水中埋设护筒时, 先打入导向架, 再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒入土深度视土
质与流速而定。护筒平面位置的偏差不得大于 5cm, 倾斜度不得大于 1％。
2、 制备泥浆
( 1) 泥浆作用
浮悬钻渣、 冷却钻头、 润滑钻具, 增大静水压力, 并在孔壁形成泥皮, 隔断孔内外渗流, 防
止坍孔。
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( 2) 泥浆组成
钻孔泥浆由水、 黏土(膨润土)和添加剂组成。一般采用塑性指数大于 25, 粒径小于 0.005mm
的黏土颗粒含量大于 50％的黏土。
( 3) 泥浆制备及输入
经过泥浆搅拌机或人工调和, 贮存在泥浆池内, 再用泥浆泵输入钻孔内。
3、 成孔方法
螺旋钻孔、 正循环回转钻孔、 反循环回转钻孔、 潜水钻机钻孔、 冲抓钻孔、 冲击钻孔、 旋
挖钻机钻孔等。
( 1) 正循环回转钻孔。
泥浆压进泥浆笼头, 经过钻杆中心从钻头喷入钻孔内, 泥浆挟带钻渣沿钻孔上升, 从护筒顶
部排浆孔排出至沉淀池, 钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。
( 2) 反循环回转钻孔
泥浆输入钻孔内, 然后从钻头的钻杆下口吸进, 经过钻杆中心排出至沉淀池内。
( 3) 旋挖钻机钻孔
采用筒式钻斗, 经过钻斗的旋转、 削土、 提升、 卸土和泥浆撑护孔壁, 重复循环直至成孔。
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4、 成孔检查与清孔
( 1) 成孔检查: 对孔深、 孔径、 孔形等认真检查
( 2) 清孔的方法
抽浆法、 换浆法、 掏渣法、 喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法。抽浆法清孔较为彻底,
适用于各种钻孔方法的灌注桩。
( 3) 清孔的要求:
1) 对摩擦桩; 孔底沉淀土的厚度, 中、 小桥不得大于(0.4～0.6)d(d为桩的直径), 大桥按设
计文件规定。清孔后的泥浆性能指标, 含砂率为 4％～8％, 相对密度为 1.10～1.25, 粘度
为 18～20s。
2) 对支承桩(柱桩、 嵌岩桩): 宜用抽浆法清孔, 并宜清理至吸泥管出清水为止。
5、 钢筋笼的制作与吊装
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6、 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土流程
( 1) 导管
①钢导管: 导管内径为 200～350mm, 视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和
接头抗拉试验, 严禁用压气试压。
②导管埋深: 在灌注过程中, 导管的埋置深度宜控制在 2～6m, 在灌注过程中, 应经常测
探井孔内混凝土面的位置, 及时地调整导管埋深。
( 2) 混凝土
①混凝土拌和物质量: 运至灌注地点时, 应检查其均匀性和坍落度等, 如不符合要求, 应
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进行第二次拌和, 二次拌和后仍不符合要求时, 不得使用。
②灌注时间: 不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间,
则应掺入缓凝剂。
③埋置深度: 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。
首批混凝土拌和物下落后, 混凝土应连续灌注。
④灌注速度: 为防止钢筋骨架上浮, 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部 1m左右时, 应
降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口 4m以上时, 提升导管, 使其底
口高于骨架底部 2m以上, 即可恢复正常灌注速度。
( 3) 其它要求
①在灌注过程中, 特别是潮汐地区和有承压水地区, 应注意保持孔内水头。
②在灌注过程中, 应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理, 不得随意排放, 污染环
境及河流。
③灌注中发生故障时, 应查明原因, 确定合理处理方案, 及时处理。
例题.在钻孔灌注桩施工中, 埋设护筒的主要作用有(
) 。
A.提高桩基承载力
B.保护孔口地面
C.钻头导向
D.防止坍孔
E.隔离地表水
答案: BCDE
例题.钻孔灌注桩施工中, 用钻具旋转切削土体钻进, 泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头, 并经过
钻杆中心从钻头喷入钻孔内的钻孔方法是(
A.正循环回转钻孔法
B.反循环回转钻孔法
C.螺旋钻孔法
) 。
D.冲抓钻孔法
答案: A
( 三) 施工中易出现的问题及预防和处理方法
1、 钢筋笼上浮
●原因分析
混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快; 钢筋笼未采取固定措施。
●防治措施
当混凝土上升到接近钢筋笼下端时, 应放慢浇筑速度, 减小混凝土面上升的动能作用, 以免
钢筋笼被顶托而上浮。当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时, 再提升导管, 减少导管埋入
深度, 使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑, 在一般情况下, 可防止
钢筋笼上浮。另外, 浇筑混凝土前, 应将钢筋笼固定在孔位护筒上, 也可防止上浮。
2、 断桩
断桩是成桩后经探测, 桩身局部没有混凝土, 存在泥夹层, 或截面断裂的现象, 是最严重的
一种成桩缺陷, 直接影响结构基础的承载力。
●原因分析
( 1) 混凝土坍落度太小, 骨料太大, 运输距离过长, 混凝土和易性差, 致使导管堵塞, 疏
通堵管再浇筑混凝土时, 中间就会形成夹泥层
( 2) 计算导管埋管深度时出错, 或盲目提升导管, 使导管脱离混凝土面, 再浇筑混凝土时,
中间就会形成夹泥层。
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( 3) 钢筋笼将导管卡住, 强力拔管时, 使泥浆混入混凝土中。
( 4) 导管接头处渗漏, 泥浆进入管内, 混入混凝土中。
( 5) 混凝土供应中断, 不能连续浇筑, 中断时间过长, 造成堵管事故。
●预防措施
案例
【背景资料】
某沿海大桥, 其主墩基础有 40根桩径为 1.55m的钻孔灌注桩, 实际成孔深度达 50m。施工
单位考虑到灌注时间较长, 在混凝土中加入缓凝剂。首批混凝土灌注后埋置导管的深度为
1.2m, 在随后的灌注过程中, 导管的埋置深度为 3m。当灌注混凝土进行到 10m时, 出现塌
孔, 此时, 施工人员立即用吸泥机进行清理; 当灌注混凝土进行到 23m时, 发现导管埋管,
但堵塞长度较短, 施工人员采取用型钢插入导管的方法疏通导管; 当灌注到 27m时, 导管
挂在钢筋骨架上, 施工人员采取了强制提升的方法; 进行到 32m时, 又一次堵塞导管, 施
工人员在导管始终处于混凝土中的状态下, 拔抽抖动导管, 之后继续灌注混凝土, 直到顺利
完成。养生一段时间后发现有断桩事故。
【问题】
1.断桩可能发生在何处, 原因是什么?
2.在灌注水下混凝土时, 导管可能出现的问题有哪些?
3.钻孔灌注桩的施工的主要工序是?
4.塞管处理的方法有哪些?
5.钻孔的方法有哪些?
【问题】1.断桩可能发生在何处, 原因是什么
【解析】( 1) 可能发生在 10m处和 27m处;
( 2) 吸泥机清理不彻底时, 形成灌注桩中断或混凝土中夹有泥石; 采取强制提升而造成导
管脱节。
【问题】2.在灌注水下混凝土时, 导管可能出现的问题有哪些?
【解析】进水, 塞管, 埋管
【问题】3.钻孔灌注桩的施工的主要工序是?
【解析】埋设护筒, 制备泥浆, 钻孔, 清底, 钢筋笼制作与吊装, 灌注水下混凝土
【问题】4.塞管处理的方法有哪些?
【解析】可采用拔抽抖动导管( 不可将导管口拔出混凝土面) , 当所堵塞的导管长度较短时,
也能够用型钢插入导管内来疏通导管, 也能够在导管上固定附着式振捣器进行振动。
【问题】5.钻孔的方法有哪些?
【解析】冲击法、 冲抓法、 旋转法
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