钻孔灌注桩施工.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,*,*,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,*,*,钻孔灌注桩施工,（湿作业成孔）,1,钻孔灌注桩（湿作业成孔）：,是指采用不同的钻孔方法，在土层中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，并灌注水下混凝土而形成的桩基础。,1,概念,2,场地准备,测定孔位、开挖泥浆池,钻机就位、泥浆制备,挖埋护筒,工艺流程：,钻进,中间检查,终孔,清孔,安放钢筋笼、安放导管,二次清孔,灌注水下混凝土,凿桩头,桩基检测,2,3,（一）场地准备,钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡、水或淤泥中时，搭设坚固稳定的工作平台，并能承受施工作业时所有的静、动荷载。,场地准备过程中还需考虑施工设备能够安全进、出场。,3,4,4,（二）护筒埋设,1、护筒的作用,定位；,保护孔口，防止地面石块掉入孔内；,保持泥浆水位，防止坍孔；,桩顶标高、桩长控制；,防止钻孔过程中的沉渣回流；,钻头导向。,5,2、护筒的埋设要求,护筒可用 48 厚钢板制作，也可采用钢筋混凝土制作。护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50，顶端高出地面0.3-0.5m，上设溢浆孔。,护筒的内径比桩设计直径稍大。用回转钻机宜大于10cm，用冲击钻机宜大于20cm。,护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于 1.0m，砂土中不宜小于 1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。,5,6,7,护筒,6,7,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。,泥浆组成及要求：,钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成，根据不同的地质条件制备不同性能的泥浆。,施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1.0m 以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位 1.5m 以上；,在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；,浇注水下混凝土前，孔底 500mm 以内的泥浆比重应小于 1.25；含砂率不得大于 8%；黏度不得大于28s；,在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。,7,（三）泥浆制备,8,8,泥浆池,9,9,泥浆指标检测仪器,10,（四）,钻架与钻机就位,要求,钻架应能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，并具有足够的高度。,钻架安装就位时，应详细测量，钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷等。,10,11,冲击钻孔法,正、反循环钻孔法,旋挖成孔法,成孔方式,（五）钻,孔,11,12,冲击钻机钻孔,钻头,十字形,管形,12,13,十字钻头,13,14,冲击钻孔的施工要点,邻孔混凝土达,2.5MPa,后开钻；开孔时采低锤密击，反复冲击造壁，保持泥浆面稳定；孔深超出钻头高后增加冲程；钻进过程中，每45m应验孔一次。,中、低冲程：,1,2m,中等冲程：,2,3m,高冲程：,3,5m,粘性土、风化层、砾砂石等,粉砂或中粗砂层等,基岩、漂石和密实卵石层,14,15,15,正循环钻孔,原理：,正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，泥浆再循环使用。,特点：,排渣能力较弱，钻进速度较慢，钻具的磨损也较大。但工艺比较简单，容易操作，正循环钻机价格比较便宜。,适用土质：,粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩等。,16,正循环钻结构示意图,16,17,反,循环钻孔,原理：,反循环钻机与正循环的泥浆循环方式正好相反。泥浆由孔外流入孔内，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。,特点：,反循环钻机排渣能力比较强，但工艺比较复杂，操作不当容易引起塌孔埋钻，而且反循环钻机价格比较高。,17,18,反循环钻结构示意图,18,19,旋,挖钻机钻孔,适用范围：,主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层，成孔直径可达,1.5,4m,，成孔深度可达,60,90m,，能满足各类大型基础施工的要求。,意义：,旋挖钻机的施工优势：适用性强，自动化程度高，劳动强度低，钻进效率快，成桩质量好，环境污染小，能显著提高工程施工效率和工程质量；在合理选取施工方法与施工工艺时，还能最大限度地节省物力、财力、人力等资源，对企业效益和社会安全具有双赢意义。,19,20,旋挖钻机,20,21,旋挖钻斗,21,22,清孔目的：,降低泥浆的相对密度、黏度、含砂率，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确、灌注顺利，确保桩身质量，避免出现断桩之类的质量事故。,清孔方法：,抽浆清孔,换浆清孔,掏渣清孔,22,（六）清 孔,23,清孔要求：,终孔后停止进尺，将钻头提离孔底200300mm，保持泥浆循环，泵入比重1.031.08的泥浆，把孔内泥浆换出，并捞取沉渣，直至达到设计要求。当泥浆比重在1.051.25，含砂率2，泥浆粘度在20s以下时，方可提钻进行下道工序施工。,二次清孔的必要性：,从提钻到灌注混凝土，有时需数小时，导致泥浆静置时间过长，孔底就会产生沉淀，并且钢筋笼下放过程中也会从井壁上挂落部分泥块，构成的孔底沉渣厚度可能就会超过设计要求，如不采取措施就灌注混凝土，很容易引发各种质量事故。因此，需要在灌筑混凝土前二次清孔。,23,24,孔底沉渣过厚的原因：,护壁泥浆选用不当；清孔、清渣程度不足；施工历时过长，施工工序间不紧凑；混凝土初灌量不足。,孔底沉渣过厚的危害：,沉渣过厚会导致桩侧摩阻力与端阻力同时降低，并且对桩极限承载力影响非常显著，为了确保成桩质量，必须严格控制孔底沉渣厚度。,孔底沉渣厚度要求：,对端承型桩，不应大于50；对摩擦型桩，不应大于100；对抗拔、抗水平力桩，不应大于200。,24,25,注意事项：,钢筋骨架一般每隔,2,2.5,米设置直径,14,18,毫米的加强箍筋一道，螺旋箍筋与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定；,分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接、机械等形式连接，且上下节主筋接头错开50%；,按设计及规范要求，严格设置保护层厚度；,钢筋骨架运输过程中不得使骨架变形；,钢筋骨架起吊设备吊起，并对准护筒中心缓慢下放至设计标高，就位后应立即固定；,下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁；,声测管埋设位置要准确。,25,（七）钢筋笼的制作和安装,26,声测管在钢筋笼加工过程中安装，按设计要求用加强筋固定。钢筋笼分段吊装过程中，声测管必须对正连接。,安装声测管时每个接头必须焊好用胶带封严密合，防止水下混凝土时进入声测管内，导致桩基无法检测。,声测管连接完毕后灌水进行检查，以增强声测管抗压能力，方便桩基检测。,26,27,27,钢筋笼制作,28,28,保护层安装,29,29,钢筋笼起吊,30,30,钢筋笼机械连接,31,31,钢筋笼焊接,32,（七）导管,水下混凝土浇筑宜采用导管法，导管内径一般为200-300mm，导管连接宜采用螺丝扣。,1、导管使用前需使用气泵进行水密承压试验。对导管两端安装封闭装置，在试压封闭两端安装进水孔，向导管内注水，注水至管道另一端出水时停止，应保证导管内充水达70%以上，将一端注水孔密封，另一端与空气压力机连接，检查导管连接处封闭端安装情况，检查合格后压风机充压0.6MPa时，保持压力15分钟。检查导管接头处溢水情况，对溢水处做好记录，将导管翻滚180，再次加压，保持压力15分钟，导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力。,32,33,2、根据护筒顶标高，孔底标高，并考虑垫木高度，计算导管所需长度，并对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节长度较短的导管，最底节采用单节长度较长的导管。,3、导管安装采用起吊设备配合人工操作，导管安放时，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用起吊设备先将导管放至孔底，然后再将导管提起，使导管底距孔底约40cm。,4、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。,5、每次灌注混凝土后应对导管内外进行清洗。,33,34,导管,34,35,水下混凝土不能直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触时，骨料和水泥会很快产生分离，骨料沉入水底，水泥悬浮水中。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行，水下混凝土浇筑最常用的是导管法。,35,（八）灌注水下混凝土,36,为确保水下混凝土灌注的顺利进行，混凝土灌注前首先要准确计算出首批混凝土方量，首批混凝土的方量按下式确定：,VD,2,(H,1,+H,2,)/4+d,2,h,1,/4,式中：V灌注首批混凝土所需数（m,3,）,D桩孔直径（m）,1,桩孔底至导管底端间距（一般0.4m）,2,导管初次埋置深度（大于0.8m）,d,1,导管内径(m),h,1,桩孔内砼达到埋置深度H,2,时，导管内砼柱平衡导管外泥浆压力所需的高度(m),即h,1,=H,w,w,/,c,。其中：H,w,-井孔内泥浆的深度(m)；,w,-孔内泥浆的重度(KN/m,3,)；,c,-砼的重度(KN/m,3,)。,36,37,37,钢筋笼吊装完毕后，安置导管并对孔进行二次清孔，还应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等进行检验，合格后应立即灌注混凝土。水下混凝土灌注时还应注意如下事项：,1、混凝土拌合前，由试验室提供水下混凝土配合比。,2、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合比，交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。,3、混凝土拌合坍落度控制在180220mm。,38,4、开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300500mm，导管初次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m。,5、导管埋入混凝土深度宜为26m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制拔管速度，浇筑过程中需设专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差。,6、灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制。,7、应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.81.0m，凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。,38,39,砼坍落度现场监测,39,40,40,隔水栓,水下混凝土首灌浇筑,41,42,水下混凝土灌注,41,42,根据砼浇筑标高分节拆除导管,42,43,拆除的导管及时冲洗和保养,43,44,钻芯法,低应变法,声波透射法,桩身完整性检测,（八）桩基检测,高应变法,44,45,单桩竖向抗压静载试验,单桩竖向抗拔静载试验,单桩水平静载试验,单桩承载力检测,45,46,46,凿桩头,47,低应变检测示意图,47,48,低应变现场检测,48,49,49,钻芯法检测,50,声测管布置示意图,将声测管绑扎在钢筋笼上,50,51,单桩竖向抗压静载试验,51,52,单桩竖向抗拔静载试验,52,53,单桩竖向抗拔静载试验,53,54,（九）钻孔事故预防与处理,1.护筒周边冒水的预防与处理措施：,在埋设护筒之前，桩位与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，保证护筒高出地面30cm或水面1.02.0m；在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.01.5m的水头高度；钻头起落时，应防止碰撞护筒；发现护筒周边冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固；若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。,54,55,2.,孔壁坍陷的预防与处理措施,：,在松散易坍的土层中，适当加深护筒，用粘土密实填封护筒四周；使用优质泥浆，保证泥浆的比重、粘度和胶体率，保持护筒内泥浆水位高于地下水位；搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快进度，尽可能缩短沉放时间；成孔后，待灌时间一般不应大于,3h,，并控制混凝土的灌注速度，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。,发生孔口崩塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；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，回填物沉积密实后再行钻进。,55,56,3.缩孔,的预防与处理措施,：,应采用优质泥浆，降低失水量；成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮后，则孔壁不会渗水，也不会膨胀；或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。,如出现缩孔，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。,56,57,4.,钻孔倾斜的预防与处理措施,：,先将场地夯实平整，轨道枕木要均匀着地；在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机；进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档；另外，安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。,钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土；如纠正无效，应于孔中局部回填粘土或片石至偏孔处0.5m以上，重新钻进。,57,58,5.,导管堵塞的防治,措施：,使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配，同时具有良好的隔水性能；在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制，坍落度宜为180220mm，粗骨料的最大粒径不得大于导管内径的1/61/8和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且不大于40mm；混凝土宜掺外加剂；应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水深压力的1.3倍；导管顶口应设置排气孔，避免在导管内形成高压气塞。,58,59,6.,钢筋笼上浮的预防及处理,措施：,原因分析：钢筋笼放置后，灌注砼时被砼流动推动力克服了钢筋笼自重而上浮，特别是初灌砼自导管流出后冲击力较大，钢筋笼被砼拖顶上升。,防治措施：钢筋笼安装位置定位应准确，用吊筋固定，并用重物连接牢固；另外加快砼灌注速度，缩短灌注时间，防止砼顶层进入钢筋笼时初凝，流动性变小而顶起钢筋笼；当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注砼，并准确计算导管埋深和已浇砼面的标高，导管埋深控制在,1.5-2.0m,，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。,59,60,7.断桩,的预防及处理,措施：,成孔后，需采用优质泥浆认真清孔；完成后要及时灌注混凝土，灌注混凝土前认真进行孔,径测量，准确计算首次混凝土灌注量；混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠；,灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量；导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿将导管拔出混凝土面。,处理的措施有：回插法、清凿接桩处理法、压浆置换法、消灭法。,60,61,61,62,