桥梁钻孔灌注桩施工技术.pdf

2013-4-101钻孔灌注桩M 是指采用不同的钻孔方法，在土中 形成一定直径的井孔，达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中，灌注混 凝土形成的桩基础。常见钻机(1)冲击式钻机(2)冲抓式钻机(3)旋转式钻机(4)旋挖钻机(5)螺旋钻机2013-4-103桩基础施工一、钻孔灌注桩 以旋转钻机施工为例2013-4-104场地濯备0性微护筒 钻机就佐制备混浆一铭乳一循乳一 辆的挖人乳雕灌水下混凝土Ii-L泥浆泵或 钻机高压1V7，次/，护筒3 钻杆。泥浆/钢筋笼11JllMJk导管泥浆钻头U成孔 下导管和钢筋笼灌注水下混凝土 成桩平整、夯实场地 筑岛围囹法 一航、二 埋设护筒1.护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔 内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。2.护筒的制作要求：护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况 而定。钢护筒厚48mm,钢筋混凝土护筒厚810cm。护筒上部设12个溢浆孔，护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻 孔的宜加大2030厘米。2013-4-1083.护筒的埋设要求钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩 孔表层土，并埋设护筒。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压 等方法。埋置深度一般情况为24米，特殊情况应 加深。护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的 要求;2013-4-109护筒入土深度GL地下水位泥水泥水护筒+眄俄-HY恒(Tq-大 Eel掰聒+IY胭自.，：-I2013-4-10（。）/，）加钢护筒13（三）泥浆制泥浆作用:在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具、正循 环排渣。组成及要求：水：水的PH值78之间，不含杂质粘土（或膨润土）：塑性指数大于25,粒径小于 0.005mm颗粒含量多于总量的50%,相对密度为1.1L5 添加剂：无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度2013-4-1014根据实践，使用太稠的泥浆，会增大钻头的阻力，因而影 响钻进的速度，而且增加在孔壁或钢筋上的泥浆附着量，对受力不利，还会增加清孔工作的困难。反之如泥浆太稀,排碓能力会受到影响，护壁效果也有所降低。因此应根 据地层情况和施工方法并考虑泥浆对孔壁和钢筋的附着等 因素，选择恰当的泥浆指标。（比重，粘度，含砂量，胶 体率等）。泥浆质量的好坏和制浆粘土的化学组成、粘粒 的含量及粘粒大小有关。膨润土5*坑深危险 埼勿*近I泥浆护壁成孔灌注桩：泥浆池21泥浆指标检测仪第而浆宫砂盆泥浆比重计泥浆粘度计22表4泥浆性能指标控制表p钻孔。方法。地层情况。泥浆性能指施相对。密度粘度(Pa.s)。含砂率(%*胶体率(%3失水率(ml/u 30面泥皮枭静切力(Pak酸碱度PH。正箱琬一般d 地层11.05-1.20P162W4*冽6。W25aW2a1 2.5。870。反循环1一般U地层?L02L06u16V0aW4a295。C20p1、2.5。870。易坍F地层1.06-1.1018、28。S4a295aW20。W3ul2.5a870。卵石土。1.10-1.15P2035aS4a295。W20，W3p12.58 10。2013-4-1023（四）钻架与钻机就位钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。钻机组装就位，并使其底座平稳、水平，钻架竖直，保持钻机转盘中心、钻头、桩位中心 在同一铅垂线上，其偏差不大于3cm,并应符合技 术规范要求，以保证钻孔垂直度。安装泥浆泵及泥浆循环管路，布置泥浆循环系统,通电、通水。测试钻机、泥浆泵、分离器等是 否能正常工作。2013-4-1024钻机就住钻机就位要求能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的 刚度，具有足够的高度。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。钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常 检查。2013-4-1027（五）IL旋转钻机施工有以下两种形式：正循环钻孔：泥浆由钻杆内流（注）入井孔，携带钻渣由护筒顶口流入沉淀池，经沉淀池净 化流入泥浆池，循环使用。反循环成孔：泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用泵吸（扬程不够时采用气举）将泥浆钻渣混 合物从钻杆中吸出，泥浆经净化后循环使用。2013-4-1028将地质剖面图挂在钻台上/钻进过程中,进尺的快慢根据土质情况来控制，并经常对钻孔泥浆 的相对密度和浆面等情况进行检查、观察。详见附图 2地质剖面图”o开钻时以低档慢速正循环钻进，钻至地面以下足够 深度后改为反循环钻进。钻孔时，坚持以减压钻进，钻压不得超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%,并 保持重锤导向作用，保证成孔垂直度和孔形。钻孔作业分班连续进行，不得中途停顿，如确因故 须停止钻进时，将钻头提升2m,以免埋住钻头。孔内水头始终保持在地下水位线以上2.0m,以加强 护壁，防止塌孔。2013-4-1029停钻时，钻头需提离孔底方可侵止供风，防止出渣口和风包 o接长钻杆时，应先停止钻施一蒋钻买提禽丸底2.0m左右,维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣排 净，然后停泵接长钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查 密封圈，防止漏气、漏水和掉钻头等事故的发生。由于孔深太 大，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺畅。钻孔过程中如遇到塌孔、偏孔、扩孔、埋钻、卡钻、掉钻等 故障时，应尽快查明原因，采取有效措施果断处理。及时详细地填写钻孔施工记录，在交接班时交代钻进情况及 下一班应注意的事项，并注意地层变化。正常钻进时应参考地 质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻硝取样，判断土层，记 入钻孔记录表，并与地质资料进行核对。2013-4-1030当钻孔深度达到设计要求此清孔后，孔深和孔b k沉渣用标准测锤检测。测量绳应检监并进行长度较正。严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。成孔检查标准 见表5。表5钻孔成孔质量标准/序号C项 目允许偏差Q孔的中心位置（mm）小100,2-倾斜度小于1%桩长且不大于500,3-孔深不小于设计孔深Q,今孑L径(mm)/不小于设计孔径Q,5沉淀厚度（mm）不大于500mmq测绳测绳测量扎深（六）清孔目的:钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这 些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层 紧密结合，保证桩的承载能力。方法:抽浆清孔换浆清孔 掏渣清孔2013-4-1036终孔后应及时清孔，以免使粘渣沉淀增多而造成清孔 困难，清孔用换浆法。在清孔时应及时向孔内加注清 水或新鲜泥浆，保持孔内水位。泥浆指标和孔底沉淀 物均达到验收标准后，拆除钻杆，移开钻机。用/检测孔深和倾斜度，并对孔深、孔位等进彳豚格、专检并报请监理检查，并填写终孔检查证彳L应达 到施工规定标准，如：孔底沉渣厚度夕”)cm,泥 浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,枝/2OS。现工地常用探笼2013-4-1037探笼检扎图2.13循环排渣方法(a)正循环排渣;泵举反循环排渣1一钻杆；2一送水管；3一主机；4一钻头；5沉淀池；6潜水泥浆泵;7泥浆池；8一砂石泵；9一抽渣管；10一排渣胶管2013-4-1039(七)钢筋笼的制作和安袈钢筋笼在钢筋车间内长线胎模上或者专业加工机械 上分节段制作，用加长平板车通过施工便道运输到 墩位处，由吊机起吊在孔位处对接安装。(1)钻孔桩钢筋笼分段制作、安装，每节段长度可为9m或12m,整体下放就位。制作时，按照设计尺 寸做好加劲圈，标出主筋位置，然后将主筋依次点 焊在加劲筋上，要确保主筋与加劲筋相互垂直、不 变形并在加劲圈钢筋上焊接十字钢筋支撑，同时安 装吊装衬套、吊具。钢筋笼主要连接形式有闪光对 焊、电弧焊和套筒连接，其接头质量都必须符合相 关技术规范要求。用钢丝临时绑扎在钢筋笼如33上或焊接U型筋固定。4（2）钢筋笼节段主筋对接采用机械连接。制作安装时主筋接头按5。错开，主筋错开长度不小于98cm,同时确保主筋位置准确。加强筋与主筋间采用焊 接连接，箍筋采用钢丝绑扎在主筋上。为避免钢筋 笼运输过程中变形过大，可按一定间隔设置十字加 强筋，在下放时拆除。钢筋焊接前应根据施工条件 进行试焊，合格后方可进行正式施焊。焊工必须持 考试合格证上岗。钢筋焊接的接头形式、焊接方法、适应范围应符合相关技术规定。2013-4-1041（3）钢筋笼加工时要确保主筋位置准确，并在钢筋笼外侧安装可靠的混凝土轮式垫块来控制钢筋保护 层厚度，垫块采用高标号砂浆制作，其强度不低于 桩基的强度。垫块间距为2H1,径向均布4个，整个 桩所有垫块按梅花形布置。（4）钢筋笼制作时，每隔一定长度设置型钢加强环 和十字撑，安装时用专用的起吊工具起吊，避免钢 筋笼起吊变形，在下放时拆除。2013-4-1042注意事项：I.钢筋骨架一般每隔22.5米设置直径1418毫米的加强 箍筋一施；2.要确保保护层厚度；3.钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。4.下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁5.两节笼对接时，按照分节编号对位，使上下节中心线 保持一致，在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持 骨架垂直；接头牢固可靠。6.钢筋笼安装到位后及时固定，防止脱落，并采取有效 措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。7.在接长声测管时应将接头处管内毛刺处理干净以免影 如3410响测桩。必须保证连接紧密、牢固，防止水泥浆被压32013-4-10钢筋笼制作2013-4-10钢筋笼制作2013-4-1046钢筋笼检查49钢筋笼运输-n附皿*=.睛*；融苗 喇士喊翻田0 E-理置却还罢海段露嬴国就iHi丽藤皿画:碎嗓馨三rr rim1三2013-4-10wvrw.zyg2013-4-10!申；祖，号，七三晚射：二二,二w“y“w2013-4-1060焊吊筋，防止浇筑 砂时钢筋笼上浮61（八）灌注水平混凝土一泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进 行的，故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具 备良好的和易性，配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用导管法。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导 管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬 吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排 出球塞进入水中。62 钻孔桩混凝土灌注采用垂直提升 法施工。导管使用前组装编号后进行水密承压、接头抗拉试验,确保导管 的良好状态。合格后下放，下放导管时谨慎操作，避免 挂碰钢筋笼。导管安装长度建立复核和检验制度，并作 好记录。然后吊装灌注漏斗，首批灌注混凝土的数量必 须满足首次埋置深度和填充导管底部的需要，灌注漏斗 用钻机或吊机吊挂，另设小钩提漏斗挡板。对于深钻孔桩施工，拆除钻具及安装钢筋笼的工作量较 大，周期较长，当钢筋笼下放后，孔底一般都有沉淀，所以灌注混凝土前，必须利用导管进行二次清孔。开始灌注水下混凝土时，导管底口离孔底0.3m0.5m左 右。拔球前要安装隔水栓，拔球后保证初灌混凝土使导如33管最小埋深在i.om。灌注过程中，导管的埋深测量采用632013-4-10642013-4-10导管调节段652013-4-1066导管下放2013-4-10J导管法浇注桩身碎12013-4-10图2.17 水下涕混凝土1JsM-P:2见1*斗斗：3滑道：4卷扬机：5$扁卜；6 导1菅Z 7 多户 筒；8 Pi易水.木金68水下混凝土灌注过程 _ _一 浇注水下混凝土不能将？康王直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥 很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长 时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因 此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条 件舞行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是 寸官法。3（6）（C）（/）灌注要求 导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为36米,采用快速卡口或丝扣接头连接，导管应不漏水、不漏气。在孔内水面以上2030厘米处设置隔水栓，待混凝土灌下 时，剪断隔水栓的连接绳。为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用 混凝土储料斗。水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝 土中埋入深度一般为24米，在任何情况下不得小于1米或 大于6来。导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的 高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合理确定，其最小高度不宜小于桩长的5肌且不小于2米。在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降2。期 而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困70硅坍落度 现场监测2013-4-10队西假006水下混凝土首灌开始73水下混凝土灌注2013-4-10“V75水下混凝土灌注2013-4-10762013-4-10水下硅浇筑过程中对排气孔的观测2013-4-1080拆除的导管及时冲洗和保养2013-4-102013-4-1082截桩头2013-4-10/a叫桩头混凝土取样2013-4-102013-4-10