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1、3.9 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩的优点：混凝土灌注桩的优点：单桩承载能力高，可做一桩一柱；单桩承载能力高，可做一桩一柱；桩的直径大，能承受较大的垂直和水平荷载；桩的直径大，能承受较大的垂直和水平荷载；放置钢筋笼方便，灌注水下混凝土也易于保证质量；放置钢筋笼方便，灌注水下混凝土也易于保证质量；非挤土桩，振动和噪声比较小，对邻近物影响较小非挤土桩，振动和噪声比较小，对邻近物影响较小。 一、钻孔灌注桩施工一、钻孔灌注桩施工 (1)钻孔机械设备钻孔机械设备 常见的钻孔机械常见的钻孔机械：全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、：全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机潜水钻机、
2、钻扩机、全套管钻机(即贝诺特钻机即贝诺特钻机)。全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机 全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机(图图4.1)由主机、滑轮组、螺旋钻杆、由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置钻头、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水位以上等组成，用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为成孔孔径为300mm800mm，钻孔深度，钻孔深度812m。配有多种钻头，以适应不同配有多种钻头，以适应不同的土层。的土层。 1-电动机；2-变速器；3-钻杆；4-托架；5-钻头；6-立柱；7-斜撑；8-钢管；9-钻头接头
3、；10-刀板；11-定心尖图4.1全叶螺旋钻孔机回转钻孔机回转钻孔机 在泥浆护壁条件下，慢速钻进排渣成孔，灌注混凝在泥浆护壁条件下，慢速钻进排渣成孔，灌注混凝土成桩。设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻土成桩。设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。适用于碎石类土、孔质量好。适用于碎石类土、 砂土、粘性土、粉土、强砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。 潜水钻机潜水钻机以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜在孔底，以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜在孔底，耗用动力小，钻孔效率高，电动机防水性能好，运转时耗用动力小，钻孔效
4、率高，电动机防水性能好，运转时温升较低，钻架对场地承载力要求低；温升较低，钻架对场地承载力要求低； 缺点缺点是：钻孔时采用泥浆护壁，易造成现场泥泞；是：钻孔时采用泥浆护壁，易造成现场泥泞；采用反循环钻孔时，如土体中有较大石块，则容易卡管；采用反循环钻孔时，如土体中有较大石块，则容易卡管；容易产生桩侧周围土层和桩尖土层松散，使桩径扩大、容易产生桩侧周围土层和桩尖土层松散，使桩径扩大、灌注混凝土超量。灌注混凝土超量。1-钻头;2-潜水钻机;3-电缆;4-护筒5-水管;6-滚轮;7-钻杆;8-电缆盘9-卷扬机;10-10kN卷扬机;11-电表12-起动开关l-泥浆管;2-防水电缆;3-电动机4-齿轮
5、减速器;5-密封装置;6-钻头7-合金刃齿;8-钻尖图4.2潜水钻机示意图图4.3潜水钻钻扩机钻扩机钻扩机是钻孔扩底灌注桩的成孔机械。常用钻扩钻扩机是钻孔扩底灌注桩的成孔机械。常用钻扩机是双管螺旋钻扩机，它的主要部分是钻杆和钻头，机是双管螺旋钻扩机，它的主要部分是钻杆和钻头，钻头上装有钻孔刀和扩孔刀，用液压操纵，可使钻头钻头上装有钻孔刀和扩孔刀，用液压操纵，可使钻头并拢或张开。钻孔时，钻杆和钻头顺时针方向旋转钻并拢或张开。钻孔时，钻杆和钻头顺时针方向旋转钻进土中，切下的土由套管中的螺旋叶片送至地面。当进土中，切下的土由套管中的螺旋叶片送至地面。当钻孔达到设计深度时，操纵液压阀使钻头徐徐撑开，钻
6、孔达到设计深度时，操纵液压阀使钻头徐徐撑开，边旋转边扩孔，切下的土也由套管内叶片输送到地面，边旋转边扩孔，切下的土也由套管内叶片输送到地面，直到达到设计要求为止。直到达到设计要求为止。 全套管钻机全套管钻机 在成孔和混凝土浇筑过程中完全依靠套管护壁。钻在成孔和混凝土浇筑过程中完全依靠套管护壁。钻孔直径最大可达孔直径最大可达2.5m，钻孔深度可达，钻孔深度可达40m，拔管能力，拔管能力最大达到最大达到5000 kN。全套管钻孔机施工优点全套管钻孔机施工优点： (1)除了岩层以外，任何土层均适用；除了岩层以外，任何土层均适用； (2) 可确切地分清持力层土质，可随时确定桩的深度；可确切地分清持力层
7、土质，可随时确定桩的深度； (3)在软土中，由于有套管护壁，不会引起塌方；在软土中，由于有套管护壁，不会引起塌方； (4)可钻斜孔，用于斜桩。可钻斜孔，用于斜桩。不足之处：不足之处： 机身庞大沉重，套管上拔时所需反力大，由于套机身庞大沉重，套管上拔时所需反力大，由于套管的摆动使周围地基扰动而松散。管的摆动使周围地基扰动而松散。（2）钻孔灌注桩施工工艺）钻孔灌注桩施工工艺 钻孔灌注桩是先成孔，然后吊放钢筋笼，再浇钻孔灌注桩是先成孔，然后吊放钢筋笼，再浇灌混凝土而成。依据地质条件不同，分为干作业成灌混凝土而成。依据地质条件不同，分为干作业成孔和泥浆护壁孔和泥浆护壁(湿作业湿作业)成孔两类。成孔两类
8、。干作业成孔灌注桩施工干作业成孔灌注桩施工施工工艺流程施工工艺流程 场地清理场地清理测量放线定桩位测量放线定桩位桩机就位桩机就位钻孔取土钻孔取土成孔成孔清除孔底沉渣清除孔底沉渣成孔质量检查验收成孔质量检查验收吊放钢吊放钢筋笼筋笼浇筑孔内混凝土。浇筑孔内混凝土。 施工注意事项施工注意事项 1.应保持钻杆垂直、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。2.发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。3.应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。4.钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复钻几
9、次，以便削去硬土。5.成孔达到设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。6.孔底虚土尽可能清除干净，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。泥浆护壁成孔灌注桩施工用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如下：测定桩位埋设护筒 泥浆制备成孔方法回转钻成孔潜水钻成孔冲击钻成孔抓孔第一次清孔 吊放钢筋笼，插导管水下浇筑混凝土水下灌筑混凝土1-上料斗；2-储料斗；3-滑道；4-卷扬机；5-漏斗；6-导管；7-护筒；8-隔水栓；导管：无缝钢管制作，最下一节为脚管隔水栓：隔开混凝土与泥浆(或水)，可用木球或混凝土圆柱第二次
10、清孔常见工程质量事故及处理方法：常见工程质量事故及处理方法： 孔壁坍塌孔壁坍塌 主要原因：是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架主要原因：是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架 时碰撞护筒及孔壁，护筒周围未用粘土紧密填实，孔时碰撞护筒及孔壁，护筒周围未用粘土紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔。内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔。 处理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重处理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新开钻，并调整泥浆容重和液新开钻，并调整泥浆容重和液 面高度；二是使用面高度；二是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔
11、壁坚固后，再正常冲击。再正常冲击。 偏孔偏孔主要原因：清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇主要原因：清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。 处理方法：做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水处理方法：做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工时注意保护孔壁。位变化，施工时注意保护孔壁。孔底隔层孔底隔层主要原因：清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑主要原因：清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。处理方法：做好清孔工作，注意泥浆浓
12、度及孔内水位处理方法：做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工时注意保护孔壁。变化，施工时注意保护孔壁。夹泥或软弱夹层夹泥或软弱夹层 主要原因：浇筑混凝土时孔壁坍塌或导管口埋入混凝主要原因：浇筑混凝土时孔壁坍塌或导管口埋入混凝土高度太小，泥浆被喷翻，掺入混凝土中。土高度太小，泥浆被喷翻，掺入混凝土中。 处理方法：经常注意混凝土表面标高变化，保持导管处理方法：经常注意混凝土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土下的高度，井应在钢筋笼下放孔内下口埋入混凝土下的高度，井应在钢筋笼下放孔内4小时内浇筑混凝土。小时内浇筑混凝土。流砂流砂 主要原因：孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松散。主要原因：孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松散。 处理方法：抛入碎处理方法：抛入碎 石，用锤冲入流砂层，防止流砂涌入石，用锤冲入流砂层，防止流砂涌入
