钻孔灌注桩施工技术.ppt

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1、 目目 录录 一、前言一、前言 各种钻机的适用范围各种钻机的适用范围 各种钻机的工作原理及优缺点各种钻机的工作原理及优缺点三、三、钻孔灌注桩的施工工艺钻孔灌注桩的施工工艺四、四、质量通病及防治措施质量通病及防治措施 二、二、钻机选型钻机选型2023-2-233一、前言一、前言 1. 桩基工程为隐蔽工程，是桥梁工程的重要部位，其施工质量的优劣直接影响到桥梁的整体质量。如发生质量事故，无修补的可能，只能作废桩处理，因此而产生的费用巨大。 2. 在近期的质量巡查中发现，目前施工的桥梁桩基工程施工质量略有下降，同时考虑到本项目将有几座小桥的桩基即将展开施工，为了更好地控制桩基的施工质量，使一线的施工技

2、术管理人员充分掌握桩基施工中关键的控制环节和施工细节，特组织本次培训。二、钻机选型二、钻机选型 1、冲击钻机适用范围： 粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复杂地质。 2、回旋钻机适用范围： （）正循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于）、软岩。 （）反循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于，粒径小于钻杆内径的2/3）、软岩。 、旋挖钻机适用范围：各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及软中硬岩。 各种钻机的适用范围各种钻机的适用范围 1.冲击钻 利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。 目前国内主要有手动拉杆式和自动式两种。

3、在地基承载力较大的地质情况下，无法采用回转钻和旋挖钻成孔，此时可采用冲击钻。 优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地质情况。 缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。 各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点（1）手动式拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种冲击钻。 依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升锤头。优点：对于坚硬地层，可以人工控制锤头的冲程，加大对地层的冲击力度，缩短成孔时间。缺点：工作需要人工拉杆进行操作，增大了人力支出。手动拉杆式冲击钻各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点（2）自动式冲击钻

4、：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。主要优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻节省人力。主要缺点：钻头冲程可调控范围过小，碰到坚硬地层不能用大冲程冲击岩层。另一个缺点与其移动方便相辅相成：轮胎易下陷。自动式冲击钻各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点 十字钻头各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点冲击钻孔的施工要点冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：12m中等冲程：23m高冲程：35m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分2

5、4级2.回旋钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。 回旋钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环两种。 回旋钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施工成本比旋挖钻低。 现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、差。各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点正循环：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

6、上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。优点：护壁效果好，施工无振动无噪音无挤压。缺点： 靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的沉渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大。 各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点正循环钻结构示意图正循环钻结构示意图 反循环：泥浆是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面)向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来。优点：循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来，使清孔时间大大缩短，且无噪音污染。缺

7、点：水压和泥浆比重管理不当容易坍孔。接长钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点反循环钻结构示意图反循环钻结构示意图3.旋挖钻: 主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。 其主要特点为自带履带移动方便和成孔速度快，孔底干净。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。主要缺点是较硬岩层无法施工，机械运输不便。各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点各种钻机工作原理及优缺点泥浆备

8、料泥浆池终孔质量检查终孔质量检查清孔下钢筋笼及声测管下钢筋笼及声测管安装导管检查沉砟厚度及泥浆指标检查沉砟厚度及泥浆指标水下混凝土浇筑拔除护筒成桩质量检验成桩质量检验泥浆沉淀池混凝土制备输送拼装导管检查拼装导管检查钢筋笼制作检查标高检查标高施工准备平整场地桩位放样桩位放样埋设护筒钻机就位试桩试桩钻进制作试件制作试件循环造浆抽砟三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺 1. 1. 工工 艺艺 流流 程程 图图成孔成孔 下导管和钢筋笼下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土灌注水下混凝土 成桩成桩简要图示简要图示：三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺 2. 2. 施工准备：施工准备：（1）场地平

9、整对于钻孔桩施工需要占用的场地，施工前应先清除地表杂物，平整压实钻机需要的施工平台。陆地:清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。浅水：在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。深水：水中围堰，搭设平台。 三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺 （2）现场调查因钻孔桩机械均属大型设备，施工前必须对邻近区域的地下管线及构筑物位置和分布情况调查清楚。对于跨越河流的还要考虑汛期防洪安全要求。（3）测量放样施工前应对各桩中心进行测量放样并复核测量，无误后及时测放护桩。三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺护筒的作用： （1）定位

10、。 （2）避免孔口周围杂物掉入孔内。 （3）保持泥浆水位，防止坍孔。2023-2-23263.3.护筒埋置护筒埋置 护筒是埋置于钻孔桩孔口的一个圆筒，在进行埋置护筒前必须进行测量放样，因护筒一经埋置，桩位就已确定。三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺3.3.护筒的埋置要求护筒的埋置要求（1）钻孔前，在现场放线定位，护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为平面允许误差为50mm50mm，倾斜不大于，倾斜不大于1 1。（2）在旱地上埋设护筒要采用人工挖孔埋设，外围用粘土夯填。埋置深度：宜为护筒外径的埋置深度：宜为护筒外径的. .倍但不得小于倍但不得小于1m1m（3）护筒顶面宜高出施工水

11、位或地下水位2m，还应满足孔内 泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地在旱地或筑岛时还应高出施工地面面0.5m0.5m。（4）多节护筒连接时，接缝应牢固，不漏水。2023-2-2327三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺4. 泥浆制备泥浆作用： 在孔壁形成泥皮稳定孔壁、润滑钻具 、悬浮钻渣用于正循环排渣。泥浆组成及要求： (1) 泥浆比重：正循环回转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.11.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：砂黏土为1.3；大漂石、卵石层为1.4；岩石为1.2。反循环回转钻机入孔泥浆比重可为1.051.15。(2) 黏度：一般

12、地层1622s，松散易坍地层1928s。(3) 含砂率：新制泥浆不大于4%。(4) 胶体率：不小于95%。(5)PH值：应大于8。28三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺2023-2-2329三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺2023-2-2331 （1）安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。 （2）无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。 （3）钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和

13、泥浆比重及粘度。 （4）钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。 （5）钻孔作业应连续进行，钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对，留置好各地层渣并与地质剖面图核对，留置好各地层渣样。样。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深进行检验，并填写钻孔记录表。三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺6. 6. 成孔质量检测：成孔质量检测：（1）地质情况（2）桩位（3）垂直度；（4）孔深、孔径；（5）沉淀厚度； 三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺地质情况通过留取的渣样、桩位通过测量进行复核。钻孔灌注桩垂直度检测仪，可以检查孔径、

14、孔深、垂直度及倾斜度等指标，由水准仪、折射管、导引筒、调节机构组成，折射管由横管和竖管连接而成，横管和竖管的衔接处设置有三棱镜，横管由导引筒的前端筒口伸入导引筒中，导引筒的后端筒口与水准仪的物镜对接，导引筒的筒身通过联接板与水准仪固接，调节机构由支架、螺杆、微调旋钮、螺母组成，支架固接在导引筒的下方，螺杆设置在支架的中央，支架的后部固接有齿轮盒，齿轮盒内设置有主动锥齿轮和从动锥齿轮。微调旋钮的中轴与主动锥齿轮固接，螺杆的后端杆头与从动锥齿轮固接，螺母套接在螺杆上，螺母的上方固接有连杆，连杆与横管固接。三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺如图。 三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工

15、艺孔径和垂直度检测常规的办法是自制一个3m长外径与设计孔径相等的钢筋笼（探孔器），用吊具吊起，中心对准孔顶（护桶）轴心，缓缓下落，每隔3到5米检查一下吊绳的偏位情况并做好记录。三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺 探孔器探孔器2023-2-2336三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺 测量绳测量绳沉渣厚度的检测，首先需准确测量桩的终孔深度，桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度的方法测定，取孔内钻杆长度钻头长度，钻头长度取至钻尖的2/3处。沉渣底标高通过铅垂直接测量，测绳下到底后上下手一掂就可以感觉到触碰到岩石那种感觉，或者有一定的停滞感，说明到达沉渣位置了，铅垂线长度直接用钢卷尺测量

16、，用铅垂线测量后的长度和钻杆长度比较下，差值就是沉渣厚度。 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。 清孔可选用以下常用方法：（1）抽（掏）渣法适用于冲击钻孔。（2）吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。（3）换浆法适用于正、反循环回旋钻孔及冲击钻孔。2023-2-2337三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺泵吸反循环清孔泵吸反循环清孔在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔，有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。气举反循环携带钻渣后迅速进入导管，可以获得比正循环高出数倍的上返速度，由于返浆速度快，清渣效果较好，沉渣层较薄， 清渣速度快，缩短工期，降低施工成本。清孔原理:空气压缩机将压缩空气输进风管,空气经风管底部排出和泥浆形成气液混合物。由于管内、外液体的密度差,孔内泥浆、空气、沉渣的三相流沿导管向上运行,被排出孔口,通过过滤网进入沉淀池。过滤出泥浆中的沉渣后,过滤后的泥浆又重新进入孔内，反复循环至达到规范要求三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺三、钻孔灌注桩施工工艺泵吸反循