钻孔桩施工工艺培训.docx

钻孔桩施工工艺培训一、施工程序场地平整测量放样护筒埋设桩位复测钻机就位钻进成孔测量孔深、检孔清孔下放钢筋笼下放导管灌注混凝土。二、钻孔施工1钻孔平台钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、淤泥中时，拟采用筑岛、用枕木或型钢等搭设工作平台。所搭设工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还要考虑到施工设备能安全进、出场。场地为陡坡时应事先平整场地，压实表面软土，防止钻机沉陷倾斜。2桩位放样在施工现场附近引临时水准点，测量人员用全站仪测设钻孔桩桩位，并打设短木方或短钢筋头标识出桩位，在打设的桩位附近护筒外围1m处引四个临时木桩，使木桩的对角线交点即为桩体中心，用于确定微调钢护筒中心位置。3护筒埋设1）钢护筒制作用6mm钢板加工成钢护筒，护筒内径比钻头直径大40cm，钢护筒长度一般为1.5m。护筒顶周围用16的钢筋加固，同时用16的钢筋焊4 个吊环以方便护筒拔出。护筒顶标高高出地面0.5m，底端埋置深度为2.0m，周围用素土回填夯实。2）钢护筒埋设钻孔灌注桩护筒采用人工配合机械挖孔法埋设，埋设时护筒外侧用粘土分层回填夯实。防止窜孔漏浆。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，误差不得大于50，倾斜度偏差不大于1%。护筒待灌桩完毕后拔出。4桩位复测钢护筒埋设完成后，用细绳放出钢护筒的中心点，测量复核该中心点是否与桩体中心相重合。钻进开始前要在护筒上作好标高控制点，用于计算钻进深度。筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。复测达到要求后才能进行下道工序。5泥浆池开挖及泥浆制作1）泥浆池开挖在地形允许的情况下，一般是两个承台中间挖一个泥浆池，泥浆池的大小为2.5倍桩的混凝土体积。2）泥浆制作选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，泥浆比重根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：冲击钻机泥浆比重为1.11.3。粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。6钻机就位1）冲击钻冲击钻机通过吊车安装大致就位，钻机底架采用枕木垫平，保持钻机稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，然后采用吊垂球方法，利用千斤顶精确就位，使得垂球正对桩位中心，就位完毕，施工队对钻机就位自检，一切正常方可开钻。2）旋挖钻钻机利用履带移至桩位处，通过操作室内电脑控制系统准确的把钻头对准桩位。调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，垂直度偏差控制在容许范围之内，钻机安装后的底座和顶端应平稳，为防止钻机钻进时下沉，钻机下面铺垫25mm钢板并定位好钻机。7钻孔1）冲击钻钻孔前，班组人员确保熟悉桩位处的地质状况。针对不同地质层选用不同的钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。刚开始采用小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全高加冲程后，进行正常的冲击。下面坚硬岩层采用中、大冲程，松散地层采用中、小冲程。钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位1.52.0m,在冲击钻进中取渣时和停钻后,应及时向孔内补水或泥浆,保持水头高度和泥浆比重及黏度。当护筒外侧土质松软发现有漏浆时，提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。钻进时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁。钻孔作业应连续进行,因故停钻时,必须将钻头提出孔外,孔口必须加护盖，并做好警示标志。钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。钻渣样应编号保存，以便分析备查。为防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土的凝固，需待邻孔混凝土浇筑完毕，并达到2.5MPa抗压强度后才能开钻,相邻桩位不得同时开钻。2）旋挖钻 由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。 开孔孔位必须准确，开钻时慢速钻进，待钻头进入护筒底口1m后，方可以正常速度钻进。在钻进过程中，为防止跨孔、缩孔等事故的发生，应放慢转速和钻进速度，增大泥浆粘度，增加护壁厚度，待钻头完全穿过淤泥层后再以正常的钻进速度继续钻进施工。 泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。 钻机施工中检查钻头的磨损和连接部位，发现侧齿磨坏，钻斗封闭不严时必须及时整修。 根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。 钻孔排渣、提钻头或因故停钻时，应保证孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。 孔时，套管跟随钻进时，套管底口应与钻头旋挖深度相适应，确保不超挖。 孔作业过程中，应观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。 孔时应认真填写好钻进记录，并对各地层地质情况做详细记录，同时与设计所提供的钻孔地质资料进行对照，如有差异，应及时通知监理及设计部门。当钻至桩底设计标高后，对照持力层地质情况，符合设计要求后向监理报验。如地质情况不符，应立即上报监理及设计院。8检孔随时测定进出浆口的泥浆指标，达到标准后，持续30分钟，再进行孔径、倾斜度检测。孔径及倾斜度采用探笼检查，探笼由8根20主筋和间距2010箍筋加工成简易钢筋笼形式，钢筋笼直径比钻孔桩钢筋笼外径大10cm，比钻机钻头小，长度为桩径的46倍。探笼两端呈锥形。确认满足设计要求后，并经驻地监理工程师认可，才能进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。9清孔清孔采用换浆法。在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。清孔的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆相对密度、泥浆黏度、含砂率、胶体率等指标符合规范要求。清孔应达到以下标准：孔内排出的或抽出的泥浆手摸无2-3mm的颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率不大于2%，黏度17-20s，孔位中心平面误差不大于10cm，浇筑水下混凝土前，泥浆沉渣厚度支撑桩不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。三、常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法1塌孔坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。（1）、塌孔原因： 泥浆相对比重不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。 由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。 护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大塌孔。 在松软砂层中钻进进尺太快。 水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。 清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。（2）、塌孔的预防和处理： 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。 发生孔口坍塌时，应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）混合物到塌孔处以上1m2m，如塌孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。 清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入孔中，避免冲刷孔壁。 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。2钻孔偏斜（1）、偏斜原因： 钻孔中遇有较大的孤石或探头石。 在倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。（2）、预防和处理：安装钻机时要钢丝绳垂直位于护筒中心，并经常检查校正。3掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。（1）、掉钻落物原因： 遇到坚硬岩层卡钻时强提，操作不当，使钢丝绳超负荷或疲劳断裂。 操作不慎，落入扳手、撬棍等物。 钢丝绳使用过久疲劳断裂。（2）、预防措施： 开钻前应清除孔内落物，小铁件应用磁铁吸取，较大落物和钻具应用冲抓锥打捞，打捞前孔口应做好围栏和警示标识。 经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。打捞方法：掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或塌孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻锥。4扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头。缩孔原因有两种：一种是冲锥焊补不及时，严重磨耗的冲锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.5梅花孔（或十字孔）（1）、形成原因： 锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。 泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。 操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。 有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。（2）、预防办法： 应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。 选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。 用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。 出现梅花孔后，用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。6卡锥（1）、形成原因： 钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。 未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。 伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。 孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。 在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。 大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。（2）、处理方法： 当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使冲锥转动一个角度，有可能将冲锥提出。 卡钻不宜强提以防塌孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。 用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。 在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。 用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。7钻孔漏浆（1）、漏浆原因： 在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。 护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。 护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。 水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。（2）、处理办法: 凡属于第一种情况应加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。 属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。四、钢筋笼制作和下放 1) 钢筋笼制作 钢筋笼制作时，先在胎膜上摆好底层主筋，在底层主筋上按设计间距布置加劲箍，用锤球控制和检验加劲箍的垂直度，把加劲箍焊接在胎膜上摆好的主筋上。加劲箍固定好后再把其余的主筋按设计间距焊接在加劲箍上，应保证每根主筋纵向顺直，避免出现蛇形或波浪形弯曲现象。 如钢筋笼过长时应分节制作,接头应按50%错开,且错开长度不应小于35d,钢筋笼的制作应分部位作好明确标识，以方便正确的吊装和拼接。 2) 钢筋笼运输 钢筋笼运输采用工具车。按先底节，后顶节的顺序进行。清完孔前可以先将钢筋笼存放在施工桩位旁边的空地上，下面要用枕木垫高，但不应影响施工。在清孔完成后直接下放孔内。 3)钢筋笼下放及连接 钢筋笼采用吊车起吊,每节钢筋笼起吊采用两点吊，一点吊在钢筋笼一端，另一点吊在离钢筋笼另一端1/3L处（L为每节钢筋笼长）,先将底节钢筋笼吊入护筒内,在钢筋笼加强箍下横穿2根钢管或则是型钢固定在枕木上,然后吊起第二节钢筋笼与桩孔中心对齐 ,与第一节钢筋笼对接,对接时应注意搭接长度满足规范要求.五、导管下放1.导管水密试验按照规定，在钻机开钻前必须进行导管水密性试验，试压压力为孔底静水压力的1.5倍，通过公式Pmax=1.5××g×h，每根导管在使用前均要试压，同时在每使用4-8次重新进行试验。水密试验方法是把拼装好的导管先灌满水,两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与水泵出水管相接，启动水泵给导管注入压力水，当水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。2.导管下放：导管采用无缝钢管制成，导管内壁应光滑、圆顺、内径一致、接口严密；导管在使用前应进行试压和水密试验，并按顺序编号，编号从下到上进行编号。导管下放前检查每根导管是否干净、畅通以及密封圈的完好性。导管逐节吊装接长下放，直至距孔底30cm为止，下放过程中注意保持与孔位中心线一致，导管接长时通过活动卡盘固定。六、灌注混凝土1、混凝土浇筑程序首批砼浇筑采用“拔塞法”，确保一次成功。储料斗中的砼方量稍大于首灌方量，当储料斗装满砼量时，开始拔掉储料斗底口的塞子，首灌砼浇注成功后，拆掉储料斗，砼运输车直接向漏斗提供砼，并不断检测浇注的砼面高度，导管埋深控制在2m-4m之间 ，如超过4m时应从导管顶面相应拆除一节导管，使漏斗高度适合浇注，但在提升时一定要保证导管埋深。如此循环直至浇注完毕。首批砼灌注前进行孔内沉淀厚度的测定，沉淀厚度满足要求后即可进行首批砼的灌注，首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要，首批砼浇筑量根据计算确定，公式计算： VD²（H1+H2）/4+d²h/4 式中： V灌注首批混凝土所需数量（m³）； D桩孔直径（m）； H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m； H2导管初次埋置深度（m）； d导管内径（m）；砼灌注时，必须严格按施工规范规定保证砼的和易性和坍落度（1822cm），对不合格料坚决弃之不用，同时在砼灌注前对拌和设备作好维护，保证砼的连续供应。在砼的灌注过程中，设专人测量孔深并记录，准确掌握砼面的上升高度，严格控制导管埋深在26m之间，防止埋管过深提不起来或埋管过浅提空的事故发生。砼面灌注至高出设计桩顶标高0.50.8m时，拆去导管和漏斗等设备，清除桩顶沉渣，砼面标高比桩顶设计标高高出5080cm，高出部分待砼强度达到80%设计强度后人工凿除，确保桩头质量完好。2、砼浇筑注意要点 1 浇筑砼前应测量泥浆沉淀厚度，大于15cm时应进行第二次清孔，清孔时应注意维护孔壁稳定，防止塌孔。 2 首批砼浇筑时，应注意导管下口到孔底距离控制在40cm左右，漏斗中的砼冲出活门后，将导管下降1020cm，以增加导管埋深。 3 砼浇筑应连续有节奏进行，经常采用测深绳探测砼面上升高度，保证导管埋深26m，导管提升与拆除应迅速，当导管内砼不满时，应缓慢浇筑，防止产生高压气囊压漏导管，导管提升时必须有专人现场指挥，防止钢筋笼被导管挂住一起被提升。 4 砼浇筑时，应随时启动泥浆泵，将溢出的泥浆抽入泥浆处理船或尚未钻孔的相邻桩孔内，防止污染环境。 5 桩顶标高控制与桩头处理：按比设计标高出0.51.0m控制，砼终凝后，凿除桩顶浮渣确保桩顶以下全部是新鲜砼并预留2030cm厚的保护层。 6 浇筑结束后，应及时拆除护筒并做适当修理后周转使用。 7 在整个浇筑过程中，应注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，并及时测量孔内混凝土面高度，做好记录。混凝土浇注达到钢筋笼底部以下2m时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。 8 混凝土浇注前应检查砼的和易性和坍落度等性能指标，如不符合要求，应将混凝土进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。混凝土初凝时间不得小于6小时。 9 混凝土拌制、运输、浇注过程中要加强前后台的联系，因故障停灌时，混凝土导管每隔10分钟左右应活动一次，防止堵管。3、钻孔桩质量控制 一、防治灌注水下混凝土时断桩 1、预防措施1） 导管使用前，要对导管进行检漏和抗拉力实验，以防止导管渗漏。每节导管组装编号，导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。2） 下导管时，其底口距孔底的距离不大于4050cm，同时要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2.06.0m范围内。3） 混凝土的坍落度要控制在1822cm、要求和易性好。若灌注时间较长时，可在混凝土中加入缓凝剂（应该征求监理工程师的同意），以防止先期灌注的混凝土初凝，堵塞导管。4） 在钢筋笼制作的时候，一般要求采用对焊，以保证焊口的平顺。当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台，以防止钢筋笼卡住导管。5） 在提拔导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算儿盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆卸一节导管（2.5m）。6） 当混凝土堵塞导管时，可采用拔插抖动导管，当所堵塞的导管长度较短时，也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管，也可在导管上固定附着式振捣器进行震动来疏通导管。7） 当钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。2、处理措施1） 断桩后如果能够将钢筋笼提出钻孔时，可迅速将其提出孔外，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，在灌注混凝土。2） 若断桩位置处于距地表10.0m以下且混凝土已经终凝时，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋龙底口以下1.0m，然后将钢筋拆除（采用滑轮或吊车吊住钢筋笼后，往孔内投放剂量适宜的炸药，将钢筋笼松动后整体吊出，或一根根吊出），然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。3） 若断桩位置处于距地表5.0m以内，且地质条件良好时，可采用开挖法，挖至断桩位置后，将泥浆或夹杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清楚干净后支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。1） 若断桩位置处于距地表5.0m以下、10.0m以内时，或虽距地表5.0m以内但地质条件不好时，可采用混凝土管沉管方法处理（将比桩径略大的混凝土管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0.5m），清楚泥浆或夹杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清楚干净，然后以混凝土管为模板浇注混凝土。二、扩孔和缩孔处理扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次。