反循环冲击钻钻孔灌注桩施工工艺方法.pdf

反循环冲击钻钻孔灌注桩施工工艺方法 冲击钻钻孔灌注桩适用条件：地质范围较广土层、漂石孤石、强弱风化岩层等均可，需场地平整、水电通畅等。一、施工流程 施工流程图如下：冲击钻钻孔桩施工工艺框图 二、施工方法 1、测量放样：放样前先进行场地平整，测量组根据桩基坐标放样图用全站仪放出桩基中心桩，设立护桩，校核无误且经监理工程师确认后方可开钻。在成桩过程中由测量组多次进行复测、监控，以保证成桩后桩基础的位置满足施工规范及设计要求。2、护筒制作与安放 护筒采用厚度为 10mm 的 A3 钢板卷制而成，内径比桩径大 20cm，高度为 2.5m 一节，挖坑埋设，并在护筒周围对称、均匀地回填粘土，并分层夯实，埋置深度不小于 2m。严格控制护筒的位置和垂直度，护筒顶面高出地面 30cm 或高出施工时的河水位 1m 以上，以防止杂物、地面水流入井孔内。3、造浆 泥浆是粘土和水的拌和物，由于其比重大，净水压力大，作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔隙水渗流，保护孔壁免于坍塌，同时，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。在适当位置开挖沉淀池、泥浆池以及到各孔位的泥浆槽，钻碴在沉淀池沉淀后挖出并弃运，防止泥浆流入农田、水渠和河道。在钻进过程中不断用试验仪器对泥浆的各项性能指标进行测试，根据泥浆性能和地层情况及时调整泥浆的浓度，必要时添加外加剂。泥浆的性能指标见下表。泥浆性能指标表 钻孔 方法 地层 情况 泥浆性能指标 相对 密度 粘度(Pa s)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(pH)冲击 易坍 地层 1.20 1.40 22 30 95 20 3 35 811 4、钻进成孔(1)钻机就位：首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心，利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确，然后调整钻架，使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不得大于 20mm。钻机精确就位后，固定好钻机，启动卷扬机吊起冲击锥，把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进，冲孔之前，对主要机具及配套设备需进行检查、维修。(2)冲孔前，需经监理工程师同意后方可开钻。施工人员必须熟悉施工设计图纸所提供的地质、水文资料，以供对不同地层选用不同的钻头、冲程及适当的泥浆比重。钻进过程中，经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，记入施工记录表中，并与地质柱状图土层核对，是否满足承载力要求，作为终孔时的重要依据。(3)钻进，钻机安装就位后，底座和顶端要平稳，不得产生位移和沉陷。初钻时进尺适当控制，采用小冲程，使最初成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔坍塌。进入正常钻进后，采用 4-5m 中、大冲程，但最大冲程不超过 6m。钻进过程中及时排渣，并保持泥浆的密度和粘度。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，填入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。如达不到设计要求的入岩深度，及时上报监理工程师，申请加长入岩深度，或者与地质报告不相符，及时上报监理工程师和设计单位，钻渣渣样均编号保存，以便分析备查。钻孔作业要连续进行，不得间断，因故必须停钻时，孔应加盖，并严禁把冲击锥留在孔内，以防埋钻。5、冲击钻钻进注意事项(1)冲程要根据地层土质情况来定，一般在通过厚的土层时，用高冲程，通过松散、砂砾石土层时，用中冲程，在易坍塌或流砂地段用小冲程。冲程过高，对孔底扰动大，易引起塌孔，冲程过小，则钻进速度较慢。为正确提升冲击锥的冲程，须在钢丝绳上进行标志。(2)通过漂石或岩层时，如孔底表面不平整，须先投入小片石将表面垫平，再用十字型冲击锥进行冲击钻进，防止产生斜孔、坍孔故障。(3)要注意均匀放松钢丝绳的长度，否则松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架、钢丝绳受到较大意外冲击荷载，遭受损害。松绳过多，容易引起钢丝绳纠缠事故。(4)经常检查泥浆的浓度及排渣情况。泥浆太浓，将吸收大量的冲击能，并妨碍冲击锥的转动，使冲击进尺明显下降，或形成梅花孔、偏孔。(5)冲击锥起吊时要平稳，避免冲撞护筒和孔壁，进出孔时，严禁孔附近站人，防止发生撞人事故。(6)按照设计图纸要求，经常捞取渣样，判断地质情况并与图纸对照，做好钻孔进尺和地质情况记录，留存影像资料，如不符及时上报。6、终孔检查 钻孔达到要求深度后，对孔深、孔位、孔径、孔形和倾斜度进行检查，并将检查结果填入终孔检查表。确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证书，并经监理工程师签认，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。孔径、孔形和倾斜度采用检孔器吊入钻孔内检测。7、清孔 钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批准同意终孔后立即进行清孔。清孔采用换浆法，用换浆法清孔不需另加机具，且孔内仍为泥浆护壁，不易塌孔，但容易造成清孔不彻底，应特别注意，一定要保证清孔时间及清孔质量，避免出现缺陷桩。(2)不得用加深孔深来代替清孔。(3)二次清孔后进行灌注水下混凝土。钢筋笼下放完毕，须进行二次清孔，当泥浆浓度、含沙率及沉渣厚度达到设计要求和规范要求后，并经监理同意，可以进行灌注水下混凝土。清孔后，从孔底提取的泥浆指标要符合规范要求，即相对密度：1.031.10;粘度：1720Pa s;含砂率：2%;胶体率：98%。在灌注水下混凝土前，孔底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值，提前做好灌注水下混凝土准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间。8、钢筋笼的制作及安装(1)钢筋笼主筋为 II 级，焊条按照规范采用，焊缝必须饱满、均匀。接头采用双面焊，搭接长度不小于 5 倍钢筋直径，相邻钢筋接头错开，同一截面接头不应超过 50%。当采用搭接焊时，要注意保持两连接钢筋轴心在一条直线上。(2)制作钢筋笼的同时，依照图纸设计桩径小于等于 1.8m 时，均匀布置三根声测管，桩径大于 1.8m 时，均匀布置四根声测管*57mm 检测管。底节钢筋笼上的检测管下封好并与主筋底齐平，检测管必须牢固的固定在钢筋笼内侧。钢筋笼接好后立即用套头接好检测管，保证严密不漏水，检测管上比设计桩顶高 50cm，装好后上灌满水并用塞子堵严实。(3)骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为 2m，横向圆周不得少于 4处。(4)钢筋笼制作完毕，经监理检查合格后，方可下放到桩孔内。下放钢筋笼时，控制钢筋笼中心位置与孔中心一致，可用浮漂法进行对中。钢筋笼标高严格控制，底面高程允许误差士 5cm，顶端高程允许误差+2cm。(5)钢筋笼吊装利用汽车起重机进行，为保证骨架起吊时不变形，拟采用两点吊：第一点设在骨架的上部，第二点设在骨架长度的中点到下三分之一间。在安装过程中，边下钢筋笼边拆除内部支撑。(6)钢筋笼就位后，及时固定，保证钢筋骨架中心位置符合设计要求。（7）孔径、孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加 1mm，长度为 4-6 倍外径的钢筋笼检孔器吊入钻孔内检测。9、导管设立 导管采用直径 3mm、壁厚 6mm 的无缝钢管，每节 3m，底节 4m,配 2 节 1m,2 节1.5m 的短管，用以调节导管的长度及漏斗的高度。导管的连接采用丝扣式。并在二法兰盘之间垫有 4-5mm 厚的橡胶止水垫圈。在导管使用前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密，进行抗拉力和防渗漏试验，试验合格后方可使用。安放时导管底至孔底的距离为 4mm。10、灌注水下混凝土（1）灌注混凝土是钻孔桩施工的重要工序，在浇注前，应再次探测孔底沉淀物厚度，如果沉淀超标，要继续进行清孔，清孔采用喷射清孔法，对孔底高压射水（泥浆），使沉渣悬浮，然后立即灌注首批混凝土。（2）混凝土拌和物要具有良好的和易性、流动性、流动性保持能力和较小的泌水率。混凝土初凝时间要控制在 3-6h,塌落度要控制在 18-22cm,由试验确定可适当加入一些粉煤灰及缓凝减水剂。水下混凝土的灌注要一次完成，中间不能停顿。（3）首灌量的确定：采用导管法灌注水下混凝土，进入导管内的第一批混凝土能否完全排除导管内的水或泥浆，并使导管底部埋入混凝土内一定深度（首次埋管深度1m）,是顺利灌注水下混凝土的关键，首灌量按下式确定：VnD2h/4+nd2Hd/4 V 首灌量（m3）;D 桩孔直径（m）;h-导管埋深（m）;d 导管的直径（m）;Hd-导管内混凝土所必须保持的最小高度（m）,根据下式计算：Hd=Y wHw/Y d Y w 水容重（kg/m3）;Hw 水深（m）;Y d 混凝土容重(kg/m3)。(4)灌注首批混凝土时，堵板提起后孔内有相应数量的泥浆翻起并外溢，导管内无泥水溢出。证明混凝土灌入孔底后，可连续不断地灌注混凝土。(5)灌注开始后，要连续紧凑地进行，严禁中途停工，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内的混凝土不满时，后续混凝土要徐徐地灌入，防止在导管内形成高压空气囊，压漏导管。(6)在浇注过程中，保持孔内水头，防止塌孔，并保持导管的埋置深度在 26 米范围。(7)防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部 1m 左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底 4m 以上时，提升导管，使其底高于骨架底部 2m 以上，即可恢复正常灌注速度。(8)在灌注将近结束时，导管内混凝土高度减少，压力差减少，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，在混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏去部分沉淀土，使浇筑工作顺利进行。拔除最后一段导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管内，形成泥芯。(9)为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上多灌注 50-1cm,待混凝土强度达到 70%后，用人工凿除多余的混凝土，以保证桩头混凝土质量良好。(10)灌注水下混凝土时，机修人员全过程值班，并准备好备用发电机及搅拌机。前台测量人员必须认真细致记录好浇注过程中的混凝土顶面标高和导管长度，以计算埋管深度，一般要求每灌注两斗混凝土测量一次，每次沿桩周均匀测三点，最低点处的埋管深度须满足规范要求。