旋挖成孔灌注桩.pdf

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1、 旋挖成孔灌注桩 The manuscript was revised on the evening of 2021 旋挖成孔灌注桩 一、一般规定 1 旋挖成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、自带动力、无泥浆循环等特点，适用于对噪音、振动、泥浆污染要求严的场地施工。2 适用地层：除基岩、漂石等地层外，一般地层均可用旋挖方法成孔。3 成孔直径一般为 6003000mm，一般最大孔深达 76m。4 多用于大型建（构）筑物（如大型立交桥、工业与民用建筑）基础桩、抗浮桩及用于基坑支护的护坡桩等。二、材料要求 1 预搅拌混凝土：坍落度一般要求为180200mm，和易性及标号符合设计要求，常用

2、标号为 C20C40。2 钢筋：品种和规格均符合设计要求，并有出厂合格证及复试合格报告。3 垫块：用 1：3 水泥砂浆埋 22#火烧丝提前预制或用水泥砂浆做成轻式预制块或采用塑料卡。4 火烧丝：规格 1822#。5 盖板：盖孔使用。6 钻机耗材：液压油、齿轮油、润滑油、柴油、钢丝绳、斗齿、齿座、销垫等符合要求。7 泥浆制备材料；膨润土、纯碱、外加剂等符合要求。三、主要机具 一般采用进口或国产旋挖钻机及与之相配套的各类钻头、泥浆泵、泥浆管、导管、电焊机、测绳等。1 旋挖钻机：目前国内常用旋挖钻机主要有意大利 R-208、R-312、R-412、R-516、R-618、R-622、R-725、R-

3、825、R-930，德国 BG-15、BG-18、BG-22、BG-25 及日本的旋挖钻机。表 1 旋挖钻机主要技术性能参数表 钻机型号 R-412 R-516 R-622 BG-15 BG-18 最大钻孔直径（mm）1500 2000/1500 2500 1800 1800 最大孔深（m）55 41/61 77 52 64 最大扭矩（kNm）122 165 201 172 205 主卷扬最在起拔力（kN）150 170 200 160 233 副卷扬最大起拔力（kN）65 75 140 80 80 发动机最大功率（kW）169 224 300 148 148 整机重量（T）48 60 70

4、52 70 2 钻杆：旋挖钻机常用钻杆有传动键伸缩式圆钻杆和伸缩式方钻杆。传动键伸缩式圆钻杆双分为机锁式、摩阻式和多锁式。3 旋挖钻斗：旋挖钻机常用钻斗有：底开式钻斗、半合式钻斗、销定式钻斗，其中底开式最为常见，分为普通单盖和捞砂双层底式。4 斗齿：常用的有楔形及弯角齿套两种，切削角为 35o55o，小切削角适用于软土层钻进，弯角齿套切削角为 60o70o，适用于硬土层钻进。5 导管：宜用厚壁丝扣连接的钢导管，规格有 200、250、300、350 等，且密封性良好。6 测绳：要求标准点牢固，绳体伸缩性低。四、作业条件 （一）熟悉工程图纸和工程地质资料，踏勘施工现场。检查设计图纸是否符合国家有

5、关规范，图纸表示是否明确无误，掌握地表、地质、水文等勘察资料，场地要平整，且地耐力不少于 100kPa,施工桩点 5m 以内应无空中障碍。（二）根据用量选择合适的管道供水，并选择合适的配电。（三）钻头、钻杆以及钢丝绳长度的选取，依据地层条件不同选择不同钻头与钻杆，一般机锁式钻杆适用坚硬地层，而摩阻式钻杆适于一般较软地层。钢丝绳长度选择可按如下公式确定：钢丝绳长度=孔深+机高+1520m。（四）消耗材料的物资准备，包括：钻机配套的润滑油、液压油、柴油、钢丝绳、斗齿等各种零部件的购买或预订；工艺要求上需要准备的膨润土、纯碱及各种泥浆外加剂、护筒、电焊机、各种管线、电缆线等。（五）现场布置与设备调试

6、：设计总平面图，并依据平面图进行布置，搭建临时设施，砌筑深层次池，泥浆池大小一般为钻孔体积的2 倍，高约 1.5m。对钻机和各种配套设施进行安装调试，确保其安全可靠性及完好性。（六）清除障碍物：特别注意空中设施如高压输电线、电缆等。施工前要收集场地作业面地下的各种设施，包括电缆、管线、枯井、防空洞、地下管道、古墓、暗沟等，事先标识或拆除处理完毕。五、施工工艺 （一）旋挖成桩灌注桩施工工艺流程图。如图13.5.1。（二）钻机安装就位：要求地耐力不小于100kPa,履盘座落的位置应平整，坡度不大于 3，避免因场地不平整，产生功率损失及倾斜位移，重心高还易引发安全事故。（三）拴桩：桩位置确定后，用两

7、根互相垂直的直线相交于桩点，并定出十字控制点，做好标识并妥加保护。（四）对准桩位：首先调整旋挖钻机的桅杆，使之处于铅垂状态，让钻斗或螺旋钻头对正桩位。（五）埋设护筒：定出十字控制桩后，可采用钻机进行开孔钻进取土，钻至设计深度，进行护筒埋设，护筒宜采用 10mm 以上厚钢板制作，护筒直径应大于孔径200mm 左右，护筒的长度应视地层情况合理选择。护筒顶部应高出地面200mm 左右，周围用粘土填埋并夯实，护筒底应座落在稳定的土层上，中心偏差不得大于50mm。测量孔深的水准点，用水准仪将高程引至护筒顶部，并做好记录。钻机安装就位 栓桩，对正孔位 图 13.5.1（六）泥浆制作：采用现场泥浆搅拌机制作

8、，宜先加水并计算体积，在搅拌下加入规定的膨润土，纯碱以溶液的方式在搅拌下徐徐加入，搅拌时间一般不少于 3min，必要时还可加入其他外加剂如增粘降失水剂、重晶石粉增大泥浆比重，锯末、棉子等防止漏浆。制备泥浆的性能指标如下表。制备泥浆性能指标 项 目 性能指标 检验方法 比 重 泥浆比重计 粘 度 1825s 500/700 漏斗法 固相含量 6%8%胶 体 率 95%含 砂 率 2%PH 值 79 PH 试纸 （七）旋挖钻进成孔。1 钻头着地，旋转，钻进。以钻具钻头自重和加压油缸的压力作为钻进压力，每一回次的钻进量应以深度仪表为参考，以说明书钻速、钻压扭矩为指导，进尺量适当，不多钻，也不少钻。钻

9、多，辅助时间加长，钻少，回次进尺小，效率降低。2 当钻斗内装满土、砂后，将其提升上来，注意地下水位变化情况，并灌注泥浆。3 旋转钻机，将钻斗内的上卸出，用铲车及时运走，运至不影响施工作业为止。4 关闭钻斗活门，将钻机转回孔口，降落钻斗，继续钻进。5 为保证孔壁稳定，应视表土松散层厚度，孔口下入长度适当的护筒，并保持泥浆液面高度，随泥浆损耗及孔深增加，应及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压力平衡。6 钻遇软层，特别是粘性土层，应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿间粘泥，更换已磨钝的斗齿。钻遇硬土层，如发现每回次钻进深度太小、钻斗内碎渣量太少，可换一个较小直

10、径钻斗，先钻一小孔，然后再用直径适宜钻斗扩孔。7 钻砂卵砾石层，为加固孔壁和便于取出砂卵砾石，可事先向孔内投入适量粘土球，采用双层底板捞砂钻斗，以防提钻过程中砂卵砾石从底部漏掉。8 提升钻头过快，易产生负压，造成孔壁坍塌，一般钻斗提升速度可按下表推荐值使用。钻斗升降速度推荐值 桩径（mm）装满渣土 钻斗提升（m/s）空钻斗 升降（m/s）桩径（mm）装满渣土 钻斗提升（m/s）空钻斗 升降（m/s）700 1300 1200 1500 9 在桩端持力层钻进时，可能会由于钻斗的提升引起持力层的松驰，因此在接近孔底标高时应注意减小钻斗的提升速度。（八）清孔：因旋挖钻用泥浆不循环，在保障泥浆稳定的情

11、况下，清除孔底沉渣，一般用双层底捞砂钻斗，在不进尺的情况下，回转钻斗使沉渣尽可能地进入斗内，反转，封闭斗门，即可达到清孔的目的。（九）钢筋笼制作，按设计图纸及规范要求制作。一般不超过 29m 长可在地表一次成型，超过 29m，宜在孔口焊接。（十）下钢筋笼：钢筋笼场内移运可用人工抬运或用平车加托架移运，不可使钢筋笼产生永久性变形；钢筋笼起吊要采用双点起吊，钢筋笼大时要用两个吊车同时多点起吊，对正孔位，徐徐下入，不准强行压入。（十一）下导管：导管连接要密封、顺直，导管下口离孔底约 3Ocm 即可，导管平台应平整，夹板牢固可靠。（十二）浇注混凝土：1 钢筋笼、导管下放完毕，作隐蔽检查，必要时进行二次

12、清孔，验收合格后，立即浇注混凝土。2 使用预拌混凝土应具备设计的标号，良好的和易性，坍落度宜为 180220mm。3 初灌量应保证导管下端埋入混凝土面下不少于 0.8m。4 隔水塞应具有良好的隔水性能，并能顺利排出。5 导管埋深保证 26m，随着混凝土面上升，随时提升导管。6 混凝土灌至钢筋笼下端时，为防止钢筋笼上浮，应采取如下措施，在孔口固定钢筋笼上端；灌注时间尽量缩短，防止混凝土进入钢筋笼时流动性变差；当孔内混凝土面进入钢筋笼 12m 时，应适当提升导管，减小导管埋深，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。7 灌注结束时，控制桩顶标高，混凝土面应超过设计桩顶标高 300500mm，保障桩头质

13、量。（十三）冬雨季施工。1 雨季施工的要求：露天使用的电气设备、闸箱的防雨措施可靠，放置较高位置，电焊机等导电设备应加护雨罩。电气设备的接地保护牢靠，漏电保护装置灵敏，操作人员应使用绝缘工具。旋挖钻机雨季施工应有防雷接地，并定期检查。检查有无地基塌陷情况，在旋挖钻机行走时，务必避开塌陷地段。2 冬季施工的要求：钻机上、下拖板时，应有防滑措施，避免侧滑引起安全事故。设备保养过程中，衣着灵便，高空作业时系好安全带。水管泥浆管不用时，应清理干净，整好存放，防止冻冰。注意观察护筒周围土层情况，防止因泥浆浸泡而化冻，发生坍孔事故。施工现场办公区、生活区所用取暖装置均应安全、可靠。六、质量标准 1 施工前

14、应对水泥、砂、石子（如现场搅拌）、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段（包括仪器、方法）也应检查。2 施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼、灌注混凝土等进行全过程检查，嵌岩桩必须有桩端持力层的岩性报告。3 施工结束后，应检查混凝土强度，并应做桩体质量及承载力的检验。4 混凝土灌注桩的质量检验标准应符合表 1、2 的规定。表 1 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准（mm）项 序 检查项目 允许偏差或允许值 检验方法 主控 项目 1 主筋间距 10 用钢尺量 2 长度 100 用钢尺量 一般 项目 1 钢筋材质检验 设计要求 抽样送检 2 箍筋间距 20 用钢尺量 3 直径 10

15、 用钢尺量 表 2 混凝土灌注桩质量检验标准 项 序 检查项目 允许偏差或允许值 检验方法 单 位 数 量 主控 项目 1 桩位 见 GB502022002表 5.1.4 基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心 2 孔深 mm 300 只深不浅，用重锤测，或测钻杆，套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度 3 桩体质量检验 按基桩检测技术规范。如钻芯取样，大直径嵌岩桩应钻至桩尖下 500mm 按基桩检测技术规范 4 混凝土强度 设计要求 试件报告或钻芯取样送检 5 承载力 按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范 一 般 项 目 1 垂直度 见 GB502022002表 5.1.4 测套管或钻杆，

16、或用超声波探测，干施工时吊垂球 2 桩径 见 GB502022002表 5.1.4 井径仪或超声波检测，干施工时用钢尺量 3 泥浆比重（粘土或沙性土中）用比重计测，清孔后在距孔底 500mm 处取样 泥浆面标高（高于地下水位）m 目测 沉渣厚度：端承桩 摩擦桩 mm mm 50 150 用沉渣仪或重锤测量 钢筋笼安装深度 mm 100 用钢尺量 8 混凝土充盈系数 1 检查每根桩的实际灌注量 9 桩顶标高 mm+30-50 水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体 七、成品保护 1 成孔的保护，若灌注不及时，应将孔内注满优质泥浆，孔口用盖板盖好，防止行人及杂物掉入孔内.2 钢筋笼的保护，雨天应覆盖防

17、止雨淋，防止钢筋生锈，地面应平整，防止钢筋笼变形，不能直接放于潮湿的地面.3 成桩的保护，旋挖成孔灌注施工完毕，桩头应进行保护，冬季时要有防冻措施.八、注意事项 1 主机倾覆.旋挖钻机底盘一般采用挖掘机或履带吊车的底盘，加之二十米高立柱和十几米高的凯式钻杆，使整机重心升高，稳定性降低.如果地耐力不均匀，移机过程中两条履带产生不均匀沉降，例如一条履带经过废弃泥浆坑及填土而坠落，即产生侧向倾倒。或由于用副卷扬起吊重物，在报警装置失灵情况下，起吊力矩大于抗倾覆力矩，导致主机倾倒。预防措施是：移机时摸清地形，严禁盲目起车行走；起吊重物时，一定要在起吊允许范围内，且重物位于钻机正前方。2 主绳断裂。由于

18、主绳过度磨损，起下钻不均匀产生冲击和震动，导致主绳断裂.要经常检查主绳磨损情况，操作平稳可靠，万一发生断绳事故，应立即处理，以防发生埋钻事故.3 坍孔.旋挖成孔灌注桩施工大多在第四纪松散地层，坍孔是灌注桩施工中最为常见的事故.主要原因有：泥浆稳定液选择不当，护筒埋设不当，水头压力不够等.预防措施有：钻进前即选择与地层相适应的泥浆稳定液护壁钻进.护筒应埋置在稳定地层，周围用粘土捣实，埋置位置应与孔位同心.松散的粉砂层钻进时，应适当控制进尺速度，轻压慢进.终孔后，做灌注混凝土准备工作时，仍应保证足够的补水量.4 埋钻.埋钻事故一般发生在坍孔、卡钻、主绳断裂等事故发生之后，原因主要有：泥浆性能与地层

19、要求不相适应，产生坍孔后发生埋钻；卡钻、主绳断裂等事故处理时间过长，产生大量沉淀引起埋钻。发生埋钻事故后，可采用辅助提升法、气举松动法或近旁钻孔法进行处理。5 孔斜。产生孔斜的原因是钻进松散地层中遇有较大圆滑弧石或探头石，将钻具挤离钻孔轴线，钻具由软地进入硬地层或粒径差别太大的砂砾层时，钻头所受阻力不均，导致钻具偏斜，造成孔斜。或者钻机位置发生串动，或底座产生局部下沉使钻孔倾斜。预防措施是：用好泥浆稳定液，保持孔壁稳地，放慢钻进速度，加固钻机底座，提高地耐力，采用导向性好，桅杆刚性强的旋挖钻机进行施工。6 粘土层缩径、糊钻：粘土层具有较强的早浆能力和遇水膨胀的特性，钻进中除应严格控制泥浆粘度增大外，还应适量向孔内投部分砂砾，防止糊钻，钻进时不宜用捞砂斗钻进，应选择扩大器稍大的单底钻头钻进。