地基与基础工程施工 (57).ppt

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1、（一）泥浆护壁成孔灌注桩在地下水位较高的软土地区，采用干作业成孔灌注桩施工时，往往造成成孔施工的困难，如塌孔、缩颈等质量事故，因此为保证成孔质量，需采用泥浆护壁(mud protection wall)措施，用泥浆保护孔壁，防止塌孔和排出土渣形成桩孔。（一）泥浆护壁成孔灌注桩（a）钻机成孔；(b)下导管和安放钢筋笼；(c)灌注水下混凝；（d）成桩 泥浆护壁成孔灌注桩是。其按照成孔方式有等。其施工工施工过程如图4-2-6（泥浆护壁成孔灌注桩施工过程）所示。常用的钻孔机械有：回转钻孔机、潜水钻机（图4-2-7）、冲击钻机（图4-2-8）、冲抓锥成孔机（图4-2-9）等。图4-2-7 潜水钻机 图4

2、-2-8 冲击钻机 图4-2-8 冲抓锥成孔机 图4-2-10 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003)（1）测定桩位平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。施工前，桩位要检查复核，以防被外界因素影响而造成偏移。埋设护筒（2）埋设护筒护筒用48mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100200mm，顶面高出地面0.40.6m，上部开12个溢浆孔，如图4-2-11所示。护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口

3、，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒应在钻孔前埋设，埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在黏土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0.81.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填入黏土并分层夯实。（3）桩机就位钻机安放前，先将桩孔周边垫平，确保钻机安放到位且机身平稳，钻机就位时应确保机架的底盘、钻头中心及桩位中心在同一铅垂线上，其对中误差不得大于20mm；钻机就位后，测量钻机平台标高来控制钻孔深度，避免超钻或

4、少钻。经自检合格后，填写报验单请监理工程师对钻机的对中、底盘水平、钻杆垂直度等进行检查，监理工程师检查验收合格后，方可开始钻孔。正式钻孔前，钻机要先进行运转试验，检查钻头的同心度和钻机的稳定性，确保后面成孔施工能连续进行。（4）成孔 泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主，如图42-12所示。应根据土质条件确定：在黏土和粉质黏土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制为1.11.3g/cm3；在其他土层中成孔时，泥浆可选用高塑性（Ip17)的黏土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制为1.11.3g/cm3；在穿过砂夹卵石层或

5、容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制为1.31.5g/cm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定黏度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为黏度1822s、含砂率不大于8、胶体率不小于90，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增黏剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。（4）成孔 成孔过程的排渣方法。抽渣筒(图4-2-13)排渣构造简单，操作方便，抽渣时一般需将钻头取出孔外，放入抽渣筒，下部活门打开，泥渣进入筒内，上提抽渣筒，活门在筒内泥渣的重力作用下关闭，将泥渣排出孔外。图4-2-13 抽渣桶构造示意图（a）碗形活门；（b）单扇活门；（c）双扇活门 （4）成孔 成孔过程

6、的排渣方法。b泥浆循环排渣法可分为正循环排渣法和反循环排渣法，如图4-2-14所示。图4-2-14 泥浆循环成孔工艺（a）正循环排渣；（b）反循环排渣 1-钻杆；2-送水管；3-主机；4-钻头；5-沉淀池；6-潜水泥浆泵；7-泥浆池；8-砂石泵；9-抽渣管；10-排渣胶囊（a a）正循环排渣法）正循环排渣法是泥浆由钻杆内部沿钻杆从端部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流人泥浆池由泵注入钻杆，如此循环，沉淀的泥渣用泥浆车运出场外。（b b）反循环排渣法）反循环排渣法是泥浆由孔口流人孔内，同时砂石泵沿钻杆内部吸渣，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出并排人沉淀池沉淀

7、后流人泥浆池。反循环工艺排渣效率高。（4）成孔 成孔的方法。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。潜水电钻同样使用泥浆护擘成孔。其出渣方式也分为正循环和反循环两种。冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层，排出碎渣成孔。抓孔即用冲抓锥成孔机将冲抓锥斗提升到一定高度，锥斗内有压重铁块和活动抓片，松开卷扬机刹车时，抓片张开，钻头便以自由落体冲人土中。然后开动卷扬机提升钻头，这时抓片闭合抓土，冲抓锥整体被提升到地面上将土渣卸去，如此循环抓孔。该法成孔直径为4506.0mm，成孔深度为10m左右，适

8、用于有坚硬夹杂物的黏土、砂卵石土和碎石类土。地质较好时成孔地质较差时成孔（5）清孔当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，目的是清除孔底沉渣以。清孔可采用泥浆循环法或抽渣筒排渣。如孔壁土质较好不易塌孔，也可用空气吸泥机清孔。清孔后的泥浆相对密度，当在黏土中成孔时，泥浆比重应控制在1.1左右，土质较差时应控制为1.151.25。在清孔过程中必须随时补充足够的泥浆，以保持浆面的稳定，一般应高于地下水位1.0m以上。清孔满足要求后，应立即安放钢筋笼，浇筑混凝土。清孔（6）吊放钢筋笼清孔后应立即安放钢筋笼、浇筑混凝土。钢筋笼一般都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍

9、的间距等均应符合设计要求。分段制作钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定，如图42-15所示。（a）钢筋笼的检查（a）钢筋笼的吊放（7）水下浇筑混凝土泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝土强度等级不低于C20，坍落度为1822cm。其浇筑方法如图所示，所用设备有金属导管、承料漏斗和提升机具等。图4-2-16 水下浇筑混凝土导管法（a）导管组成（b）导管注满混凝土（c）浇筑过程中隔孔施工程序钻孔灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩。成孔阶段是依靠泥浆来平衡的，且在进行钻孔灌注桩施工时会使周围的土体松动。故采取较合适的桩距对防止坍孔和缩颈是一项稳妥的技术措施。孔的垂直度钻孔灌注

10、桩的垂直度是保证基础承载力和围护结构稳定性、建筑尺寸准确性的一个重要环节。确保成孔深度钻孔的深度是否达到设计要求，往往也影响灌注桩的承载力。在施工过程中自然地面的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平标高和桩具的总长度并做好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到的深度泥浆的制备和清孔清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净。泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩质量的关键环节。灌注桩成孔至设计标高，应充分利

11、用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.101.20，测得孔底沉渣厚度小于50mm时即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。（1）成孔质量的控制钢筋笼制作质量钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，然后进行取样试验合格后方可进行钢筋笼制作施工。同时，还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，由于吊环长度随底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。(2)钢筋笼质量控制钢筋笼吊放在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼连接焊缝的质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。在下放时应对准孔位中心，一般采用正、反旋转缓慢地

12、逐步下沉。(3)混凝土浇筑质量控制为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。水下混凝土施工级配比设计提高一级，坍落度为1822cm，扩散度为3438cm，导管应离孔底0.5m，混凝土初灌量必须保证能埋住导管0.81.3m，导管内放置隔水橡皮球胆。浇筑时，最好采用大体积混凝土冲击灌注法，每一斗灌注量要达到23m。混凝土在大斗中积蓄够量，出料口直接插入导管，然后打开活门一次连续冲击下去。泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌、斜孔、孔底孔壁坍塌

13、、斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂隔层、夹泥、流砂等工程问题，水下混凝土浇筑属隐蔽工程，一旦发生质量事故难以观察和补救，所以应严格遵守操作规程，在有经验工程技术人员的指导下认真施工，并做好隐蔽工程记录，以确保工程质量。质量通病原因分析解决措施孔壁坍塌1.提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁；2.护筒周围未用黏土紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等。1.是在孔壁坍塌段用石子黏土投入，重新开钻，并调整泥浆容重和液面高度；2.是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再正常冲击。偏孔桩架不稳固，导杆不垂直或土层软硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由导向不严格或遇到探头石及基岩倾斜所

14、引起的。将桩架重新安装牢固，使其平稳垂直：如孔的偏移过大，应填入石子黏土，重新成孔；如有探头石，可用取岩钻将其除去或低锤密击将石击碎；如遇基岩倾斜，可以投入毛石于低处，再开钻或密打。孔底隔层清孔不彻底，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。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。夹泥或软弱夹层 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。经常注意混凝土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土下的高度，并应在钢筋笼下放孔内4h内浇筑混凝土。流砂孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松散。针对于流砂的防

15、治采取措施。流砂严重时可抛入碎砖石、黏土：用锤冲入流砂层，防止流砂涌入。1、施工前对施工人员进行专项安全交底，进行安全环保培训和考核，增强安全环保意识；特殊工种必须持证上岗。2、各种作业人员严格按规范操作，现场设专人指挥施工。施工现场实行安全防护，禁止非施工人员进入防护线内，施工人员进入现场必须戴安全帽。3、现场电器设备作漏电保护装置，配电线全部采用三相五线制。电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。4、设备定期检修，并由专职人员按操作规程操作。手持电动工具有接零接地、漏电保护，穿戴绝缘鞋和戴绝缘手套。5、运输汽车必须状态良好，不得违章行车，司机持证上岗。夜间作业，施工现场有足够的照明

16、设备。6、沉淀池内泥浆、碴土要及时清理运至指定弃土场，成桩后及时清理桩周泥浆、浮碴集中处理，以免污染地表及周围环境。安全控制牢固树立安全意识成品保护1、严把钢筋笼制作精度及运输起吊时的变形保护，吊装时采用工具式加强杆，一次整体吊装安放。2、钻机在开始起拔护筒时慢速静拔，然后应减小护筒驱动器转动角度，减慢转动速度，顺时针、逆时针方向相结合，拔动护筒。3、在钢筋笼第一加劲箍筋位置内增设一道加劲箍。4、在护筒松动以后，应采用慢速静拔（不转动）。5、护筒起拔后，用钢筋网片护住孔口，待5h后，再进行空孔回填。6、浇筑砼时，导管要经常拆卸，使得砼的上返力大一些。7、护筒拔出后，桩头振捣。8、调整砼配合比，使碎石级配连续，混凝土有较好的和易性，并且利用大料斗进行浇筑，并且加隔水塞，可防止砼离析。9、下护筒时与起拔护筒时及时清理护筒外壁，如每班钻孔备小型增压水枪冲洗等，这些措施能减少筒侧壁的摩擦力。10、控制护筒一次起拔高度，以免使护筒根部露出混凝土面，造成质量缺陷。11、严格细致控制钢筋笼吊放，并将其牢固的绑扎或点焊于孔口。钢筋笼入孔后，检查其是否处在桩孔中心。下放导管时，应使导管顺桩孔中心位置而下，避免挂住钢筋笼。