冲击钻钻孔灌注桩施工工艺

冲击钻钻孔灌注桩冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程施工工艺流程采用桩基础的情况采用桩基础的情况n 建筑物荷载较大，地基上部土层为强度低、压缩建筑物荷载较大，地基上部土层为强度低、压缩性大，不能满足设计要求的软弱土层或采用人工性大，不能满足设计要求的软弱土层或采用人工处理效果不大、不经济或施工困难的软弱土层，处理效果不大、不经济或施工困难的软弱土层，而地基下部不太深处埋藏有坚实地层。而地基下部不太深处埋藏有坚实地层。n 高层建筑或重要建筑，不允许地基有过大沉降或高层建筑或重要建筑，不允许地基有过大沉降或不均匀沉降时不均匀沉降时n 高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时n 地震区，以桩基作为结构抗震措施等地震区，以桩基作为结构抗震措施等设计要求设计要求1.根据施工场区的工程地质根据施工场区的工程地质条件和桩基础设计情况，条件和桩基础设计情况，本工程钻孔灌注桩采用正本工程钻孔灌注桩采用正循环冲击钻进、泥浆护壁循环冲击钻进、泥浆护壁成孔、吊车吊放钢筋笼、成孔、吊车吊放钢筋笼、导管水下灌注成桩工艺施导管水下灌注成桩工艺施工。工。2.钻孔灌注桩全部设计为柱钻孔灌注桩全部设计为柱桩桩 。n 冲击钻成孔灌注桩是用冲击式冲击钻成孔灌注桩是用冲击式钻孔架悬吊钻孔架悬吊 冲击钻冲击钻 头（又称冲头（又称冲锤）上下往复冲击，将土层或锤）上下往复冲击，将土层或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥岩层破碎成孔，部分碎渣和泥渣挤入孔壁中，大部分成为泥渣挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆循环带出成孔，然渣，用泥浆循环带出成孔，然后再灌注混凝土成桩。后再灌注混凝土成桩。n 利用泥浆泵使泥浆通过钢丝绳利用泥浆泵使泥浆通过钢丝绳、钻头而压入孔底，携带钻渣、钻头而压入孔底，携带钻渣，再从孔底经过钻头与孔壁之，再从孔底经过钻头与孔壁之间的环形空间回流至地面的循间的环形空间回流至地面的循环环n 柱桩：桩脚直接落在结实的岩柱桩：桩脚直接落在结实的岩层上，将建筑物的压力全部通层上，将建筑物的压力全部通过柱子传递到岩层上。当岩层过柱子传递到岩层上。当岩层较浅或者建筑物非常高大时采较浅或者建筑物非常高大时采用。用。施工工艺流程图施工工艺流程图施工工艺流程图测量定位 桩位复测埋设护筒 位置、垂直度检查钻机就位 水平、对中检查冲击成孔 孔位、孔径、孔深、垂直度检查第一次清孔 沉渣、泥浆性能检查钻机移位下一孔吊装钢筋笼 钢筋笼制作安放导管第二次清孔 沉渣厚度测量水下灌注混凝土提导管起拔护筒施工准备施工准备n 一、场地平整一、场地平整n 各墩台使用装载机推各墩台使用装载机推平，并碾压密实，然平，并碾压密实，然后在碾压密实的地表后在碾压密实的地表上横向铺设枕木，即上横向铺设枕木，即构成钻机平台。构成钻机平台。n 二、开挖泥浆池、沉二、开挖泥浆池、沉淀池淀池n 泥浆池开挖尺寸为：泥浆池开挖尺寸为：643m泥浆溜槽为：泥浆溜槽为：5020cm，坡比为：，坡比为： 1：0.75. 开挖泥浆池、沉淀池并做好防护开挖泥浆池、沉淀池并做好防护测量放点测量放点n 根据设计提供的导线点及水准点用全站仪定位，划出墩位，再根据设计桩位，测放桩心，将每一根桩的中心用木桩标识，并采用铁钉标定中心，然后在中心桩的前后左右设置护桩。孔位误差应符合桥涵验标的要求。埋设护筒埋设护筒n 1 、护筒埋设应准确、稳定，、护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不护筒中心与桩位中心的偏差不得大于得大于 50mm，护筒的垂直倾斜，护筒的垂直倾斜度不大于度不大于 1% ；2、 护筒一般用护筒一般用 4-8mm钢板制作钢板制作，其内径应大于设计桩径，其内径应大于设计桩径 200mm，其上部开设，其上部开设 1个溢浆孔；个溢浆孔；3 、护筒的埋设深度：在粘性、护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于土中不宜小于 1.0m；砂土中不；砂土中不宜小于宜小于 1.5m；护筒顶端高出地；护筒顶端高出地面面 50cm。 n 作用：保护孔口、定位导向，作用：保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止塌方。维护泥浆面，防止塌方。埋设十字护桩埋设十字护桩n 为了校正护筒及桩孔中心，在为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用挖护筒之前采用 “+”字交叉法在护筒字交叉法在护筒以外较稳定的部位设以外较稳定的部位设 4个定位桩，个定位桩，在护筒安设后，以桩位放样所设的在护筒安设后，以桩位放样所设的 “十十 ”字形控制桩在护筒口上用丝线字形控制桩在护筒口上用丝线 “十十 ”字交叉，在字交叉，在 “十十 ”字交叉点挂吊一字交叉点挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置。安设位置。n 定位桩采用定位桩采用 18 钢筋，在位于钢筋，在位于护筒边护筒边 1 2m位置进行埋设（确保位置进行埋设（确保不被施工破坏），定位桩顶高于护不被施工破坏），定位桩顶高于护筒顶筒顶 20cm，且埋入地面不小于，且埋入地面不小于 30cm，并浇筑，并浇筑 20cm厚半径厚半径 20cm圆型混凝圆型混凝土进行固定，并用红油漆标识，施土进行固定，并用红油漆标识，施工中做好定位桩的保护工作。工中做好定位桩的保护工作。护桩钻机就位钻机就位n 钻机安放在枕木上，必须平整钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、稳固，确保施工中不移位、不倾斜；不倾斜；n 钻头或钻杆中心与护筒中心误钻头或钻杆中心与护筒中心误差不得大于差不得大于 50mm，钻孔时，孔，钻孔时，孔内水位高于护筒地脚内水位高于护筒地脚 0.5m以上以上或地下水位以上或地下水位以上 1.5m 2.0m。n 基底必须采用石碴夯实，防止基底必须采用石碴夯实，防止不均匀沉降引起钻机倾斜，钻不均匀沉降引起钻机倾斜，钻机底座平整，保证钻杆垂直，机底座平整，保证钻杆垂直，钻机安装牢固，机架不摆动，钻机安装牢固，机架不摆动，保证钻杆和吊绳始终对准孔心保证钻杆和吊绳始终对准孔心，加强机械保养维护，减少钻，加强机械保养维护，减少钻机过程中钻杆的抖动。机过程中钻杆的抖动。冲击钻机冲击钻机n 冲击式钻机是灌注桩基础施工的一冲击式钻机是灌注桩基础施工的一种重要钻孔机械，它能适应各种重要钻孔机械，它能适应各 种种不同地质情况，特别是卵石层中钻不同地质情况，特别是卵石层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造适应性强。同时，用冲击式钻机造孔，成孔后，孔壁四周形成一层密孔，成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁，提高桩基实的土层，对稳定孔壁，提高桩基承载能力，均有一定作用。承载能力，均有一定作用。目前常用的冲击钻机有 目前常用的冲击钻机有 CZ系列系列（如表所示），其所有部件装在拖（如表所示），其所有部件装在拖车上，包括电动机、传动机、卷扬车上，包括电动机、传动机、卷扬机和桅杆等，整体牵引。冲机钻孔机和桅杆等，整体牵引。冲机钻孔是利用钻机的曲柄连杆机构，将动是利用钻机的曲柄连杆机构，将动力的回转运动改变为往复运动，通力的回转运动改变为往复运动，通过钢丝绳带动冲锤上下运动。通过过钢丝绳带动冲锤上下运动。通过冲锤自由下落的冲击作用，将卵石冲锤自由下落的冲击作用，将卵石或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏渣筒）排出。渣筒）排出。冲锤（如图所示）有各种形状 冲锤（如图所示）有各种形状，但它们的冲刃大多是十字形的。，但它们的冲刃大多是十字形的。3PNL-12型泵结构图型泵结构图 n 1.防护罩防护罩 2.泵体泵体 3.叶轮叶轮 4.泵盖泵盖 5.密封体密封体 6.导管导管 7.泵轴泵轴 8.托架托架 9.联轴器联轴器 10.电动机电动机 n 泥浆泵是钻机的重要配套泥浆泵是钻机的重要配套产品，用于钻孔作业中循产品，用于钻孔作业中循环泥浆。环泥浆。n 泥浆泵是在钻孔过程中泥浆泵是在钻孔过程中 ,将将泥浆加压后携带出泥浆加压后携带出井底的岩屑和供给孔底动井底的岩屑和供给孔底动力钻具的动力力钻具的动力 ,向孔底输向孔底输送和循环钻孔液的往复泵送和循环钻孔液的往复泵 . 泥浆泵冲击成孔冲击成孔n 开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆，以保证粘土造浆护壁的可行性。，以保证粘土造浆护壁的可行性。n 采用钻孔粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，保持在采用钻孔粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，保持在1.2 1.3。n 在钻进过程中对照地质勘探图纸对钻孔中所遇到的各种地层采取土样在钻进过程中对照地质勘探图纸对钻孔中所遇到的各种地层采取土样，地层变化处，至少取一个样，从冲击钻机捞取的钻渣中取出样品，地层变化处，至少取一个样，从冲击钻机捞取的钻渣中取出样品，查明土类并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装查明土类并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留。袋保留。n 为防止桩位偏移和斜孔，采取以下措施：为防止桩位偏移和斜孔，采取以下措施：1、冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于、冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于 50mm ，开始低锤（小冲程，开始低锤（小冲程）密击，锤高）密击，锤高 0.4 0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下，直至孔深达护筒下 5 6m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5 2.0m以上，转入正常连续冲击。以上，转入正常连续冲击。2、在钻进过程中每、在钻进过程中每 1 2m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。第一次清孔第一次清孔n 终孔后停止进尺，将钻头提离孔底终孔后停止进尺，将钻头提离孔底 300500mm，保持钻头回转和泥浆循环，泵入比，保持钻头回转和泥浆循环，泵入比重重 1.1 1.2的泥浆，把孔内泥浆换出，并的泥浆，把孔内泥浆换出，并捞取沉渣，直至达到设计要求，泥浆比重捞取沉渣，直至达到设计要求，泥浆比重在在 1.2，含砂率，含砂率 2，孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度 50mm，漏斗测粘度在，漏斗测粘度在 18至至 28s之间，方可之间，方可提钻下钢筋笼，灌注混凝土。提钻下钢筋笼，灌注混凝土。泥浆粘度计和泥浆比重计泥浆粘度计和泥浆比重计n 粘度计：粘度计：n 1、用 途：、用 途： 适用于现场和实验室中测量适用于现场和实验室中测量泥浆的粘度，它是由粘度计中流出泥浆的粘度，它是由粘度计中流出 500mm3的的泥浆所需的时间来计算，单位泥浆所需的时间来计算，单位 为秒为秒 . n 2、 技术指标：技术指标： 1.流出管孔直径流出管孔直径 5mm，长，长100mm 2.水值水值 150.5s 3. 夹层量杯一端容量夹层量杯一端容量500ml，另一端容量，另一端容量 200ml 4.全部仪器包括附全部仪器包括附件，泥浆缸等共重件，泥浆缸等共重 2.5kgn 比重计比重计n 1、用 途：、用 途： 用于现场或实验室内测量泥用于现场或实验室内测量泥浆的重量，单位为浆的重量，单位为 g/mm3。 n 2、特 点：、特 点： NB 1型泥浆比重计是一个不型泥浆比重计是一个不等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的游在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标。标。 n 3、技术指标：、技术指标： n 1.测量范围测量范围 :0.96 3g/cm3 n 2.测量精度测量精度 :0.01g/cm3； n 3.泥浆杯容量泥浆杯容量 :140cm3 n 4.仪器尺寸仪器尺寸 :500( 长长 )100( 宽宽 )100( 高高 )mm 泥浆指标检测泥浆指标检测泥浆比重计粘度计终孔验收终孔验收n 桩孔终孔，由施工单位自检后，会同甲方代表及现场监理共同对孔径桩孔终孔，由施工单位自检后，会同甲方代表及现场监理共同对孔径、孔深、桩位垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要、孔深、桩位垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要求进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。求进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。n 根据根据 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范 （ JGJ94-94）及设计要求，执行如下质量）及设计要求，执行如下质量标准：标准：1、桩位中心允许偏差不大于、桩位中心允许偏差不大于 50mm;2、孔径偏差不小于设计桩径；、孔径偏差不小于设计桩径；3、孔深不小于设计孔深、孔深不小于设计孔深 ;4、桩孔垂直度偏差应小于、桩孔垂直度偏差应小于 1；5、灌注前孔底沉渣厚度不大于、灌注前孔底沉渣厚度不大于 50mm;6、清孔后泥浆密度小于、清孔后泥浆密度小于 1.10，含砂率，含砂率 2，粘度，粘度 18 28S测量孔径及孔深测量孔径及孔深检孔器技术员用测绳测试成孔深度钢筋笼制安钢筋笼制安n 钢筋笼的分节长度应按照下料单要求下料钢筋笼的分节长度应按照下料单要求下料 ,钢筋笼的加强箍筋设置间距钢筋笼的加强箍筋设置间距 2m一道一道设置设置 ,主筋附着在加强箍筋外侧主筋附着在加强箍筋外侧 ,主筋与加强箍筋采用点焊连接。每根桩的钢主筋与加强箍筋采用点焊连接。每根桩的钢筋笼分节编号筋笼分节编号 ,同同 -截面内接头数量不超过钢筋总数量的截面内接头数量不超过钢筋总数量的 50%；主筋的接头采用；主筋的接头采用闪光对焊或冷挤压套筒连接，加劲筋与主筋采用焊接方式进行固定，箍筋与闪光对焊或冷挤压套筒连接，加劲筋与主筋采用焊接方式进行固定，箍筋与主筋采用交错点焊和绑扎方式进行固定；主筋采用交错点焊和绑扎方式进行固定； n 钢筋笼设置钢筋笼设置 10钢筋垫块钢筋垫块 ,竖向间距竖向间距 2米，同一截面不少于米，同一截面不少于 3处；处；n 钢筋笼入孔时，由吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设钢筋笼入孔时，由吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间，并采取在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间，并采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准桩孔中心，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左时对准桩孔中心，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因，进行处理。右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因，进行处理。严禁高提猛落和强制下放。严禁高提猛落和强制下放。n 骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮动，钢筋笼中心与设计桩中心位置对正，反复核筋笼掉笼或在灌注过程中浮动，钢筋笼中心与设计桩中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装；对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装；n 钢筋笼在入孔后，与上部钢筋连接采用冷挤压套筒连接，钢筋笼连接完成，钢筋笼在入孔后，与上部钢筋连接采用冷挤压套筒连接，钢筋笼连接完成，并与护筒连接定位后，尽快进行混凝土灌注，防止塌孔并与护筒连接定位后，尽快进行混凝土灌注，防止塌孔 。吊装钢筋笼吊装钢筋笼n 钻孔桩钢筋骨架允许偏差钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法和检验方法n 1、钢筋笼在承台底以下长度、钢筋笼在承台底以下长度100mm ，尺量检查；，尺量检查；n 2、钢筋骨架直径、钢筋骨架直径 20mm ，尺量检，尺量检查；查；n 3、主筋间距、主筋间距 0.5d ，尺量检查不，尺量检查不少于少于 5处；处；n 4、加强筋间距、加强筋间距 20mm ，尺量检查，尺量检查不少于不少于 5处；处；n 5、箍筋或螺旋筋间距、箍筋或螺旋筋间距 20mm ，尺，尺量检查不少于量检查不少于 5处；处；n 6、钢筋骨架垂直度、钢筋骨架垂直度 1%，吊线尺量，吊线尺量检查。检查。混凝土灌注混凝土灌注n 待安放好钢筋笼和灌浆导管后，再测量孔底沉渣，若沉渣厚度待安放好钢筋笼和灌浆导管后，再测量孔底沉渣，若沉渣厚度 50mm，再进行二次清孔，二次清孔合格后，即灌注混凝土成桩。，再进行二次清孔，二次清孔合格后，即灌注混凝土成桩。n 混凝土灌注混凝土灌注1、混凝土水下灌注采用、混凝土水下灌注采用 280mm 导管，导管接头为丝扣连接，橡胶圈导管，导管接头为丝扣连接，橡胶圈密封，导管使用前做水密封试验，拼装好的导管先灌入密封，导管使用前做水密封试验，拼装