钻孔灌注桩(冲击反循环钻机)施工工艺

1、钻孔桩施工工艺 (冲击反循环钻机钻孔桩采用冲击反循环钻机成孔。钻孔灌注桩施工工艺框图见图 2。筋笼制作运输图 2 钻孔灌注桩施工工艺框图(1施工准备陆上桩基:先平整场地,以便钻机安装和移位。场地布置根据施工现场的 实际情况,合理安排泥浆池、沉淀池的位置,沉淀池的容积满足 2个以上排渣量的需要;根据地质情况准备一定数量的造浆粘土。复核设计图纸桩位中心坐标, 用全站仪在施工现场精确放样,并打出“十”字线做好栓桩;由项目部质检人员 进行桩位复核,报驻地监理工程师验收桩位,误差控制在 3mm 以内。原地面低于 桩顶设计标高的地方,选择土质良好的土回填至桩顶设计标高 1米以上,整平并 且分层夯实。护筒制

2、作及埋设:根据桩位的定点,做好护筒埋设,护筒采用 6mm 钢板卷制 而成,护筒内径大于桩径 300mm ,埋设时护筒顶端高出地面 0.3m 或水面 1.5m ,护 筒底埋置深度根据地质情况进行确定,埋入土中的深度为 2m 。护筒中心线与桩基 中心线重合,误差不大于 50mm ,竖向倾斜度偏差不大于 1%。护筒采用汽车吊起吊 就位,护筒底部 50cm 范围内及四周回填粘土并分层夯实。水中桩基:本桥跨越乐运河,有部分桩基位于水中,且为浅水区桩基。位 于浅水区的桩基,由于水量小、流速低,桩基础采用草袋围堰、筑岛进行钻孔施 工。编织袋围堰结构布置示意见图 3。护筒埋设时将其打入河床面以下,并穿透河床表

3、面的松散覆盖层,必要时打 入不透水层,并用导向设备控制护筒位置,护筒顶端高出最高施工水位 1.52m 。 水中平台按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深。其他施工方 法同陆上桩基。围堰标高编织袋粘土添芯粘土添芯施工水位图 3 编织袋围堰结构布置示意图(2钻孔施工造浆、开孔钻机安装处事先整平夯实,以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成 孔的质量。钻机牢固固定,以免钻机在钻孔过程中发生移位。往护筒内填制浆粘土约 0.5m ,分别往护筒和泥浆池内注足水。开动钻机,使 冲击钻头上下运动,将护筒内粘土冲成泥浆,启动泥浆泵,循环泥浆,直至护筒 内与泥浆池内泥浆浓度一致。入孔泥浆指标符合下列

4、规定:a 、入孔泥浆相对密度,对于松散易坍地层为 1.201.40。b 、入孔泥浆黏度,对于松散易坍地层为 2230。c 、新制泥浆含砂率<2%。d 、胶体率>98%。e 、 PH 值为 811。泥浆原料选用优质黏土,为了提高泥浆的黏度和胶体率,可在泥浆中投入适 量的烧碱或碳酸钠,其掺量由试验确定。钻进中,随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表。开钻前,在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时,还要混和加入一定数量 的小片石,然后注入泥浆和清水,借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁,以加 固护筒角。开始正循环钻进,冲击钻孔时用小冲程,当孔底在护筒脚下 34m 后,根据 实际情况适

5、当加大冲程。钻孔时, 随时察看钢丝绳的回弹情况, 耳听钻锥的冲击声, 以判别孔底情况, 掌握勤松动,少量松绳的原则;孔内泥浆顶面高出护筒脚 0.5m 以上或地下水位 1.52.0m 。以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁,但比护筒顶面低 0.3m ,以防止泥浆 溢出;冲击过程中勤抽渣,勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况,预防安全质量事故 的发生。反循环钻进正循环钻进至泵吸反循环系统可以正常工作时开始反循环钻进。用潜水砂石 泵潜入孔内泥浆,若孔壁比较稳定,停止正循环钻进,泥浆循环约 2min 后停泵, 解除排渣胶管与泥浆泵的连接,启动泵吸反循环系统,开动钻机,进行反循环钻 进。钻进过程中,操作人员随着进尺快慢

6、及时放主钢丝绳,放绳时使钢丝绳在每 次冲击过程中始终处于拉紧状态,既不少放,也不多放。反循环钻进时及时补水, 始终保持孔内水位高于地下水位 2m 左右。钻进时注意事项:钻进时,起、落钻头速度宜均匀,不得猛或骤然变速,提 锥高度不大于 5m ;因故停钻时,将钻头提出孔外,并将孔口护盖 , 停钻泥浆指标:相对密度 1.031.1, 粘度 1720(S , 含砂率小于 2%, 胶体率 98%, 沉砂厚度:当桩径 1.5m 时,沉砂厚度 50mm ;当桩径>1.5m 时,沉砂厚度 100mm 。钻孔 应一次成孔,不得中途停顿,钻机达到设计深度后,对孔位、孔径、孔深和孔形 等进行检查,并按规范要求

7、填写钻孔记录表;钻进时注意进尺速度和地层变化, 在地层变化处每 1m 深取一次渣样,判明后记入记录表中,并与地层剖面图核对, 报监理工程师认可备案。(3终孔的确定施工地质验证与勘查资料基本一致,采用设计值终孔。施工地质验证与勘察资料不符,则根据桩底是否漏浆、冲锤进尺快慢及岩 样是否新鲜、坚硬等情况进行综合分析判断,必要时加补钻孔,确定终孔位置。 对于已查清设计桩底标高以下存在岩溶的桩基,保证桩基持力层下溶洞顶 板厚度不小于 3倍桩径且不小于 6m ,否则采取桩基穿越该溶洞的处理措施。 桩基钻至设计标高后, 采用简易钻探等手段进一步查明桩基以下 5m 范围内 是否存在隐伏溶洞,当与设计地质条件不

8、符时,及时上报,以确定相应的处理措 施。终孔后及时报现场监理工程师检验。(4清孔钻孔至设计高程以后,在吊放钢筋笼之前,对孔内的石渣、泥浆进行必要的 清理。做到孔内泥浆粘度、含渣量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。孔深可根据地面标高和孔底设计标高,利用测量绳实际测量,但在使用测量 绳时,测量绳是经过校验合格的测量绳,孔深比设计深度超深不小于 50mm 。孔的 倾斜度可通过下放探孔器来检验,倾斜度不得大于 1%,探孔器的外径为钻孔桩钢 筋笼直径加 100mm (不大于钻头直径 ,长度为外径的 46倍;孔位由测量进行复 核,孔的中心位置对于单排桩偏差不大于 50mm ;孔径不小于设计值。采用抽渣法清孔,

9、并及时向孔内注入清水或新鲜泥浆,保持孔内泥浆稠度以 防塌孔。清孔指的是成孔到位后的第一次清孔,主要是清除孔内的大量钻渣,以 便于现场技术员和监理进行成孔验收。抽渣时注意:及时向孔内补浆或补水,如向孔内投放粘土自行造浆,在抽渣 后随着冲击投放粘土,不宜一次倒进很多,防止粘结;抽渣筒放到孔底后,在孔 底上、下提放几次,使其多进些钻渣,然后提出。钻头刃口在钻井中不断磨损, 直径磨耗不得超过 1.5cm ,每班开钻前检查钻头直径、及时补焊,不宜中途修补, 以免卡钻。准备备用钻头,轮换使用和修补。清孔后泥浆指标:相对密度 1.031.1,粘度 1720(S ,含砂率小于 2%, 胶体率 98%,沉砂厚度

10、:当桩径 1.5m 时,沉砂厚度 50mm ;当桩径>1.5m 时, 沉砂厚度 100mm 。(5钢筋笼制作及安装钢筋笼制作接头符合现行公路桥涵施工技术规范 (JTJ041 2000的有关规定。制作 钢筋笼时,对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要 求进行。桩身钢筋笼在加工场加工,主筋接头按设计要求进行处理;钢筋笼的主 筋尽量为整根, 采用焊接、 挤压接头时, 同一截面接头数量小于 50%; 采用搭接时, 同一截面接头数量小于 25%; 按设计要求于钢筋笼外侧焊接定位钢筋, 以确保钢筋 笼的保护层。桩长小于 20m 时,钢筋笼整体加工好后运至现场,采用 25t 汽车

11、吊 吊装入孔;桩长大于 20m 时,钢筋笼分节加工好后运至现场,在孔口进行竖向连 接。按图纸设计制作、安装声测管,声测管底口及接头保证焊接质量,检测管采 用铁丝绑扎牢固,检测钢管紧贴加劲箍内侧均匀布置,采用 57钢管,上端高出 桩顶 20cm ,且通到桩底,接头处采用 70钢套管焊接;下端采用钢板封底焊牢, 且不能漏水;灌注混凝土前,将检测钢管灌满水,上口用木塞堵死。成品钢筋笼 保证其顺直、尺寸准确。 钢筋笼吊装之前,先报现场监理对钻孔进行检验,检验孔的尺寸及泥浆指标, 检验合格并经确认后,吊装钢筋笼。钢筋笼吊装时对准孔位,尽量竖直轻放、慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反 旋转使之下落,无效时,立

12、即停止下落,查明原因后再安装。不允许高起猛落, 强行下放,防止碰撞孔壁而引起坍塌。钢筋笼节段连接采用电弧搭接焊,同一截 面接头数量小于 50%,采用单面搭接焊,焊缝长度不小于 10d 。入孔后牢固定位, 并使钢筋笼处于悬吊状态。钢筋笼下到设计位置后,在孔口采取吊筋进行固定, 防止混凝土施工过程中钢筋笼上浮。(6、二次清孔此次清孔是指钢筋笼和导管安装完后,灌注水下混凝土前的清孔,称为第二 次清孔。此次清孔必须达到下列要求:根据公路桥涵施工技术规范 (JTJ041 2000 ,对于桩径>1.5m 的桩,孔 底沉渣厚度不大于 100mm ;不得用加深孔底深度的方法代替清孔。(7、灌注砼施工混凝

13、土前,先报现场监理工程师验孔,并经签认后方可施工混凝土。砼 由拌和站集中拌制,砼运输车运输到浇筑地点。导管法灌注水下砼,导管不使用 法兰盘进行连接。 钻孔桩所使用砼标号为 C25, 配合比设计时坍塌落度取 1822cm 之间,骨料采用机制碎石,粒径 526.5cm, 砂率、每立方米砼水泥用量及水灰比 符合试验要求。首批灌注混凝土的数量应满足导管埋置深度( 1m 和填充导管底部的需要, 所需混凝土数量采用以下公式计算:V (H1+H2 D 2/4+d 2h 1/4V 首批灌注混凝土的数量(m 3 ; D桩孔直径(m ;H 1桩孔底至导管底端距离,一般为 0.4m ; H2导管初次埋置深度(m ;

14、d 导管内径(m ; h 1桩孔内混凝土达到埋置深度 H 2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆压力所需的高度(m , h 1= Hw w /c ; H w 孔内水或泥浆的深度 (m , w 孔内水或泥浆的重度 (KN/m3 , c 混凝土拌合物的重度 (取 24KN/m3 。砼灌注工作开始后,必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短, 拆除导管所耗时间严格控制, 一般不超过 15min , 不能中途停歇; 在灌注砼过程中, 随时探测砼高度,及时拆除或提升导管,导管埋深一般保持在 26m ,并作好灌注 记录。灌注混凝土注意的问题:a 、导管使用前做水密、承压和接头抗拉试验。试验时的水压

15、不应小于孔内水 深 13倍的压力, 也不应小于导管和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力 P 的 1.3倍。导管的接头严密,每次逐个检查,以防漏水。导管位于孔中央,并在灌注混 凝土前进行升降试验。安放时记录导管安装顺序及每节长度,保证导管的总长度 符合施工规范要求,灌注时记录导管拆除后的长度,并作好灌注记录。b 、混凝土原材料拌和必须均匀,杜绝运输过程中的离析。每车混凝土均检测 坍落度、和易性,达不到要求的砼坚决不用。c 、 为了确保浇筑过程的连续性, 施工混凝土时工厂的两组搅拌设备同时运作。 同时,拌合站自备 4台 250KW 发电机 , 在停电时使用,以保证混凝土的连续施工。d 、制备砼的原材料符合技术规范及施工规范的要求。施工过程中砼坍落度始 终控制在 1822cm 。e 、由于混凝土数量大,灌注需要时间较