济青高铁二分部-钻孔桩培训课件

1、钻孔桩灌注施工培训 济青高铁二分部工程部 2016.03.12钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。施工主要工序场地准备 埋设护筒 制备泥浆 钻孔一次清孔 钢筋笼入孔 二次清孔 桩基砼浇筑 成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩（一）场地准备旱地：平整、夯实场地浅水：筑岛深水：围檩法（二）埋设护筒 1、护筒的作用：护筒的作用： 固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，防止地面泥土等杂物掉入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。 2.护筒的制作要求：护筒的制作要求： 护筒通常采用钢筋混凝土和

2、钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚48mm，钢筋混凝土护筒厚810cm 。护筒上部设12个溢浆孔， 护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大2030厘米；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大3040厘米。 3.护筒的埋设要求护筒的埋设要求 钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。 埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。 埋置深度一般情况为24米，特殊情况应相应加深或减少。 护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；一般高于地面30cm-50cm;（三）泥浆制备泥浆作用： 在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。 组成及要求： 水：水的PH值78之

3、间，不含杂质 粘土（或膨润土）：塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%，相对密度为1.11.5 添加剂：无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度泥浆指标检测仪（四）钻架与钻机就位要求 能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。 钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。 钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。（五）钻孔 1、冲击法 2、冲抓法 3、旋转钻注意事项：1、能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有

4、足够的 高度。 2、钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。 3、钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。冲击钻机钻孔 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。 冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。 冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程： 中等冲程： 高冲程： 分级扩钻 12m 23m 35m 粘性

5、土 砂卵石等 基岩 十字形钻头钻 风化层 漂石密实卵石层 1.5m以上孔砾砂石等 径分2级 管形钻头0.7m 以上孔径分2-4级全套管冲抓成孔 特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；成孔直径标准，充盈系数很小；清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去

6、土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。 适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。 冲抓锥头示意图回转钻成孔回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，从而带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。回转钻机用于泥浆护壁成孔的灌注桩，成孔方式为旋转成孔。根据泥浆循环方式不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。3.1 正循环成孔 正循环回转钻进是以钻机的回转装置带动钻具旋转切削岩土，同时利用泥浆泵向钻杆输送泥浆（或清水）冲洗孔底，携带岩屑的冲洗液沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升，从孔口流向沉淀池，净化后再供使用，反复运行，由此

7、随着钻渣的不断排出，钻孔不断地向下延伸，直至达到预定的孔深。由于这种排渣方式与地质勘探钻孔的排渣方式相同，故称之为正循环，以区别于后来出现的反循环排渣方式。 随着钻渣的不断排出，钻孔不断地向下延伸，直至达到预定的孔深。由于这种排渣方式与地质勘探钻孔的排渣方式相同，故称之为正循环，以区别于后来出现的反循环排渣方式。 特点：排渣能力比较弱, 钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大，但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜。 适用：粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩3.2 反循环成孔 反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻

8、渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。 特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。 适用：同正循环。 反循环钻结构示意图3.3 潜水钻成孔 潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。潜水钻成孔前，孔口要埋设钢板护筒。旋挖钻成孔 主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。（六）清孔 目的：

9、钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。 方法： 抽浆清孔 换浆清孔 掏渣清孔循环排渣方法（七）安放钢筋笼 清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼在钢筋加工厂按照技术交底制作，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、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用单面焊接10d或双面焊接5d。钢筋保护层厚度不应小于75mm。可主筋外侧需安设垫块，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔3 4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入

10、孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。 注意事项： 1. 钢筋骨架一般每隔22.5米设置加强箍筋一道； 2. 钢筋骨架可分段制作；要确保保护层厚度； 3. 钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形； 4.钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高； 5.下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁； 6.在下钢筋笼时，可拆卸的十字形临时加劲架要完好拆除，便于重复安装使用，节约钢材； 7.钢筋笼主笼副笼焊接要满足单面焊接10d或双面焊接5d要求； 8.声测管焊接要顺直，保证不漏水，防止泥浆、灰浆进入，影响检查； 9.接地钢筋焊接必须满足焊接要求且保证自上而下

11、为同一根钢筋，焊渣要敲掉，以便保证后期电阻检查过关；（八）水下混凝土灌注1、泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。 2、水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。 3、浇筑方法有：导管法、泵压法、开底容器法、预填骨料压浆法、 袋装叠置法、倾注法，水下混凝土浇筑常用导管法。 4、采用导管法浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。 水下混凝土灌注过程 浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土

12、直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。灌注要求导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为36米，采用法兰连接，导管应不漏水、不漏气。为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用混凝土储料斗。水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为24米，在任何情况下不得小于1米或大于6米。导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合

13、理确定，其最小高度不宜小于桩长的5%，且不小于2米。在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降低，而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。现场混凝土塌落度实验、混凝土温度、混凝土含气量检测1.塌落度实验2.温度检测 接触式测温仪 红外线测温计3.混凝土含气量检测（九）质量通病及处理措施 1.坍孔 主要原因： (1)使用的泥浆不符合要求，粘土质量不符合标准或泥浆比重不足，起不到护壁的作用。(2)孔内的水头高度不够，低于地下水位，致使孔内水位 压强降低，造成坍孔。(3)在混凝土理入前，吊入钢筋骨架时，骨架偏位摆动碰 坏

14、孔壁造成坍孔。(4)清孔后放置时间过长，没及时浇入混凝土，而且没有 采取预防措施，造成坍孔。应对措施发生坍孔后，应立即查明坍孔处位置，分析地质情况，然 后采取如下措施：(1) 坍孔发生在护筒底脚处，根据实际情况，可以立即拆除护 筒，回填钻孔，重新埋设护筒后，再钻进；采用加长护筒， 使护筒通过震动锤继续下沉，直至埋于坍孔位置以下，外围 用黏土或装有黏土的草袋回填夯实，重钻时，控制好泥浆稠 度和水头高度。(2) 若坍孔位置较深，若不严重，则可以加大泥浆比重，继续 钻进；若坍孔较为严重时，则应立即用砂或小砾石加黏土回 填至坍孔以上位置，甚至将整个钻孔全部回填，暂停一段时 间，使回填土沉积密实，水位稳

15、定后，重新钻进，时刻注意 不良现象的发生。 2.掉钻主要原因：（1）钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过多；钻 进中选用的转速不当使钻杆扭转或弯曲折断；（2）地质坚硬，进尺太快，超负荷引起钻具断裂；（3）卡钻(埋钻)时强扭、操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳 断裂；（4）钻具之间连接螺拴松动，被剪断，引起掉钻。处理方法掉钻后应及时澄清情况，制定切实可行的打捞方案。 如果钻具被沉淀物或塌孔土石埋住，应首先清孔，使 掉入孔中的钻具露出来，以便用打捞工具打捞，或者 潜水员下去打捞。 3.浮笼主要原因：（1）混凝土坍落度太小，流动性不好。造成对钢筋笼摩 擦力大于钢筋笼自重。（2）混凝土灌注速率过快。（3）导管卡住钢筋笼，将钢筋笼提出。预防措施：（1）严格控制混凝土坍落度控制在180mm220mm.（2）当导管口在混凝土底部时，控制灌注速率并及时 拆管。（3）校核导管中心位置。 4.断断桩桩 主要原因： （1）灌注过程中发生埋管、卡管、阻管及其他一些情况都将造成断桩。 （2）导管拔过混凝土面造成的。 （3）首灌混凝土未成功封底。 （4）导管焊缝或接头漏水，造成导管内溢水。 应对措施： （1）在灌注混凝土开始不久出现的问题，应迅速拔出导管和钢筋骨架，将可吸出的混凝土尽量 吸出，如全部吸出，问题处理后重