青建路桥钻孔灌注桩施工技术（共55）

钻孔灌灌注桩桩施工工2022/10/261青建路桥技术管理部部2022/10/262目录1.钻孔灌注桩桩国内发展展简史2.钻孔灌注桩桩种类及特特点3.钻孔灌注桩桩施工工艺艺流程4.质量通病及及处理措施施一.国内发展简简史桥梁基础按按施工方法法可分为明明挖基础、、桩基础、、管柱基础础和沉井基基础四类。。其中桩基础础按制作工工艺分为两两种①预制桩钢筋混凝土土预制桩是是在工厂或或施工现场场预制，用用锤击打入入、振动沉沉入等方法法，使桩沉沉入地下。。②灌筑桩又叫现浇桩桩，直接在在设计桩位位的地基上上成孔，在在孔内放置置钢筋笼或或不放钢筋筋，后在孔孔内灌筑混混凝土而成成桩。与与预制桩相相比，可节节省钢材，，在持力层层起伏不平平时，桩长长可根据实实际情况设设计。灌注桩按成成孔方式不不同又可分分为钻孔灌灌注桩、沉沉管灌注桩桩、人工挖挖孔桩、爆爆扩灌注桩桩等。我国钻孔灌灌注桩(简称钻孔桩桩)，是从1960年开始试验验、研究，，通过在使使用中不断断改进，逐逐步发展起起来的一种种桥梁基础础施工的新新形式。钻钻孔桩的问问世，可以以说是桥梁梁基础施工工技术上进进行的一次次革命。多多年来实践践证明，钻钻孔桩具有有许多优点点：主要是是施工设备备简单，操操作方便，，可变水下下作业为水水上作业；；大大简化化了施工工工艺，缩短短了工期，，降低了造造价。因此此桥梁工程程中广泛地地采用这一一基础形式式。钻孔灌注桩桩施工工艺艺目前虽然然已经比较较成熟，但但是在施工工中还存在在大量的施施工风险，，比如塌孔孔、卡钻、、掉钻、浮浮笼、断桩桩等一系列列事故，给给我们施工工带来大量量的风险。。二.灌注桩的种种类及特点点2022/10/267钻孔灌注桩桩：指采用不同同的钻孔方方法，在土土中形成一一定直径的的井孔，达达到设计标标高后，将将钢筋骨架架（笼）吊吊入井孔中中，灌注混混凝土形成成的桩基础础。钻孔灌注桩桩的施工设设备主要有有三种：冲冲击钻、循循环钻和旋旋挖钻。1.冲击钻利利用冲击钻钻头进行冲冲击破碎形形成桩孔，，主要用于于地质较硬硬、有岩石石等较硬地地层的钻孔孔施工。目目前国内内主要有手手动拉杆式式和自动式式2种。在地基承载载力较大的的地质情况况下，无法法采用循环环钻和旋挖挖钻。此刻刻采用冲击击钻。优点：适应应于各种地地质，尤其其可用于地地基承载力力较大的地地质情情况。缺点：动力力功率大耗耗电率高，，移动不便便，冲击振振动有噪音音影响周围围环境。需需设泥浆池池、沉淀池池。手动式拉杆杆式冲击钻钻：应用较较为广泛的的一种冲击击钻。依靠锤头的的自身重量量向下冲击击岩层，然然后由卷扬扬机通过钢钢丝绳提升升锤头。优点：对于于坚硬地层层，可以人人工控制锤锤头的冲程程，加大对对地层的冲冲击力度，，缩短成孔孔时间。缺点：工作作需要人工工拉杆进行行操作，增增大了人力力支出。手动拉杆式式冲击钻自动式冲击击钻：近几几年的手动动式演化版版，俗称磕磕头钻。主要优点：：移动方便便，钻头可可自动上下下移动打钻钻节省人力力。主要缺点：：钻头冲程程可调控范范围过小，，碰到坚硬硬地层不能能用大冲程程冲击岩层层。另一个缺点点与其移动动方便相辅辅相成：轮轮胎易下陷陷。自动式冲击击钻2.循环钻：在在泥浆护壁壁的条件下下利用钻头头旋转的力力对地层进进行旋转冲冲击从而形形成桩孔。。循环钻根据据泥浆的循循环方式分分为正循环环和反循环环2种。循环钻在粘粘土、亚粘粘土、淤泥泥类土质和和粉砂层地地质施工中中优势明显显，施工速速度仅次于于旋挖钻，，且施工成成本比旋挖挖钻低。现在又出现现车载循环环钻，移动动方便快捷捷。但也需需要配置泥泥浆池和沉沉淀池，容容易造成施施工场地脏脏、乱、差差。正循环钻机机：泥浆由由泥浆泵从从泥浆池里里抽到钻杆杆里,通过钻杆不不断的输送送到钻井里里,然后从钻井井井口自然然的排出来来,同时把钻渣渣带出到地地面上来.优点：护壁壁效果好，，施工无振振动无噪音音无挤压。。缺点：靠靠钻井液(泥浆)的自然循环环方式排渣渣,所以循环能能力和排渣渣能力都比比较弱,只能排出一一部分钻渣渣,而且颗粒比比较大的钻钻渣也不能能排出来,钻井里残留留的钻渣比比较多,影响了钻进进速度,钻具的磨损损也比较大大.反循环钻机机：泥浆是是用泥浆泵泵从钻井的的井口(钻杆外面)向钻井里输输送,再用压缩空空气或泥浆浆泵,从钻杆的中中间抽出来来。优点：循环环能力和排排渣能力都都比较强,不但排渣干干净,而且颗粒比比较大的钻钻渣也能排排出来，使使清孔时间间大大短。。且无噪音音污染。缺点：很难难在比钻头头吸渣孔大大的卵石和和漂石中钻钻进，水压压和泥浆比比重管理不不当容易坍坍孔。3.旋挖钻:是一种适合合建筑基础础工程中成成孔作业的的施工机械械．旋挖钻机是是在第二次次世界大战战后发展起起来的新型型钻孔设备备。我国从从上世纪80年代开始引引进吸收，，但一直没没有取得太太大的进展展。直到2001年中铁集团团开始在青青藏铁路上上大面积推推广应用旋旋挖钻进行行桩基成孔孔。至此，，旋挖钻成成孔施工工工艺在国内内较大范围围内迅速推推广.主要钻进工工艺有三种种：干式钻钻进、清水水孔钻进和和泥浆护壁壁钻进。其主要特点点为自带履履带移动方方便和成孔孔速度快，，孔底干净净。主要适于砂土、粘性性土、粉质质土等土层施工工，最大成成孔直径可可达1.5～4m，最大成孔孔深度为60～90m，可以满足足各类大型型基础施工工的要求。。三.钻孔灌注桩桩施工工艺艺流程泥浆备料泥浆池终孔质量检查清孔下钢筋笼安装导管检查沉砟厚度及泥浆指标水下混凝土浇筑拔除护筒成桩质量检验泥浆沉淀池混凝土制备输送拼装导管检查钢筋笼制作检查标高施工准备平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位开孔钻进制作试件循环造浆抽砟成孔下下导导管和钢筋筋笼灌灌注水下下混凝土成成桩简要图示：：陆地:清除杂物、、换除软土土、平整压压实，场地地位于陡坡坡时，也可可用枕木、、型钢等搭搭设工作平平台。深水：水中围围堰浅水：在浅水中，宜宜用筑岛围堰堰法施工，筑筑岛面积按钻钻孔方法、设设备大小等决决定。一.平整场地为钻机提供稳稳定的作业平平台，防止钻钻机偏移引起起偏孔和钻机机倾覆及罐车车沉陷等问题题。1.护筒的作用：：（1）定位。（2）避免孔口周周围杂物掉入入孔内。（3）保持泥浆水水位，防止坍坍孔。2.护筒的制作要要求：使用旋转钻机机钻孔应比钻钻头大约20cm，使用冲击钻钻机钻孔应比比钻头大约40cm。2022/10/2620二.护筒埋置护筒是埋置于于钻孔桩孔口口的一个圆筒筒，在进行埋埋置护筒前必必须进行测量量放样，因护护筒一经埋置置，桩位就已已确定。3.护筒的埋置要求（1）钻孔前，在现现场放线定位位，护筒中心心竖直线与桩桩中心线重合，平面面允许误差为为50mm，，倾斜不大于于1％。（2）埋设护筒要采用人工挖挖孔埋设，外外围用粘土夯夯填。埋置深度一般般情况为2—4米。（3）护筒顶面宜宜高出施工水水位或地下水水位2m，还应满足孔孔内泥浆面的的高度要求，，在旱地或筑筑岛时还应高高出施工地面面0.5m。2022/10/26212022/10/2622三.泥浆制备泥浆作用：在孔壁形成泥泥皮稳定孔壁壁、悬浮钻渣渣、润滑钻具具、正循环环排渣。组成及要求：(1)泥浆比重：正正循环旋转钻钻机、冲击钻钻机使用管形形钻头钻孔时，入孔孔泥浆比重为为1.1～1.3；冲击钻机使使用实心钻头头钻孔时，孔孔底泥浆比重重不宜大于：：砂黏土为1.3；大漂石、卵卵石层为1.4；岩石为1.2。反循环旋转转钻机入孔泥泥浆比重可为为1.05～1.15。(2)黏度：一般地地层16～22s，松散易坍地地层19～28s。(3)含砂率：新制制泥浆不大于于4%。(4)胶体率：不小小于95%。(5)PH值：应大于6.5。2022/10/26232022/10/2624泥浆三大指标标检验仪器泥浆比重粘度含砂量四.钻孔施工2022/10/2626（1）安装钻机前前，底架应垫垫平，保持稳稳定，不得产产生位移和沉沉陷。钻头或或钻杆中心与与护筒中心偏偏差不得大于于5cm。（2）无论采用哪哪种方法钻孔孔，开孔的孔孔位必须准确确，应使初成成孔壁竖直、、圆顺、坚实实。（3）钻孔时，孔孔内水位宜高高于护筒底脚脚0.5m以上或地下水水位以上1.5～2.0m。在冲击钻进进中取渣和停停钻后，应及及时向孔内补补水或泥浆，，保持孔内水水头高度和泥泥浆比重及粘粘度。（4）钻孔时，起起、落钻头速速度宜均匀，，不得过猛或或骤然变速，，孔内出土不不得堆积在钻钻孔周围。（5）钻孔作业应应连续进行，，因故停钻时时，有钻杆的的钻机应将钻钻头提离孔底底5m以上，其他钻钻机应将钻头头提出孔外，，孔口应加护护盖。钻孔过过程中应经常常检查并记录录土层变化情情况，并与地地质剖面图核核对。钻孔到到达设计深度度后，应对孔孔位、孔径、、孔深和孔形形进行检验，，并填写钻孔孔记录表。孔孔位偏差不得得大于10cm。五.成孔检查对孔径、孔深深、孔位、垂垂直度进行检检查。探孔器对孔径径和垂直度进进行检查。用测绳对孔深深进行检查，，测绳必须用用钢尺进行校校核。护桩交叉拉线线对孔位进行行检查。六.清孔钻孔过程中会会有一部分泥泥浆和钻渣沉沉于孔底，必必须将这些沉沉积物清除干干净，才能使使灌注的混凝凝土与地层或或岩层紧密结结合，保证桩桩的承载能力力。清孔可可选用用以下下方法法：（1）抽渣渣法适适用于于冲击击或冲冲抓法法钻孔孔。（2）吸泥泥法适适用于于土质质密实实不易易坍塌塌的冲冲击钻钻孔。。（3）换浆浆法适适用于于正、、反循循环旋旋转钻钻孔。。2022/10/2628清孔应应达到到以下下标准准：孔内排排出或或抽出出的泥泥浆手手摸无无2～3mm颗粒，，泥浆比比重不不大于于1.1。含砂率率小于于2%。粘度17～20s。清孔孔后后孔孔底底沉沉渣渣厚厚度度：：柱柱桩桩不不大大于于5cm，摩摩擦擦桩桩不不大大于于20cm。严禁禁采采用用加加深深钻钻孔孔深深度度方方法法代代替替清清孔孔。。七.钢筋筋笼笼的的制制作作和和安安装装注意意事事项项：：1.钢筋筋骨骨架架一一般般每每隔隔2～2.5米设设置置直直径径加加强强箍箍筋筋一一道道；2.焊接接定定位位钢钢筋筋或或滚滚轮轮确保保保保护护层层厚厚度度；3.运输输过过程程中中不得得使使骨骨架架变变形形。。4.钢筋筋骨骨架架起起吊吊机机吊吊起起，，对对准准护护筒筒中中心心缓缓慢慢下下放放至至设设计计标标高高,钢钢筋筋笼笼入入孔孔后后应应准准确确、、牢牢固固定定位位，，平平面面位位置置偏偏差差不不大大于于10cm，底底面面高高程程偏偏差差不不大大于于±10cm。5.下放放钢钢筋筋骨骨架架应应徐徐徐下下放放严严禁禁摆摆动动碰碰撞撞孔孔壁壁;6.在安安装装钢钢筋筋笼笼时时，，宜宜采采用用三三点点起起吊吊。。2022/10/26302022/10/2631成品品钢钢筋筋笼笼钢筋筋笼笼内内撑撑2022/10/2633混凝凝土土块块滚滚轮轮钢筋筋笼笼起起吊吊2022/10/2635钢筋筋笼笼对对孔孔安安放放2022/10/2636钢筋筋笼笼焊焊接接2022/10/2637钢筋筋笼笼套套管管连连接接381.导管管使使用用前前进进行行试试拼拼和和水水密密性性实实验验。2.导管管连连接接时时，，接接口口严严密密，，不不得得漏漏水水；；导导管管管管底底距距孔孔底底距距离离为为40cm.3.浇筑筑时时，，先先将将漏漏斗斗灌灌满满混混凝凝土土，，首首封封量量保保证证导导管管埋埋深深1m。浇浇筑筑过过程程中中，，控控制制混混凝凝土土灌灌注注速速率率防防止止钢钢筋筋笼笼上上浮浮。。4.连续续浇浇筑筑，，拔拔管管时时保保证证导导管管埋埋深深2~6m，每每根根桩桩的的浇浇筑筑时时间间宜宜在在8小时时内内浇浇筑筑完完成成。。混混凝凝土土浇浇筑筑完完毕毕，，位位于于地地面面以以下下及及桩桩顶顶以以下下的的孔孔口口护护筒筒应应在在混混凝凝土土初初凝凝前前拔拔出出。。八.灌注注混混凝凝土土2022/10/2639导管试压压实验导管拼装装好后两两端密封封，注入入70%的水，一一端输入入计算好好的风压压值，滚滚动数次次，15min不漏水得得为合格格。2022/10/2640混凝土坍坍落度检检验2022/10/2641（1）（2）（3）水下混凝凝土灌注注2022/10/2642水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测2022/10/2643根据水水下混混凝土土浇筑筑标高高分节节拆除除导管管2022/10/2644桩身完完整性性的检检验方方法：：（1）开挖挖检查查（2）抽芯芯法（3）超声声波检检验法法（4）动测测法四.质量通通病及及处理理措施施1.坍孔主要原原因：：(1)冲击成成孔中中使用用的泥泥浆不不符合合要求求，粘粘土质质量不不符合合标准准或泥泥浆比比重不不足，，起不不到护护壁的的作用用。(2)孔内的的水头头高度度不够够，低低于地地下水水位，，致使使孔内内水位位压强强降低低，造造成坍坍孔。。(3)在混凝凝土理理入前前，吊吊入钢钢筋骨骨架时时，骨骨架偏偏位摆摆动碰碰坏孔孔壁造造成坍坍孔。。(4)清孔后后放置置时间间过长长，没没及时时浇入入混凝凝土，，而且且没有有采取取预防防措施施，造造成坍坍孔。。应对措措施发生坍坍孔后后，应应立即即查明明坍孔孔处位位置，，分析析地质质情况况，然然后采采取如如下措措施：：(1)坍孔发发生在在护筒筒底脚脚处，，根据据实际际情况况，可可以立立即拆拆除护护筒，，回填填钻孔孔，重重新埋埋设护护筒后后，再再钻进进；采采用加加长护护筒，，使护护筒通通过震震动锤锤继续续下沉沉，直直至埋埋于坍坍孔位位置以以下，，外围围用黏黏土或或装有有黏土土的草草袋回回填夯夯实，，重钻钻时，，控制制好泥泥浆稠稠度和和水头头高度度。(2)若坍孔孔位置置较深深，若若不严严重，，则可可以加加大泥泥浆比比重，，继续续钻进进；若若坍孔孔较为为严重重时，，则应应立即即用砂砂或小小砾石石加黏黏土回回填至至坍孔孔以上上位置置，甚甚至将将整个个钻孔孔全部部回填填，暂暂停一一段时时间，，使回回填土土沉积积密实实，水水位稳稳定后后，重重新钻钻进，，时刻刻注意意不良良现象象的发发生。。掉钻主要原原因：：（1）钻杆杆使用用过久久，连连接处处有损损伤或或接头头磨损损过多多；钻钻进进中选选用的的转速速不当当使钻钻杆扭扭转或或弯曲曲折断断；（2）地质质坚硬硬，进进尺太太快，，超负负荷引引起钻钻具断断裂；；（3）卡钻钻(埋钻)时强扭扭、操操作不不当使使钢丝丝绳或或钻杆杆疲劳劳断裂裂；（4）钻具具之间间连接接螺拴拴松动动，被被剪断断，引引起掉掉钻。。处理方方法掉钻后后应及及时澄澄清情情况，，制定定切实实可行行的打打捞方方案。。如果果钻具具被沉沉淀物物或塌塌孔土土石埋埋住，，应首首先清清孔，，使掉掉入孔孔中的的钻具具露出出来，，以便便用打打捞工工具打打捞，，或者者潜水水员下下去打打捞。。浮笼主要原原因：：（1）混凝凝土坍坍落度度太小小，流流动性性不好好。造造成对对钢筋筋笼摩摩擦力力大于于钢筋筋笼自自重。。（2）混凝凝土灌灌注速速率过过快。。（3）导管管卡住住钢筋筋笼，，将钢钢筋笼笼提出出。预防措措施：：（1）严格格控制制混凝凝土坍坍落度度控制制在180mm~220mm.（2）当导导管口口在混混凝土土底部部时，，控制制灌注注速率率并及及时拆拆管。。（3）校核核导管管中心心位置置。断桩主要原原因：：（1）灌注注过