【中交】钻孔灌注桩施工培训材料（PPT67）

2019年4月21日交融融天天下下建建者者无无疆疆中交一一公局局集团团有限限公司司广连高高速公公路TJ04标标项目目经理理部陆上灌灌注桩桩基础础施工工技术术学习习材料料2目录一、发发展概概况二、钻钻孔桩桩定义义三、钻钻孔桩桩类型型四、施施工准准备五、施施工方方法及及工艺艺六、常常见问问题及及处理理措施施2022/10/263我国应用钻钻孔灌灌注桩桩始于于20世纪60年代初初，首首先在在桥梁梁和港港口建建设中中采用用。1963年冬在在河南南安阳阳冯宿宿桥的的两座座桥台台中首首先利利用了了钻孔孔灌注注桩基基础。。钻孔孔使用用的是是水利利部门门打井井用的的大锅锅锥，，用人人力推推磨方方式钻钻孔。。孔径径一般般为60~70cm。接着着在河河南竹竹竿河河和白白河两两座大大桥扩扩大应应用，，国内内其他他一些些省、、市也也相继继推广广，1965年4月交通通部在在河南南召开开钻孔孔桩技技术鉴鉴定会会，认认为它它是一一项重重大技技术革革新，，成为为公、、铁路路桥梁梁下部部基础础的首首选形形式，，风靡靡全国国。发展概概况2022/10/2641、基础础打桩是是为了了增加加地基基承载载力，，由于结结构物物所处地地带天天然地地基土土层承承载力力不足足，需需设置置柱基基础。。上部部的荷荷载传传递到到墩台台，然后后将荷载载传递递至桩桩，依依靠桩端的的持力力层及桩间土土的摩摩擦力力将荷载载均布布到大大地。2、灌注注桩是指指在工工程现现场通通过机机械钻钻孔、、钢管管挤土土或人人力挖挖掘等等手段段在地地基土土中形形成桩桩孔，，并在在其内内放置置钢筋筋笼、、灌注注混凝凝土而而做成成的桩桩，依依照成成孔方方法不不同，，灌注注桩又又可分分为沉管灌灌注桩桩、钻孔灌灌注桩桩和挖孔灌灌注桩桩等几类类。钻钻孔灌灌注桩桩是按按成桩桩方法法分类类而定定义的的一种种桩型型。钻孔桩桩定义义成孔形式①湿成孔孔法：就就是在泥浆浆的帮帮助下下成孔；②干成孔孔法：没没有泥浆的的情况况下施施工。湿成孔法法采用用的机机械有：潜水钻钻机，，潜水水钻机机分为为：正正循环环排渣渣和反反循环环排渣渣两种种方式式，冲击钻钻成孔孔、冲抓抓锥成成孔、、旋挖钻钻成孔孔。干成孔法法采用用的机机械有有：旋旋挖钻钻机、、人工工挖孔孔、洛洛阳铲铲等。2022/10/2652022/10/266冲击击钻钻机机通过过机机架架、、卷卷扬扬机机把把带带刃刃的的重重钻钻头头(冲击击锤锤)提高高到到一一定定高高度度，，靠靠自自由由下下落落的的冲冲击击力力切切削削破破碎碎岩岩层层或或冲冲击击土土层层成成孔孔。。冲击击钻头头形式式有有十十字字形形、、工工字字形形、、人人字字形形等等，，一一般般常常用用十字字形形冲击击钻钻头头。。冲击击钻钻成成孔孔2022/10/267旋挖挖钻钻机机钻钻进进成成孔孔工工艺艺旋旋挖挖成成孔孔，，首首先先是是通通过过钻钻机机自自有有的的行行走走功功能能和和桅桅杆杆变变幅幅机机构构使使得得钻钻具具能能正正确确的的就就位位到到桩桩位位，，利利用用桅桅杆杆导导向向下下放放钻钻杆杆将将底部部带有有活活门门的的桶桶式式钻钻头头置置放放到到孔位位，，钻钻机机动力力头头装置置为为钻钻杆杆提供供扭扭矩矩、加加压压装置置通过过加加压压动动力力头头的的方式式将将加加压压力传递递给给钻杆杆钻头头，，钻钻头头回转转破破碎碎岩岩土，，并并直直接接将将其装装入入钻钻头头内内，然后后再由由钻机机提提升升装装置置和伸伸缩缩式式钻钻杆杆将将钻钻头头提出出孔孔外外卸卸土，，这这样样循循环环往往复复，，不不断断地地取取土、卸土，直直至至钻至至设设计计深深度度。。旋挖挖钻钻成成孔孔2022/10/268旋挖钻钻机机钻钻头头旋挖挖钻钻成成孔孔人工工挖挖孔孔桩桩2022/10/2610施工工前保保证证““四通通一一平平”就就是是施施工工现现场场水通通、电通通、路通通、通讯讯要通通；；一一平平是是施施工工现现场场要要平平整整。。在施工工前前以以对对施施工工场场地地进进行行了了详详细细调调查查，并并用用人工工挖挖探探沟沟，，以以确确定定地下下无无管管线线，确确定定后方方可可开开始始施施工工。。在旱地地上上清清除除杂杂物物，，换换填填软软土土，，平整整压压实实，场场地地位位于于陡陡坡坡时时，，可可用用枕枕木木或或型钢钢等等搭设设工作作平平台台。施工工准准备备2022/10/26111、场场地地平整整完完成成后后，用全全站站仪仪精精确确放放出出桩桩位位，，同同时时布布设设稳稳固固的的十十字字护护桩桩并将其其压实实；；2、按按照照测量量确确定定的的位位置置埋埋设设护护筒筒。。钢钢筋筋笼笼采采用用集集中中分分节节制制作作，，现现场场吊装装；；3、混混凝凝土土由拌拌和和站站集集中中搅搅拌拌，，混混凝凝土土罐罐车车运运输输，，导导管管法法灌灌注注水水下下混混凝凝土土。。施工准备备埋设钻孔孔护筒搭设作业业平台桩机就位位钻孔孔成孔检测测清孔安放钢筋筋笼安放导管管浇筑水下下混凝土土拔出导管管、护筒筒基桩检测测施工工艺艺2022/10/26121、清理干净施工现场场，进行测量量放线，测量量出桩基础的轴心，在桩的四周利用十字字线引出4个控制木桩，，引出的木桩必必须砸入原地地面以下约有有45cm为止，防止引引桩移动；2、引桩应远离桩轴心，但不宜宜太远，以不不影响桩基施工工为准，在施工过程中中及时进行校核核钻杆与桩位位轴线的偏移移量。测量放样2022/10/26131、将钻渣利用泥浆浆带出,并保护孔壁不不致坍塌。再再使用水下混混凝土浇筑的的方法将泥浆浆置换出来,从而完成钻孔孔灌注桩的施施工。2、选用粘土、膨润土土、纯碱等配配制优质泥浆浆。根据地层层情况及时调调整泥浆性能能，泥浆性能能指标如下：：①比重：一般地层1.03~1.10；②黏度：一般地层为17s~20s；③含砂率：新制泥浆不不大于2%；④胶体率：不小于98%；⑤pH值：8~11。制备泥浆2022/10/26143、泥浆原料选用优质质黏土，有条条件时，应优优先采用膨润润土造浆。为为提高泥浆黏黏度和胶体率，可在泥浆中掺入烧碱或或碳酸钠等添加加剂，其掺量量应经过试验验确定。造浆浆后应试验全全部性能指标标，钻进过程程中随时检验验泥浆比重和含砂率。制备泥浆2022/10/2615在施工红线线内，桥梁梁墩台之间，不妨碍碍桩基施工工的位置上上，设置泥泥浆、沉淀池，可采取在在现场开挖挖成池，泥泥浆池容量量须满足桩桩基施工要要求，造浆浆量为2倍混凝土体体积；泥浆池、沉沉淀池设置置2022/10/2616泥浆池外围用密目目式防护网网将泥浆池池围蔽，并并悬挂泥浆浆池相关的的标识标牌。泥浆池、沉沉淀池设置置泥浆池与沉淀池分分隔、围蔽蔽2022/10/26181、护筒采用钢钢板卷制，，其内径应应大于桩径径至少200mm；2、护筒埋设定定位时，护护筒中心与与桩中心的的平面位置置偏差应不不大于50mm，护筒在竖竖直方向的的倾斜度应应不大于1%，护筒顶高高于地面0.3m，埋置深度度宜为2~4m。钢护筒2022/10/2619护筒安装2022/10/2620钻机就位前，对对钻孔前各各项准备工工作进行检检查，且应进行详细细的物探工工作，避免免桩基施工工对管线的的破坏，如如发生冲突突，尽量迁迁移管线，，无法迁移移需调整桩桩位时通知知设计人员员进行处理理；钻机安装就位后，不不得产生位位移或沉陷陷。钻机钻钻头中心与与钢护筒中中心位置偏偏差不大于于50mm。钻机就位2022/10/26211、旋挖钻机采用用筒式钻斗斗。钻机就就位后，调调整钻杆垂垂直度，注注入调制好好的泥浆，，然后进行行钻孔。当当钻头下降降到预定深深度后，旋旋转钻斗并并施加压力力，将土挤挤入钻斗内内，仪表自自动显示筒筒满时，钻钻斗底部关关闭，提升升钻斗将土土卸于堆放放地点；2、钻机施工过程中中保证泥浆浆面始终不得低于护护筒底部50cm以上，保证孔壁稳稳定性。通通过钻斗的的旋转、削削土、提升升、卸土和和泥浆撑护护孔壁，反反复循环直直至成孔。。旋挖钻钻孔孔2022/10/2622开始钻孔时应采采用小冲程程开孔，待待钻进深度度超过钻头头全高加正正常冲程后后方可进行行正常冲击击钻孔，钻钻进过程中中，应勤松松绳和适量量松绳，不不得打空锤锤；勤抽碴碴，使钻头头经常冲击击新鲜地层层。每次松松绳量应按按地质情况况、钻头形形式、钻头头重量而定定；冲击钻钻孔孔2022/10/2623在钻进过程中中，每进尺尺2~3m应检查竖直直度并做好好钻孔记录录，记录内内容应包括括孔位、孔口口高程、开开钻时间、、累计钻进进深度、泥泥浆比重、、钻进时间间及钻杆长长度、地质质情况的描描述参数等等；现场记录2022/10/26241、钻进过程中及时时滤渣，同同时经常注注意地层的的变化，每每钻进2m或地层变化化处均应捞取钻钻渣样品，，判断地质质的类型，，记入记录表中，并与设设计提供的的地质剖面面图相对照照，钻渣样样应编号保保存，以便便分析备查。渣样留取留样盒2022/10/2626终孔孔后后应用用检孔孔器验孔，检检孔孔器器用用钢钢筋筋笼笼做做成成，，其其外外径径等等于于设设计计孔孔径径，，长长度度等等于于设设计计孔孔径径的的4—6倍，，按按要要求求检检查查终终孔孔的的孔径径、、孔孔深深、、倾倾斜斜度度。检孔孔器验验孔孔项目规定值或允许偏差钻孔桩孔的中心位置（mm）群桩100；单排桩50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）钻孔：<1；挖孔<0.5孔深（m）摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于0.05沉淀厚度（mm）摩擦桩：≤100支承桩：≤50清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；黏度：17~20Pa.s；含砂率：<2%；胶体率：>98%2022/10/2627成孔孔质质量量标标准准2022/10/26281、钻钻孔孔过程程中中每每进进尺尺5——10米时时测测定定泥泥浆浆各各项项技技术术指指标标，，不不满满足足要要求求时时及及时时调调整整。。2、钻钻进进过程程中中生生成成的的泥泥浆浆，，导导入入泥泥浆浆沉沉淀淀池池，，沉沉淀淀后后循循环环使使用用。。3、钻钻进进时记记录录每每次次的的进进尺尺深深度度并并及及时时填填写写钻孔孔施施工工记记录录，交交接接班班时时应应交交待待钻钻进进情情况况及及下下一一班班的的注注意意事事项项。。4、因因故故停钻钻时时，，孔孔口口应应护护盖盖，，严严禁禁钻钻头头留留在在孔孔内内，，以以防防埋埋钻钻。。同同时时保保持持孔孔内规规定定的水头头和要求求的的泥泥浆浆浓浓度度、黏黏度度，，以防防坍坍孔孔。。钻孔孔注注意意事事项项2022/10/26291、钻钻孔孔到位位后应应进进行行第一一次次清清孔；；2、清清孔孔方方法法应应根根据据设设计计要要求求，，钻钻孔孔方方法法、、机机具具设设备备条条件件和和地地层层情情况况决决定定，，清清孔孔常常用用的的方方法法有有：：换浆浆清清孔孔法法、、抽抽浆浆清清孔孔法法、、掏掏渣渣清清孔孔法法等；；3、在在吊吊入入钢钢筋筋骨骨架架后后，，灌灌注注水水下下混混凝凝土土之之前前，，应应进进行行第第二二次次清清孔孔。。4、不得得用用加加深深孔孔深深来来代代替替清清孔孔。。第一一次次清清孔孔2022/10/2630泥浆浆比比重重试试验验2022/10/26311、主主筋外外缘缘至混混凝凝土土表面面净净保保护护层层厚度度75mm；2、桩桩基加强强筋筋设设在主主筋筋内内侧侧，自自上上而而下下每2m一道道至至钢钢筋筋笼笼底部部；；3、钢筋筋骨骨架架保保护护层层采采用用焊焊接接钢钢筋筋““耳耳朵朵““的的方方法法设设置置，，沿沿钻钻孔孔竖竖向向每每隔隔2m设置一道，每道沿沿圆周对称的的设置4块。钢筋笼的加工工2022/10/2632钢筋笼加工工滚焊机编号项目允许偏差检验方法及频率1钢筋骨架长±10mm尺量：按骨架总数30%抽查2钢筋骨架直径±5mm3受力钢筋间距±20mm尺量：每构件检查2个断面4箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距±10mm尺量：每构件检查5~10个间距5弯起钢筋位置±20mm尺量：每骨架抽查30%6保护层厚度±10mm尺量：每构件沿模板周边检查8处钢筋骨架的的检验标准准钢筋笼在钢筋加工场检验合格格后，利用炮车运送至工地，现场场采用直螺纹套筒筒接长钢筋笼笼，吊车吊装，并在在孔口牢固固定位，以以免在灌注注混凝土过过程中出现现浮笼现象。钢筋笼的运运输钢筋笼的安安装骨架安装采用汽汽车吊，为为了保证骨骨架起吊时时不变形，起吊前应在加强强骨架内焊焊接三角支撑，以加强其刚度。加强筋内三角支撑1、采用有产品合格格证，一端有密封盖的连连接套，套套筒表面应应有规格标标记；2、连接钢筋时时，钢筋规规格和连接接套的规格格应一致，，并确保钢钢筋和连接接套的丝扣干净完完好无损；3、在水平钢筋筋连接时，，一定要将将钢筋托平平对正后，，再用工作作扳手拧紧。钢筋下料钢筋套丝头头接头工艺检检查钢筋、套筒筒拧紧连接接质量检查直螺纹套筒筒连接工艺艺直螺纹套筒直螺纹套筒直螺纹丝扣质质量较好检测管安装装1、检测管采用φ54*1.5mm钢管，上端端高出桩基基础顶面650mm，接头处用用φ60*2.75mm的钢管焊接，，下端用钢钢板封底焊焊接，不可漏水，浇筑混凝凝土前，将将其灌满清清水，上口口用塞子堵堵死；2、当桩径D＜1.8m，检测管根根数为3根，桩径D≥1.8m，检测管根数数为4根，沿钢筋笼笼内侧等间间距布置。检测管安装装1、导管用内径30cm的钢管，每节节长2.5m，配1～2节长1～1.5m短管，导管管采用丝扣扣连接，并并在两丝扣扣之间设置置橡胶止水水垫密封；；导管安装2、导管使用前，应应进行水密性试验：①在方木上安安装放置导导管，将其其连成一体体，对导管管连接顺序序进行编号号，然后上上好前、后后封盖；导管安装②向拼装好的的导管内灌灌入水，连连接好管路路，利用加加压设备向向导管内输输入的水压压不小于孔内水深1.3倍的压力，同同时不小于于导管壁可可能承受灌灌注混凝土土时最大内压力力的1.3倍；③将导管在恒恒压下前后后滚动，并并持压观察察其接口处处是否漏水水、周身是是否有变形形，来验证证导管的密封性、承承压和抗拉拉性能；导管安装1、利用导管进行第第二次清孔；2、待孔内泥浆比重、、黏度、含含砂率等达到规范要求，且复测孔孔底沉碴厚度在设计范围围以内后，，清孔完成成，应立即进行水下混混凝土灌注注。二次清孔计算公式：：V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4式中：V---灌注桩首批批混凝土所所需数量（（m³）；D---桩孔直径（（m）H1---桩孔底至导导管底端间间距，一般般为0.3~0.4m；H2---导管初次埋埋置深度（（m）；d---导管内径（（m）h1---桩孔内混凝凝土达到埋埋置深度H2时，导管内内混凝土柱柱平衡导管管外（或泥泥浆）压力力所需的高高度（m）。首批封底混混凝土h1=HWγw/γCHW---桩孔内水或或泥浆的深深度（m）；γw---桩孔内水或或泥浆的重重度（kN/m³）；γC---混凝土拌和和物的重度度，取24kN/m³。首批封底混混凝土V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4D---桩孔直径2.0m；H1---桩孔底至导导管底端间间距，取0.4m；H2---导管初次埋埋置深度，，取1.0m；d---导管内径，，取0.3m；h1---桩孔内混凝凝土达到埋埋置深度H2时，导管内内混凝土柱柱平衡导管管外（或泥泥浆）压力力所需的高高度（m）。以本标段最大桩桩基为龙塘塘东特大桥桥21-3#桩为例（桩基直径2.0m，桩长L=53.1m），首批封底混混凝土计算算如下：h1=HWγw/γCHW---桩孔内水或或泥浆的深深度取55.1m；γw---桩孔内水或或泥浆的重重度取11kN/m³；γC---混凝土拌和和物的重度度取24Kn/m³。h1=55.1*11/24=25.25V=3.14*22（0.4+1）/4+3.14*0.32*25.25/4=4.396+1.784=6.18m³由上计算可知知，直径2.0m桩基首批混混凝土封底底方量为6.18m³，现场选选用2.5m³料斗，，8m³混凝土土罐车，，进行连续浇筑筑，能够满满足灌注注桩对首首封混凝凝土的要要求。首批封底混凝土及及料斗大大小的选选择采用直升升导管法法进行水水下混凝凝土的灌灌注,施工程序序见下图图。下导导管时应应防止碰碰撞钢筋筋笼，导导管支撑撑架用型型钢制作作，支撑撑架支垫垫在钻孔孔平台上上，用于于支撑悬悬吊导管管。混凝凝土灌注注期间时时用钻架架吊放拆拆卸导管管。123456直升导管管法施工工程序图图灌注方法法混凝土坍坍落度检检测坍落度检检测方法法及工具具混凝土灌注前进进行坍落度、含气量量、入模模温度等等检测。1、灌注开始后，，应紧凑凑连续地地进行，，严禁中中途停工工。2、导管的埋置深深度应控控制在2～6m。同时应应经常测测探孔内内混凝土土面的位位置，及及时调整整导管埋埋深；3、在各灌注时时间、混混凝土面面的深度度、导管管埋深、、导管拆拆除以及及发生的的异常现现象等，，应进行现场记录。灌注过程程中注意意事项4、灌注的的桩顶高高程应比比设计高高程高出出不小于0.5m，当存在在地质较较差、孔孔内泥浆浆密度过过大、桩桩径较大大等情况况时，应应适当提提高其超超灌的高高度。5、超灌的的多余部部分在墩墩台施工工前应凿凿除，凿凿除后的的桩头应应密实、、无松散散层。灌注过程程中注意意事项1、灌注完成后，，在机械械的作用用下，人人工进行行配合拆拆卸导管时，注意不不要挂碰碰钢筋笼笼，使其其位置移移动。2、拆卸下来的导导管采用用清水进进行立即即冲洗，，防止局局部混凝凝土黏贴贴在导管管壁内，，影响下下次使用用。灌注完成成切割机在在桩顶环环切2道切割带带，用风风镐剥离离钢筋，，后沿切切割带加加钻顶断断桩头，，将桩头头吊出。。破除桩头头环切法破破桩头主要方法法有：1、静荷载载试验法法2、声波透透射法3、钻芯取取样法4、动力测测桩法桩基础的的检验方方法1、导管堵塞：原因：①导管漏气，密密封不严严，使混混凝土有有渗出现现象，并并且在导导管内无无法形成成一定的的压力，，不利于于混凝土土的流动动。②混凝土土灌注过程程中，灌灌注时因因导管下下端距孔孔底间隙隙太小，，或导管管埋深计计算不准准确，埋埋管过长长，混凝凝土流动动不畅造造成堵管管。③混凝土土水灰比过过大，坍坍落度过过低，混混凝土离离析严重重，粗骨骨料集中中在一起起而堵管管。④灌注中遇遇到意外外情况而而中断，，灌注时时间过长长，使混混凝土在在管内停停留时间间过长而而失去流流动性，，甚至初初凝，造造成堵管管。施工中常常见问题题及处理理解决措施：①导管使用用前试拼拼装、试试压、检检验导管管的密封封性。②正确的量量测出孔孔深以及及导管长度，一一般导管口具具孔底应应保持30～40cm左右，同同时每斗斗灌注结结束后要要准确的的量出混混凝土面面距孔口口距离，，掌握好好导管的的拆卸长长度，保保证导管管的埋深深在2～6m。③在混凝土土灌注时时，应加加强对混混凝土搅搅拌时间间和混凝凝土坍落落度的控控制。水水下混凝凝土必须须具备良良好的和和易性，坍落度度当孔径径D＜1.5m时宜为180mm～220mm，D≥1.5时宜为160mm~200mm。④对于由于混凝凝土质量量、隔水水塞等原原因堵管管，可用用粗长钢钢筋或竹竹杆疏通通管内混混凝土，，或用铁铁锤敲振振导管处处理。由由于导管管底部距距孔底偏偏小，混混凝土流流动不畅畅发生堵堵管，可可将导管管慢慢提提升(高度应控控制在0.5m左右)并进行抖抖动，待待混凝土土流动后后，再将将导管下下降，继继续灌注注。对