一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编（4650P 城市桥梁篇）97

2013年4月1日渝万铁路土建6标项目三分部钻孔灌注桩施工培训课

件2022/11/172一、编制依据1.《铁路桥梁钻孔桩施工技术指南》（TZ322-2010）2.

《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）3.

《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）4.

《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）5、《钻（挖）孔灌注桩施工图》（渝万施桥桩）二.施工准备1、施工准备

（1）场地平整

对于钻孔桩施工需要占用的场地，施工前应先清除地表杂物，平整压实钻机需要的施工平台。

（2）现场调查

因钻孔桩机械均属大型设备，施工前必须对邻近区域的地下管线及构筑物位置和分布情况调查清楚。对于跨越河流的还要考虑汛期防洪安全要求。（3）测量放样

施工前应对各桩中心进行测量放样并复核测量，无误后及时测放护桩。三.钻机选型钻孔灌注桩的施工设备主要有三种：

1、冲击钻机、

2、回旋钻机（正循环和反循环）、

3、旋挖钻机。

根据钻孔地质情况、桩径桩长及施工条件选择钻机类型，同时还要兼顾施工工期和经济成本等因素影响。四、适用范围1、冲击钻机适用范围：

粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复杂地质。2、回旋钻机适用范围：

（１）正循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于２０％）、软岩。

（２）反循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小于２０％，粒径小于钻杆内径的2/3）、软岩。３、旋挖钻机适用范围：各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及软－中硬岩。

1.冲击钻

利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。

目前国内主要有手动拉杆式和自动式两种。在地基承载力较大的地质情况下，无法采用回转钻和旋挖钻。此刻采用冲击钻。优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地质情况。缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。五、各种钻机优缺点手动式拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种冲击钻。依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升锤头。优点：对于坚硬地层，可以人工控制锤头的冲程，加大对地层的冲击力度，缩短成孔时间。缺点：工作需要人工拉杆进行操作，增大了人力支出。手动拉杆式冲击钻自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。主要优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻节省人力。主要缺点：钻头冲程可调控范围过小，碰到坚硬地层不能用大冲程冲击岩层。另一个缺点与其移动方便相辅相成：轮胎易下陷。自动式冲击钻2.回旋钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。回旋钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环两种。

回旋钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施工成本比旋挖钻低。现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、差。五、各种钻机优缺点正循环：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来.优点：护壁效果好，施工无振动无噪音无挤压。缺点：

靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的沉渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大.

反循环：：泥浆是是用泥浆浆泵从钻钻井的井井口(钻杆外面)向钻井里输送送,再用压缩空气气或泥浆泵,从钻杆的中间间抽出来。优点：循环能能力和排渣能能力都比较强强,不但排渣干净净,而且颗粒比较较大的钻渣也也能排出来，，使清孔时间间大大短。且且无噪音污染染。缺点：水压和和泥浆比重管管理不当容易易坍孔。3.旋挖钻:主要钻进工艺艺有三种：干干式钻进、清清水孔钻进和和泥浆护壁钻钻进。其主要特点为为自带履带移移动方便和成成孔速度快，，孔底干净。。主要适于砂砂土、粘性土土、粉质土等等土层施工，，最大成孔直直径可达1.5～4m，最大成孔深深度为60～90m，可以满足各各类大型基础础施工的要求求。主要缺点是较硬岩层无法法施工，机械械运输不便。。五、、各各种种钻钻机机优优缺缺点点钻具具———单底底钻钻斗斗单底底钻钻斗斗（（FBB）是是一一种种适适合合粘粘土土和和凝凝灰灰岩岩的的钻钻具具。。粘土土层层单单底底钻钻斗斗凝灰灰岩岩单单底底钻钻斗斗钻具具———单头头螺螺旋旋钻钻头头单头头螺螺旋旋钻头头（（SSA）、、即即单单头头单单螺螺螺螺旋旋钻钻头头，，单单头头螺螺旋旋钻钻头头被设设计计用用于于岩岩石石层层和和水水位位上上土土层层单头土螺旋钻头混层单头螺旋钻头单头岩石螺旋钻头钻具具———双头头螺螺旋旋钻钻头头双头头螺螺旋旋钻钻头头（（DSA）适适合合大大口口径径和和岩岩石石钻钻孔孔，，它它分分为为双双头头单单螺螺螺螺旋旋和和双双头头双双螺螺螺螺旋旋。。双头土螺旋钻头双头较硬岩螺旋钻头双头锥螺旋钻头双头软岩螺旋钻头双头硬岩螺旋钻头泥浆备料泥浆池终孔质量检查清孔下钢筋笼及声测管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试桩钻进制作试件循环造浆抽砟六.钻孔孔灌灌注注桩桩施施工工工工艺艺流流程程成孔孔下下导导管管和和钢钢筋筋笼笼灌灌注注水水下下混混凝凝土土成成桩桩简要要图图示示：陆地地:清除除杂杂物物、、换换除除软软土土、、平平整整压压实实，，场场地地位位于于陡陡坡坡时时，，也也可可用用枕枕木木、、型型钢钢等等搭搭设设工工作作平平台台。。深水：水水中围堰堰浅水：在浅水中中，宜用用筑岛围围堰法施施工，筑筑岛面积积按钻孔孔方法、、设备大大小等决决定。1.平整场地地为钻机提提供稳定定的作业业平台，，防止钻钻机偏移移引起偏偏孔和钻钻机倾覆覆及罐车车沉陷等等问题。。护筒的作作用：（1）定位。。（2）避免孔孔口周围围杂物掉掉入孔内内。（3）保持持泥浆浆水位位，防防止坍坍孔。。2022/11/15202.护筒埋埋置护筒是是埋置置于钻钻孔桩桩孔口口的一一个圆圆筒，，在进进行埋埋置护护筒前前必须须进行行测量量放样样，因因护筒筒一经经埋置置，桩桩位就就已确确定。。3.护筒的的埋置置要求求（1）钻孔孔前，，在现现场放放线定定位，，护筒筒中心心竖直直线与与桩中中心线重合合，平面允允许误误差为为50mm，倾倾斜不不大于于1％％。（2）埋设设护筒筒要采采用人人工挖挖孔埋埋设，，外围围用粘粘土夯夯填。。埋置深深度：：宜为为护筒筒外径径的１１－１１.５倍但但不得得小于于1m。护筒壁壁厚宜宜为6-12mm。（3）护筒顶顶面宜高高出施工工水位或或地下水水位2m，还应满满足孔内泥浆浆面的高高度要求求，在旱地或或筑岛时时还应高高出施工工地面0.5m。2022/11/15213.护筒的埋埋置要求求2022/11/15222022/11/15234.泥浆制备备泥浆作用用：在孔壁形形成泥皮皮稳定孔孔壁、润润滑钻具具、悬悬浮钻渣渣用于正正循环排排渣。组成及要要求：(1)泥浆比重重：正循循环回转转钻机、、冲击钻钻机使用用管形钻钻头钻孔孔时，入入孔泥浆浆比重为为1.1～1.3；冲击钻钻机使用用实心钻钻头钻孔孔时，孔孔底泥浆浆比重不不宜大于于：砂黏黏土为1.3；大漂石石、卵石石层为1.4；岩石为为1.2。反循环环回转钻钻机入孔孔泥浆比比重可为为1.05～1.15。(2)黏度：一一般地层层16～22s，松散易易坍地层层19～28s。(3)含砂率：：新制泥泥浆不大大于4%。(4)胶体率：：不小于于95%。(5)PH值：应大大于8。。244.泥浆制备备2022/11/15252022/11/1526泥浆比重粘度含砂砂量量泥浆浆三三大大指指标标检检验验仪仪器器5.钻孔孔施施工工2022/11/1528（1）安安装装钻钻机机前前，，底底架架应应垫垫平平，，保保持持稳稳定定，，不不得得产产生生位位移移和和沉沉陷陷。。钻钻头头或或钻钻杆杆中中心心与与护护筒筒中中心心偏偏差差不不得得大大于于5cm。（2）无论采用用哪种方法法钻孔，开开孔的孔位位必须准确确，应使初初成孔壁竖竖直、圆顺顺、坚实。。（3）钻孔时，，孔内水位位宜高于护护筒底脚0.5m以上或地下下水位以上上1.5～2.0m。在冲击钻钻进中取渣渣和停钻后后，应及时时向孔内补补水或泥浆浆，保持孔孔内水头高高度和泥浆浆比重及粘粘度。（4）钻孔时，，起、落钻钻头速度宜宜均匀，不不得过猛或或骤然变速速，孔内出出土不得堆堆积在钻孔孔周围。（5）钻孔作业应应连续进行，，钻孔过程中中应经常检查查并记录土层层变化情况，，并与地质剖面面图核对，留留置好各地层层渣样。钻孔到达设计计深度后，应应对孔位、孔孔径、孔孔深进行检验验，并填写钻钻孔记录表。。孔位偏差不不得大于10cm。6.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。7.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。清孔可选用用以下常用用方法：（1）抽（掏））渣法适用用于冲击钻钻孔。（2）吸泥法适适用于土质质密实不易易坍塌的冲冲击钻孔。。（3）换浆法适适用于正、、反循环回回旋钻孔及及冲击钻孔孔。2022/11/15307、清孔要求求清孔应达到到以下标准准：孔内排出或或抽出的泥泥浆手摸无无2～3mm颗粒，泥浆比重不不大于1.1。含砂率小于于2%。粘度17～20s。清孔后孔底底沉渣厚度度：端承桩桩不大于5cm，摩擦桩不不大于10cm。严禁采用加加深钻孔深深度方法代代替清孔。8.钢筋笼的制制作和安装装注意事项：：1.钢筋骨架一一般每隔2米设置加强强箍筋一道道，钢筋笼笼顶部为半半圆形弯钩钩，桩顶深深入承台内内主筋长度度均按1m设置；2.焊接定位钢钢筋或或者者混凝土轮轮型垫块确确保保护层层厚度（8cm），垫块混混凝土强度度不低于桩桩身混凝土土强度。垫垫块纵向间间距不大于于2m，环向不少少于4个，呈梅花花形布置；；3.运输过程中中不得使骨骨架变形。。4.钢筋骨架起起吊机吊起起，对准护护筒中心缓缓慢下放至至设计标高高,钢筋笼笼入孔后应应准确、牢牢固定位，，平面位置置偏差不大大于10cm，底面高程程偏差不大大于±10cm。5.下放钢筋骨骨架应徐徐徐下放严禁禁摆动碰撞撞孔壁;6.在安装钢筋筋笼时，应应采用三个个起吊点起起吊。32钢筋笼的制制作和安装装2022/11/1536成品钢筋笼笼钢筋笼内撑撑2022/11/1538混凝土块滚滚轮钢筋笼起吊吊2022/11/1540钢筋笼对孔孔安放2022/11/1541钢筋笼焊焊接42九.声测管安安装43以下三种种情况需需要安装装声测管管：1.桩径大于于等于2m2.桩长大于于40m3.复杂地质质条件下下图纸要求求声波检检测渝万施桥桥桩-14要求：声测管距距离桩底底50mm上端露出出桩顶150mm声测管直直径57mm壁厚3.5mm外套管直直径70mm壁厚6mm七.声测管安安装44七.声测管管安装装45八.灌注混混凝土土491.导管使用前前进行行试拼和和水密密性实实验。2.导管连连接时时，接接口严严密，，不得得漏水水；导管管管底距距孔底3.浇筑时，先将漏斗灌满混凝土，首封量保证导管埋深不得小于1m，不宜大于3m。浇筑过程中，控制混凝土灌注速率防止钢筋笼上浮。4.连续浇筑，拔管时保证导管埋深2~6m，最小埋深任何时候不得小于1m。每根桩的浇筑时间宜在8小时内浇筑完成。5.桩顶混凝土浇筑面高程应高于设计桩顶高程0.5-1m。八.灌注混凝土土2022/11/1551导管试压实实验导管拼装好好后两端密密封，注入入70%的水，一端端输入计算算好的风压压值，滚动动数次，15分钟内不漏漏水为合格格。2022/11/1552混凝土坍落落度检验2022/11/1553（1）（2）（3）2022/11/1554水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测2022/11/1555根据据水水下下混混凝凝土土浇浇筑筑标标高高分分节节拆拆除除导导管管2022/11/1556导管要求桩身完整性的的检验方法：：（1）超声波检验验法（声测管管）（2）抽芯法（3）低应变检测测（4）动测法九.质量通病及处处理措施钻孔灌注桩施施工工艺目前前虽然已经比比较成熟，但但是在施工中中还存在大量量的施工风险险，比如塌孔孔、卡钻、掉掉钻、浮笼、、断桩等一系系列事故，给给我们施工带带来大量的风风险。1、坍孔主要原因：(1)冲击成孔中使使用的泥浆不不符合要求，，粘土质量不不符合标准或或泥浆比重不不足，起不到到护壁的作用用。(2)孔内的水头高高度不够，低低于地下水位位，致使孔内内水位压强降降低，造成坍坍孔。(3)在混凝土理入入前，吊入钢钢筋骨架时，，骨架偏位摆摆动碰坏孔壁壁造成坍孔。。(4)清孔后放置时时间过长，没没及时浇入混混凝土，而且且没有采取预预防措施，造造成坍孔。应对措施发生坍孔后，，应立即查明明坍孔处位置置，分析地质质情况，然后后采取如下措措施：(1)坍孔发生在护护筒底脚处，，根据实际情情况，可以立立即拆除护筒筒，回填钻孔孔，重新埋设设护筒后，再再钻进；采用用加长护筒，，使护筒通过过震动锤继续续下沉，直至至埋于坍孔位位置以下，外外围用黏土或或装有黏土的的草袋回填夯夯实，重钻时时，控制好泥泥浆稠度和水水头高度。(2)若坍孔位置较较深，若不严严重，则可以以加大泥浆比比重，继续钻钻进；若坍孔孔较为严重时时，则应立即即用砂或小砾砾石加黏土回回填至坍孔以以上位置，甚甚至将整个钻钻孔全部回填填，暂停一段段时间，使回回填土沉积密密实，水位稳稳定后，重新新钻进，时刻刻注意不良现现象的发生。。2、掉钻主要原因：（1）钻杆使用过过久，连接处处有损伤或接接头磨损过多多；钻进中中选用的转速速不当使钻杆杆扭转或弯曲曲折断；（2）地质坚坚硬，进进尺太快快，超负负荷引起起钻具断断裂；（3）卡钻(埋钻)时强扭、、操作不不当使钢钢丝绳或或钻杆疲疲劳断裂裂；（4）钻具之间间连接螺拴拴松动，被被剪断，引引起掉钻。。处理方法掉钻后应及及时澄清情情况，制定定切实可行行的打捞方方