旋挖桩施工课件

排桩施工旋挖钻灌注桩施工概述旋挖钻机：是利用伸缩钻杆传递扭矩并带动回转钻斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进、逐次取土（岩屑）、反复循环作业成孔的一种专用机械设备。旋挖钻机钻头：起掘进作用，钻满一桶泥，提上来甩掉再钻下一桶，重复操作到达一定深度。旋挖钻机主要由主机、钻杆和钻头三部分组成。主机：主要有履带式、步履式、汽车式等，目前常见的是履带式主机。钻杆：旋挖钻机钻进时，为了使钻具摆脱拆卸和拧接的麻烦而采用伸缩式钻杆，其断面有方形和圆形两种。伸缩式钻杆可以分为摩擦式钻杆（在钻进过程中利用钻杆内、外节间的摩擦键之间的摩擦来传递钻进压力的一种钻杆）和机锁式钻杆（在钻进过程中利用钻杆上的机锁点和机锁键之间的咬合来传递钻进加压力的一种钻杆）两大类，目前国内外的旋挖钻机一般均采用内锁定式伸缩钻杆。摩擦式钻杆具有操作简便，在同一主机上使用可实现更大钻深（比机锁杆层多）的优点，但靠摩擦力向钻具传递主机提供的压力，下压力较小，不适合钻进硬地层。机锁式钻杆抗扭能力大，向钻具传递压力大，无传压损失，适合钻硬地层。钻杆钻头：可分为螺旋钻头、直螺旋钻头、筒式取芯钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头、液压抓斗和扩底钻头。双门钻头适用地层范围较宽，单门钻头只是用于大直径的卵石及硬胶泥。螺旋钻头根据钻进地层不同,短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类。按其头部结构形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况，嵌岩短螺旋钻头多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式的不同和钻头导程的多少又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头以及双锥双螺旋钻头3种。嵌岩短螺旋钻头所用切削具为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永冻土层。土层短螺旋钻头所用切削具为耐磨合金钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。螺旋钻头系列：2.旋挖钻斗旋挖钻斗主要用来钻进较软的第四纪地层，还可用于钻孔清渣。旋挖钻斗根据底部结构不同可分为单底板土层钻斗和双底板捞砂钻斗，进土口分为单口和双口。根据钻斗筒体直径和钻机类型及其所钻地层钻斗设计有直筒和锥筒，底板的开合机构可设计为公母钩开合机构和矛头开合机构。针对地层情况制定不同的斗齿焊接角度。钻斗的筒体及底板均采用强度高、耐磨性能好的合金Mn板制作。根据钻进不同地层，切削具可设计为耐磨合金钢铲式直斗齿和旋转斗齿、子弹头截齿以及斗齿与截齿混装3种形式。单底钻头双底钻头适合钻进粘性地层及胶结性强的地层适合钻进砂土层及胶结性差的卵砾石层桶式钻头3.筒式取芯钻头常见的有两种：截齿筒钻（适用于中硬基岩和卵砾石），牙轮筒钻（适用于坚硬基岩和大漂石）。在筒式取芯钻的两大类钻头中，又有带取芯装置和不带取芯装置之分，主要取决于取芯的难度。因为牙轮取芯钻头主要用于硬岩钻进，且钻取的环状面积大，如果有条件的还可以通过在钻头部分加装反循环机构进行反循环钻进，以提高钻进效率。4.扩底钻头旋挖成孔灌注桩宜用于填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软岩及风化岩等岩土层。旋挖钻机常规钻进工艺静浆护壁钻孔全护筒钻孔钻干孔造壁钻孔（提前注浆处理孔壁）旋挖成孔灌注桩按成孔方法可分为：干作业旋挖成孔灌注桩；湿作业旋挖成孔灌注桩；套管护壁作业旋挖成孔灌注桩；复合工艺旋挖成孔灌注桩。干作业旋挖成孔：不使用稳定液护壁，直接采用旋挖钻具成孔的一种工法。湿作业旋挖成孔：采用旋挖钻具成孔、稳定液护壁的一种工法。套管护壁作业旋挖成孔：使用套管跟进对易坍塌、易缩径地层进行护壁，采用旋挖钻具成孔的一种工法。旋挖钻灌注桩成孔旋挖成孔灌注桩作业地面应坚实平整,作业过程中地面不得下陷，工作坡度不得大于3.5%；地面不能满足旋挖钻机接地比压要求时，应采取铺设路基板、硬化地面等措施满足要求。旋挖成孔灌注桩护筒埋设应满足要求；护筒内径宜大于钻头直径200mm～300mm，钢护筒的直径误差应小于10mm。护筒下端宜设置刃脚。多节钢护筒连接宜采用焊接。焊接接头应满足强度、刚度、及防漏的要求，必要时可焊接加肋筋。护筒顶端高出地面不宜小于0.3m；钻孔内有承压水时，护筒顶端应高出稳定后的承压水位1.5m。护筒埋设时，应确定钢护筒的中心位置。护筒的中心与桩位中心偏差不得大于50mm，护筒倾斜度不得大于1％。护筒就位后，应在四周对称、均匀地回填粘土，并分层夯实，夯填时应防止护筒偏斜移位。护筒制备与埋设1、护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm；

2、护筒一般用10-15mm钢板制作，其内径应大于桩径20-40cm，其上部宜开设1-2个溢浆孔；

3、护筒的埋设深度：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。作用：保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止塌方。按施工平面布置图要求建立泥浆循环系统。泥浆循环设施及防护泥浆池沉淀池成孔钻进注意事项不论孔内有无地下水和表层土质如何，均需设置表层护筒，护筒至少需高出地面30cm。在表层护筒插入到预定深度以前，均需使用钻头的铰刀。为防止钻斗内的土砂掉落到孔内而使稳定液性质变坏或沉淀到孔底，斗底活门在钻进过程中始终应保持关闭状态。必须控制钻斗在孔内的升降速度。因为如果快速地上下移动钻斗，那么水流将以较快的速度由钻斗外侧和孔壁之间的空隙中流过，导致冲刷孔壁；有时还会在上提钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌，所以应按孔径的大小和土质情况来调整钻斗的升降速度。灌注桩钻孔施工中泥浆的作用

护壁作用，防渗、防水帷幕。以孔内高于地下水位的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周围水压力，抵抗孔周围水渗入孔内，维持孔壁稳定。

钢筋笼制作及安装钢筋笼制作与安装允许偏差钢筋笼的吊放应对准孔中心，避免碰撞孔壁，应缓慢垂直自由下放，两节钢筋笼孔口对接时应从垂直两个方向校正钢筋笼垂直度，对接接头宜采用帮条焊或搭接焊，钢筋笼就位后应立即固定。混凝土制备及灌注对于干作业成孔，灌注混凝土前应再次检查孔底，确保孔底干净无虚土等杂物。灌注混凝土应采用串筒或导管，串筒或导管下口距孔底不宜大于2.0m；扩底桩灌注混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实；灌注桩顶以下5m范围内混凝土时，应随灌注随利用插入式振动器捣密实，每次灌注高度不得大于1.5m。桩顶宜超灌0.3m以上，确保桩顶质量。对于湿作业成孔，灌注混凝土前应再次检查孔底，若沉渣厚度超标应二次清孔，合格后应立即灌注混凝土。水下灌注混凝土应符合下列规定：水下灌注混凝土配合比应通过试验确定，混凝土必须具备良好的和易性；坍落度宜为180～220mm；水泥用量不应少于360kg/m3，当掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限。水下灌注混凝土的含砂率宜为40％～50％，并宜选用中粗砂；粗骨料可选用碎石或卵石，粗骨料的最大粒径应小于40mm，且不得大于钢筋间距最小净距的1/3。水下灌注混凝土宜掺缓凝剂、减水剂等外加剂。导管使用应符合下列规定：导管接头宜采用双螺纹方扣快速接头，导管接头处外径应至少比钢筋笼内径小100mm以上；对于直径大于1.0m的桩，导管直径不宜小于250mm；接头导管的分节长度可视工艺要求确定，宜配备长度0.5m～1.0m短节，底管长度不宜小于4m。整套导管在使用前应进行试压试验，试水压力可取为0.6～1.0MPa。导管应居中下放，两节导管连接应安装密封橡胶圈。每次灌注后应对导管内外清洗干净，并宜对接头涂抹黄油进行养护。施工机械

施工过程主要的机械设备有旋挖钻机、钻头、泥浆泵,导管,钻杆,电焊机、钢筋切割机、冷轧调直机,汽车吊（一般50t）、60型挖掘机、推土机,水准仪、全站仪等。

施工工艺及特点工艺流程：旋挖钻机就位→开口→埋设护筒→钻头轻着地后旋转开钻→当钻头内装满土砂料时提升出孔外→旋挖钻机旋回开启钻头活门，将其内的土砂料倾倒在土方车或地上→关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体→放下钻头→钻孔完成，清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤回填，成桩。施工特点：成孔须用泥浆,并在孔口安置套管护壁，施工倒渣时撞击噪声较大、无振动；机具设备复杂造价较高，须采用水下浇筑技术(使用水下抗渗混凝土),装卸移动快速，施工准备工作少，工效高，施工成本相对较高,成孔直径可达1.5～3m，成孔深度为70～90m，可以满足各类大型基础及桥梁桩基施工的要求。施工工艺1.泥浆制备2.护壁泥浆再生处理3.埋设护桶4.钻孔定位5.钻进成孔6.孔底沉渣控制7.钢筋笼制作，吊放8、安装导管;安放前认真检查导管，保证它有良好的密封性。试验水压为1Mpa，不漏水的导管方可使用。导管直径、长度应与孔深配套（距孔底0.3-0.4m左右）；全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起0.3-0.4m，在灌注混凝土前，用塞子封堵漏斗口。下放导管时，丝扣或螺栓要对正、扣紧，不要碰撞钢筋笼，导管直径300mm，标准节长3m，调整长度0.5m、1.5m、2.0m各一节。9、断桩的预防措施:首先混凝土配合比严格按照有关水下混凝土的规范要求配制，并经常测试坍落度，防治导管堵塞；钢筋笼主筋搭接要焊平，以免提升导管时挂住钢筋笼；提拨导管时要经过测算，防止导管脱离混凝土面；浇筑混凝土前应使用经过检漏的导管；浇筑混凝土要连续浇筑，供应混凝土不得中断时间过长。注意事项在实际浇灌混凝土过程中，经常检查导管埋置深度.混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。混凝土浇筑应做混凝土强度试块，每根桩留设一组标养试块，试块应保养好，达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护；混凝土施工完毕后，及时收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告。桩基检测桩基小应变检测桩基超声波检测钻孔灌注桩施工事故与预防钻孔灌注桩施工中常遇到的事故如下：塌孔吸钻钻孔倾斜缩径超方卡钻钻不进断钻杆塌孔泥浆塌孔：①泥浆比重过低，孔壁支撑压不足塌孔；②泥浆比重过大，扩散速度快，地层遇水松散、剥落塌孔；③泥浆PH值大于11，泥浆胶体变为悬浮液而分层起不到护臂作用塌孔；④泥浆位偏低塌孔；⑤泥浆材料不对塌孔；⑥护臂周边土松动漏浆塌孔；⑦地下洞穴造成漏浆塌孔；⑧底层漏浆严重而塌孔；⑨泥浆补充不及时而塌孔。涌水塌孔：①承压水压力被释放而造成涌水塌孔；②涨潮造成涌水塌孔。支撑破坏塌孔：地下河冲塌孔壁大型机械对有振动流动性地层的振动造成塌孔操作塌孔：①提放钻速度过快塌孔；②钻进速度过快塌孔；③钻机转速过高塌孔；④泥浆扰动塌孔；⑤冒钻塌孔；⑥形成抽吸活塞塌孔；⑦对不准孔心撞击塌孔。吸钻吸钻的种类：①流塑粘土吸钻；②膨胀土吸钻；③钻孔冒钻吸钻；④钻斗在粘土中静止时间太长吸钻；⑤钻具结构不合理吸钻。预防措施：①选好或改造钻具；②扫孔；③不准冒钻，不准在粘土中停留时间太长；④有流塑粘土和膨胀土时，提钻速度不宜过快。钻孔倾斜产生原因：①钻杆竖直度不够；②软硬互层钻具选择不合理；③没有预测和处理地下洞穴；④没有清除孔壁探头石预防措施：①常常观察水平仪，纠正钻杆倾斜；②在软硬互层选择平头钻具、双进土口钻斗，避免产生钻孔导向倾斜；③有地下溶洞时要采取填充溶洞或加设护筒等防止钻孔倾斜的措施；④有探头石要采取两步钻进法，即先松动再取土。超方产生原因：①主机晃动严重；②钻具选用不合理；③泥浆配比与土质不符造成孔壁泥皮脱落；④泥浆比重过大造成局部塌孔；⑤操作原因：a、提放钻速度过快水流冲掉泥皮；b、钻速过快，破坏了泥皮与孔壁土的结合而脱落；c、没有采取减少泥浆对孔壁扰动的措施而使泥皮脱落。能造成超方的原因都能造成塌孔。预防措施：①选择稳定的主机；②在砂性大的土质，要增加泥皮强度和粘度；④操作方式要因土质而异。卡钻产生原因：①石子或砂子卡在岩石和钻筒中间②钻齿嵌入岩缝预防措施：①选择合理钻具结构②在钻经砂质土层进入岩层时要采取相应措施，特别是套管或旋压护筒钻经此处必须采取相应措施③在钻进泥质胶结强风化硬岩时，不要采取长钻齿，为不堵赛后角可在齿与钻底间加导板钻不进种类：①粘土硬钻不进；②粘土打滑钻不进；③松散土层滑钻不进；④各种岩层钻不进产生原因：①钻压不足；②钻具选择不合理；③打滑；④钻压过大；⑤中心钻选择不合理预防措施：①合理选择掘进角；②调整刀头覆盖率；③根据土质选择钻齿；④根据土质粒径选择钻具进土口大小；⑤钻进粘土时用破坏再生粘土粘性的方法处理打滑，钻进岩层时要通过选择钻齿改变钻压等方式处理打滑；⑥在松软土层钻压过大会造成钻斗托底而钻不进；⑦钻进能力差的中心钻顶到其不能钻进地层会造成钻不进断钻杆产生原因：①钻杆与主机扭矩不匹配；②在松散漂石、块石层钻进方法不得当；③卸土方法不得当；④使用小扭矩钻杆钻进时转速过高预防措施：①注意钻杆与主机扭矩匹配；②注意钻杆与主机转速匹配；③钻进松散漂石、块石层时要两步进行，先用螺旋钻松动