冲击钻钻孔灌注桩施工工艺

冲击钻钻孔灌注桩

施工工艺流程冲击钻适用范围适用于各类土层的桥梁桩基施工。（单轴极限抗压强度小于30MPa的岩石称为软岩，大于30MPa的岩石称为硬岩，小于5MPa的岩石称为极软岩）冲击实心锥适用孔径80~200cm，孔深100m以内。由于大路黄河特大桥主墩桩基桩长都为60~70m，超过了旋挖钻机能承受的扭矩，所以采用冲击钻。设计要求1.根据施工场区的工程地质条件和桩基础设计情况，本工程钻孔灌注桩采用反循环回转钻施工、泥浆护壁成孔、吊车吊放钢筋笼、导管水下灌注成桩工艺施工。2.钻孔灌注桩全部设计为摩擦桩。冲击钻成孔灌注桩是用冲击式钻孔架悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将土层或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥渣挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆循环带出成孔，然后再灌注混凝土成桩。利用泥浆泵使泥浆通过钢丝绳、钻头而压入孔底，携带钻渣，再从孔底经过钻头与孔壁之间的环形空间回流至地面的循环施工工艺流程图施工工艺流程图测量定位桩位复测埋设护筒位置、垂直度检查钻机就位水平、对中检查冲击成孔孔位、孔径、孔深、垂直度检查第一次清孔沉渣、泥浆性能检查钻机移位下一孔吊装钢筋笼钢筋笼制作安放导管第二次清孔沉渣厚度测量水下灌注混凝土提导管起拔护筒施工准备一、钻孔平台41#、42#墩钻孔平台为钢管桩平台，墩旁行走部分为L形钢管桩平台。钢管桩平台由10mm钢板和分配梁、螺旋钢管组成。二、开挖泥浆池、沉淀池泥浆池开挖尺寸为：6×4×2m泥浆溜槽为：50×20cm，坡比为：1：0.75.开挖泥浆池、沉淀池并做好防护测量放点根据设计提供的导线点及水准点用全站仪定位，划出墩位，再根据设计桩位，测放桩心，将每一根桩的中心用油漆标识，，然后在中心桩的前后左右设置护桩。孔位误差应符合桥涵验标的要求。埋设护筒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，护筒的垂直倾斜度不大于1%；

2、护筒使用12mm以上钢板制作，其内径应大于设计桩径400mm，其上部开设1-2个溢浆孔；护筒加工时在每1.5m处增设一道加固筋，保证护筒受挤压不变形。

3、护筒宜埋入河床面以下1m左右，在水中平台设置护筒，可根据施工最高水位、流速、、冲刷及地质条件等因素决定埋深，必要时打入不透水层。作用：保护孔口、定位导向，维护泥浆面。埋设十字护桩

为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用“+”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩，在护筒安设后，以桩位放样所设的“十”字形控制桩在护筒口上用丝线“十”字交叉，在“十”字交叉点挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置。定位桩采用φ20钢筋，在位于护筒边1～2m位置进行埋设（确保不被施工破坏），定位桩顶高于护筒顶50cm，并用红油漆标识，施工中做好定位桩的保护工作。钻机就位钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、不倾斜；钻头或钻杆中心与护筒中心误差不得大于50mm，钻孔时，孔内水位高于护筒地脚0.5m以上或地下水位以上1.5m～2.0m。钻机底座平正，保证钻杆垂直，钻机安装牢固，机架不摆动，保证钻杆和吊绳始终对准孔心，加强机械保养维护，减少钻机过程中钻杆的抖动。为防止大风袭击及其他意外情况的发生而影响钻机的稳定，钻机顶端采用缆风绳对称拉紧。冲击钻机冲击式钻机是灌注桩基础施工的一种重要钻孔机械，它能适应各种不同地质情况，特别是卵石层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造孔，成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁，提高桩基承载能力，均有一定作用。

目前常用的冲击钻机有CZ系列（如表所示），其所有部件装在拖车上，包括电动机、传动机、卷扬机和桅杆等，整体牵引。冲机钻孔是利用钻机的曲柄连杆机构，将动力的回转运动改变为往复运动，通过钢丝绳带动冲锤上下运动。通过冲锤自由下落的冲击作用，将卵石或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏渣筒）排出。

冲锤（如图所示）有各种形状，但它们的冲刃大多是十字形的。

3PNL-12型泵结构图1.防护罩2.泵体3.叶轮4.泵盖5.密封体6.导管7.泵轴8.托架9.联轴器10.电动机泥浆泵是钻机的重要配套产品，用于钻孔作业中循环泥浆。泥浆泵是在钻孔过程中,将泥浆加压后携带出

井底的岩屑和供给孔底动力钻具的动力,向孔底输

送和循环钻孔液的往复泵.

泥浆泵冲击成孔开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆，以保证粘土造浆护壁的可行性。采用钻孔粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，保持在1.1～1.3。在钻进过程中对照地质勘探图纸对钻孔中所遇到的各种地层采取土样，地层变化处，至少取一个样，从冲击钻机捞取的钻渣中取出样品，查明土类并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留。为防止桩位偏移和斜孔，采取以下措施：1、冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于±50mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4～0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击。2、在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。第一次清孔终孔后停止进尺，将钻头提离孔底200～300mm，保持钻头回转和泥浆循环，泵入比重1.03～1.08的泥浆，把孔内泥浆换出，并捞取沉渣，直至达到设计要求，泥浆比重在≤1.1，含砂率≤2％，孔底沉渣厚度≤50mm，黏度在17至20s之间，方可提钻下钢筋笼，灌注混凝土。泥浆粘度计和泥浆比重计粘度计：1、用途：

适用于现场和实验室中测量泥浆的粘度，它是由粘度计中流出500mm3的泥浆所需的时间来计算，单位为秒.

2、技术指标：

1.流出管孔直径5mm，长100mm2.水值15±0.5s3.夹层量杯一端容量500ml，另一端容量200ml4.全部仪器包括附件，泥浆缸等共重2.5kg比重计1、用途：

用于现场或实验室内测量泥浆的重量，单位为g/mm3。

2、特点：

NB－1型泥浆比重计是一个不等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标。3、技术指标：

1.测量范围:0.96～3g/cm3

2.测量精度:0.01g/cm3；

3.泥浆杯容量:140cm3

4.仪器尺寸:500(长)×100(宽)×100(高)mm

泥浆指标检测泥浆比重计粘度计终孔验收桩孔终孔，由施工单位自检后，会同甲方代表及现场监理共同对孔径、孔深、桩位垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要求进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。根据《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）及设计要求，执行如下质量标准：1、桩位中心允许偏差不大于100mm;2、孔径偏差不小于设计桩径；3、孔深不小于设计孔深;4、桩孔垂直度偏差应小于1％；5、灌注前孔底沉渣厚度不大于30cm;6、清孔后泥浆密度小于≤1.10，含砂率≤2％，粘度≤17～20S测量孔径及孔深检孔器技术员用测绳测试成孔深度钢筋笼制安钢筋笼的分节长度应按照下料单要求下料,钢筋笼的加强箍筋设置间距2m一道设置,主筋附着在加强箍筋外侧,主筋与加强箍筋采用点焊连接。每根桩的钢筋笼分节编号,同-截面内接头数量不超过钢筋总数量的50%；主筋的接头采用闪光对焊连接，加劲筋与主筋采用焊接方式进行固定，箍筋与主筋采用交错点焊和绑扎方式进行固定；钢筋笼设置可滚动式砂浆保护垫块,垫块纵向间距不大于2m,环向不少于4个,呈梅花形布置；钢筋笼入孔时，由吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间，并采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准桩孔中心，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因，进行处理。严禁高提猛落和强制下放。骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮动，钢筋笼中心与设计桩中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装；钢筋笼在入孔后，与上部钢筋连接采用冷挤压套筒连接，钢筋笼连接完成，并与护筒连接定位后，尽快进行混凝土灌注，防止塌孔。吊装钢筋笼钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法1、钢筋骨架在承台底以下长度±100mm，尺量检查；2、钢筋骨架直径±20mm，尺量检查；3、主筋间距±0.5d，尺量检查不少于5处；4、加强筋间距±20mm，尺量检查不少于5处；5、箍筋或螺旋筋间距±20mm，尺量检查不少于5处；6、钢筋骨架垂直度1%，吊线尺量检查。声测管加工及安装根据设计要求，水中墩桩基均设置声测管，每桩布置3根，沿桩周均匀布设，作为桩基检测用。声测管采用无缝镀锌钢管，外径58mm、壁厚1.2mm，每节长度9m，用套管丝口接长，底标高同桩底一致，高出桩顶50cm。钢筋笼制作好后，将声测管布臵在笼内侧，与骨架焊接牢固，严禁穿孔，随骨架一道下至孔内。当桩基骨架小于桩长较多时，将声测管按骨架标准加劲箍紧，加固材料为Φ16圆箍，下至孔底后再与上骨架对应声测管丝口连接。下放前须将管底密封，至骨架下放完成后密封管顶，防止漏水和泥浆。混凝土灌注待安放好钢筋笼和灌浆导管后，再测量孔底沉渣，若沉渣厚度＞20cm，再进行二次清孔，二次清孔合格后，即灌注混凝土成桩。混凝土灌注1、混凝土水下灌注采用φ300mm导管，导管接头为丝扣连接，橡胶圈密封，导管使用前做水密封试验，拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入风压力。导管须滚动数次，经过15分钟不漏水即为合格；2、混凝土灌注前由质检员及实验员检查流动性、和易性和坍落度。坍落度应严格控制在180～220mm；3、应保证足够的砼初灌量，使导管初灌埋深在1.0m以上,3m以下；4、灌注应连续进行，中途停歇时间不超过30分钟；5、混凝土灌注过程中导管埋深宜控制在2～6m，灌注标高控制在比设计桩顶标高高出0.5m