正循环钻孔灌注桩基础施工工艺

钻孔灌注桩施工工艺凿除桩头钻机成孔泥浆循环钢筋笼制作监理验收合格机具清理道碴填孔砼拌和及运输水下砼灌注二次清孔下导管监理验收合格下钢筋笼提钻清孔监理验收合格钻机就位埋设护筒桩位放样场地平整一、钻孔灌注桩施工流程框图：凿除桩头钻机成孔泥浆循环钢筋笼制作监理验收合格机具清理道碴填孔砼拌和及运输水下砼灌注二次清孔下导管监理验收合格下钢筋笼提钻清孔监理验收合格钻机就位埋设护筒桩位放样场地平整搭设排架搭设排架泥浆外运设备移位泥浆外运设备移位泥浆处理泥浆处理

钻孔桩施工采用反循环泥浆护壁成孔，二次循环清孔，导管浇筑水下砼的施工方法。二、钻孔准备工作钻孔灌注桩施工前准备工作的主要内容有：钻机的选用，桩位测量放样，场地准备，工作平台及护筒制作埋设等。1、钻机选择及设备检验本工程设计孔径为Φ100cm，桩长在20m~25m，选用GPS150型钻机。钻头形式采用灯笼式锥形钻头，钻头直径满足设计要求，采用三翼式锒焊合金刀法，翼片成梨形，端部设导向小型钻头。砂石泵（反循环泵）泥浆泵、配套设备仪器、或钢筋制作的探笼（检测孔径），砼的导管，必须做水密承压试验，符合要求后方可投入使用2、钻机工作场地平整：1）准备泥浆池，按照1根桩体积产生3倍泥浆量修筑泥浆池，拟在堤坝外筑泥浆池一只，容积300~500m3，泥浆循环池一只40m2）粘土备料：以原土造浆护壁为主，以备粉砂层造浆不足，每根桩准备一定量的优质粘土，以保证桩基施工过程中的成孔质量。3）陆地桩施工直接对原土进行整平后铺设枕木；4）水上桩施工采用水上钻孔支架平台。水上钻孔支架平台采用φ20cm×8m的木桩，要求木桩打入土深度≥5m。尽量利用老桥拆除方案的水上支架作为砼运输和桩机进场便道进行搭设。搭设采用双排木桩，分别位于桥桩左右各1.5m范围。两排木桩顶平行桥桩方向采用30×30cm方木相连，在方木上铺设一层间距50cm的20×20cm方木，然后铺设一层3cm3、护筒选择埋设1）护筒制作：采用3-4mm的钢板焊制而成（焊缝不可漏水），其内径比桩孔直径大20-40cm；2）水上桩护筒埋设：经施工测量人员定出水中桩位后,作好标记。①本工程水中护筒采用大护筒套小护筒的方式,内外护筒直径内径比桩经稍大，外护筒的内经要求比桩经大50cm。②定出桩位后先让外护筒利用自身重力慢慢沉入淤泥中,待其稳定后筒顶放置槽钢，利用挖土机再将其重压入河床底实土层内不小于2m,外护筒采用双向槽钢焊接再与作业平台连接固定。③把护筒内水抽干，再次测量定位，做好标记，安放内护筒。校正满足精度要求后，保证护筒的垂直度，并复测护筒顶标高。④内外护筒同样采用电焊焊接连接固定。内外护筒间隙用粘土填实，外护筒顶高出最高河水位0.8m以上,内护筒低于外护筒0.3~0.5m。3）旱地的护筒①埋深不小于1.5m，且上口高出地面0.3m；在填浜部位的护筒，先开挖至淤泥层上部20-50cm处，然后用震动锤将护筒震入淤泥，深度不小于2.0m，上口高出地面0.3m；②为防止钻进施工中护筒外圈返浆造成塌孔，护筒埋设位置应准确，其中心线与桩中心线的允许偏差不得大于2cm；③并应保证护筒的垂直度和水平度，护筒的倾斜度不得大于1%；④护筒底部和四用粘土填实，固定；三、钻孔施工1、钻机就位1）桩机就位前，必须对各项准备工作进行检查：设备、人员的到位，配套设备的就位、各班组的交底等。2）钻机和钻塔要安装稳固，保证天车、主动钻杆、钻头、钢护筒中心在一条直线上；偏差不大于5mm。3）钻孔桩开始时，应通过项目部人员参加与记录的审查。2、桩机钻进及规程参数：1）根据桩孔钻遇地层特点，选择机械回转钻进、泥浆反循环护璧，其为：转数30-50r/min，泵量200~300m3/h以上。2）桩孔上部孔段钻进时轻压慢转,控制导向、防止偏位和斜孔；在钻锥入土后进行正常进钻。3）刚开钻时必须原位造浆0.5-1.0小时，以防止浅塌孔；然后根据土质情况，确定造浆的部位、钻进速度。钻孔过程中，应根据成孔深度结合地质剖面，确定所进的土层；同时捞取渣样进行判别，及时调整泥浆指标，并做好记录。4）尽量减少桩孔超径，在易缩径的粘土层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径，应加配重块，采用大压力,慢转速钻进,以提高钻进效率。5）钻进及泥浆制作：泥浆在钻孔中的作用是：a、在孔内产生较大的悬浮液压力，可防止坍孔；b、泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；c、泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。因此在钻孔过程中，孔内应保持一定稠度的泥浆，土质为粉土和砂土一般比重以1.25～1.5为宜，在根据地质资料分析，每根桩预备塑性指数在25以上的一定量粘土，以便造浆护壁；尤其是在孔口更要仔细护壁，以防孔口漏水而使孔内失去水压力。6）钻进时应随时测定沉淀池泥浆性能，确保泥浆性能指标，符合所钻地层需要。3、清孔在孔深达到设计要求后，开始清孔，清孔分两次进行。1）第一次清孔第一次清孔时不得停钻，已防泥浆堵住钻头孔。桩孔成孔后，应进行第一次清孔，清孔时应将钻具提离孔底0.3-0.5m，缓慢回转，同时加大泵量，每隔十分钟停泵一次，将钻具提高3-5m，来回串动几次，再开泵清孔。第一次清孔采用正循环换浆法清孔。2、第二次清孔①钢筋笼、导管下完后，用导管进行第二次清孔，二次清孔时间不小于30分钟，测定孔底沉渣厚度低于设计要求值30cm方可停止清孔；否则继续清孔。②第二次清孔时，注入浆比重为1.15,排出泥浆比重不大于1.20；第二次清孔后泥浆比重控制在1.05-1.2；粘度17—20s；含砂量<4%。③清孔结束后，30分钟内必须尽快灌浆。4、钢筋笼的制作与吊放a钢筋笼制作标准eq\o\ac(○,1)钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。发现弯曲、变形钢筋要作调整处理，钢筋头部弯曲要调直，制作钢筋笼时，应用控制工具标定主筋间距，以便在孔口搭焊时保持钢筋笼的垂直度，为防止提升导管时，带动钢筋笼，严禁弯曲或变形钢筋笼下入孔内。eq\o\ac(○,2)钢筋笼采用环形模制作，制作场地保持平整。成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。每节钢筋笼上、下各设置一道钢筋定位控制件，每道沿圆周布置3只。保护层厚度为50mm。eq\o\ac(○,3)钢筋笼主筋连接采用单面焊接，焊缝长度＞10d，主筋接头间距＞45d，且同一截面接头数≤50％。钢筋笼焊接选用E5002焊条，焊缝宽度不应小于0.7d，厚度不小于0.3d。焊接过程中，应及时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。b钢筋笼的起吊、就位和对接eq\o\ac(○,1)钢筋笼的安放标高，可由护口管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±100mm。eq\o\ac(○,2)钢筋笼下放时，应对准孔位中心，一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉，防止碰撞，放至设计标高后应立即固定。eq\o\ac(○,3)钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时，应使钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时应两边对称施焊。eq\o\ac(○,4)孔口对接钢筋笼完毕后，需进行中间验收，合格后方可继续下级进行下一节笼安装。5、混凝土灌注混凝土灌注工艺混凝土灌注前、清孔完毕后，应迅速安放混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，并将导管提离孔底0.5m。首灌混凝土灌量必须保证能埋住导管0.8～1.3m。浇灌时应先用0.3m3的1:1.5水泥砂浆打底。灌注开始后，要连续进行并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内砼不满时，应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压气囊。在灌注过程中要安排专人经常探测井孔内砼面位置，及时地调整导管埋深，并做好原始记录，灌注过程中，导管埋入深度宜保持在2m-6m之间，最小埋入深度不得小于2m。浇灌混凝土时随浇随提，严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次提拔不得超过4m如运到现场的混凝土发现离析和易性不符合要求时；应再进行拌制，以防堵塞导管。桩身实际浇注混凝土的数量不得小于桩身的计算体积的1.05倍，不应超过计算值的1.2倍。混凝土浇灌完毕后，应及时割断吊筋，等地面以上混凝土初凝并提出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残浆。混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢，当混凝土进入钢筋笼底端1-2m后，可适当提升导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼。灌注桩顶标高时，应预加一定高度，一般比设计高出0.8～1m，预加高度待砼强度达到5MPa每次灌注，必须按规定测坍落度二次，应做好试块二组，试块应标明桩号、日期、并按标准养护。6、桩孔质量的检测：桩孔质量参数包括：孔径、孔深、钻孔垂直度沉渣厚度。eq\o\ac(○,1)孔深：钻孔前先确定护筒的标高，以此作为基点按设计要求的孔底标高确定孔深，以钻杆上的标志为基准，再用测绳和钢尺测量孔深。eq\o\ac(○,2)用探孔笼（长4-6m、直径为设计孔径、两端锥形的钢筋笼），检测孔经。eq\o\ac(○,3)桩基的质量检测由业主指定的单位进行；eq\o\ac(○,4)沉渣厚度以第二次渣孔后测定量数确定。eq\o\ac(○,5)出现缩径等应进行扫孔。eq\o\ac(○,6)根据业主或现场监理的要求，必要时由专业人员，用井径仪测定孔径、钻孔垂直度。灌注桩允许偏差项次检查项目允许偏差检验方法1混凝土抗压强度在合格范围内2桩位（mm）群桩100用经纬仪检查纵、横方向排架桩503钻孔倾斜度+1%用垂线测量计算4沉淀厚度摩擦桩不大于300mm开始灌注混凝土前用测绳测量支承桩300mm5钢筋骨架底面高程（mm）±50查灌注前记录7、钻孔事故的预防及处理措施1）坍孔坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。（1）坍孔预防措施：钻头到达含泥砂层时，泥浆比重不小于1.5；粘度不小于19s；孔内用高粘度泥浆反复进行扫孔。（2）处理方法：施工中应严格按要求操作，以防为主，一旦发生坍孔，应找出坍孔原因，采取相应措施。2）钻孔偏斜钻孔偏斜事故预防和处理方法：（1）安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。（2）由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架钻进。（3）钻杆、接头逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。（5）用测孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。3）落物掉钻预防措施：（1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具，可用打捞工具打捞，然后在护筒口加盖。（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连结装置。（3）为便于打捞落入孔内的钻头，可在钻头上预先焊上打捞环，或在钻头上围捆几圈钢丝绳等。处理方法：掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻头。4）糊钻在软塑粘土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，预防处理办法：首先应对钻杆内径大小进行计算决定。还应控制进尺，加强泥浆循环。若已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻头残渣。5）扩孔和缩孔扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加，若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。（1）缩孔预防措施：利用水头压力压住淤泥，保证孔内水头高出地下水位（水上为水面）1.5m，以防孔壁淤泥向孔内扩展，造成缩径；钻头在易缩孔的地层进行反复扫孔。（2）缩孔原因有二种：一种是钻头焊补不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较设计孔径稍小的孔。另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。6）钻杆折断折断原因：（1）用地质或水文地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。（2）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断。（3）钻杆使用过久，连接处有操作或接头磨损过甚。（4）地层坚硬，进尺太快，超负荷引起。预防和处理：（2）不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防止反转松脱的固锁设施。（3）应控制进尺，遇有坚硬、复杂地层要仔细操作。（4）经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏要及时更换。（5）如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。7）钻孔漏浆在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过高使孔壁渗浆。为防止漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，可由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。8、质量保证措施eq\o\ac(○,1)每道工序均请监理验收合格后再进行下道工序施工。eq\o\ac(○,2)确保钻孔垂直，钻头带导向，孔底减压钻进。eq\o\ac(○,3)开钻前预先配制好优质泥浆，用粘土或膨胀土为原料，控制比重在1.3～1.4之间。遇夹砂土层时，为防缩颈，把优质泥浆注入孔内。eq\o\ac(○,4