冲孔灌注桩施工工艺

冲孔灌注桩施工工艺一、钻孔灌注桩简介二、冲孔灌注桩的特点三、冲孔灌注桩施工流程四、冲孔灌注桩质量控制要点五、冲孔灌注桩常见病害的防治一、钻孔灌注桩简介钻孔灌注桩的问世：在100多年前由于工业发展以及人口增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的粘土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。钻孔灌注桩的定义：在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人工挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。钻孔灌注桩的分类：按成孔方法不同，灌注桩可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩和冲孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。钻孔灌注桩的用途：用作桩基础（抗压桩及抗拔桩），支护体系（常与搅拌桩及高压旋喷桩配合使用）。冲孔灌注桩1、用冲击方法破碎岩土，尤其是破碎有裂隙的坚硬土和大的卵石所消耗的功率小，破碎效果好；同时，冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固；2、在较大的卵石层、漂砾石层中施工成孔率较高；3、设备简单、操作方便，钻进参数容易掌握，设备移动方便，机械故障小。4、钻进时孔内泥浆循环的作用，使得悬浮钻渣循环至地面排除，并保持了孔壁稳定，泥浆用量小。5、冲进过程中，只有提升钻具时才需动力，钻具自由下落是不消耗动力的，能耗小。和回转钻相比，当设备功率相同时，冲击钻能施工较大直径的桩孔。优点：二、冲孔灌注桩的特点缺点：1、利用钢丝绳牵引冲击头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提放钻头和掏渣土上，钻速度较低。随桩身加深，掏渣时间和孔底清渣时间相对较长。2、容易出现桩孔不圆的情况，扩孔l率较高。3、遇岩层不均匀时容易出现斜孔、卡钻等事故。4、由于冲击锤能量的限制，孔深和孔径均比回旋钻施工适应性小。适用范围：冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石层；也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层施工，而后者往往是回旋钻进和其他钻进方法施工困难的地层。桩孔直径以600-1500mm，深30-50m为宜。施工流程三、冲孔灌注桩施工流程钻孔定位埋设护筒钻机就位冲孔施工清孔吊放钢筋笼安装导管二次清孔浇筑混凝土测量检查1、钻孔定位施工过程中采用联测，复测方法以控制桩位。测量给定孔位中心点后，钉一中心木桩，在木桩顶钉一铁钉确定孔位中心点，再按“十字线”法向四周返出四个点钉“骑马桩”，并记录与中心点的距离，当中心桩挖掉后以这四个点测量孔位中心点，确保孔位准确无误。2、埋设护筒冲孔灌注桩护筒一般采用钢护筒，也有部分采用钢筋混凝土结构的，护筒作用1、定位；2、保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内；3、保持泥浆水位（压力），防止坍孔；4、桩顶标高控制依据之一；5、防止钻孔过程中的沉渣回流。护筒必须进入原土200mm；回填必须对称进行，以免护筒跑位；保证桩位位置地下无障碍物。3、钻机就位钻机就位平、稳、对、正等，铅锤吊对位、水平尺操平，钻机基础稳固。冲击钻就位应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，钻机就位后，进行孔位复测，复测完毕合格后方可进行施工。泥浆：泥浆的作用：1、成孔过程中，泥浆的作用除了护壁外，就是向外带渣体，冲击钻成孔，因为大颗粒是用捞筒向外捞的，泥浆的作用主要是带小渣粒。2、清孔时，通过泥浆向外带渣，几乎是泥浆的唯一作用。泥浆密度的控制：桩基泥浆实际有三大控制指标：比重、稠度、含沙（渣）量。比重清孔时泥浆应不断置换,在保证不塌孔的前提下,尽量降低泥浆的密度、粘度。清孔时泥浆密度宜为1.15～1.2。根据现场地质情况，要求一清控制沉渣，比重1.25左右为宜。

泥浆的比重越大，孔壁越安全。片面的降低含沙量而不断的抽取泥浆会造成泥浆的稀释，如果泥浆的比重小于1.1，接近1的时候，这时的孔是十分危险的，随时都会塌孔，后果很严重。稠度稠度和比重在一定程度上越大，越有利于孔壁的安全，其悬浮能力和排渣能力越强，但是这个量越大，施工的成本越高，能耗也越高。同时，含泥砂量亦会大，其附着于钢筋上而影响与砼间握裹力。含砂（渣）量泥浆的沉渣是一个时间相关的量，如果在灌注的阶段，比如终孔到灌注的2小时内不超过5cm就可以灌注，不影响施工质量。含沙量越大就越容易沉渣，所以施工时要控制其量小于8%。但是如果片面的追求含沙量低于8%的标准，就会影响到泥浆的比重。在端承类灌注桩的施工中，沉渣的厚度不能超过5cm，如果超过5cm就会影响到灌注桩的端承效果及钢筋与砼间握裹力。4、冲孔施工开孔时应低锤密击，锤高0.4～0.6m，并及时加石块或粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m时，才加快速度，加大冲程，将锤提高到1.5～2m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。桩机冲进过程中应进行两次验收，分别为遇岩深度验收和入岩深度验收，根据地质报告的资料与实际冲机施工资料进行对比分析岩样是否一致。5、清孔 孔内泥浆清孔保证孔内泥浆性能指标符合要求：粘度小于28秒，比重小于1.25Kg/L，含砂量≤8%，孔底沉渣≤50mm。清孔的方法：1、抽浆法2、换浆法3、掏渣法清孔后沉渣厚度的测量方法,有吊锤测量、超声波、电阻检测等,其中简便常用的是吊锤测量法。方法是:用吊锤吊至孔底,轻触沉渣面,并记录深度;再牵绳使吊锤抖击孔底沉渣,使其液化,直至坚硬岩面(或其它坚硬土层),再次记录深度。2次记录深度的差值即为沉渣厚度。当沉渣厚度较小时,可通过吊锤感触到孔底坚硬清爽的状况。需要指出,沉渣厚度的检测不宜在二次清孔停水泵后立即进行,而宜以停泵后滞后5min左右的测量值作为控制。这是因为:清孔后至混凝土浇注前往往有几分钟的时间间隔,如果这时泥浆粘度过高或含砂率过高,就会在这段时间内在孔底积起较厚沉渣或淤泥。6、吊放钢筋笼1、钢筋笼整体吊装2、当钢筋笼过长时可进行分段吊装，需要焊接时，可先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，而后放下。骨架外侧应绑扎水泥垫块或在钢筋笼主筋上焊有一定数量的加筋环用以确定保护层。吊放时应垂直放入，避免钢筋笼末端碰到孔壁造成土块塌落至孔低。若钢筋笼在泥浆面以下，应在钢筋笼顶端焊接标志物，露出泥浆面，以确定钢筋笼是否到底。吊入后校正位置垂直，勿使扭曲变形。7、安放导管导管用法兰盘进行连接，“O”型圈密封，严防漏水，当清孔完成，应立即吊装导管，导管应事前拼分成几段，依次放好，以便吊装。导管要求垂直平正，不应弯曲，以免妨碍隔水栓的下落，接口密实，不漏水不露浆。导管安放时，先使导管接触孔底，灌注混凝土前提离孔底30cm高。下导管完毕，需进行二次清孔工作，现将泥浆调稀至密度为1.1g/cm3左右，二次清孔清孔结束时必须测定孔低沉渣厚度，要求沉渣厚度＜10cm（一般是5cm左右）时，才能灌注水下混凝土，否则，继续清孔直到合格为止。8、二次清孔9、灌注混凝土在水下灌注混凝土前必须安装隔水栓，料斗装满后，打开隔水栓，让混凝土顺导管向下走（初灌量尤其重要，一定要保证混凝土下落后，埋没导管下端1-2m深），浇筑开始后，应连续不断灌混凝土至漏斗，勿使在导管内中断，以防回水进入管内，并注意控制导管内混凝土的高度，经常保持＞1.5m，当管外的混凝土埋管达2-2.5m深时，即可将导管提升，提升时不得过头，务必使导管下端埋于混凝土中1m以上的深度，以免翻浆。导管法灌注水下混凝土：是将密封连接的钢管作为水下混凝土的通道，其底部以适当的深度埋在灌入的混凝土拌合物内，在一定的落差压力作用下，形成连续密实的混凝土桩身。10、测量检查混凝土面灌到预定高度，一般可用测量绳检查，检查时要注意：1、必须保证测量绳准确，由于使用时间较长或其他原因，测量绳上的标尺数字可能模糊不清或发生滑动，这样会影响测量精度。2、测锤必须重些，且体积不能过大，否则会浮在泥浆表面，影响测量精度3、测量时如泥浆较稠，一定要上下抖动测量绳，使测锤靠自重向下移动，接触到真正的混凝土面。质量控制混凝土工程

四、冲孔灌注桩质量控制要点沉渣厚度泥浆质量1、泥浆误质量：冲孔灌注拥桩主要靠栏泥浆的静油压力来平兼衡土对孔船壁的侧压椒力。泥浆汤占有重要哪地位，它壳直接影响正桩的质量困。泥浆形扯成的护壁浇皮薄而坚晨韧，可使预桩身混凝柏土与原始鸦地层接触呀紧密，提龟高桩身摩沾擦力。特谎别是浇灌惠混凝土时冷，要控制虾泥浆的性宰能指标（疯密度1.标05-1众.2，粘庙度17-仪20s，亮含沙率＜典4%），妻以减小被殿压和混凝磁土灌注时恒的阻力，存保证首灌顶混凝土的淘冲击力挤勤开孔底沉历淤，并有袍利于克服核夹泥、断技桩等质量层问题。但辩对刚开始的时的杂填迫土层和一乌些特殊的筋地层（如亭砂层、卵涉石层）应哗适当加大饱泥浆比重飞和粘度，染以防止漏衣浆和塌孔2、沉渣盲厚度：冲孔灌振注桩承忽载力达罚不到设巡寿计要求失，多为红孔底沉唯渣过后锅照成。漆规范规蝴定：当乌桩以端困承载力胡为主时贝，沉渣思厚度应况≤10尼0mm术。一般慈控制在邀50m郊m以内好。沉渣之少，嵌尽岩密实压，有利侍于减少骆桩在长异期荷载汗下的最益终沉降建量，以逗及减少匙整个建糕筑物的馆不均匀恳沉降3、混凝厦土质量：1、原俱材料、晨配合比崇的控制柱。2、首次灌：首吐灌混凝至土和易挺性和流界动性一夕定要好摄。首灌景混凝土仍量要经滤过计算贺确定，售要保证肝首灌后榆混凝土演埋管2怨.0m贝左右，晶否则会骡影响首焰灌混凝祖土的冲乘击力和宫排淤能壤力，进箭而影响钻桩尖嵌狡岩质量拣，对于介一些泡贴水易软屋化的软讽质岩还项应控制隙从终孔艰到首灌均的时间竹。3、导愁管埋深妹的控制剑。导管软埋深对潮混凝土遵的浇灌蒙质量有笑很大影勺响。根姥据混凝删土的流农动扩散抱规律，福埋深过燃小往往织会使管拖外混凝罩土面上尿的泥浆痰和泥渣锋卷入混蛛凝土中尺形成夹昏层，造础成断桩便；埋深警过大则段混凝土裤不宜流尊出，易捧堵管。激导管埋抽深应控婆制在2碗-6m西范围，谦最小应弓≥2m玩。五、冲孔切灌注桩病堤害孔壁坍塌卡钻沉渣过厚断桩冲孔灌可注桩病向害斜孔灌注时浮笼1、孔驴壁坍塌饥：原因：泥待浆浓度不斧够，护筒亡埋深不够触，成孔速狡度太快，殖孔内水位灶高度不够坝，在地质索不好的情铸况下处理床不及时技术措施朱：在松散哄的砂土钻像进时，控肾制钻进速胞度，选用植较大密度桃、粘度、娘胶体率的嫁优质泥浆踢；确定护柔筒埋设已鸽进入硬土补层；钻进锈时及时补毯充泥浆，楼保证孔内延水位高于花承压水位视。2、斜私孔：原因：当赌遇到岩面笨倾斜，一湿边软一边杰硬，如稍雅有不注意报就会造成讲斜孔。技术措萄施：在泽有倾斜扣状的软庸硬地层昨钻进时案，往孔气内填入番片石，董使孔底男表面略硬平，先妇进行低炒锤快击道造成一继个较紧亦密的平狼台后，锁再提高黄锤正常星冲击加碧快速度捐。3、卡锤遍：原因：钻鸡进速度太做快，地质铜情况不明州，岩面倾勒斜、孤石宿和溶洞时逃等技术措施旁：在松散胸的砂土钻无进时，控适制钻进速跃度，选用扁较大密度屈、粘度、筒胶体率的漆优质泥浆螺；确定护施筒埋设已忌进入硬土处层；钻进助时及时补亲充泥浆，克保证孔内否水位高于竹承压水位各。4、沉顾渣过厚踢：原因：封泥浆指铅标不符禁合要求艰，含砂土率过大抗；下放融钢筋笼盖时间过旨长或钢膝筋笼碰骆撞孔壁默，造成明塌孔。技术措施以：清孔时轮严