122钻孔桩施工工艺陕西铁路工程97课件讲解

1.2.2钻孔桩施工工艺在线开放课程《桥梁施工》陕西铁路工程职业技术学院熟悉钻孔桩基础施工机械的类型目标1能力目标2掌握钻孔桩基础的施工工艺流程目标2掌握钻孔孔桩基础常见问题的处理与防治措施目标3钻孔桩施工工艺（以旋转钻机施工为例）

3施工主要工序：场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土成孔下导管和钢筋笼灌注水下混凝土成桩钻机就位旋转钻机钻孔桩施工工艺流程图钻孔灌注桩施工4（一）场地准备

旱地：平整、夯实场地

浅水：筑岛

深水：围囹法56（二）埋设护筒1.

护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。2.护筒的制作要求：①护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm。护筒上部设1～2个溢浆孔，②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米。73.护筒的埋设要求①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。②埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。③埋置深度一般情况为2—4米，特殊情况应加深。④护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；8护筒入土深度910（三）泥浆制备泥浆作用：在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。

组成及要求：①水：水的PH值7～8之间，不含杂质②粘土（或膨润土）：塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%，相对密度为1.1～1.5③添加剂：无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度2024/12/291111根据实践，使用太稠的泥浆，会增大钻头的阻力，因而影响钻进的速度，而且增加在孔壁或钢筋上的泥浆附着量，对受力不利，还会增加清孔工作的困难。反之如泥浆太稀，排碴能力会受到影响，护壁效果也有所降低。因此应根据地层情况和施工方法并考虑泥浆对孔壁和钢筋的附着等因素，选择恰当的泥浆指标。（比重，粘度，含砂量，胶体率等）。泥浆质量的好坏和制浆粘土的化学组成、粘粒的含量及粘粒大小有关。12泥浆搅拌机13膨润土14泥浆池152024/12/2916泥浆指标检测仪器1617钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。钻机组装就位，并使其底座平稳、水平，钻架竖直，保持钻机转盘中心、钻头、桩位中心在同一铅垂线上，其偏差不大于3cm，并应符合技术规范要求，以保证钻孔垂直度。安装泥浆泵及泥浆循环管路，布置泥浆循环系统，通电、通水。测试钻机、泥浆泵、分离器等是否能正常工作。2024/12/2918（四）钻架与钻机就位18钻机就位19要求①能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。②钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。③钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。202024/12/2921（五）钻孔旋转钻机施工有以下两种形式：正循环钻孔：泥浆由钻杆内流（注）入井孔，携带钻渣由护筒顶口流入沉淀池，经沉淀池净化流入泥浆池，循环使用。反循环成孔：泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用泵吸（扬程不够时采用气举）将泥浆钻渣混合物从钻杆中吸出，泥浆经净化后循环使用。212024/12/2922①钻孔前，将地质剖面图挂在钻台上。在钻进过程中，进尺的快慢根据土质情况来控制，并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等情况进行检查、观察。详见附图2“地质剖面图”。

②开钻时以低档慢速正循环钻进，钻至地面以下足够深度后改为反循环钻进。钻孔时，坚持以减压钻进，钻压不得超过钻具重力之和（扣除浮力）的80％，并保持重锤导向作用，保证成孔垂直度和孔形。③钻孔作业分班连续进行，不得中途停顿，如确因故须停止钻进时，将钻头提升2m，以免埋住钻头。④孔内水头始终保持在地下水位线以上2.0m，以加强护壁，防止塌孔。222024/12/2923⑤停钻时，钻头需提离孔底方可停止供风，防止出渣口和风包被堵。接长钻杆时，应先停止钻进，将钻头提离孔底2.0m左右，维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣排净，然后停泵接长钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，防止漏气、漏水和掉钻头等事故的发生。由于孔深太大，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺畅。⑥钻孔过程中如遇到塌孔、偏孔、扩孔、埋钻、卡钻、掉钻等故障时，应尽快查明原因，采取有效措施果断处理。⑦及时详细地填写钻孔施工记录，在交接班时交代钻进情况及下一班应注意的事项，并注意地层变化。正常钻进时应参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻碴取样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对。232024/12/2924⑧当钻孔深度达到设计要求时，清孔后，孔深和孔底沉渣用标准测锤检测。测量绳应检验并进行长度较正。严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。成孔检查标准见表5。24钻机钻进25测量孔深26（六）清孔目的：钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。方法：抽浆清孔换浆清孔掏渣清孔2024/12/292727

终孔后应及时清孔，以免使钻渣沉淀增多而造成清孔困难，清孔用换浆法。在清孔时应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。泥浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准后，拆除钻杆，移开钻机。用检孔器检测孔深和倾斜度，并对孔深、孔位等进行自检、专检并报请监理检查，并填写终孔检查证。清孔应达到施工规定标准，如：孔底沉渣厚度不大于10cm，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。28探笼检孔2930循环排渣（七）钢筋笼的制作和安装钢筋笼在钢筋车间内长线胎模上或者专业加工机械上分节段制作，用加长平板车通过施工便道运输到墩位处，由吊机起吊在孔位处对接安装。（1）钻孔桩钢筋笼分段制作、安装，每节段长度可为9m或12m，整体下放就位。制作时，按照设计尺寸做好加劲圈，标出主筋位置，然后将主筋依次点焊在加劲筋上，要确保主筋与加劲筋相互垂直、不变形并在加劲圈钢筋上焊接十字钢筋支撑，同时安装吊装衬套、吊具。钢筋笼主要连接形式有闪光对焊、电弧焊和套筒连接，其接头质量都必须符合相关技术规范要求。声测管用钢丝临时绑扎在钢筋笼上或焊接U型筋固定。2024/12/293131（2）钢筋笼节段主筋对接采用机械连接。制作安装时主筋接头按50%错开，主筋错开长度不小于98cm，同时确保主筋位置准确。加强筋与主筋间采用焊接连接，箍筋采用钢丝绑扎在主筋上。为避免钢筋笼运输过程中变形过大，可按一定间隔设置十字加强筋，在下放时拆除。钢筋焊接前应根据施工条件进行试焊，合格后方可进行正式施焊。焊工必须持考试合格证上岗。钢筋焊接的接头形式、焊接方法、适应范围应符合相关技术规定。2024/12/293232（3）钢筋笼加工时要确保主筋位置准确，并在钢筋笼外侧安装可靠的混凝土轮式垫块来控制钢筋保护层厚度，垫块采用高标号砂浆制作，其强度不低于桩基的强度。垫块间距为2m，径向均布4个，整个桩所有垫块按梅花形布置。（4）钢筋笼制作时，每隔一定长度设置型钢加强环和十字撑，安装时用专用的起吊工具起吊，避免钢筋笼起吊变形，在下放时拆除。2024/12/293333注意事项：钢筋骨架一般每隔2～2.5米设置直径14～18毫米的加强箍筋一道；要确保保护层厚度；钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁两节笼对接时，按照分节编号对位，使上下节中心线保持一致，在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；接头牢固可靠。钢筋笼安装到位后及时固定，防止脱落，并采取有效措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。在接长声测管时应将接头处管内毛刺处理干净以免影响测桩。必须保证连接紧密、牢固，防止水泥浆被压入管内。每节钢筋笼下放到位后，将声测管内灌满清水，等待5min检查水面是否下降，水面如无下降说明声测管及连接完好，才能接长钢筋笼。声测管底口用钢板焊牢固，顶口用薄钢板点焊，声测管要与钢筋笼牢靠固定，防止在钢筋笼下放及混凝土灌注时偏位。2024/12/2934342024/12/2935钢筋笼制作352024/12/2936钢筋笼制作362024/12/2938制作钢筋笼382024/12/2939392024/12/2940402024/12/2941钢筋笼运输412024/12/2942起吊42432024/12/2944对准孔位442024/12/2945对准孔位２452024/12/2946钢筋笼焊接462024/12/2947灌注桩钢筋冷挤压连接472024/12/2949钢筋直螺纹套筒连接492024/12/2950钢筋笼安放就位50焊吊筋，防止浇筑砼时钢筋笼上浮2024/12/29515152泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用导管法。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。（八）灌注水下混凝土52钻孔桩混凝土灌注采用垂直提升导管法施工。导管使用前组装编号后进行水密承压、接头抗拉试验，确保导管的良好状态。合格后下放，下放导管时谨慎操作，避免挂碰钢筋笼。导管安装长度建立复核和检验制度，并作好记录。然后吊装灌注漏斗，首批灌注混凝土的数量必须满足首次埋置深度和填充导管底部的需要，灌注漏斗用钻机或吊机吊挂，另设小钩提漏斗挡板。对于深钻孔桩施工，拆除钻具及安装钢筋笼的工作量较大，周期较长，当钢筋笼下放后，孔底一般都有沉淀，所以灌注混凝土前，必须利用导管进行二次清孔。开始灌注水下混凝土时，导管底口离孔底0.3m～0.5m左右。拔球前要安装隔水栓，拔球后保证初灌混凝土使导管最小埋深在1.0m。灌注过程中，导管的埋深测量采用同步多测点的办法，避免因孔径大产生大的误差和测量错误。2024/12/2953532024/12/2954导管调节段542024/12/2955导管下放552024/12/2956导管下放562024/12/2957导管法浇注桩身砼57

水下混凝土灌注过程浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。2024/12/295858灌注要求导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为3～6米，采用快速卡口或丝扣接头连接，导管应不漏水、不漏气。在孔内水面以上20～30厘米处设置隔水栓，待混凝土灌下时，剪断隔水栓的连接绳。为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用混凝土储料斗。水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为2～4米，在任何情况下不得小于1米或大于6米。导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合理确定，其最小高度不宜小于桩长的5%，且不小于2米。在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降低，而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。2024/12/295959水下混凝土浇筑专用下料斗2024/12/296060砼坍落度

现场监测2024/12/296161水下混凝土首灌开始2024/12/2962622024/12/296363水下