回旋钻机钻孔灌注桩施工工艺及方法

回旋钻机钻孔灌注桩施工工艺及方法（1）回旋钻机钻孔灌注桩施工施工工艺见“钻孔灌注桩施工工艺框图”。钻孔灌注桩施工工艺框图准备工作准备工作开挖埋设护筒制作、修整护筒钻机就位钻进钻孔注浆循环泥浆循环净化系统清孔钻碴外运吊装钢筋笼制作钢筋笼组拼及检验导管设立导管备制及运送混凝土测量沉碴厚度灌注水下混凝土拔除护筒截除桩头桩位复测抽碴向孔内注入清水、粘土制作混凝土试件桩位放样地下管线的探测无损检测按要求埋声测管（2）钻孔施工①场地布置及平整根据墩位及现场情况，合理布置电路、水路、场地，设置泥浆循环和净化系统。②桩位测量及埋设护筒技术要求：护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，垂直度偏差不大于1%。平整场地后，测设桩位，然后人工开挖埋设钢护筒。护筒底端要穿过回填地层。护筒顶宜高出地面0.3m，护筒内径宜比设计桩径大200mm－400mm，护筒埋深宜为2-4m，本工点主要采用2.5m和3.0m两种钢护筒，护筒埋设时人工夯填粘性土至护筒底0.5m以下，其埋深不得小于1.5m。埋设完成后，通过吊环将护筒固定在钻机轨道上。③泥浆制备：准备足够数量的造浆用膨润土或粘土。设置好泥浆净化池和泥浆净化沟。其泥浆指标见下表：泥浆主要性能和指标钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度ｒ黏度（Pa.s）胶体率（％）正循环钻机黏性土1.05～1.2016～2290～95砂性土及松软易坍地层1.20～1.4519～2890～95反循环钻机黏性土1.02～1.0616～2095砂性土及松软易坍地层1.00～1.1019～2895④钻机就位技术要求：钻杆中轴线和护筒中心应在同一垂线上，偏差不大于20mm;桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。顶端用缆风绳对称栓牢拉紧，使钻机保持平稳。安装泥浆泵接通电源试机不下沉后，开始钻孔作业。⑤钻孔采用钻机孔，钻进过程中，护筒内的泥浆标高应始终高于孔外水位或地下水1.5～2.0m，同时钻进过程中认真填好钻孔记录表。钻孔一次成孔，不得中途停顿。⑥清孔a.技术要求：沉淀厚度不大于300mm；泥浆指标相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：小于2%；胶体率：大于98%。b.钻孔达到设计要求标高后，应对孔深、孔径及顺直度进行检查。孔深采用测绳检测，孔径及顺直度采用检孔器，其检验方法如下：制作一个检孔器长度为孔径的4～6倍，直径小于孔径5cm。每次更换钻头时，亦必须检孔，将检孔器检到孔底方可放入新钻头。如检孔器不能下到原来已钻的深度，则孔径发可能发生了弯孔、塌孔或缩径等情况，应及时采取补救措施，这时应用钻头上下扫孔，扫孔完毕再作检查，直至达到设计及施工规范要求。c.当孔深、孔径检查合格后可进行清孔，为保证第一次清孔泥浆指标取上限；d.在吊入钢筋笼后，灌注混凝土前，应再次检查孔内泥浆指标和沉渣厚度，如超过规定，应进行第二次清孔。将高压泥浆泵放置孔底，并将相对密度为1.05～1.10的新浆压入，把悬浮较多的钻渣置换出孔外，达到设计要求后方可灌注水下混凝土。(3)钢筋笼制作和吊装eq\o\ac(○,1)钢筋的种类、钢号及规格尺寸应符合设计施工图纸要求；eq\o\ac(○,2)钢筋笼技术要求：a.搭接长度：搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头双面焊缝的长度不应小于5d，单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）；钢筋接头采用帮条电弧焊时，帮条应与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面面积，帮条长度，如双面焊缝的长度不应小于5d，单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）；b.电弧焊接使用的焊条要求：Ⅰ级钢筋电弧焊接时搭接焊、帮条焊采用焊条结421；Ⅱ级钢筋电弧焊接采用结502、结506。c.接头位置与接头截面积：搭接长度区段受力钢筋接头面积的最大百分率不超过50%。搭接长度区段是指30d（d为钢筋直径）长度范围内，但不得小于50cm。d.钢筋笼的制作允许偏差混凝土灌注桩钢筋笼制作允许偏差及检验方法项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值尺量主控项目1主筋间距mm±10尺量2长度mm±100尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋间距mm±20尺量3直径mm±10尺量eq\o\ac(○,3)钢筋笼吊装和连接a.钢筋笼吊装利用汽车吊吊装入孔。钢筋笼安放入孔要对准孔位，垂直缓慢地放入孔内，避免碰撞孔壁。钢筋笼入孔后用四根吊筋固定在护筒上，吊筋的长度根据实际测量确定；b.当桩长度较大时，钢筋笼采用逐段接长放入孔内，要派专人负责指挥，注意分段钢筋笼连接顺直。先将第一段钢筋笼放入孔内，利用加劲筋暂时固定在护筒顶，然后吊起第二段钢筋笼对准位置后，电弧搭接焊接,焊接符合规范要求；c.钢筋笼吊装时主筋上每隔2.0m左右对称设置四个“钢筋耳环”，控制7cm厚主筋保护层；d.声测管安装。钢筋笼下放前，对于设计需要安装声测的桩基，应在骨架内按设计埋设声测管。在加工时注意要把套筒先焊接好，套筒长度不得小于30cm，保证声测管的平顺。声测管安装时，套筒口朝上，每安装一节后焊接好再向下放笼；eq\o\ac(○,4)钢筋笼制作注意事项a.钢筋笼成品、半成品必须挂牌标识，标明工程名称、使用部位、待检状态等；b.钢筋焊接先调整电焊机的电流强度，防止电流过大或过小时烧伤主筋，确保电弧焊接质量。搭接焊接时，焊接焊缝饱满、平顺，对气孔、焊瘤等缺陷必须敲掉药皮厚重新施焊；主筋与加强筋、箍筋之间点焊时，钢筋之间必须贴紧后进行施焊，防止烧伤钢筋；c.从加工、控制变形以及搬运、吊装等综合因素考虑，钢筋不宜过长，应分节制作一般控制在8m左右。但对于长桩，在采取一些辅助措施后，也可为12m左右或更长一些；d.为防止钢筋笼在搬运、吊装和安放时变形，可在钢筋笼内每隔3～4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在钢筋笼安放入孔后再拆除；(4)灌注水下混凝土1)、质量要求：强度等级：C30；坍落度控制在180～220mm，应具有良好和易性。2)、施工工艺：a.导管安装导管安装前应进行组拼并进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力。导管应自下而上加以编号并标示其长度。吊放导管时位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止挂卡钢筋笼，导管下口悬挂距孔底距离为40cm，既要能保证初灌后导管埋入混凝土深度不小于1.0m，同时也能保证初灌混凝土顺利排除管外。b.浇注混凝土浇注首批混凝土。开始浇注混凝土时，漏斗与导管之间用隔水拴控制，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。混凝土灌入前应先在漏斗内灌入0.1～0.2m3的1：1.5水泥沙浆，然后灌入混凝土。混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后导管埋入混凝土深度为不0.8～1.3m，使导管内混凝土柱和管外泥浆压力平衡。例如：桩径为Φ100灌注桩混凝土初灌入量2.6m3。导管埋深。导管的埋入混凝土的深度愈大，则混凝土扩散愈均匀，其表面也平坦；反之，混凝土扩散不均匀，表面坡度也大，易于分散离析，影响质量。埋入深度与混凝土浇注速度有关。为防止导管拔出混凝土面造成断桩事故，导管埋深宜为2～3米，最小埋深不得小于1m，同时也要防止埋管太深造成埋管事故。导管应勤提勤拆，一次提管高度不得超过6m。连续浇注混凝土。首批混凝土浇注正常后，必须连续施工，不得中断。否则先浇注的混凝土达到初凝，将阻止后浇注的混凝土从导管中流出，造成断桩。浇注时间。每根桩浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，必要时适量掺入缓凝剂。控制桩顶标高。当浇注接近桩顶部时，应控制最后一次浇注量，使桩顶标高比设计标高高出0.5～1.0m，以使凿除桩顶部的浮浆层后达到设计标高的要求，且必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。3)、浇注混凝土施工注意事项a.浇注水下混凝土施工时，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深和管内外混凝土面高差，填写水下混凝土浇注记录；b.在浇注的过程中，当导管内混凝土不含有空气时，后续的混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；c.混凝土面接近钢筋骨架时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力；当混凝土进入钢筋骨架一定深度后应适当提升导管，使钢筋骨架在导管有一定的埋深；d.为防止钢筋笼上浮,当钢筋笼下放到设计标高以后,要牢固的用吊筋将笼体与孔口护筒电焊连接,并且进行混凝土灌注时,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土上升至钢筋骨架底以上4米时，提升导管，使其底口高于钢筋骨架底部2米以上时，即可恢复正常的灌注速度。(5)钻孔灌注桩的预防措施和应急方法1)、钻孔施工过程中事故预防及处理方法a.钻进过程中应尽量做到不停顿（加钻杆及更换钻头除外），如必须停顿时，应及时将钻头提离孔底（至少高于空底3.0m），以免钻碴沉淀而埋钻。b.为避免缩颈，钻进时采用慢速钻进的方式，保证此段有牢固的泥浆护壁。钻进过程中如在孔口段发生坍孔，应将原埋护筒接长并往下打设超出坍孔段至少0.8m，再实施钻进。如坍孔发生在孔下部，应及时向钻孔内投入粘土进行回填，并用钻杆捣固密实，再实施钻进。c.钻孔过程中应尽量避免孔斜，如发现孔斜，应向孔斜段注入一定量的水泥砂浆（或混凝土），并高出孔斜段至少0.5m，待水泥砂浆（或混凝土）达到2.5MPa后再实施钻进。2)、混凝土浇筑预防措施和处理方法a.水下混凝土灌注应配齐两套设备（一套备用），并要保持设备完好，灌注时应尽量缩短时间，不致因灌注时间过长首批混凝土已初凝，无法续灌而断桩。b.钻孔完成特别是钢筋笼吊装完成后,应进行二次清孔，待二次清孔各种指标达到规范要求后，应及时灌注水下混凝土,这样可避免因下钢筋笼及下导管搁置时间过久,孔底沉淀厚度超标，造成灌注断桩。c.灌注过程中要始终保持导管位于钻孔中心，这样既可防止起拔导管时导管卡挂钢筋笼。如果导管接头挂住钢筋笼，钢筋笼埋入混凝土又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离。d.边浇筑混凝土边拔