市政工程教学课件：钻孔灌注桩施工课件 (7).ppt

1、 2013年4月1日 2021-10-182 一、编制依据一、编制依据 1. 铁路桥梁钻孔桩施工技术指南（TZ322-2010） 2. 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010） 3. 高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设2010241号） 4. 铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010） 5、钻（挖）孔灌注桩施工图（渝万施桥桩） 1、施工准备 （1）场地平整 对于钻孔桩施工需要占用的场地，施工前应先 清除地表杂物，平整压实钻机需要的施工平台。 （2）现场调查 因钻孔桩机械均属大型设备，施工前必须对邻 近区域的地下管线及构筑物位置和分布情况调查清 楚。对于跨越

2、河流的还要考虑汛期防洪安全要求。 （3）测量放样 施工前应对各桩中心进行测量放样并复核测量， 无误后及时测放护桩。 1、冲击钻机适用范围：、冲击钻机适用范围： 粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软硬岩层及各种复各种复 杂地质。杂地质。 2、回旋钻机适用范围：、回旋钻机适用范围： （）正循环：（）正循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小 于）、软岩。于）、软岩。 （）反循环：（）反循环：粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量小 于，粒径小于钻杆内径的于，粒径小于钻杆

3、内径的2/3）、软岩。）、软岩。 、旋挖钻机适用范围：、旋挖钻机适用范围： 各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及软中硬岩软中硬岩。 1.冲击钻 利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质 较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。 目前国内主要有手动拉杆式和自动式两种。 在地基承载力较大的地质情况下，无法采用回转钻和旋 挖钻。此刻采用冲击钻。 优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地 质情况。 缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音 影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。 五、各种钻机优缺点五、各种钻机优缺点 手动式拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种

4、冲击钻。 依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢 丝绳提升锤头。 优点：对于坚硬地层，可以 人工控制锤头的冲程，加大 对地层的冲击力度，缩短成 孔时间。 缺点：工作需要人工拉杆进 行操作，增大了人力支出。 手动拉杆 式冲击钻 自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。 主要优点：移动方便，钻 头可自动上下移动打钻节 省人力。 主要缺点：钻头冲程可调 控范围过小，碰到坚硬地 层不能用大冲程冲击岩层。 另一个缺点与其移动方便 相辅相成：轮胎易下陷。 自动 式冲 击钻 2.回旋钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力 对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。 回旋钻根据泥浆的循环方式分为正循

5、环和反循环 两种。 回旋钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地 质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施 工成本比旋挖钻低。 现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需 要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、 差。 五、各种钻机优缺点五、各种钻机优缺点 正循环：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通 过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自 然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来. 优点：护壁效果好，施工 无振动无噪音无挤压。 缺点： 靠钻井液(泥浆)的 自然循环方式排渣,所以循 环能力和排渣能力都比较 弱,只能排出一部分钻渣,而 且颗粒比较大的钻渣也不 能排出来,钻井里残留的沉 渣

6、比较多,影响了钻进速度, 钻具的磨损也比较大. 反循环：泥浆是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面) 向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的 中间抽出来。 优点：循环能力和排渣能力 都比较强,不但排渣干净,而 且颗粒比较大的钻渣也能排 出来，使清孔时间大大短。 且无噪音污染。 缺点：水压和泥浆比重管理 不当容易坍孔。 3.旋挖钻: 主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和 泥浆护壁钻进。 其主要特点为自带履带移动方便和成孔速度快， 孔底干净。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土 层施工，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔 深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的 要求。 主要缺点是较硬岩层

7、无法施工，机械运输不便。 五、各种钻机优缺点五、各种钻机优缺点 单头螺旋钻头（SSA）、即单头单螺螺旋钻头，单头螺旋钻头被设计用于岩 石层和水位上土层 双头螺旋钻头（DSA）适合大口径和岩石钻孔，它分为双头单螺螺旋 和双头双螺螺旋。 泥浆备料 泥浆池 终孔质量检查终孔质量检查 清孔 下钢筋笼及声测管下钢筋笼及声测管 安装导管 检查沉砟厚度及泥浆指标检查沉砟厚度及泥浆指标 水下混凝土浇筑 拔除护筒 成桩质量检验成桩质量检验 泥浆沉淀池 混凝土制备输送 拼装导管检查拼装导管检查 钢筋笼制作 检查标高检查标高 施工准备 平整场地 桩位放样桩位放样 埋设护筒 钻机就位 试桩试桩 钻进 制作试件制作试件

8、 循环造浆 抽砟 六六. . 钻钻 孔孔 灌灌 注注 桩桩 施施 工工 工工 艺艺 流流 程程 成孔成孔 下导管和钢筋笼下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土灌注水下混凝土 成桩成桩 简要图示简要图示： 陆地陆地: 清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡 时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。 深水：水中围堰 浅水： 在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积按钻 孔方法、设备大小等决定。 1.平整场地 为钻机提供稳定的作业平台，防止钻机偏 移引起偏孔和钻机倾覆及罐车沉陷等问题。 护筒的作用： （1）定位。 （2）避免孔口周围杂物掉入孔内。 （3）保持泥浆水位，防止坍孔。 2021-10-1820 2.

9、护筒埋置 护筒是埋置于钻孔桩孔口的一个圆筒，在进行埋置护 筒前必须进行测量放样，因护筒一经埋置，桩位就已 确定。 3.3.护筒的埋置要求护筒的埋置要求 （1）钻孔前，在现场放线定位，护筒中心竖直线与桩中心 线重合，平面允许误差为平面允许误差为50mm50mm，倾斜不大于，倾斜不大于1 1。 （2）埋设护筒要采用人工挖孔埋设，外围用粘土夯填。 埋置深度：宜为护筒外径的埋置深度：宜为护筒外径的. .倍但不得小于倍但不得小于1m1m。 护筒壁厚宜为6-12mm。 （3）护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足 孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地在旱地或筑岛时还应高出施工地 面面

10、0.5m0.5m。 2021-10-1821 3.3.护筒的埋置要求护筒的埋置要求 2021-10-1822 2021-10-1823 泥浆作用：泥浆作用： 在孔壁形成泥皮稳定孔壁、润滑钻具在孔壁形成泥皮稳定孔壁、润滑钻具 、悬浮钻渣用于正循环排渣、悬浮钻渣用于正循环排渣。 组成及要求：组成及要求： ( (1)泥浆比重：正循环回转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比泥浆比重：正循环回转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比 重为重为1.11.3 3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：砂；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：砂 黏土为黏土为1.3；大漂

11、石、卵石层为；大漂石、卵石层为1.4；岩石为；岩石为1.2。反循环回转钻机入孔泥浆。反循环回转钻机入孔泥浆 比重可为比重可为1.051.15。 (2)黏度：一般地层黏度：一般地层1622s，松散易坍地层，松散易坍地层1928s。 (3)含砂率：新制泥浆不大于含砂率：新制泥浆不大于4%。 (4)胶体率：不小于胶体率：不小于95%。 (5)PH值：应大于值：应大于8 8。 24 2021-10-1825 2021-10-1826 泥浆比重 粘度 含砂量 泥浆三大指标检验仪器 2021-10-1828 （1）安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆 中心与护筒中心偏差不得大于

12、5cm。 （2）无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、 坚实。 （3）钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。 在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥 浆比重及粘度。 （4）钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆 积在钻孔周围。 （5）钻孔作业应连续进行，钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与并与 地质剖面图核对，留置好各地层渣样。地质剖面图核对，留置好各地层渣样。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、 孔深进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于10cm。 6.成孔检

13、查 对孔径、孔深、孔位、垂直度进行检查。 探孔器对孔径和垂直度进行检查。 用测绳对孔深进行检查，测绳必须用钢尺进行校核。 护桩交叉拉线对孔位进行检查。 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。 清孔可选用以下常用方法： （1）抽（掏）渣法适用于冲击钻孔。 （2）吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。 （3）换浆法适用于正、反循环回旋钻孔及冲击钻孔。 2021-10-1830 7、清孔要求 清孔应达到以下标准： 孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒， 泥浆比重不大于1.1。 含砂率小于2%。 粘度1720

14、s。 清孔后孔底沉渣厚度：端承桩不大于5cm，摩擦桩不大于10cm。 严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。 注意事项： 1. 钢筋骨架一般每隔2米设置加强箍筋一道，钢筋笼顶部为半圆形弯钩，桩 顶深入承台内主筋长度均按1m设置； 2.焊接定位钢筋或或者混凝土轮型垫块确保保护层厚度（8cm），垫块混凝 土强度不低于桩身混凝土强度。垫块纵向间距不大于2m，环向不少于4 个，呈梅花形布置； 3.运输过程中不得使骨架变形。 4.钢筋骨架起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高,钢筋笼入孔后 应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于 10cm。 5.

15、下放钢筋骨架应徐徐下放严禁摆动碰撞孔壁; 6.在安装钢筋笼时，应采用三个起吊点起吊。 32 钢筋笼的制作和安装 钢筋笼的制作和安装 2021-10-1836 成品钢筋笼 钢筋笼内撑 2021-10-1838 混凝土块滚轮 钢筋笼起吊 2021-10-1840 钢筋笼对孔安放 2021-10-1841 钢筋笼焊接 42 九九.声测管安装声测管安装 43 以下三种情况需要安装 声测管： 1.桩径大于等于2m 2.桩长大于40m 3.复杂地质条件下 图纸要求声波检测 渝万施桥桩-14要求： 声测管距离桩底50mm 上端露出桩顶150mm 声测管直径57mm壁厚 3.5mm 外套管直径70mm壁厚 6

16、mm 七七.声测管安装声测管安装 44 七七.声测管安装声测管安装 45 八八.灌注混凝土灌注混凝土 49 1.导管导管使用前进行试拼和水密性实验试拼和水密性实验 。 2.导管连接时，接口严密，不得漏水；导管管底距孔底距离为导管管底距孔底距离为 40cm40cm. 3.浇筑时，先将漏斗灌满混凝土，首封量保证导管埋深不得小于首封量保证导管埋深不得小于 1m1m，不宜大于，不宜大于3m3m。浇筑过程中，控制混凝土灌注速率防止钢筋 笼上浮。 4.连续浇筑，拔管时保证导管埋深拔管时保证导管埋深26m，最小埋深任何时候不，最小埋深任何时候不 得小于得小于1m。每根桩的浇筑时间宜在。每根桩的浇筑时间宜在8

17、小时内浇筑完成。小时内浇筑完成。 5.桩顶混凝土浇筑面高程应高于设计桩顶高程桩顶混凝土浇筑面高程应高于设计桩顶高程0.5-1m。 八八.灌注混凝土灌注混凝土 2021-10-1851 导管试压实验导管试压实验 导管拼装好后 两端密封，注 入70%的水， 一端输入计算 好的风压值， 滚动数次，15 分钟内不漏水 为合格。 2021-10-1852 2021-10-1853 （1） （2） （3） 2021-10-1854 2021-10-1855 2021-10-1856 导 管 要 求 桩身完整性的检验方法： （1）超声波检验法（声测管） （2）抽芯法 （3）低应变检测 （4）动测法 九九.

18、.质量通病及处理措施质量通病及处理措施 钻孔灌注桩施工工艺目前虽然已经比较 成熟，但是在施工中还存在大量的施工风险， 比如塌孔、卡钻、掉钻、浮笼、断桩等一系 列事故，给我们施工带来大量的风险。 1、坍孔 主要原因： (1)冲击成孔中使用的泥浆不符合要求，粘土质量不 符合标准或泥浆比重不足，起不到护壁的作用。 (2)孔内的水头高度不够，低于地下水位，致使孔内 水位压强降低，造成坍孔。 (3)在混凝土理入前，吊入钢筋骨架时，骨架偏位摆 动碰坏孔壁造成坍孔。 (4)清孔后放置时间过长，没及时浇入混凝土，而且 没有采取预防措施，造成坍孔。 应对措施 发生坍孔后，应立即查明坍孔处位置，分析地质情况，然

19、后采取如下措施： (1) 坍孔发生在护筒底脚处，根据实际情况，可以立即拆除护 筒，回填钻孔，重新埋设护筒后，再钻进；采用加长护筒， 使护筒通过震动锤继续下沉，直至埋于坍孔位置以下，外 围用黏土或装有黏土的草袋回填夯实，重钻时，控制好泥 浆稠度和水头高度。 (2) 若坍孔位置较深，若不严重，则可以加大泥浆比重，继续 钻进；若坍孔较为严重时，则应立即用砂或小砾石加黏土 回填至坍孔以上位置，甚至将整个钻孔全部回填，暂停一 段时间，使回填土沉积密实，水位稳定后，重新钻进，时 刻注意不良现象的发生。 2、掉钻 主要原因： （1）钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过 多；钻 进中选用的转速不当使钻杆扭转

20、或弯曲 折断； （2）地质坚硬，进尺太快，超负荷引起钻具断裂； （3）卡钻(埋钻)时强扭、操作不当使钢丝绳或钻杆 疲劳断裂； （4）钻具之间连接螺拴松动，被剪断，引起掉钻。 处理方法 掉钻后应及时澄清情况，制定切实可行的打捞方 案。如果钻具被沉淀物或塌孔土石埋住，应首先 清孔，使掉入孔中的钻具露出来，以便用打捞工 具打捞。 3、浮笼 主要原因： （1）混凝土坍落度太小，流动性不好。造成对钢筋笼 摩擦力大于钢筋笼自重。 （2）混凝土灌注速率过快。 （3）导管卡住钢筋笼，将钢筋笼提出。 预防措施： （1）严格控制混凝土坍落度控制在180mm220mm. （2）当导管口在混凝土底部时，控制灌注速率并

21、及时 拆管。 （3）校核导管中心位置。 （1）灌注过程中发生埋管、卡管、阻管及其他一些情况都将造成断桩。 （2）导管拔过混凝土面造成的。 （3）首灌混凝土未成功封底。 （4）导管焊缝或接头漏水。造成导管内溢水。 应对措施： （1）在灌注混凝土开始不久出现的问题，应迅速拔出导管和钢筋骨架， 将可吸出的混凝土尽量吸出，如全部吸出，问题处理后重新灌注混凝 土，如部分吸出，将剩余已硬化的混凝土凿除，进行灌注混凝土； （2）如灌注中发现导管进水或其他故障，如有充足的时间，在灌注混凝 土不初凝的情况下，可将导管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法， 重新插入导管，去掉底塞恢复灌注或直接将导管插入已灌注的混凝土 中，并不小于2m，将导管内的水和表层稀松的混凝土吸出后重新灌注； 断桩主要原因 放映结束 谢 谢！