钻孔灌注桩基础综合项目施工关键技术要点和注意项目.docx
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钻孔灌注桩基础综合项目施工关键技术要点和注意项目
钻孔灌注桩基础施工技术关键点和注意事项
钻孔灌注桩是采取不一样钻孔方法,在地层中根据要求形成一定形状(断面)井孔,达成设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土,成为桩基础一个工艺。
1、钻孔方法和原理能够分以下多个:
螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、
冲击钻孔、钻斗钻成孔。
2、施工准备
钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
场地在浅水、陡坡、淤泥中时,可采取筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台。
当在深水时,可插打临时桩搭设固定工作平台,在钻孔平台上拼装钢护筒导向架,采取起吊设备插打水中墩钢护筒。
工作平台必需坚固稳定,能承受施工作业时全部静、活荷载,同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
3、埋置钢护筒
护筒作用:
固定桩孔位置,保护孔口,预防地面水流入;l增加孔内水压力,预防塌孔,成孔时引导钻头方向。
护筒制作要求:
护筒通常采取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;护筒内径比钻孔桩设计直径稍大。
用回转钻机钻孔宜加大20~30厘米;用冲击钻和冲抓钻钻孔宜加大30~40厘米。
护筒埋设要求:
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;埋设护筒可采取挖埋或锤击、振动、加压等方法;埋置深度通常情况为2—4米,特殊情况应加深;护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度要求。
△埋设钢护筒
(1)水中墩钢护筒
在钻孔平台上拼装钢护筒导向架,测量放线定桩位→对接钢护筒→整体起吊钢护筒入水→调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定→安装震动打桩锤振动下沉→安装钻机开始水上钻孔桩施工。
在钢护筒振动下沉过程中要正确定位、跟踪监测、调整,满足规范要求,确保钻孔桩施工顺利进行。
钢护筒采取厚度为4~12mmQ235钢板卷制,护筒内径应比桩直径大20-40cm。
钢护筒在车间分节制造,在平台对接后整体下沉,下沉中随时用木楔在导向架和护筒之间调整偏差,护筒底口要求抵达卵石层顶面。
护筒顶口宜高出施工水位或地下水位1.0-2.0m。
(2)浅滩地和陆地钻孔桩钢护筒
对河滩内桩位施工前应筑岛,岛高度应高出施工地面0.5m,护筒高度宜高出地面0.3m。
当钻孔内有承压水时,应高出稳定后承压水位2.0m以上。
钢护筒采取厚度为4~12mmQ235钢板卷制,内径比桩径应大于20-40cm。
护筒埋置深度符合下列要求:
黏性土大于1m,砂类土大于2m。
当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实土层中最少0.5m。
岸滩上埋设护筒,在护筒四面回填黏土并分层扎实;护筒顶面中心和设计桩位偏差小于5cm,倾斜度小于1%。
水中筑岛,护筒宜埋入河床面以下1m。
△护筒上拉十字线
4、泥浆拌制
在钻孔桩施工中,泥浆作用是对孔壁增加静压力,并在孔壁造成一层泥皮,阻隔含水层,保护孔壁免于坍塌。
钻孔泥浆通常由水、黏土(膨润土)和添加剂按合适配合比配置而成,良好泥浆其胶体率不低于95%,含砂率小于4%。
桩基施工前,要开挖好泥浆池,选择和备足良好造浆粘土或膨润土,造浆量为2倍桩混凝土体积,泥浆比重可依据钻进不一样地层立即进行调整。
△泥浆池
6、钻孔施工
(1)通常要求:
钻机就位前,对钻孔各项准备工作进行检验。
钻机安装后底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷,不然应立即处理。
钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工统计,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应常常注意地质改变,在地层改变处均应捞取渣样,判明后记入统计本并和设计地质资料相比较。
(2)钻进:
①正循环钻孔施工:
正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力经过空心钻杆顶部,从钻杆底部喷出,底部钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣,被泥浆悬浮,随泥浆上升而溢出流至孔外泥浆槽,经过沉淀池中沉淀净化,再循环使用。
正循环成孔特点:
设备简单,操作方便,工艺成熟,当孔深不太深,孔径小于800mm时钻进效率高。
当桩径较大时,钻杆和孔壁间环形断面较大,泥浆循环时返流速度低,排碴能力弱。
如使泥浆返流速度增大到0.20m/s~0.35m/s,则泥浆泵排量需很大,有时难以达成,此时不得不提升泥浆相对密度和粘度。
但假如泥浆相对密度过大,稠度大,难以排出钻碴,孔壁泥皮厚度大,影响成桩和清孔。
△正循环钻孔施工
②反循环钻孔施工:
反循环钻机泥浆循环方法则恰好相反,泥浆由孔外流入孔内,由真空泵或其它方法(如空气吸泥机等)将钻渣经过钻杆中心从钻杆顶部吸出,或将吸浆泵随同钻锥一同钻进,从孔底将钻渣吸出孔外。
反循环成孔特点:
泥浆从钻杆和孔壁间环状间隙流入钻孔,来冷却钻头并携带沉碴由钻杆内腔返回地面一个钻进工艺。
因为钻杆内腔断面积比钻杆和孔壁间环状断面积小得多,所以,泥浆上返速度大,通常可达2m/s~3m/s多,是正循环工艺泥浆上返速度数十倍,所以能够提升排碴能力,保持孔内清洁,降低钻碴在孔底反复破碎机会,能大大提升成孔效率。
这种成孔工艺是现在大直径成孔施工一个有效优异成孔工艺,所以应用较多。
△反循环钻孔原理图
△反循环钻孔施工
③冲击钻孔:
冲击钻机经过机架、卷扬机把带刃重钻头(冲击锤)提升到一定高度,靠自由下落冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。
冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等,通常常见十字形冲击钻头。
冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。
冲击钻关键用于在岩层中成孔,成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落冲击力来破碎岩层,然后用掏碴筒来掏取孔内碴浆。
△手动冲击钻
△自动冲击钻
△十字钻头
④钻斗钻孔(旋挖)关键钻进工艺有三种:
干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。
l其关键特点为自带履带移动方便和成孔速度快,孔底洁净。
关键适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,最大成孔直径可达1.5~4m,最大成孔深度为60~90m,能够满足各类大型基础施工要求。
△旋挖钻机钻孔
⑤全套管冲抓成孔特点:
无噪音,无振动;不使用泥浆;挖掘时能够很直观地判别土壤及岩性特征,对于端承桩,便于现场确定桩长;挖掘速度快,挖掘深度大;成孔垂直度易于掌握;孔壁不会产生坍落现象,成孔质量高。
成桩质量高;成孔直径标准,充盈系数很小;清孔根本,速度快;自行式,便于现场移动。
冲抓锥,锥头上有一重铁块和活动抓片,经过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片张开,锥头便自由下落冲入土中,然后开动卷扬机提升锥头,这时抓片闭合抓土。
冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣,依次循环成孔。
冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等和冲击成孔施工相同。
适适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但碰到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。
△全套管冲抓成孔
△掏渣筒
△冲锥式钻头
⑥潜水钻机成孔
潜水钻机是一个旋转式钻孔机,其防水电机变速机构和钻头密封在一起,由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。
注入泥浆后经过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。
潜水钻机是将电机、变速机构和底部钻头结合成一密封专用钻孔机械。
这种机械体积小、质量轻、携带方便,桩架轻便、移动灵活,钻进速度快(0.3~2.0m/min),钻机噪音小,钻孔效率高。
最大成孔直径0.8-2m,钻进深度50m。
△潜水钻机
⑦全叶螺旋钻孔机成孔
成孔直径400-600mm,深度8-12m。
适应于地下水位以上通常粘性土、砂土、人工填土地基。
不宜用于地下水位以下土层成孔作业及淤泥质土。
△螺旋钻钻孔施工
不管采取何种方法钻孔,开孔孔位必需正确,开孔时均应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。
采取正、反循环钻孔(含潜水钻)均应采取减压钻进,即钻机主吊钩一直要承受部分钻具重力,而孔底承受钻机不超出钻具重力之和(扣除浮力)80%。
用全护筒法钻进时,为使钻机安装平正,压进首节护筒必需竖直。
钻孔开始后应后随时检测护筒水平位置和竖直线,如发觉偏移,应将护筒拔出,调整后重新压入钻进。
在钻孔排渣,提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内含有要求水位和要求泥浆相对密度和黏度。
处理孔内事故停钻必需将钻头提出孔外。
每钻进2m或地层改变处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土质并统计,立即排除钻渣并置换泥浆,使钻锥常常钻进新鲜地层。
同时注意土层改变,在岩、土层改变处均应捞取渣样,判明土层并记入统计表中方便和地质剖面图查对。
(3)清孔
当钻孔达成设计标高后,应立即进行清孔,目标是降低孔底沉渣厚度,确保桩基承载力;置换孔内泥浆,降低泥浆比重和含砂率,确保混凝土灌注质量。
清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,可依据具体情况选择使用。
成孔检验合格后应立即进行清孔,清孔方法应依据成孔工艺、机械设备、工程地质情况确定,关键有吸泥法、换奖法、掏渣法等;浇注水下砼前若设计无要求时,摩擦桩沉渣厚度应小于30厘米,嵌岩桩应小于10厘米;清孔后泥浆指标应符合以下标准:
孔内排出或抽出泥浆手模无2~3mm颗粒,泥浆比重小于1.1;含砂率小于2%;黏度为17-20s。
清孔应注意:
严禁采取加大孔深方法替换清孔,(旋挖钻机必需配置清孔设备)混凝土灌注前应通知现场监理检验沉渣厚度,满足要求后,方可灌注。
△循环排查法
(4)钻孔质量检验
钻孔成孔后应进行成孔检验,检验内容应包含孔位中心、孔深、孔径、倾斜度等。
并应通知设计配合人员进行现场地质确定。
钻孔成孔检验项目及许可偏差:
孔径、孔深应符合设计要求;孔位中心许可偏差100mm,倾斜度1%。
钻孔质量检验注意:
成孔检验时,应在成孔第一时间通知现场监理进行验收;
此时检孔器制作要求:
要有足够刚度,外径要和设计桩径相同;检孔器长度宜为4-5倍设计桩径,且不宜小于6米;检孔器两端宜作成锥行,高度不宜小于检孔器半径。
△孔底沉渣检验
6、钢筋笼施工
钢筋笼加工:
钢筋笼在钢筋加工车间分段制作,或现场制作,以定尺钢筋长度为宜。
主筋在制作前必需整直,没有局部弯折。
主筋通常应尽可能用整根钢筋,分段后钢筋接头应相互错开,确保同一截面内接头数目不超出主筋总数50%,接头错开间距大于35d(d为钢筋直径),且不得小于50cm。
钢筋笼焊接、绑扎必需牢靠,应确保焊缝长度和饱满度。
桩身钢筋笼分段制作完后,吊运至现场边下放边连接。
分段制作时采取搭接焊,两钢筋搭接端部应预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致,接头长度单面焊大于10d,双面焊不应小于5d。
焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。
△钢筋笼制作
钢筋笼起吊和安装:
为了确保骨架起吊时不变形,宜用两点起吊。
第一吊点设在骨架下部,第二吊点设在骨架长度中点到上三分点之间。
起吊时,先提第一吊点,使骨架稍微提起,再和第二吊点同时起吊。
待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。
伴随第二点不停提升,慢慢放松第一吊点,知道骨架和地面垂直,停止起吊。
当骨架进入孔口后,应将其扶正,缓缓下降,严禁摆动碰撞孔壁。
钢筋笼顶端应依据孔顶标高设置吊筋。
钢筋笼接长时,两钢筋笼必需保持垂直和对位良好。
吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。
若遇阻碍,轻起轻落和正反旋转使之下放。
不高起猛落,强行下放,以防碰坏孔壁而引发塌孔。
下放过程中,时刻注意观察孔内水位情况,如发觉异常现象,立即停放,检验是否坍孔。
△钢筋笼起吊
△钢筋笼对孔安放
△焊吊筋预防浇筑砼时钢筋笼上浮
7、水下灌注混凝土
安装导管:
导管使用前应组装编号,依据孔深计算导管长度及节数,导管应顺直并进行水密试验,确定导管不漏水及拆接情况良好才能下入孔中。
下放导管时小心操作,避免挂碰钢筋笼,并做好统计。
二次清孔完成,将导管轻轻下放到底,然后再往上提升25~40cm,和导管理论长度进行比较,吻合以后,将导管固定在灌注平台孔座上。
灌注水下混凝土:
计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土
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