冲击成孔灌注桩施工工艺和常见问题的处理方法.ppt

冲击钻成孔灌注桩施工工艺和常见问题的处理方法,一、成孔的原理及适用范围 利用冲击钻机或卷扬机带动一定重量的冲击外头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒或其他方法将钻渣岩屑排出。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使,桩孔得到规则的圆形断面。 冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层和碎石土层；也适用于砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的地层施工，而后者常常是回转钻进和其他钻进方法施工困难的地层。 桩孔直径通常为6001500mm，最大直径2500mm，钻孔深度一般为50m左右，某些情况下可超过100m。,冲击钻机分类,冲击钻机可分为钻杆冲击式和钢丝绳冲击式两种，后者应用广泛。 钢丝绳冲击钻机又大致可分为两类：一类是专门用于钻进的钢丝绳冲击钻机，一般均组装在汽车或拖车上，钻机安装就位和转移均较方便；另一类是由带有离合器的双筒或单筒卷扬机组成的简易冲击钻机。施工中多采用压风机清孔。,除此以外，国内还生产正、反循环和冲击钻进三用钻机。,冲击钻机的构造,冲击钻机主要由钻机或桩架（包括卷扬机）、冲击钻头、掏渣筒、转向装置和打捞装置等组成。,cz-型冲击钻机,简易型冲击钻机,图7-64 冲击钻钻头型式 （a）800mm十字钻头；（b）920mm三翼钻头,图7-65 掏渣筒 （a）平阀掏渣筒；（b）碗形活门掏渣筒 1-筒体；2-平阀；3-切削管袖；4-提环,挖泥浆池、沉淀池,挖泥浆沟槽,泥浆制备,桩位测量,埋设护筒,钻机就位,注浆冲击、正循环清清渣,是否到设计位置,正循环换浆清孔,是否达到规范要求,吊放钢筋笼,n,y,n,正循环二次清孔,是否满足设计沉渣要求,n,混凝土灌注,泥浆回收,泥浆沉淀池处理,桩机移位,y,y,冲击钻成孔灌注桩流程图,施工工艺,1、设置护筒。护筒内径宜比冲击钻头直径大200mm以上；直径大于1m的护筒如果刚度不够时，可在顶端焊加强圆环，在筒身外壁焊坚向加肋筋；埋设可用加压、振动、锤击等方法。护筒的作用：1)控制桩位，导正钻具；2)保护孔口，隔离地表水渗漏，孔口及孔壁土坍塌；3)保持或提高孔内的水头高度，增加对孔壁的静水压力，以防止孔壁坍塌；,施工工序,4)护筒顶面可作为钻孔深度、钢筋笼下放深度、混凝土面位置及导管埋深的测量基准；5)护筒顶面可设置桩位中心的标记，以此可调整钢筋笼位置，使其中心与桩中心一致；6)固定钢筋笼。 2、安装冲击钻机。冲击钻进。 3、第一次清除沉渣（用掏渣筒或泥浆循环）。,施工要点,1、钢丝绳冲击过程中平稳，冲击钻头有最大的动能；选择合适的钻头重量一般按冲孔直径每100mm取100140kg为宜。选择最优悬距,一般可取0.50.8m之间。冲击行程和冲击频率。(按桩机的类型确认） 2、冲击钻进成孔施工应根据地层情况，合理选择钻进技术参数，少松绳、勤松绳、勤掏渣。,3、控制合适的泥浆相对密度。施工时，要先在孔口埋设护筒，然后冲孔就位，使冲击锤中心对准护筒中心。开始应低锤密击，锤高0.40.6m，并及时加片石、砂砾石和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下34m后，才可加快速度，将锤提高至1.52m以上转入正常冲击，并随时测定和控制泥浆相对密度。 4、在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升跌波动造成对护筒底口处的冲刷。,施工注意事项,1、冲击钻进应遵守以下一般规定 1)应控制钢丝绳放松量，勤放少放，防止钢丝绳放松过多减少冲程，放松过少则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。用卷扬机施工时，应在钢丝绳上作记号控制冲程。冲击钻头到底要及时收绳提起冲击钻头，防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒。应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉钻。,2）必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定；护筒埋设较浅或表土层土质较差者，护筒内泥浆压头不宜过大。 3）一般不宜多用高冲程，以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔或卡钻事故。 4）每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。 5）冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊。 6）大直径桩孔可分级扩孔第一级桩孔直径为设计的0.60.8倍。,2、在粘土层中钻进应注意：可利用粘土自然造浆的特点，向孔内送入清水，通过钻头冲捣形成泥浆；可选用十字小刃角形的中小钻头钻进；控制每次进尺不大于0.61.0m；在粘性很大的粘土层中钻进时，可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂；当孔内泥浆粘度过大、相对密度过高时，在掏渣的同时，向孔内泵入清水。 3、在砂砾石层钻进应注意：使用粘度较高、相对密度适中的泥浆；保持孔内有足够的水头高度；视孔壁稳定情况边冲击边向孔内投入粘土，使粘土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性用掏渣筒掏渣时，要控制每次掏渣时间和掏渣量。,4、在卵石、漂石层钻进应注意：宜选用带侧刃的大刃脚一字形冲击钻头，钻头重量要大，冲程要高；冲击钻进时可适时向孔内投入粘土，增加孔壁的胶结性，减少漏失量；保持孔内水头高度，不断向孔内补充泥浆，防止因漏水过量而坍孔；在大漂石层钻进时，要注意控制冲程和钢丝绳的松紧，防止孔斜；遇孤石时可抛填硬度相近的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。,5、在裂隙岩溶地层钻进应注意下列事项： 1）冲击钻头操作要平稳，尽可能少碰撞孔壁。 2）选用圆形钻头钻进，冲程宜小不宜大，加大钻头重量，悬距不宜过大。 3）遇裂隙漏失时，可投入粘土，冲击数次后，再边投粘土边冲击，直至穿过裂隙。 4）遇溶洞时，应减小冲程和悬距，慢慢穿过，必要时可边冲边向孔内投放小片石或碎石，以冲挤到溶洞充填物中作骨架，稳定充填物。,5）遇无充填物的小溶洞时，如果施工需要，可投入粘土加石块，形成人造孔壁。 6）遇起伏不平的岩面和溶洞底板时，不可盲目采用大冲程穿过。需投入粘土石块，将孔底填平，用十字形钻头小冲程反复冲捣，慢慢穿过。待穿过该层后，逐渐增大冲程和冲击频率，形成了一定深度的桩孔后，再进行正常冲击。 6、掏渣应遵守以下规定：掏渣筒直径为桩孔直径的50%70%；开孔阶段孔深不足34,m时，不宜掏渣，应尽量使钻渣挤入孔壁；每钻进0.51.0m应掏渣一次，分次掏渣，46筒为宜。当在卵石、漂石层进尺小于5cm，在松散地层进尺小于15cm时，应及时掏渣，减少钻头的重复破碎现象；每次掏渣后，应及时向孔内补充泥浆或粘土，保持孔内水位高于地下水位1.52.0m 7、第二次清孔应遵守以下规定：孔壁土质较好不易坍孔者可用空气吸泥机清孔；孔壁土质较差者宜用泥浆循环清孔，清孔后泥,浆相对密度应控制在1.151.25之间，粘度小于等于28s,含砂率小于等于10%；必须及时补充足够的泥浆或清水，始终保持桩孔中浆面稳定；清孔后孔底沉渣厚度应符合灌注桩施工允许偏差的规定；清孔完毕，应立即灌注水下混凝土。,常遇见的问题原因和处理方法,水下混凝土灌注施工,灌注水下混凝土的方法按施工中隔离环境水的不同手段可分为：导管法、混凝土泵压法、挠性软管法、预填骨料的灌浆混凝土法。箱底张开法灌注混凝土法、溜槽法、开底容器法和袋装混凝土叠置法。 现介绍导管法灌注水下混凝土；,1、基本原理 导管法是将密封的钢管作为水下混凝土的灌注通道，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。 2、导管法分类 1）按地面上导管露出长度可分为低位灌注法和高位灌注法，建筑工地中通常采用低位灌注法，即地上导管部分很短。 2）按孔口漏斗的位置可分为漏斗固定式和漏斗活动式，后者为保证导管埋入混凝土深度的要求，在灌注过程中，不断地提高孔口漏斗的位置。,3）按隔水装置及方法不同可分为刚性和柔性塞两大类。其中刚性塞又可分为钢制滑阀、钢制底盖、混凝土隔水塞、木制球塞等。柔性塞又分为隔水球、麻布或编织袋内装锯末、砂及干水泥等。 3、导管法灌注混凝土的优缺点 优点：能向水深处迅速地灌注大量混凝土；利用有利的地下条件对混凝土进行标准养护；作业设备和器具简单，能适应各种施工条件；不需降水。,缺点：每立方米混凝土的水泥用量比一般混凝土要多；在桩顶形成混凝土浮浆层；稍有疏忽，就不易保证混凝土的质量；灌注量大时，作业时间和劳动强度都比较大。,主要机具,1、导管 1）导管的厚度一般为46mm 2）导管的长度，标准节一般为2m；最下端一节管长应为4.56m，不得短于4m；为了配合导管柱长度，上部导管长为1m、0.5m或0.3m。 3）导管应具有良好的密封性。 4）最下端一节导管底部不设法兰盘，宜以钢板套圈在外围加固,5）为避免提升管底时法兰挂住钢筋笼，可设置锥形护罩。 2、漏斗和储料斗 1）能满足对导管内保证混凝土柱高度的需要，保证上部桩身 的灌注质量。混凝土柱的高度，在桩顶低于桩孔中的水位时，一般应比该水位至少调出2.0m；在桩顶高于桩孔中水位时，一般应比桩顶至少调出2.0m。,2）漏斗与料斗应有够的容量以储存混凝土，保证首批灌入的混凝土能达到要求的埋管深度（1.22.0m） 3）漏斗和料斗要求不漏浆、不挂浆、漏泄顺畅彻底。 3、隔水塞、隔水球、滑阀、底盖、球塞、活门,隔水导管法施工要点,1、保证首批混凝土的量，按保证混凝土的埋管深度计量和导管内整条导管