钻孔灌注桩施工工艺论.doc

毕 业 论 文题 目： 钻孔灌注桩施工工艺 系 部： 函 授 站： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 完成日期： 2012年6月5日 目 录摘要、关键词 （1）前言 （2）一、 工程概况 （3）二、钻孔灌注桩施工工艺 （4）（一）埋设护筒 （4）（二）安装钻机 （4）（三）钻机钻进 （4）（四）检孔 （5）（五）清孔 （5）（六）下钢筋笼 （5）（七）灌注水下混凝土 （6）（八）施工作业顺序 （6）（九）检测项目及结果 （7）结论 （8）参考文献 （9）致谢 （10）钻孔灌注桩施工工艺摘要：本文通过云南石锁高速公路K12+530黑龙潭大桥建设，对弱风化钙质砂质泥岩地区桥梁灌注桩施工技术方面展开论述，结合当地实际地质情况，合理选择冲击钻孔桩工艺技术综合应用所取得的效果，对今后类似条件的灌注桩施工技术具有指导意义。关键词：冲击钻孔；灌注桩；施工工艺；前 言近年国内正值大规模的高速公路建设，桥梁是高速公路建设中必不可少的组成部分，而桩是桥梁的基础也是保证其整体性和承受荷载的重要部位。桥桩的施工工艺大部分都是采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩是采用机械设备在土中形成一定直径的井孔到设计孔底标高后，将预制好的钢筋笼放入井孔中，然后就地灌注混凝土成桩而构成桥梁基础。桩基础具有承载力高、可以穿越软弱土层、便于水下施工及沉降量小等优点，在桥梁建设中所占的比例越来越高。按成孔（设备）方法机动推钻、正（反）循环回转钻、正（反）循环潜水钻、冲抓（击）钻机、冲抓锥、螺旋钻等，本文主要介绍冲击钻成孔及灌注方法。一、 工程概况该工程地处云南省石林县，工程名称为K12+530黑龙潭大桥，桥区左侧为黑龙潭水库（桩基距大坝160m-350m）。本桥平面在K12+206.621K12+330.419位于右偏圆曲线（R=4000m）段， K12+330.419K12+728.677位于直线段,K12+728.677K12+898.677位于（A=451.664）左偏缓和曲线内；纵面位于直线段（坡度为0.370%）；上部构造采用620+620+620+620+420+420m预力混凝土空心板，先简支后结构连续，全桥共6联。下部构造桥墩采用双柱墩、桩基础；0号、32号桥台采用肋板台，桩基础。全桥桩基共2652m/144根，除桥台桩径为1.2m外，其它桩径均为1.5m，桩长1425m，钢筋475T，C30桩基混凝土4177m3。本桥桥位区处于石林断陷盆地台丘宽谷地貌区,地形平坦，属钙质砂质泥岩地段。桥位区覆土层厚度大，一般3.0-17.0m，种类较复杂，冲击成因，局部残坡积，主要为第四系亚粘土、亚砂土、细砂、有机质土局部分布，各土层分布不均，粘性土多呈软流塑状态。基岩埋藏深，为厚层钙质砂质泥岩，顶部强风化带分布不连续，呈透镜状、似层状，厚度0.0-4.7m，弱风化带厚度大，层位稳定连续，层面总体平缓，埋深2.6-18.5m。浅层地下水丰富为，类型为第四系孔隙水和基岩风化裂隙水，其对砼无腐蚀。局部分布饱和砂土，存在地震液化危害，水文地质条件较复杂。基础采用钻孔灌注桩，其具体施工工艺详见第二部分钻孔灌注桩施工工艺。二、钻孔灌注桩施工工艺（一）埋设护筒本桥桩位主要分布在旱地上，也有少部分分布在河床中，护筒用厚6mm钢板卷制焊接而成，长度制成2.5m和3.5m两种规格。位于河床中的桩基础，钻孔平台为外围砂包围堰，里为人工填筑粘土，护筒埋深不少于3m，其它墩位于旱地上，埋深不少于2m。挖除护筒外壁周围0.51.0范围内的耕植土，分层夯填粘土至护筒底0.5m以下，防止护筒脚及周围在冲击钻孔时冒水冒泥浆，并保护护筒稳定。护筒中心与桩位中心在同一位置上，偏差不得大于5cm，护筒壁倾斜度不得大于1%。1、钢护筒外型、尺寸符合设计要求，内径大于桩径3050cm。2、护筒定位用十字交叉法定位，将坑内的护筒调平、调正，然后在护筒的四周对称而均匀的回填最佳含水量的粘土，分层对称夯实，防止护筒倾斜。3、护筒顶高出地下水位最少1，高出地面0.30.5m。（二）安装钻机旱地上施工，桩机用木方垫好即可，河床中的应采用人工筑岛的方式搭出钻孔平台，筑岛高度一般高出水面1.5m以上，保证稳定、防冲刷。钻机稳定地安装在钻孔的一侧，钻机支承垫木不得压在孔口钢护筒上。备好造泥浆粘土和泥浆池，池尺寸不小于5m8m，中间隔开，分别作沉淀池和净化泥浆池，净化泥浆池中泥浆可循环使用，泥浆槽长度不小于5m，利于钻孔及清孔时沉碴掏碴。调整钻机，使钻锥起吊滑轮缘，钻锥中心和桩孔中心三者在同一垂线上，稳定好钻机和扒杆揽风绳。（三）钻机钻进1、本桥的覆土层主要为第四系亚粘土、亚砂土、细砂、有机质土局部分布，开始钻孔时保持钻锥稳定，采用小冲程，慢速，使初开孔坚实，坚直能起导向作用，并且同时在孔内加水、投入粘土，用小冲程来回冲击造浆。避免碰撞护筒，钻锥在孔中能保持坚直稳定时，可适当加速钻进。2、因为本桥左侧为黑龙潭水库，桥区地下水位较浅，覆土层有细砂层分布，在钻进过程中，随时注意孔内水压差，以防止产生涌沙。孔中泥浆随时进行检查，保持各项指标符合要求，不要因泥浆过浓影响进度，过稀造成塌孔。3、及时捞渣取样，确定实际的地质分布情况，根据地层情况，选择合理冲程。在钻孔过程中，每钻进5m，检查钻机吊绳中心位置，及时调整因振动产生的位移，检查钻机平稳情况，防止钻出斜孔，同时对钻头直径，转向装置，孔内泥浆进行检查，保持钻头钻孔时能自由转动。防止缩孔。钻头损失导致小于桩直径的，立即进行修补。4、钻进时及时填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班注意事项。连续三班作业，根据钻进感觉和快慢情况以及取样分析判明地层变化。5、如果因故停钻时，孔口护盖，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。6、在钻孔排渣、提钻、除土或因故停钻时，保持孔内有规定的水头和符合要求的泥浆密度、粘度以防坍孔。7、如果冲孔过程中遇到坍孔现象，可视情况回填粘土、片石后重新冲孔。重要冲孔后可适当提高泥浆浓度。（四）检孔1、钻进中用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于设计孔径的46倍，本桥桩基直径主要是1.5m直径，所以本桥的钢筋笼检孔器按6m制作，在孔深达到10m后，每冲进2m下放检孔器按要求检查钻进中和终孔的孔径。2、采用检孔器及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度，如果各项技术指标超过允许偏差时，要及时查明原因，并且要认真研究处理。（五）清孔本桥采用泥浆泵循环法清孔。开始清孔时，泥浆比重不得小于1.2。清孔时，泥浆泵出浆口在孔内上下提动时保持垂直，并在向下时不放到孔底，距孔底2030cm，不破坏护壁泥皮，防止孔底透水。清孔时加长清孔时间，循环清孔时在泥浆槽加勤掏碴。1、第一次清孔：桩孔成孔后，进行第一次清孔，清孔时将钻具提离孔底0.30.5米，缓慢上下串动，再加大泵量，每隔10分钟一次，将钻具提高35米来回串动几次，再开泵清孔，确保第一次清孔后孔内无泥块，比重为1.15左右。2、第二次清孔：钢筋笼、导管下好后，用导管进行第二次清孔，二次清孔时间不小于30分钟。确定孔底沉渣厚度小于设计值时时，方可停止清孔。3、测定孔底沉渣，用标准测绳测试，测绳读数一定要准确，用35孔后校正一次。4、清孔结束后，尽快灌注砼，其间隔时间不能大于30分钟，超过时要重新测淤，二次清孔后的泥浆比重控制在小于或等于1.10，以确保孔壁稳定。5、综合泥浆性能指标为：钻进成孔泥浆比重1.101.20，二次清孔小于或等于1.10，粘度20左右。6、清孔达到孔底沉淀厚度符合标准，泥浆含量减少到符合要求为止。（六）下钢筋笼1、钢筋笼制作按设计图纸进行，主筋、加强筋搭接采用双面焊接，搭接长度不小于15d，焊接缝宽度不小于0.7d，厚度不小于0.3d。钢筋笼主筋接头相互错开，且不能在箍筋加密区进行纵向主筋的连接，在35倍钢筋直径范围内接头数不超过总数的一半。2、加强筋与主筋点焊牢固，螺旋箍筋与主筋直接点焊固定，制作钢筋笼时在同一截面上搭接头数不多于主筋总根数的50%。3、发现弯曲、变形钢筋要作校直处理，钢筋头部弯曲要校直，制作钢筋笼时要用控制工具标定主筋间距，钢筋笼孔口对接时要保证整体垂直度。4、钢筋笼在运输吊装过程中严禁高起高落，以防弯曲，扭曲变形。5、定位钢筋设在钢筋骨架外侧，每隔2米沿圆周等距离布置四根，以保证砼保护层均匀，保护层厚度5cm。6、钢筋笼吊放采用4根16吊筋，一端固定在钢筋笼上，一端用钢管固定于孔口。7、钢筋笼主筋焊接使用E502系列或以上焊条，焊接完成后应敲除掉焊渣。8、钢筋笼入孔时对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中遇阻不得强行下放、晃动，查明原因处理后再继续下笼。9、每节钢筋笼焊接完毕后补足焊接部位的箍筋，方可继续下笼。10、下好钢筋笼后，应拉好护筒定位的十字线，调整好钢筋笼的中心位置。（七）灌注水下混凝土在上述清孔和钢筋笼下好后应在30分钟内进行浇筑混凝土，如因其它原因推迟浇筑，后续浇筑应重新检、清孔的钢筋笼定位方可浇筑。砼灌注要连续进行，砼罐车运输时，合理安排运输间和灌注时间，使一车砼灌注完后与下一砼罐车砼时间间隔不得超过30分钟。注意掌握灌注砼时埋管深度情况，专人负责测量计录计算，控制拨管速度，防止导管拨出砼面。1、导管上的漏斗一次性装砼的数量，要保证首批砼压出导管内水，并将导管埋入深度不小于1m。导管使用前须经过压水试验，确保无漏水、渗水时方能使用，灌浆管接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。2、开盘灌砼后，不准再将导管下放到孔底。3、本桥桩基直径主要是1.5m，为保证导管初埋深在1.01.3m，初灌量不小于2.03.5m3。4、灌注砼过程中，起拔导管时，由质检员测量管外砼面高度，要勤测砼面勤拔导管，并进行记录，严禁将导管提离砼面，导管埋深控制在26m，拔管后不得小于2m。5、按规范要求现场制作砼试块，同组试块取自同车砼，试块为150150150mm。6、桩灌注高出设计标高不小于1m，以保证桩头质量。7、混凝土的充盈系数不得小于1.2，也不宜大于1.3。8、每桩灌注连续进行，且总时间不得超过8小时。9、成孔完毕至灌注混凝土时间间隔不得超过24小时。（八）施工作业顺序钻孔施工顺序遵循以下原则：桩遵循相临两孔施工保证两孔中心距4d，或最少时间间隔不小于36小时的原则进行隔孔或跳孔施工。为便于施工尽可能减少搬迁时间和辅助时间。（九）、检测项目及结果钢筋安装实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1受力钢筋间距(mm)灌注桩20尺量：每构件检查2个断面32箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距(mm)10尺量：每构件检查510个间距23钢筋骨架尺寸长10尺量：按骨架总数30%抽查1宽、高或直径54弯起钢筋位置(mm)20尺量：每骨架抽查30%25保护层厚度(mm)柱、梁、拱肋5尺量：每构件沿模板周边检查8处3基础、锚碇、墩台10钻孔灌注桩实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查32桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量：每桩测量34孔径(mm)不小于设计探孔器：每桩测量35钻孔倾斜度(mm)1%桩长，且不大于500用测壁(斜)仪或钻杆垂线法：每桩检查16沉淀厚度(mm)摩擦桩设计规定，设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤：每桩检查2支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)50水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算1钻孔灌注桩全部采用超声波无破损检测法对桩的匀质性进行检测。单桩检测管采用3根573钢管沿圆周等距布置，检测管上端高出基桩顶面20cm，下端至桩底，钢管节间用套管连接。安装时将检测管绑扎于加劲钢筋上，其底端用钢板焊牢封底，做到不漏水，浇筑混凝土前，往管内注满水，其上用塞子堵死。检测完成后，在声测管内注浆。检测结果:桩基工程结束后对本工程的144根桩基进行了超声波无破损检测法，结果有143根桩为类桩、1根类桩。随机选取8根桩进行钻芯检测，结果均为类桩，本工程桩基工程整体质量评定为合格。证明本地区采用冲击钻孔桩取得了良好成果。结论：冲击钻孔灌注桩的工艺复杂，难度大、专业性强、而且是隐蔽工程，每一道工序必须严格控制。首先，成孔的质量控制是一个重要环节，成孔的好坏直接关系到成桩的直接关系，尤其是成孔深度和清孔由为重要。成孔深度不够就会造成桩进入不了持力层而导致承载力不够，而清孔不彻底，导致孔底全是杂物达不到承载要求， 但也不应采取加深钻孔深度代替清孔。其次，钢筋笼的质量控制直接关系到桩是否具有足够的承载力，尤其是钢筋笼的吊放，稍不注意就会造成坍孔和钢筋笼变形等现象。最后，水下混凝土的灌注是桩质量好坏的关键，所以水下灌注混凝土的施工工艺显得尤其重要。尤其是首批灌注混凝土数量应能满足导管初次埋置深度(1.01.3m)和填充导管底部的需要，等首批混凝土灌注正常后便要紧凑的连续的进行灌注，在浇筑中拆除导管也要注意好埋管深度（拆除前26m，拆后不少于2m）。钻孔灌注桩的施工中要随时总结经验才会取得更满意的结果。参考文献1 中交第一公路局有限公司公路桥涵施工技术规范 M 北京：人民交通出版社，2011：66-742 王松成，肖金媛，涂群岚建筑施工技术J清华大学出版社，2006：24-27 3 宰金珉，宰金璋高层建筑基础分析与设计J 中国建筑工业出版社，1993：56-83 4 闫爱民浅谈钻孔灌注桩基础施工及应注意的问题 J 山西山西建筑，2003：32-395 芦军钻孔灌注桩的施工工艺和主要注意事项J 工程建设与设计，2002：79-976 陈智新浅议超深孔钻孔灌注桩施工工艺J 西部探矿工程， 2004：34-487 姚育林钻孔灌注桩施工及控制要点J 山西建筑，2003：54-658 曾国熙桩基施工技术M 中国建筑工业出版社，1997：23-41致 谢行笔至此，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。感谢含辛茹苦的父母，是你们，为我的学习创造了条件；是你们，一如既往的站在我的身后默默的支持着我。没有你们就不会有我的