钻孔灌注桩后注浆施工过程及控制.ppt

钻孔灌注桩后注浆施工过程及控制 演讲 王晓东 钻孔灌注桩后压浆技术 钻孔灌注桩后压浆技术 就是一种改善桩周的边界条件 大幅度提高单桩承载力 减少桩基沉降量的办法 由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高了单桩承载力 因而可以通过减少布桩 缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的 其主要作用机理 1 高压注入的水泥浆液在桩周土中渗透至一定程度后 剩余浆液沿桩周孔壁上返 从而弥补 填充成桩中留下的缺陷 以提高桩身质量 2 后压浆液可改善和根除循环介质 泥浆 形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣 密实周围土体 恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力 这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能的最主要机理 因后压浆可使浆液填充土颗粒间孔隙 从而改变桩间土的孔隙度和饱满度 增强土的物理性能 且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强 加强了土体的颗粒骨架 使土体具备更坚实的结构 并且桩端可形成一定的扩大头 改善桩的工作状态提高灌注桩的承载力 降低沉降量 桩基施工 1 钻孔灌注桩施工工艺流程及控制2 钻孔桩施工技术主要过程 1 测量定位 2 埋设护筒 3 钻机就位 4 成孔 5 清孔 6 桩孔验收 7 钢筋笼 8 水下混凝土灌注 9 桩顶 10 试块制作与养护 审批桩基施工方案 桩位图编号报监理 业主 桩位复核 检查埋设护筒 桩为复核 桩机就位对中 符合要求同意开钻 钻进 入岩见证取样 成孔见证取样 第一次清孔 终孔检查 孔深 孔径等 下钢筋笼 导管 第二次清孔 检查沉渣厚度和泥浆指标 旁站水下混凝灌注 测量砼面标高 成桩 进入下一枚桩施工 钢筋进场 取样试验 钢筋笼制作 施工单位自检合 监理工程师检查 商品砼进场 商品砼跟车资料检查 测坍落度 见证砼试块制作 泥浆循环与废弃泥浆处理 2 钻孔桩施工技术主要过程 桩基工程正式开工施打前 应先进行试成桩 用以判断现场地质情况与地质勘察报告是否有出入和给设计单位确定控桩标准提供参考并为以后工程桩施工提供参考依据 试桩应由施工单位出具试桩报告 经业主 设计单 施工单 监理签章后备案 1 测量定位 各测量点 大样点 采用全站仪 经纬仪进行闭合测定 无误后用混凝土固定 并安装防护标志 防止因重车碾压和重物碰撞后而产生位移 尽量将各点设置在不影响施工的视线范围内 且不易被碰撞 以利长久保存 桩位放样分放点 拉线 放点采用经过鉴定合格的经纬仪 测距仪等仪器测设 拉线采用钢尺丈量法 但在桩位测定前 需对所用的测量基点进行复核 使其符合各种平面尺寸关系后方可使用该基点 监理桩位复核工作分初 复测 分别为挖埋护筒前和埋设护筒后 第一次复核可与施工单位放桩位时同时进行 第二次复核是在施工单位护筒埋设好后 钻机就位前 同时用水准仪测定其护筒标高 经验收合格后钻机方可就位施工 2 埋设护筒 钻孔桩的孔口护筒是保护孔口 隔离上部杂填松散物 防止孔口塌陷的必要措施 也是控制定位 标高的基准点 因此 每根工程桩施工前必须埋设护筒 1 护筒下置深度根据场地地层情况 灌注桩的护筒埋设高度一般采用1 20m 高出地面0 20m 如遇场地表层土质较差 可考虑加长护筒 以穿过表部不利土层 2 护筒的制作与埋设护筒用4 5mm的钢板卷制焊接而成 内径大于桩径100mm 其上部开设1 2个溢浆孔 护筒埋设位置应准确 其中心线与桩位中心线允许偏差不大于20mm 并保证护筒垂直 其周围用粘土回填夯实 3 钻机就位 钻机就位时 转盘中心对准桩位中心标志的偏差应小于20mm 并用水平尺校对转盘水平 并做到天车中心 转盘中心与桩位中心成一垂直线 机台在钻机就位时用水平仪校核 确保垂直度符合规范要求 并在成孔过程中经常复核 4 成孔 1 机具配备施工前按其施工孔深配置钻具 导管 预先与施工单位一起丈量 对其钻头直径和长度 主副钻杆长度 根数 导管长度 根数核对检查 并作好记录 经核准后的器具不得随意更换 若需更换时 必须经监理认可同意后方可执行 钻头 护筒 2 成孔过程工程中一般采用正循环回转钻进方法 钻头选用单腰带三翼锥形钻头 施工中应根据地层情况合理选择钻进参数 一般开孔宜轻压慢转 正常钻进时钻进速度控制在10m h以内 临近终孔前放慢钻速以便及时排出钻屑 减少孔内沉渣 通过泥浆泵将循环池内的泥浆泵入钻杆内 从钻头返出 钻头切削土体形成的泥浆从钻杆与孔壁的环状间隙内上返至孔口 再通过排污泵排入循环池 从而形成泥浆循环系统 为防止相邻桩串孔或影响邻桩的成桩质量 相邻桩的成孔施工以满足4D或不少于36小时为宜 因此 对不满足要求的桩进行跳打施工 钻进 3 护壁钻孔形成自由面时 由于受地层覆盖土压力的作用 使自由面产生变形 泥浆使用得当可以抑制变形的产生 根据工程具体地质岩土物理性能 选用原地层自然造浆 地表调节泥浆物理性能 根据不同的地质情况 选用不同的泥浆性能参数 来平衡地层的侧压力 以保证孔壁的稳定性 防止坍孔 泥浆性能参数指标控制范围如下 泥浆比重1 15 1 20泥浆性能参数一般选择原则是 易塌孔地层选用较大值 不易塌孔地层选用较小值 泥浆性能主要通过泥浆比重计和泥浆粘度计来测试 成孔施工中 主要通过泥浆比重器检测来控制 调整泥浆性能 确保钻进顺利 4 入岩 终孔根据地质勘察报告描述的地质情况和设计要求持力层以及试成桩时的相关数据 钻机钻进到相应深度时现场捞取岩石样品进行岩性判断 记录岩层顶面标高 依据进尺情况判断 岩样应编号 保存 归档 入岩的深度满足设计要求 到达持力层和终孔时 监理均须现场见证取样 注 如达不到上述要求 应督促施工方及时和设计院取得联系 会同业主 设计 承建方共同查找分析原因 最后以设计方出具的技术联系单为准再行施工 岩样 5 清孔 清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序 清孔质量的好坏直接影响水下混凝土灌注施工 桩身质量与承载力的大小 一般采用两次正循环清孔 在终孔后清孔一次和灌注前清孔一次 第一次清孔在成孔结束时利用钻杆清孔 清孔时先将钻头提离孔底15 20cm 输入泥浆循环清孔 时间一般控制在30分钟左右 第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后利用导管进行清孔 清孔时经常上下窜动导管 以便能将孔底周围虚土清除干净 清孔后沉渣厚度按设计要求控制 一般控制在50 100mm以内 用泥浆比重仪和漏斗粘度计测定泥浆比重和粘度 符合要求后方可进行水下混凝土灌注 并在第二次清孔结束后30分钟内灌入混凝土 6 桩孔验收 桩孔终孔后 应对终孔深度 孔底沉渣 泥浆性能指标等进行验收 终孔深度以钻杆总长度结合终孔时井上余尺计算 沉渣厚度用测绳吊测锤下至孔底 反复轻提判断孔底沉渣厚度是否符合要求 验收合格后填表做好签证工作 7 钢筋笼 1 钢筋材质要求对使用钢筋的种类 钢号及规格进行严格检查验收 每种钢筋必须附有出厂证明书 使用前应作机械性能试验检测 每一批代表数量不大于60t 复试合格后方可投入使用 2 钢筋笼的制作及焊接要求钢筋笼制作前应将主筋校直 清除表面污垢 蚀锈 钢筋下料时应按钢筋笼设计图纸下料配筋 采用模具制作 以保证主筋位置准确 成笼垂直度好 无扭曲现象 钢筋笼制作几何尺寸的允许偏差 主筋间距 10mm 箍筋间距 20mm 直径 10mm 长度 100mm 箍筋 加强筋与主筋之间采用电焊连接 主筋焊接接头应错开 同一截面钢筋接头数量不超过50 分段连接钢筋笼主筋一般采用单面偏心焊接 焊接长度为10d d为主筋直径 焊缝宽度不应小于0 7d 厚度不小于0 3d 所采用焊条性能应符合相关要求 为保证保护层厚度 钢筋笼上应设保护层垫块 砼保护层厚度50mm 钢筋笼焊接应由持证电焊工上岗制作 并对钢筋搭焊质量抽样送检 同一规格每300个焊接接头做抽样试验一组 3 钢筋笼保护层为了保护钢筋笼主筋不产生露筋现象 采用3 100 50mm的混凝土块做保护层 对称设置 每节钢筋笼设置不少于2道 混凝土保护块在孔口钢筋笼焊接时加在钢筋笼上 不宜在制作时加好 4 钢筋笼的吊放与定位钢筋笼应经验收合格后方可安装 钢筋笼在起吊 运输和安装中应采取措施防止变形 起吊吊点宜设在加强筋位置 钢筋笼采用双点起吊 吊点位置在第一道加强箍处 为防止变形 采用对称布置 吊放入孔时对准钻孔中心缓慢下放 应防止碰撞孔壁 如下放困难 应调查原因 不得强行下放 一般采用正反旋转 慢起慢落数次逐步下放 钢筋笼全部入孔后 按设计要求检查安放位置标高并作好记录 符合要求后 将笼固定 防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位 钢筋笼安装深度应符合设计要求 在钢筋笼上焊2根吊筋固定在孔口机架上 使钢筋笼准确地安放在桩孔标高中心位置上 5 防止钢筋笼上浮措施利用与机架固定的两根吊筋 在混凝土浇至钢筋笼底标高位置时 应适当放慢浇灌速度 以免混凝土顶升造成钢筋笼上浮 钢筋笼主筋不得向内弯折 同时提拔导管应慢慢垂直进行 以免提拔导管时钩带钢筋笼 8 水下混凝土灌注 1 材料选用检查商品混凝土生产单位资质是否符合要求 每次现场使用时 要核准砼级配单和相关质量证明文件 混凝土坍落度一般控制在180 220mm之间 不得过大或过小 2 导管在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物 导管是否已经变形 下导管时 必须加好橡皮密封圈 以确保导管密封 使用后 必须清洗干净 整齐的堆放于指定位置 3 灌注根据孔深配置导管长度 并按先后次序下入孔内 导管口距孔底距离控制在500mm范围内 当第二次清孔结束后 在30分钟内倒入足够的初灌量 以保证导管埋入深度 一般情况下辆商品混凝土车可装5 8m3商品混凝土 只需连续灌注完全能满足初灌量的要求 4 灌注器具和隔水塞灌注器具主要包括导管 漏斗 导管一般选用 219 250螺纹连接式无缝钢管 漏斗用4mm厚的钢板制成棱锥形或圆锥形 容积不小于0 8m3 底部用导管螺纹接头与导管连接 沿斗口外侧焊30 30mm角钢以确保其刚度 隔水塞选用球胆 其外径比导管内径小20 25mm 在灌注前将其充气置于导管内泥浆液面处 再在灌注漏斗口放一块直径大于导管内径的圆形铁板 盖板 5 混凝土灌注灌注前 导管位置应居中 导管底口距孔底0 5m左右 放好球胆和盖板 混凝土车靠近孔口后 将混凝土倒入漏斗 待混凝土装满漏斗后提起盖板 将漏斗内混凝土灌至孔底 同时砼车内的混凝土应连续地灌入孔内 为确保导管的埋深长度 每次拔管前需用测绳进行测量后 确定应拔管的长度 并进行记录备查 之后 连续灌注混凝士 导管埋深一般控制在2 6m的范围内 6 灌注注意事项 砼灌注是确保成桩质量的关键 开灌前应做好一切准备工作 单桩砼灌注时间不超过4小时 初灌注时 先在导管中安放盖板 隔水塞 在漏斗中 达到初灌量后 提起盖板 剪断隔水塞铁丝 把砼一次灌入孔内 保证导管埋入砼面超过0 8m以上 孔口大量返出泥浆 说明初灌成功 然后按工序进行连续灌注作业 灌注过程要连续进行 不得中断 尽量缩短灌注时间 以防止桩孔内顶层砼失去流动性 顶升困难 造成质量事故 灌注过程中应设专人负责检测记录工作 随时注意观察管内砼面下降及孔内返水情况 检测孔内砼面上升 及时提升和分段拆除上端导管 导管下口在砼内的埋置深度宜控制在2 6m 导管拆除时不得向管内冲水 在提升时 应保持导管轴线垂直 防止接头卡挂钢筋笼 为确保桩顶质量 灌注的砼应高出设计桩顶标高一定高度 加灌高度应符合设计及规范要求 测定砼面确已达到上述要求后方可停止灌注 灌注完毕后 在拔除最后一或两根导管时 应缓慢拔出 使砼面口缓慢弥合 防止拔快造成泥浆混入 砼灌注完毕后应及时割断吊筋 拔出护筒 清除孔口泥浆和砼残浆 桩顶砼面低于自然地面高度的桩孔应即回填或加盖 每根桩要进行砼坍落度测量 做不少于一组试块 并注明编号 日期 砼强度等级 记入砼灌注记录中 进行标准养护 按时进行试验 实验报告归档 混凝土实际浇灌量不得小于计算值 充盈系数控制在1 1 1 3以内为宜 拔管 9 桩顶 为了保证桩顶质量 一方面清孔时尽量降低泥浆比重 另一方面经常检测混凝土灌注的上升速度 准确掌握砼上升面 灌注结束前应测量混凝土标高及加灌高度符合设计要求方可停止灌注 以保证桩顶质量 10 试块制作与养护 现场随机对混凝土取样 每根桩制作不少于一组 拆模后送现场标养室中养护 现场养护室应按要求建造 养护室内配备空调 加热管 温控器 温度计等 养护池现场采用砖砌 确保养护池中的水温控制在20 3 养护室内相对湿度达到90 按制作龄期养护到期后送测试中心做28天抗压强度试验 并及时做好试验报告的数理统计评定工作 桩机移位 后压浆施工技术 1 施工工艺流程 1 压浆设备及压浆管的安装 2 浆液制备 3 开塞 4 压浆 1 施工工艺流程 准备工作 管阀制作 灌注桩施工 后压浆管埋设 压浆设备选型及加筋软管与桩身压浆管连接安装 打开排气阀并开泵放气调试 关闭排气阀压清水开塞 按设计水灰比拌制水泥浆液 水泥浆经过滤至储浆桶 不断搅拌 待压浆管道通畅后压注水泥浆液 桩检测 1 压浆设备及压浆管的安装 1 高压压浆系统由浆液搅拌器 带滤网的贮浆斗 高压压浆泵 压力表 高压胶管 预埋在桩中的压浆导管和单向阀等组成 2 高压压浆泵系统的选型 高压压浆泵是实施后压浆的主要设备 高压压浆泵一般采用额定压力6 12MPa 额定流量30 100L min的压浆泵 高压压浆泵的压力表量程为额定泵压1 5 2 0倍 浆液搅拌器的容量应与额定压浆流量相匹配 搅拌器浆液出口应设置水泥浆滤网 避免水泥团进入贮浆筒后吸入压浆导管内而造成堵管或爆管事件 高压压浆泵与压浆管之间采用能承受2倍以上最大压浆压力的加筋软管 其长度一般不超过50cm 输浆软管与压浆管之间设置卸压阀 压浆泵 2 浆液制备 采用与灌注桩水泥同强度等级的普通硅酸盐水泥与清水拌制成水泥浆液 水灰比按设计要求 一般水灰比0 55 0 6 刚开始拌制水泥浆液时 水灰比应适中 以便根据压浆情况上下调整水灰比 水泥浆液过滤后可放入储浆筒内以备压浆 浆液在储浆筒内应不断搅拌 避免浆液长时间静置而沉淀 3 开塞 压浆前 为使整个压浆线路畅通 先用压力清水开塞 开塞的时机为成桩3 5天后 用高压水冲开出浆口的管阀密封装置 开塞采用逐步升压法 当压力骤降 流量突增时 表明通道已经开通 立即停机 防止大量水涌入地下 4 压浆 开塞后立即进行压浆 原则上开一管注一管 不允许普遍开塞 压浆应连续进行 压力采用由小到大逐级增加的原则 2 后压浆技术控制要点及要求 1 压浆管埋设 2 水泥浆配制 3 压浆 4 压浆终止条件 5 作业记录 6 注意事项 1 压浆管埋设 压浆管一般采用 25mm管壁厚度 2 0mm的焊接钢管 管阀与压浆管焊接连接 压浆管随同钢筋笼一起沉入钻孔中 边下放钢筋笼边接长压浆管 压浆管紧贴钢筋笼内侧 压浆管应沿钢筋笼圆周对称设置 压浆管的根数根据设计要求及桩径大小确定 一般设计已经明确 为保证管阀顺利地进入桩底持力层中 管阀应超出引导压浆管钢筋笼底端一定长度 超出长度根据土层类别或设计确定 保证管阀进入土层长度符合要求 安装过程中防止钢管发生扭曲 压浆管与钢筋笼加劲箍和螺旋箍筋焊接或绑扎固定 压浆管采用钢套管连接 连接应牢固和密封 不漏水 上端用丝堵封口 避免杂物落入管内造成堵管 在吊放钢筋笼过程中 严禁撞笼 扭笼 墩笼 钢筋笼应竖直缓慢下放 进入持力层后 钢筋笼不得扭动 以免管阀在进入土层时受到损坏 管阀采用与压浆管同种材料制作 长不小于30cm 其中小孔喷射段不小于20cm 均匀钻10mm孔于管壁上 喷射段小孔用环形橡皮由上自下逐层搭接封闭密实 最后在外面包裹一层橡皮 上下用铁丝扎紧 压浆管连接 管阀 2 水泥浆配制 先根据试验确定出一定水灰比的水泥浆液 在正式搅拌前 将一定水灰比水泥浆液的对应刻度在搅拌筒外壁上做出标记 配制水泥浆液时先在搅拌机内加一定量的水 然后边搅拌边加入定量水泥 根据水灰比再补加水 水泥浆搅拌好后达到对应刻度 搅拌时间不少于3min 浆液中不得混有水泥结石 水泥袋等杂物 水泥浆搅拌好过滤后放入储浆筒 水泥浆在储浆筒内也保证不断搅拌 水泥浆储浆筒 3 压浆 1 正式压浆作业之前 应进行试压浆 对浆液水灰比 注浆压力 注浆量等工艺参数调整优化 最终确定工艺参数 2 在压浆过程中 严格控制单位时间内水泥浆注入量和注浆压力 压浆速度一般控制在30 50L min 3 压浆量和注浆终止压力根据设计要求控制 4 被压浆桩离正在成孔桩作业点的距离不小于10d d为桩直径 桩底压浆应对两根压浆管实施等量压浆 对于群桩压浆 应先外围 后内部 5 在压浆过程中 当出现下列情况之一时应改为间歇压浆 间歇压浆可适当降低水灰比 间歇时间超过60min 应用清水清洗压浆管和管阀 以保证后续压浆能正常进行 注浆压力长时间低于正常值 地面出现冒浆或周围桩孔串浆 4 压浆终止条