钻孔灌注桩施工工艺总结

钻孔灌注桩施工技术综述文摘目前，钻孔混凝土桩是桥梁施工结构的主要形式。这主要是因为桩可以将上部结构的荷载传递到深层稳定土层或岩层，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降。这是一种极其有效、安全可靠的基础形式。本文结合我公司承建的济源至袁绍高速公路第12合同段K45 886风石河大桥工程，对钻孔灌注桩施工技术进行了全面、客观的探讨。详细介绍了施工过程中的施工方法和程序、施工准备、桩孔开挖、孔壁支撑、过程控制和桩身灌浆的注意事项，并对实际施工中遇到的问题进行了分析，可供从事桥梁和房屋建筑工程施工的相关人员参考。一、项目概况。本合同段为济源至袁绍高速公路第12合同段，起止桩号为K45 050K48 000，线路全长2.919公里，合同段设置一座特大桥，名为枫石河特大桥，中心桩号为K45+886，全长1499公里。枫溪河大桥横跨枫溪河、乡村道路和低山。大桥跨越的石丰河为“U”形河谷，岸坡较缓，地势开阔，有明显的洪泛平原。地面标高为312.00 321.00米，地形坡脚一般为5 10米，桥面与河床地面最大高差约为110米。该桥主桥上部结构采用(66 5120 66)米预应力混凝土连续刚构桥。引桥采用1140 m和840m预应力混凝土T梁，支撑简单，结构连续，其中8 10墩和19 21墩固结形成刚构体系。共设置6座桥梁，分支(440 340 440 (66 5120 66) 440 440) m。下部结构：主桥采用矩形空心薄壁墩，群桩基础，引桥6-10、19-21采用矩形薄壁墩，双排桩基础，其余墩采用桩柱式墩，单排桩基础，桥台采用肋式桥台，桩基础，本标段设计为嵌岩支护桩。主桥13 17墩桩基采用钻孔灌注桩。其中，13 16号墩的每个墩台下方布置有16根直径为2.2米的钻孔灌注桩；12根直径为2.2米的钻孔桩布置在17号码头的每个墩台下方。二、施工技术1.地质条件介绍13 #桩基地质条件为：0 2m为亚粘土；2 18m为含泥量大的卵石；砾石为18 22米；含部分泥质粉砂岩的砾石22 27米；27 38m为弱风化砂岩。14#桩基地质条件为：1m以内的亚粘土；1 13米为砾石；13 23m为泥质粉砂岩；23 40m为弱风化砂岩。15#桩基地质条件为：0 7米为卵石；7 39m为弱风化砂岩，含少量互层泥质砂岩。16#桩基地质条件为：0 6米为卵石；6 11m为弱风化泥质粉砂岩，11 40m为弱风化砂岩。17号桩基地质条件为：山体爆破开挖后弱风化砂岩0 44m。地质层是决定桥址方向和桥梁荷载设计的关键因素。枫溪河大桥基础地质层主要由亚粘土层、卵石层和砂岩层组成。在亚粘土层中，主要是为了防止钻渣过程中锥体停留时间过长而造成的锥体卡钻等现象。在卵石层中，主要是防止钻井过程中泥浆漏失和塌孔。在砂岩层中，要防止缩孔引起的粘锥现象(主要是锥体损坏后加大块焊接不均匀造成的)。2.场地平整13号先进行房屋拆迁，清除建筑垃圾后平整场地。14#米清理干净后，铺50厘米厚的砾石层。15#和16#位于洪泛区。先将滩地整平，然后再将场地整平。17#位于山的边缘。先进行爆破开挖，刷坡场地平整将直接影响钻机的就位。钻机安放不当会延误桩基的完工，导致工程进度的延误。在场地平整过程中，必须测量放洋的总体计划。应考虑：钻机的就位顺序、排泥、机械停放和进出，以及电线和电缆的布置。电缆敷设时，应尽可能靠近河流下游。为了防止机械施工的不便。如枫溪河大桥主桥桥墩和电缆布置在河道上游，导致钻机定位不合理，泥浆池设置不当，下放钢筋笼浪费时间和机械。3、钻孔到位钻机应按照规范对角布置。两孔中心距大于5米，对角线为7.97米，平行距离为5.625/5.65米。所用钻机分别为JK-8T冲击钻机和YCJF-25反循环冲击钻机。枫溪河大桥使用的钻机是JK-8T型冲击钻机和YCJF-25反循环冲击钻机，主要是前者。然而，对于桩组，通常不能满足同时钻孔的条件，这要求在第一次钻孔就位时必须考虑下部钻孔的定位位置。如果第一个钻机没有正确就位，可能会导致下部钻机的定位位置与上部钻机设置的泥浆池之间的冲突，以及进出机器的不便。4、护筒埋设套管是钻井施工中必不可少的工具。套管是否埋好直接决定了钻井过程是否顺利。枫溪河大桥施工过程中，有两种钢护筒。一种是常用的钢衬。如13 16号墩桩基采用这种形式，护筒可重复使用。一个是混凝土外壳。例如，17号码头的桩基采用这种形式。这种套管可以一次埋设。在钻井过程中，桩旁的套管可用作泥浆循环池或渣坑。当场地空间有限，但混凝土套管不能重复使用时，这是非常合适的。当采用钢套管，表层为土层、卵石层等地质条件时，混凝土套管适用于表层为坚硬岩石的地质条件。护筒埋设前，测量队先将桩位的中心点放在地面上，施工人员将中心点引至不影响施工、不易损坏的地方，并用混凝土加固。应该特别注意这一过程。护桩应准确、牢固、可靠，这关系到钻孔过程中桩位的控制，保证桩基的准确定位。保护桩引出后，根据桩位中心线放出护筒埋设的开挖线，然后进行人工或机械开挖。方法应根据现场地质条件和桩径确定。套管的直径一般比桩的直径大20-40厘米，以保证钻头的顺利进出。保护套管埋深2米，外露部分高出30cm。当采用混凝土护筒埋设在坚硬岩石表面时，应先采用小药量定向爆破开挖。由于混凝土保护层与周围坚硬岩石之间的粘结力和咬合力，一般可减小埋深，1.5m为宜。当套管被埋时，套管的外侧和地层用粘土人工夯实。当地质条件较弱时，在粘土中掺入适量的水泥粉进行夯实，以保证套管的牢固性，防止钻井过程中因水浸造成的“串皮”现象造成套管移位。在埋设保护套管的过程中，应在保护桩上画一条十字线，并根据中心点随时调整十字线，保证桩的中心线与保护套管中心线一致，误差控制在2厘米以内。值得一提的是，上部开口的保护钻头的位置与正确的钻孔位置密切相关，起着决定性的作用。场地平整后，钻机初步就位后，在钻机顶轮上挂一个垂直球，用保护桩设置桩位中心线，根据中心线位置用千斤顶调整钻机，使中心线与顶轮上挂的垂直线保持一致。在施工现场，相对钻机而言，考虑到钢丝绳直径和悬挂钻头后钻机前倾等因素的影响，建议确保垂线与左右方向桩位中心线一致，且垂线在前后方向上保持在桩位中心线后2 3 cm。定心完成后，钻头可以插入孔中，这通常由起重机完成。需要注意的是，钻头在插入孔时不会与套管发生碰撞，以免造成套管变形并影响施工。6.演练钻孔时，先将水注入孔中，然后将粘土压碎并加入水中，用钻头制成泥浆。钻机的冲程保持在0.5-1米，因此泥浆比重保持在1.4-1.6，以确保形成泥浆护壁。当地表地质较弱时，应在孔内加入片石，使其受冲击后向两侧挤压，以保持桩套管脚的牢固和密实，保证钻孔过程的顺利进行。在钻孔的初始阶段，用护桩器多次校正桩位，并调整钻孔机的位置，以保证桩位的准确性，直到钻孔机稳定，不发生沉降或前倾。7.钻井过程控制为了防止相邻孔因冲击振动而坍塌或影响相邻孔灌注混凝土的凝固，只有在相邻孔混凝土灌注并达到一定强度后才能开始钻孔。冲击钻井开始时，需要将泥浆注入套管。本工程采用直接制浆法。首先，在钻头开始撞击之前，在套管中加入超过2m3的粘土并注入清水。在冲击钻井过程中，粘土和水混合产生泥浆。在钻井开始时，应合理、适当地控制钻机的冲程。本工程初期造浆时，采用0.5-1m的冲程进行钻孔，提高了钻孔频率，缩短了成浆时间，提高了泥浆质量，防止泥浆冲入时溅出，影响钻机和套管周围施工现场的清洁度。在初始钻井期间，水和粘土的量应根据套管中泥浆的实际量和粘度而增加。在套管下钻4-5m后，可根据实际情况适当增加冲程至1.5m。当钻进低于5m时，钻进过程将进入正常阶段，冲程可适当增加到1.5-2m，以提高钻进效率。为了防止由于水头差造成的塌孔，必须保证套管内的水位高于地下水位，从而控制套管内的水位与泥浆出口齐平，并注意及时向套管内供应泥浆，防止塌孔。在本工程桩位钻孔过程中，施工分为三班，每8小时一班。换班时，跟班人员应检查工作中钻孔是否偏离护桩交叉线，用测量绳测量每班钻孔情况，并做好详细记录。提起冲击锥，用水冲洗，检查锥体是否有裂纹，锥径是否满足钻机要求。如有裂缝，应在换班前进行加固。如果锥角磨损锥直径变小，应及时焊接薄钢板，以满足设计孔径的尺寸。钻井过程中，应经常测试泥浆指标的变化，并注意调整钻孔中的泥浆高度。定期检查转动是否正常，钢丝绳是否牢固。如发现异常，应立即报告。安魂曲部分(5)根据钻头损失情况，主要是直径检查，牙轮直径不得小于2.18米，当牙轮直径小于2.16米时要加牙轮。锥进后，如果在钻孔过程中发生锥进，将显示孔径缩孔。回填片石用于扩孔。片石的填充高度应根据夹紧锥的位置来确定。不同地质钻头的钻头举升高度控制不同。次粘土层中锥头每次提升的具体提升距离为2米。砾石层中的锥头每次提升约1.8m岩石层中的锥头每次提升约1.5m。钻孔过程中中线的控制如果钻孔过程中发现中线偏差，应及时回填卵石或片石，校正后再钻孔。8端子孔钻孔至设计深度后，应对孔径、孔斜和孔深进行验收。保护桩拉动十字准线进行垂直度检查后，锥头放在井底后，测量钢丝绳与十字准线之间的偏差幅度，计算桩的垂直度，检查是否符合规范要求。孔深用测量绳和钢尺测量。用水准点测量桩套顶标高后，根据桩套顶标高与桩尖标高之差确定待钻桩的深度。完成钻孔后，测量孔中的绳索，测量孔中五个点的深度，找出平均值，并将其与待钻孔的深度进行比较。规范要求嵌岩桩的钻孔深度应比钻孔深度大5厘米，即钻孔已钻到位，符合设计要求。孔径检查孔的验收方法是制作一个长度等于桩径4-6倍、直径等于孔径的钢筋笼。一个9米长、2.2米直径的探头笼已被制造出来，供本项目验收。钢筋笼应吊入孔内，并按设计要求平稳放置在孔底，表明孔径和偏斜度符合要求。当钢筋笼不能放在底部时，需要修补孔，直到孔壁垂直，探头笼可以平稳地放在底部。在钻孔过程中，特别使用“X”形冲击锥。壁厚非常大。当骨架放入孔中时，孔壁上的泥坯很容易被刮到孔底。在二次清孔过程中，泥浆比重很小，大量沉积物不能悬浮。因此，“X”形锥头一般用28带肋钢筋加工成与孔直径成一个圆。将圆环焊接在圆锥体的圆周上，用钻孔机上下几次提升，直到圆锥体提升后钢圈上没有泥块为止。9.清孔清孔法是用泥浆交换法来清孔。砂滤器通常用于正循环冲击钻。加入水进行泥浆交换，以减轻泥浆重量。首先，启动泥浆泵进行持续正循环。在正循环泥浆泵的井管上连接有砂过滤器，以防止从套管口溢出的泥浆中的砂被注入井内。施工现场周围必须布置一排泥浆罐。清孔后泥浆指标：比重1.03-1.10；粘度17-20Pa . s；含砂量2%；胶体率：98%；洞底的沉积物不到5厘米。为防止孔内泥沙大于规范要求，需要控制含砂率和泥浆比重。含砂率控制在规范要求范围的下限0，泥浆比重控制在规范要求的上限1.1。在施工过程中，使用砂滤器来降低砂含量。首先，将孔内泥浆中的沙子全部滤出，然后加水改变泥浆，以降低比重。清孔时，孔内泥浆面的高度应与前一次钻进过程中保持一致，与泥浆出口的高度一致，以防塌孔。如果清孔符合要求，应再次检查孔深、泥浆和沉积物厚度。下一个工作点焊接两个骨架时，相邻主筋的焊接接头不能在同一截面上，应错开35d，焊接长度应满足10d的要求。当罐笼下降到井口时，应控制骨架中心是否与井眼中心重合。一般情况下，骨架的设计中有一层“耳”肋保护层，可以定位钢笼的中心，其偏差与孔的位置偏差相同。如果不是骨架中心和设计桩之间的重合，钢筋可能会暴露出来。此时，还有焊接环来控制钢筋笼底部的标高。请注意，整个过程不应超过36小时，因为挡土墙较弱，孔洞容易坍塌。12混凝土浇筑(1)准备(1)机器和工具：搅拌机：2台。混凝土运输车辆：3辆以上，视距离而定。枫溪河大桥钻孔桩最大距离为500米，使用前应检查罐内是否有混凝土渣，并清洗干净，放干净水。导管：取决于孔的深度。除了最等长的标准节段为2.6米外，还有1.2米、0.8米、1.0米和0.5米的调节节段，用于调节孔底部导管开口的悬挂高度和混凝土在孔口进入铲斗的高度。首次使用导管时，必须在使用前进行气密性测试。使用空气压缩机给充满水的牢固连接的导管增加钻孔深度和高混凝土压力。如果没有漏气或漏水，可以使用。每次使用前，必须涂黄油检查密封垫是否完好。大漏斗：v容量=4m3。枫溪河大桥2.2m桩径宜浇筑1.1m长的混凝土桩，混凝土桩可与导管紧密连接，通常与导管一起定制。导管扳手：用于拆卸和安装导