基础工程教案

1、第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术一、钻孔灌注桩的功能特点（）适应性广（）单桩承载力大（）建造费用较低（）抗震性能好（）施工过程中噪音小、公害少二、施工设计及施工前的准备(一)编写施工设计 施工设计是施工过程中各项工作的指南。施工单位在接受钻孔灌注桩施工任务后，首先应组织有关人员全面了解工程的技术要求，详细进行现场调查，搜集和了解该工程的技术资料，综合考虑工程地质、水文地质、机具设备材料供应及劳动力等因素，编写出切合实际，具有较高的预见性和可靠性的施工设计。编写施工设计需要掌握的技术资料(1)建筑场地的工程地质、水文地质勘察报告和附图。(2)钻孔灌注桩设计图，包括桩位平面图、桩

2、身结构设计图、钢筋笼制作图。(3)施工场地及邻近区域地表和地下电缆、管道和其他工程设施或障碍物的资料。(4)工程合同书与超过有关规范的工程质量要求的文件。(5)施工场地供电、供水、排污运渣条件等资料。(6)国内外同行当前的技术水平，以及新机具、新工艺、新方法和有关经济技术的资料。钻孔灌注桩的施工技术（二）场地准备三通一平通电、通水、通路（三）护筒制作和埋设护筒是在桩位上埋设符合尺寸要求的钢制或砼制的圆筒。功用有：1、控制桩位，导正钻具 2、保护孔口，防止孔口土层坍塌 3、保护孔壁 4、作为测量的基准面在陆地上杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位孔口处设护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。护

3、筒用 48mm 钢板制作，内径应比钻头直径大 100mm ，埋入土中深度通常不宜小于 1.01.5 m ，特殊情况下埋深需要更大。护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 50mm 。在护筒顶部应开设 12 个溢浆口。 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1.0m 以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位 1.5m 以上 。 在水中施工，在水深小于 3 m 的浅水处，亦可适当提高护筒顶面标高，以减少筑岛填土量。如岛底河床为淤泥或软土，宜挖除换以砂土；若排淤换土工作量大，则可用长护筒，使其沉入河底土层中。在水深超过 3 m 的深水区，宜搭设工作平台（可为支架平台、浮船、钢板

4、桩围堰、木排、浮运薄壳沉井等），下沉护筒的定位导向架与下沉护筒见图。围堰筑岛埋设护筒钻孔灌注桩的施工技术1 .夯填粘土； 2 .护筒 搭设平台固定护筒钻孔灌注桩的施工技术钻孔灌注桩的施工技术（四）泥浆的准备在粘土中钻孔，可采用自造泥浆护壁；在砂土中钻孔，则应注入制备泥浆。护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等。 泥浆是由粘土、清水和泥浆化学处理剂按一定的配比拌制而成。泥浆有稳定孔壁与悬浮和携带钻渣的能力。泥浆的基本性能指标有：比重、粘度、胶体率、含砂率、稠度和PH值。护壁泥浆一般可在现场制备，制备泥浆应达到一定的性能指标，膨

5、润土泥浆的性能指标如表所示。 根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环。根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放条件、允许沉渣厚度等进行选择，但对孔深大于 30 m 的端承型桩，宜采用反循环成孔及清孔。 正循环回旋钻机成孔的工艺如图所示。泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。沉淀的土渣用泥浆车运出排放。 钻孔灌注桩的施工技术反循环回旋钻机成孔的工艺如图所示。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池

6、。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放渣土的能力强大。第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术三、正循环回转钻进成孔工艺1、工作原理 正循环回转钻进成孔采用钻机回转装置通过钻杆带动钻头回转切削岩土,泥浆泵送出的泥浆经过钻杆内腔输送到孔底,悬浮并携带钻渣,再经过钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面,实现排渣与护壁.钻孔灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术(一)回转钻进设备回转给进系统与传动系统根据回转给进系统不同,可分为 转盘式钻机 立轴式钻机 动力头式钻机以转盘式钻机为例转盘传动系统2 、升降系统 卷扬机 钻塔和底座 滑轮组3、冲洗液循环系统 泥浆泵 对于正

7、循环回转钻进，选用大排量的泥浆泵 原因：孔壁与钻杆间的环状断面较大，选用大排量的泥浆泵可获得有效排渣的上返流速钻孔灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术常见的泥浆泵类型 离心式泥浆泵 往复式泥浆泵 螺杆泵 螺杆式空气压缩机 离心式泥浆泵利用泵的回转叶轮给予流体离心作用，在此离心力的作用下，叶轮外缘的液体被压出，而叶轮中心的液体被吸入，流量随管道阻力的增大而减少。往复式泥浆泵，利用活塞的往复运动，使泵室体积周期地改变，从而改变压力大小，吸入或排出液体，泵量基本上不随输出管道阻力的变化而变化。 螺杆泵 回转式容积泵 螺杆式空气压缩机 适用于空气钻进或空气洗井时。钻孔灌注

8、桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术4、动力系统用于驱动钻机、泥浆泵（或空压机）以及辅助设备（搅拌机、照明发电机）常见动力机：柴油机、电动机钻进监测系统，需监测的参数：孔深、钻速、钻压、转速、扭矩、泵量、泵压等（二）钻机的选择与改装转速低，扭矩大，选用低速马达，改变齿轮级配，或在动力机与钻机间加装减速器移位搬迁方便，设于车辆或平台上。通孔直径大。（三）钻头的选择适用性：合金钻头：各种砂土层、粘土层和软-中硬的基岩钢粒钻头：中硬以上的基岩牙轮钻头：第四纪地层及基岩钻进1、鱼尾钻头特点：鱼尾形钻头翼板厚40-50mm出浆口方向相反的角钢 ,切削边缘镶焊硬质合金钻孔灌注桩的

9、施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术鱼尾钻头适用：粘土、砂土层 缺点：导向性差钻孔灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术笼式刮刀钻头特点：上下导正圈（腰带）优点：由于腰带的导正作用及小钻头的定心导向，钻头工作平稳、摆动少，钻孔的垂直精度较高适用：粘土，粉、细、中粗砂和含砾石的土层钻孔灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术3、内外压砂块式钢粒钻头特点：作为碎岩磨料的钢粒，不被固定在钻头上面，而是在周围岩石的限制下，靠钻头的底唇把钢粒压在其中，随着钻头的转动钢粒在岩石上不断滚动,达到破碎岩石的目的适用：中硬以上的岩层钻孔

10、灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术4、牙轮钻头特点；在一定的压力和回转力作用下，钻头上的牙轮既公转又自转，产生了滚动、滑动、冲击振动的复合碎岩作用（冲击、压碎作用和切削剪切作用）适用：硬土、基岩或卵砾石层钻孔灌注桩的施工技术第一章 桩基础施工技术第二节 钻孔灌注桩的施工技术（四）钻进工艺参数的选择（1）钻压 钻压是指钻头作用于孔底岩石的轴向压力 根据地层条件、钻头类型、设备能力和钻具强度等因素综合确定松散地层钻进时，要特别考虑排渣顺畅基岩钻进时合金钻头：400-600N/颗钢粒钻头：有效单元面积上 200-300N/cm牙轮钻头：每厘米钻头直径 300-500N2、转速转速 指钻头每分钟回转的次数 大直径钻头径向各点上的线速度相差较大，钻进中钻头底部不同直径上的切削刃被磨损的程度也很不均匀，钻头底部中心处较边缘线速度低，钻进困难，尤其在钻进硬覆盖层时对于一般均质地层，转速范围40-80r/min对于较硬或非均质地层，钻头钻速范围2