套管护壁人工挖孔护壁桩说课讲解

1、钻孔前准备工作 根据地质勘探资料，熟悉各孔位处地质情况。 清除杂物，平整墩位处场地，用全站仪放出桩位，再从桩位引出四个 护桩。埋设钢护筒。钢护筒板厚10mm钢护筒直径 2.7m,埋深3.0 3.5m。 挖埋的钢护筒周边用粘土回填并分层夯实。 钢护筒埋设， 倾斜度小于 1%,中心平面位置偏差不大于 5cm。 修筑泥浆池：泥浆池分为沉淀池和储浆池 ,沉淀池应尽量大而深。 由于场地限制,特别是 3号墩采用钢板桩围堰施工,场地小,采用在 两承台围堰间打折钢板桩围堰作为泥浆循环池。对于冲击钻成孔施工的桩基, 采用正循环泥浆循环系统, 对于回旋钻 成孔的桩基,采用反循环泥浆循环系统。 泥浆准备：根据地质情

2、况,分别为淤泥层、粉砂层和花岗岩层,地层 自身的造浆能力很差,必须人工造浆。在储浆池中装满清水,向里面 投放一定数量的优质粘土, 并加入一定量的纯碱。 进行人工或机械搅 拌,使泥浆指标符合要求。 钻孔用的泥浆是由粘土和水拌和而成的混 合物,在钻孔中, 由于泥浆的相对密度大于水的相对密度,可增大静 水压力并在孔壁形成一层泥皮,因此能保护孔壁,隔断孔内外水流, 防止坍孔。泥浆除护壁外, 还具有悬浮钻碴、润滑钻头和减少钻进阻 力等作用。其选取原则：粘土以水化快,造浆能力强,粘度大的鹏润 土或接近地表经过冻融的粘土为好,但应尽量就地取材。 野外鉴定 时的特征是 : 自然风干后用手不易拌开捏碎,风干土破

3、碎时,断面有 坚硬的尖锐棱角；用刀切开时，切面尖滑，颜色较深，水浸后有粘滑感，加水和泥膏后容易搓成直径小于 1mm勺细长泥条，用手指揉捻， 感觉砂粒不多。良好制浆粘土的技术指标：胶体率不低于95，含砂率不大于 4，造浆能力不低于 2.5 L/k ， g 一般选塑性指数大于 25,小于0.005mm的粘粒含量大于50%的粘土即可。3.3.3 开钻成孔 开钻前,应充分检查钻机安装就位是否准确无误, 钻架安放是否稳固, 避免钻进中出现倾斜、沉陷和位移现象,以保证孔井的垂直度。钻进 过程中要根据不同的地质情况掌握不同的钻进速度, 根据地质情况的 变化控制泥浆的指标,以利护壁、防坍和浮渣。开钻时,护筒内

4、灌入 制好的泥浆,在淤泥层和粉砂层中宜小冲程钻进。进入粉砂层时,由 于粉砂层较易塌孔, 视情况投入一定量片石挤密孔壁, 起到护壁作用。 进入到全风化花岗岩层 2.0m 以后,采用大冲程钻进。采用分班连续 作业,各作业班组应作详实的钻孔施工记录, 并与地质勘探资料作对 比是否一致。钻孔过程中, 地质由强风化进弱风化,弱风化进微风时 都必须通知监理确认,作为终孔的依据之一。钻孔达到设计要求后, 报请监理工程师检查其孔径、深度、垂直度和嵌岩深度,经认可后方 能终孔。孔径及垂直度的检查采用探孔钢筋笼进行检查。 探孔钢筋笼 长为桩径的 4 6 倍,其直径与桩径相同。在制作时适当加密加劲圈 和十字撑,以防

5、止变形,利于重复使用。在钻孔过孔中必须配备滤砂器,在泥浆循环过程中清除掉大部分的 砂,可大大提高泥浆质量和钻孔效率,也减少成孔后的清孔时间。3.3.4 清孔出渣 采用循环换浆法或泵吸反循环清孔， 保证孔内泥浆的物理性能指标符 合规范要求，并且孔底沉渣厚度小于设计要求的 3cm。3.3.5 钢筋笼的制作安装 钢筋笼在钢筋加工场制作， 设置专门的钢筋笼加工台座。 钢筋制作必 须满足设计及施工技术规范的要求，加劲箍及十字撑要有足够的刚 度，以保证吊装过程笼体保持直顺与不变形。 钢筋笼制作前主筋应除 锈整直，主筋中心线与直线的偏差应不大于长度的1%，钢筋型号、焊条的规格、品种、焊缝的厚度和长度、焊缝外

6、观和质量必须符合设 计要求和施工规范规定。主墩桩基钢筋笼主筋为H级钢筋 32mm为了加快施工进度桩基钢筋笼节段间主筋接头采用镦粗直螺纹连接工艺。 由有信誉有资质的单 位提供连接器， 对其产品作力学试验后报监理批准。 在直螺纹加工过 程中，由连接器厂家派有经验的技术员指导直螺纹的加工， 保证直螺 纹的加工质量。并按规范对加工好的直螺纹接头进行抽检。 由于钢筋笼的接头较多， 在制作时就必须充分注意钢筋笼之间对位精 确度，钢筋笼加工在加工场先用套筒连接器连接，做好标记，拆卸后 运输到现场吊装连接， 丝头加工和连接好后按要求抽检。 制作好底节 钢筋笼后，第二节钢筋笼的主筋必须以第一节钢筋笼的主筋来定位

7、， 并在同一接长钢筋上用红油漆做好标记， 方便现场对接。 由于在起吊 时容易使主筋弯曲变形， 导致对接偏位。 一方面需在钢筋笼端处加密 加强圈，另一方面在起吊时采取措施防止钢筋端头触地变形。 钢筋笼吊装用汽车吊或龙门吊逐节接长下放， 同时采用耳筋保证钢筋 有规定的保护层。 每节钢筋笼及接头必须经监理或业主验收合格后才 能进行下一节接长工作。 接长吊装完毕后还应检查钢筋笼的安装位置 是否符合设计及规范要求。钢筋笼内侧按要求放置好 4 条声测管，声测管接处皆采用螺旋接头。 每下放一节钢筋笼后， 声测管内灌满水与桩孔内水头一致， 做到万无 一失。3.3.6 灌注水下混凝土主要机具设备：导管：根据查阅

8、有关资料并经计算，选用壁厚 8mm内径为30cm的无 缝钢管，导管底节长度定为4m，标准长度为3m，另配有0.5m、1.0m、 2.0m 长的辅助导管，导管接头采用快插驳接接口。接头座具有互换 性，导管制成后按 1.5 倍孔底水位进行水密承压试验， 另外还做接头 抗拉试验，以保证导管在混凝土灌注过程中不漏水和爆裂。漏斗与储料斗：用8mm厚钢板和型钢加工漏斗和储料斗，根据桩径及 规范要求计算出首盘混凝土数量， 确定漏斗容积， 以达到首批混凝土 数量能使导管埋入1.0m以上。按桩基扩孔20cm计，直径为 2.7m, 导管离底40cm,首批混凝土需9.4立方。混凝土拌和及输送机具：在两承台处各配备2

9、台HBT60型混凝土输送 泵，每岸混凝土最大输送能力都在 80 m3/h 以上。水下混凝土配合比与拌制及运输本桥钻孔灌注桩水下混凝土配合比， 须满足设计及规范要求的水下混 凝土的各项技术指标， 并报监理工程师批准。 考虑每根桩基础灌注时 间在46小时左右，在配合比试验时选用高效缓凝剂，延长混凝土 的初凝时间，要求达到 8 小时左右。混凝土的运输采用混凝土罐车从搅拌楼运输至施工现场， 经输送泵将 混凝土泵送储料斗， 通进控制储料斗阀门， 混凝土通过溜槽进入漏斗 内进行浇筑。水下混凝土浇筑方法 灌注水下混凝土时，采用剪球法，避免造成混凝土混合料渗入泥浆。将导管提离孔底40cm将储料斗和漏斗装满混凝

10、土，剪球灌注首批 混凝土。并保证首期混凝土的数量应满足足够的埋管深度， 孔内翻起 的泥浆则用泥浆泵抽往后备泥浆沉淀池， 此后由两台输送泵同时不断 地将拌制好的混凝土送入漏斗 （或储料斗 ），至导管埋深 4 5m 后， 视其情况拆去 1-2 节导管，如此循环直至混凝土顶面高出设计标高 1.0m 左右。最后拆除灌注混凝土的导管、漏斗等设备。灌注水下混 凝土注意事项 :混凝土所用水泥、集料、水和外掺剂，以及混凝土的配合比设计、 拌和、运输等都要符合设计、规范和施工的要求，并预先取得规范要 求的证明材料；混凝土配比设计需经监理工程师批准后方可施工。 试验人员值班， 确保混凝土按经监理认可的配合比拌制，

11、 并按施工 技术规范规定的频率全面检查混凝土的温度、 坍落度等指标， 严禁将 不符合要求的混凝土送入漏斗中灌注。每次下导管前必须仔细检查导管的完好性和密封性， 确保不漏水和 防止中途断裂脱落， 保证水下混凝土的顺利进行； 下导管完成后需严 格检查导管与孔底之间的高度，确保混凝土灌注质量。掌握好混凝土的坍落度、 凝结时间， 保证首灌混凝土的数量及初灌 高度。在开启阀门以前，导管底离孔底的距离一般不超过40cm首批混凝土一定要足够数量以满足灌注后导管埋深 1.0m以上的要求。灌注 后及时测量混凝土面的高度， 以确定首批混凝土埋管深度， 如不符合 要求，应立即用空压机通过导管吸去已灌注混凝土，清理干

12、净，符合 要求后重新灌注。在混凝土的灌注过程中， 专人测量孔深， 准确掌握混凝土面上升高 度，作好混凝土灌注记录，以便严格控制导管埋深在26m之间，防 止混凝土埋入过深，部分混凝土初凝，导管提不起来，或导管埋入太 浅而脱空的事件发生。事先做好各种预防措施， 包括增加备用输送泵、 增加一套备用导管 和混凝土输送管以应急，保证混凝土灌注的连续性。在施工过程中要派专人进行施工记录，做到资料详实可靠。3.3.7 钻孔泥浆处理方案4 号墩在河滩和筑岛上开挖泥浆池， 3 号墩采用桩头基坑或采用钢板 桩插打围堰成泥浆池。废弃泥浆抽取到两岸临时租用的荒废水塘存 放，或由泥浆船外运到指定地方存放。禁止排放到河道

13、和周边水体， 以免污染环境。3.4 钢筋镦粗直螺纹连接工艺及质量控制指标、检验频率和方法主墩桩基钢筋笼主筋为H级钢筋 32mm为了加快施工进度桩基钢筋笼节段间主筋接头采用镦粗直螺纹连接工艺。 钢筋下料：钢筋下料使用气割下料。对于来料，钢筋两端分别切除 1cm以消除冷轧导致的马蹄形，钢筋切割后端面应垂直于钢筋轴线。 端头镦粗：镦粗前镦镦头杆自动退回零位，再把钢筋从前端插入、顶 紧，再开始给油泵上压，我标段采用的直径32mmHRB33的钢筋，其镦粗压力应为2932Mpa镦粗基圆直径应为36.538mm镦粗缩短 尺寸20士 2mm镦粗长度应大于35mm镦粗头不合格时应切掉重镦（钢 筋夹持段及镦粗段均

14、应切除约 70mm,严禁二次镦粗。镦粗后允许镦 粗段有纵向裂纹，如有横向裂纹一律禁止使用。钢筋套丝（套筒）：直径32mm的钢筋标准丝头应为32mm+3.0加长 型丝头应大于80mm套筒长度取80mm钢筋连接： 连接前的准备 : 钢筋连接之前， 先回收丝头上的塑料保护 帽和套筒端头的塑料密封盖， 并检查钢筋规格是否和钢筋连接套筒上 的钢印记一致，检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈 蚀要用铁刷清理干净。标准型接头的连接：把装好钢筋连接套筒一端拧到被连接钢筋丝头 上，然后用扳手拧紧钢筋， 使两根钢筋对顶紧，使套筒两端外露的丝 扣不超过 1 个完整扣，连接即告完成，随后立即画上标记，以便质

15、检 人员抽查，并做抽查记录。加长丝头型接头的连接： 先将扩口形钢筋连接套筒全部拧在加长丝头 钢筋一侧、将待接钢筋的标准丝头靠紧后， 再用管钳套筒拧紧到标准 丝头一侧，端面的外露丝扣不得超过一个完整丝扣，连接完成。 接头检验：接头连接完成后，由质检人员表分批检验。检验方式为： 目测。接头两端外露螺纹长度相等，且不超过一个完整丝扣（加长螺 纹除外）。确保钢筋连接质量所采取的措施：对已加工好的镦粗接头逐个检查， 对不合格产品重新割样镦粗、 套丝至合格； 质检室会同试验室加强在 加工场的抽样检验， 对有怀疑产品取样试验； 加强在钢筋笼运输和起 吊中变形的处理，采用加箍或加槽钢的方法尽量减小钢筋笼的变形

16、； 我部试验室会同总监办、 驻地监理组等部门对现场套接好的钢筋笼取 样进行试验，加大检验频率；加强钢筋班组人员现场管理，固定加工 镦粗机和套丝机操作手，更换镦粗施工机械。4缺陷产生的原因及处理方法 灌注桩的施工过程中， 灌注水下混凝土是成桩的关键性工序， 灌注过 程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速，连续施工，灌注 成高质量的水下混凝土防止发生质量事故。如出现事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。 对于确实存在缺陷的钻孔灌注桩， 应尽可能设法补强， 不宜轻易废弃， 造成过多的损失。经过补救， 补强的桩须经认真的检验认为合格后方可使用。 对于质量 极差，确实无法利用的桩，

17、应与设计单位研究采用补桩或其他措施。4.1 掉钻因钻杆连接不牢靠， 或钻进过程中因孔斜， 地层软硬不均造成剧烈跳 钻，致使接头螺栓、刀齿脱落或钻杆扭断，使钻具掉入孔内。处理方 法：不良地层低速减压钻进，防止孔斜和跳钻钻进；取出上节钻杆， 用电磁铁、钢丝绳套取或用一种特制的偏心钩打捞钻头。4.2 缩径缩径通常发生在黏性土层， 主要的原因是因为钻进速度过快， 泥浆护 壁效果不佳。处理方法是： 保证泥浆性能和孔内水头满足要求，加大 泥浆的比重，将钻头加钢丝刷，放置于缩孔处，原位缓慢旋转进行扫 孔，直到孔径满足要求。4.3 导管进水 主要原因：首批混凝土的储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管 底口距

18、孔底的间距过大， 混凝土下落后不能埋没导管底口， 以致泥水 从底口进入。导管接头不严，接头间橡皮垫 - 被导管高压气囊挤开， 或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。导管提升够猛，或测深出错， 导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。预防和处理方法： 为避免发生导管进水， 事前要采取相应措施加以预防。 万一发生导管 进水，要当即查明事故原因，采取以下处理方法：若是上述第一种原 因引起的， 应立即将导管提出， 将散落在孔底的混凝土拌和物用反循 环钻机的钻杆通过泥石泵吸出， 或者用空气吸泥机， 水力吸泥机以及 抓斗清出， 不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。 然后重新下放 骨架，导管并投入足够储量的首批

19、混凝土，重新浇筑。若是第二，三 种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重新下新管；或用原导管插 入续灌，但灌注前均应将导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸 出。如系重下导管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才能继续灌注混 凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入， 导管插入混凝土内应有足够深度，一般要大于 200cm由于潜水泵不 可能将导管内的水全部抽干， 续灌的混凝土的混凝土配合比应增加水 泥用量，提高稠度后灌入导管内， 灌入前将导管进行小幅抖动或挂振 捣器予以震动片刻， 使原混凝土损失的流动性得以弥补。 以后灌注的 混凝土可恢复正常的配合比。若混凝土面在水面以下不很深， 且未

20、初凝时， 可于导管底部设置防水 塞，将导管重新插入混凝土内。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用 新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若如前述混凝土面在水面以下不很深， 但已初凝， 导管不能重新插入 混凝土时， 可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒， 用重压或者撞击 方法压入原混凝土面以下适当深度， 然后将护筒内的水抽出， 并将原 混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净， 再在护筒内灌注普通混凝土至 设计桩顶。4.4 卡管 在灌注过程中，混凝土在导管中下部去，称为卡管。卡管有以下两种 情况： 初灌时隔水栓卡管；或者由于混凝土本身的原因，如塌落度过小 , 流 动性差，夹有大卵石，拌合不均匀，以及运输途中产

21、生离析、导管接 缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等， 使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土， 用吊绳抖动导管， 或在导管上安 装附着式振捣器等使隔水栓下落。 如仍不能下落时， 须将导管连同其 内的混凝土提出钻孔， 进行清理装修， 然后重新吊装导管， 重新灌注。 一旦有混凝土拌合物落入井孔， 需按前述第二项处理方法将散落在孔 底的拌合物粒料等予以清除。 提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止回倒伤人。 机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留的时间过久， 或灌注 时间持续过长， 最初灌注的混凝土已经初凝， 增大了导管内混凝土下 落的阻力，混

22、凝土堵在管内。其预防方法是灌注前仔细检修灌注机械， 并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加 速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓 混凝土的初凝时间。 当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土， 此时应将导管拔出， 重新安设钻机， 利用较小钻头将钢筋笼以内的混 凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。 然后以黏土添沙砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。4.5 塌孔 在灌注过程中如发现井孔护筒内水位忽然上升溢出护筒， 随即骤降并 冒出气泡，应怀疑是塌孔征象，可用测探仪探头或探深锤探测。如测 深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能

23、上提， 或探测深仪 探头测得的表面深度达不到原来的深度， 相差很多， 均可证实发生塌 坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水， 孔内水位降低， 或在潮汐河流中 涨潮时，孔内水位差减小， 不能保持原有落水压力，以及由于护筒周 围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移 开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的 泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止， 坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出， 同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以黏土掺沙砾回填，待回填土沉 实时机成熟后，重新钻孔成桩。4.6 埋管 导管无法拔出

24、称为埋管。其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内 外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大， 或因提管过猛将导管 拉断。预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过 6-8m; 在导 管上端安装附着式振捣器， 拔管前或停灌时间较长时， 均应适当振捣， 使导管周围的混凝土不致过早的初凝； 首批混凝土掺入缓凝剂， 加速 灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥； 提升导管时不可猛拔。 若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡 属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况， 可插入一直径稍小的护 筒至已灌注混凝土中， 用吸泥机吸出混凝土表面泥渣； 派潜水工下至 混凝土表面，在水下

25、将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导 管灌注。此桩灌注完后， 上下断层间应照后述的灌注桩补强处理方法 予以补强。4.7 钢筋笼上升钢筋笼上升， 除了是由于全套管上拔、 导管提升钩挂一些显而易见的 原因所致外， 主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口， 导管底 口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土浇注的速度过快，使混 凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所 致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部 3m至高于钢筋笼 底1m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝 土灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关。克服钢筋笼上升， 除了主要从上述改

26、善混凝土流动性能、 初凝时间及 灌注工艺等方面着眼外， 还应从钢筋笼自身的结构及定位方式加以考 虑。具体措施为： 适当减少钢筋笼下端的钢筋数量，可以减少混凝土 向上的托力；钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有 防止其上升的作用；在孔底设置直径不小于主筋的 1-2 道加强环形 筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的地步。4.8 灌短桩头 灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深 锤探测难于判断浆渣或混凝土面， 或由于测深锤太轻， 沉不到混凝土 表面，发生误测， 以致过早拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还 有些是灌注混凝土时发生孔壁坍方未被发觉， 测深锤或测

27、深仪探头也 达不到混凝土表面， 这样情况最危险， 有时会缩短数米。 预防办法是： 在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象， 如有坍孔， 应按前述办 法处理后再续灌。 测深锤不得低于规范的重力及形状， 如系泥浆相对 密度较大的灌注桩必须取测深锤重力的规定值。 重锤即使在混凝土坍 落度尚大时也可能沉入混凝土数厘米。 测深错误造成的后果致使导管 埋入混凝土面的深度较实际的多数十厘米， 而首批混凝土的坍落度到 灌注后期会越来越小， 重锤沉入混凝土深度也会越来越小， 测深还是 能够准确的。 灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。 采 用热敏电阻仪或感应探头测探仪。 采用铁盒取样器插入可疑层位取样 判别。处理的办法可按具体情况参照前述接长护筒， 或在原护筒里面或外面 加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝 土；或用高压水将泥渣和松软层冲松， 再用吸泥机将混凝土表面上的 泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。4.9 桩身夹泥短桩 桩身夹泥断桩大都是以上各