钻孔桩施工技术总结

钻孔桩施工技术总结一、概述上世纪50年代我国公路桥梁在xx省首创人工钻动钻头钻孔，后逐渐在全国范围内发展到冲抓钻、冲击钻、正反循环钻、潜水钻等多种设备和钻孔工艺，应用规模不断扩大，到上世纪90年代初，钻孔直径已达到300cm以上，桩长已达到100cm以上。现在我国在公路桥梁基础工程领域中，钻孔灌注桩基础已经占据了重要的地位，并不断大直径、多样化（变截面桩、空心桩、变截面空心桩）方向发展。随着我单位在承揽公路工程的不断增加，公路桥梁施工也在不断的增加，钻孔灌注桩施工也成为施工中一项主要的施工部分。由我单位承建的许扶高速公路No.1合同段内共有桥梁5座，其中大中桥2座，分离式立交桥3座，基础全部为钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩直径1.3m，最大桩长为48m，最小桩长为28m，共91根。从2005年7月8日开始施工，至2005年9月22日施工完成81根。对这81根桩的施工进行了总结，为以后钻孔灌注桩施工提供借鉴。二、钻机的选择目前国内主要的钻孔机械有：旋转钻、正循环回旋钻、反循环回旋钻、潜水钻、冲抓钻、冲击钻、钻斗钻。正循环回旋钻主要适用于粘性土、粉砂、细、中、粗砂，含少量砾石、卵石（含量小于20%）的土、软岩。钻孔直径为80～250cm，孔深可达100m。正循环回旋钻的优点是：钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度大。但需要设置泥浆池、沉淀池储浆池等，施工场地占地面积较大，需要大量的水和泥浆原料。并且由于泥浆较稠，孔壁泥浆护壁层厚度常达5～7cm，降低了桩周的摩擦力。许扶高速公路全段地质为粘土、亚粘土和亚砂土，根据这一地质条件，为加快施工进度，项目部选择采用正循环回旋钻。三、施工场地的准备1.施工场地平整平整施工场地，清除杂物，换填软土，夯打密实，钻机底座置于坚实的夯填土上，避免产生不均匀沉降。场地较陡时用木枕搭设坚固稳定的工作平台。在k2+557老潠河桥3#墩位于河道中心，河道有较深的淤泥。利用机械清理河道表面的淤泥，换填粘土2m，换填时分层夯实。2.泥浆池开挖在路基施工边界线外征地开挖泥浆池，根据不同的桩长和桩的数量，确定泥浆池的大小。根据线路地质情况，采用自制泥浆，故可以只设置蓄浆池和沉淀池。施工平面示意图如下：施工平面布置图施工平面布置图四、测量放样采用GTS-722型全站仪进行放样。定出桩位后，在桩位边上引出护桩，便于检查护筒、钻机、钢筋笼的偏位。五、护筒制作与埋设护筒在施工有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水避免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高于地下水位和施工水位一定高度。形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌等作用。护筒采用采用4～6mm钢板制作，在上下端、中部的外侧各加设一道加劲肋。护筒做成整体式，护筒直径为1.5m，高度为1.5m。在采用挖埋法。现在桩位处开挖出护筒外径大20-30cm的圆坑。在坑底夯填50cm左右的粘土，分层夯填。护筒顶面距地面20-30cm。在挖埋时坑底应平整，通过定位控制桩的护桩，将钻孔的中心位置标于坑底，在将护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置。用十字线定在护筒的顶部，移动护筒，使护筒的中心与钻孔中心位置重合。用水平尺检查，使护筒的垂直。在护筒周围对称、均匀的回填粘土，分层夯实。夯实时要防止护筒偏斜。挖埋护筒示意图1-护筒2-地面3-夯填粘土挖埋护筒示意图六、钻孔成桩1.钻机就位钻机底座置于坚实的夯填土上，立好钻架调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放入护筒内。将钻机调平并对准钻孔。检查转盘中心同钻架上的起吊滑轮是否在同一垂直线上。钻杆偏差不大于2cm。钻进过程中经常检查转盘，确保钻孔的垂直度。2.初钻根据地质采用自造浆，先启动泥浆泵和转盘。使之空转一段时间，在护筒内注入清水。开始时应缓慢钻进，待泥浆相对密度达到1.05以上后在开始钻进。3.钻进开始钻进时，要控制进尺速度，在护筒底部时应降低钻进速度，以便护筒底部有坚硬的泥皮护壁。钻至护筒底部下1m后，按土质情况正常钻进。钻进过程中，及时检查泥浆各项指标，泥浆相对密度控制在1.10～1.20之间。泥浆相对密度不可过高，否则将影响钻进速度。在钻进过程中，每隔2m或地层变化处，在泥浆槽中捞取钻渣样品，分析土质，并做好记录，以便与设计资料和对。钻进过程中检查钻孔的竖直度，及时调整钻机。4.泥浆的补充与净化钻进时如有泥浆的损耗、漏失应及时补充泥浆。并随时检查泥浆的各项指标。在地层变化处增加检查次数，并适当调整泥浆指标。5.钻进过程中注意事项在松散的粉砂土或流沙中钻进时，应严格控制进尺的速度。选择相对密度、粘度较大的高质量泥浆。安装钻机时要使转盘底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。开钻前清除孔内杂物，经常检查钻具、钻杆钢丝绳和联结装置。钻进过程中有一要控制进尺速度，遇到坚硬、复杂的地质应仔细操作。七、清孔清孔的目的是为了抽换原钻孔内的泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底的沉淀厚度，防止桩底沉渣过厚影响桩基的承载力。清孔为灌注水下混凝土创造良好的条件，使测深准确，灌注顺利，保证混凝土的质量。正循环回旋钻采用换浆法清孔。钻进终孔后，停止进尺，将钻锥烧提离孔底10～20cm，保持泥浆的正常循环。调整泥浆相对密度至1.03～1.10，将孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。清孔后泥浆的指标控制为：含砂率：＜2%；粘度：17s～20s；相对密度：1.03～1.10，且孔底沉渣厚度小于300mm。八、钢筋骨架1.钢筋骨架制作钢筋骨架采用加劲筋成型法。将加劲筋设置在主筋内侧，按照设计尺寸加工好加劲筋圈，标出主筋位置。焊接时，使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部加劲筋的标记，扶正加劲筋，并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后在骨架两端各站一人转动钢筋骨架，并将其余主筋逐根照上法焊好，然后抬起骨架放于支架上，套入螺旋筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。2.钢筋骨架保护层的设置钢筋骨架保护层采用1112×100×6钢板，加工成导向鼻确保钢筋骨架保护层厚度。3.钢筋笼吊装钢筋笼在运送过程中保持钢筋笼的平顺，在钢筋骨架内加设横木杆，确保钢筋笼有足够的硬度。钢筋笼采用吊车吊装就位。吊装采用两点吊。钢筋笼吊装入钻孔后，扶正徐徐下降，严禁晃动碰撞孔壁。吊装第二节骨架时，调整骨架位置使上下两节骨架处于同一直线上。上下两骨架焊接，采用单面搭接焊，搭接长度为10d。焊接时先焊接顺桥方向的接头，焊接后将骨架慢慢下放到设计位置。九、水下混凝土灌注1.灌注前检查导管采用内径300mm，壁厚10mm的丝扣式导管，使用前用水作密水试验。进行密水性实验时水压不小于导管内壁可能承受的最大内压力Pmax。Pmax计算如下：Pmax=1.3（γchcmax－γw）式中：Pmax—导管壁可能承受的最大内压力，kPa；γc—混凝土的容重（取24KN/m3），KN/m3；hcmax—导管内混凝土的最大高度，采用导管全长，m；γw—钻孔内泥浆容重；Hw—钻孔内泥浆的深度，m。导管下口距孔底距离在25～40cm。导管下到位置后测量孔深及沉淀，如超出设计规范要求，进行二次清孔。二次清孔采用在导管内注入合格的泥浆，将孔底沉渣冲出。2.储料斗的制作储料斗的容积应满足首批混凝土的储备量，使首批灌注下去的混凝土满足导管初次埋深不小于1m。其容量计算如下：V≥(H1+H2)+h1式中：V—灌注首批混凝土所需的方量（m3）；D—桩孔直径；H1—桩底至导管底端间距，一般为40cm；H2—导管初次埋深；d—导管内径；h1—桩孔内混凝土达到埋深H2时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度；首批混凝土数量计算示意图3.混凝土的灌注用吊车提升和拆除导管。采用剪球法。用塑料袋和沙土制作导球。球的内径比导管内径小2～2.5cm。混凝土采用拌和站集中拌制。混凝土到达现场后，检察混凝土的坍落度，混凝土坍落度应控制在18cm～22cm，首批混凝土坍落度应略大。储料斗混凝土放满后，剪球。将首批混凝土灌入孔底后，立即测量孔内混凝土面的深度，计算出导管的埋深，埋深值不小于1m。混凝土开始灌注后，要紧凑、连续的进行，严禁中途停工。在灌注过程中防止混凝土从漏斗顶或漏斗外掉入孔底，而使泥浆内含有水泥而变稠凝结，使侧深不准确。在灌注过程中及时测量孔内混凝土面的高度，正确指导导管的提升和拆除。在灌注过程中应确保导管埋深控制在2～6m。当孔深较深时，导管埋深可适当加大。导管提升时要保持轴线的数直和位置的居中。导管拆除时要避免施工工具掉入孔内。在灌注过程中，当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌注，避免导管内形成高压气囊。混凝土面升到钢筋骨架地面时，为防止钢筋骨架上浮，应保持较大的埋深，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底出来后向上的冲击力。当孔内混凝土面进入钢筋骨架4～5m后，适当提升导管，减少导管埋深，增加钢筋骨架在导管底口以下的埋深。然后以正常的速度灌注混凝土。混凝土灌注到接近设计标高时，仔细测量孔内混凝土面的深度，计算出剩余混凝土量，确保混凝土灌注的连续。为确保桩顶质量，混凝土应高出设计值50～100cm。灌注完成后，挖除多余混凝土。但应留有10～20cm，避免施工时扰动桩顶混凝土。混凝土灌注完成后，要徐徐提起剩余导管，避免桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。十、施工工艺图钻孔桩施工流程图图-1砼配合比选定砼配合比选定施工准备材料检验：钢筋、水泥、砂、碎石孔位、放样及检测施工机具检测导管密水性检验护筒制作就位施工施工防止上浮措施钢筋笼的制作及检测检测：孔位、孔径、孔深、孔斜、泥浆稠度地质情况防止上浮措施钢筋笼的制作及检测检测：孔位、孔径、孔深、孔斜、泥浆稠度地质情况钻进清孔、成孔及检测材料检验：钢筋、水泥、砂、碎石材料检验：钢筋、水泥、砂、碎石钢筋笼就位二次清孔二次清孔混凝土浇筑砂石含水量测定，确定配合比混凝土浇筑砂石含水量测定，确定配合比砼拌合：试件制作砼拌合：试件制作