陆上灌注桩基础施工技术培训讲义

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陆上灌注桩基础

施工技术学习材料2

目录一、发展概况二、钻孔桩定义三、钻孔桩类型四、施工准备五、施工方法及工艺六、常见问题及处理措施2023/5/173我国应用钻孔灌注桩始于20世纪60年代初，首先在桥梁和港口建设中采用。1963年冬在河南安阳冯宿桥的两座桥台中首先利用了钻孔灌注桩基础。钻孔使用的是水利部门打井用的大锅锥，用人力推磨方式钻孔。孔径一般为60~70cm。接着在河南竹竿河和白河两座大桥扩大应用，国内其他一些省、市也相继推广，1965年4月交通部在河南召开钻孔桩技术鉴定会，认为它是一项重大技术革新，成为公、铁路桥梁下部基础的首选形式，风靡全国。

发展概况2023/5/1741、基础打桩是为了增加地基承载力，由于结构物所处地带天然地基土层承载力不足，需设置柱基础。上部的荷载传递到墩台，然后将荷载传递至桩，依靠桩端的持力层及桩间土的摩擦力将荷载均布到大地。2、灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。钻孔桩定义成孔形式①湿成孔法：就是在泥浆的帮助下成孔；②干成孔法：没有泥浆的情况下施工。湿成孔法采用的机械有：潜水钻机，潜水钻机分为：正循环排渣和反循环排渣两种方式，冲击钻成孔、冲抓锥成孔、旋挖钻成孔。干成孔法采用的机械有：旋挖钻机、人工挖孔、洛阳铲等。2023/5/1752023/5/176

冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。

冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。冲击钻成孔2023/5/177旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔，首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头，钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度。

旋挖钻成孔2023/5/178

旋挖钻机钻头

旋挖钻成孔人工挖孔桩

2023/5/1710施工前保证“四通一平”就是施工现场水通、电通、路通、通讯要通；一平是施工现场要平整。在施工前以对施工场地进行了详细调查，并用人工挖探沟，以确定地下无管线，确定后方可开始施工。在旱地上清除杂物，换填软土，平整压实，场地位于陡坡时，可用枕木或型钢等搭设工作平台。施工准备2023/5/17111、场地平整完成后，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固的十字护桩并将其压实；2、按照测量确定的位置埋设护筒。钢筋笼采用集中分节制作，现场吊装；3、混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输，导管法灌注水下混凝土。施工准备埋设钻孔护筒搭设作业平台桩机就位钻孔成孔检测清孔安放钢筋笼安放导管浇筑水下混凝土拔出导管、护筒基桩检测施工工艺2023/5/1712

1、清理干净施工现场，进行测量放线，测量出桩基础的轴心，在桩的四周利用十字线引出4个控制木桩，引出的木桩必须砸入原地面以下约有45cm为止，防止引桩移动；2、引桩应远离桩轴心，但不宜太远，以不影响桩基施工为准，在施工过程中及时进行校核钻杆与桩位轴线的偏移量。测量放样2023/5/17131、将钻渣利用泥浆带出,并保护孔壁不致坍塌。再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来,从而完成钻孔灌注桩的施工。2、选用粘土、膨润土、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：①比重：一般地层1.02~1.10；②黏度：一般地层为18s~22s；③含砂率：新制泥浆不大于4%；④胶体率：不小于95%；⑤pH值：8~11。制备泥浆2023/5/1714

3、泥浆原料选用优质黏土，有条件时，应优先采用膨润土造浆。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂，其掺量应经过试验确定。造浆后应试验全部性能指标，钻进过程中随时检验泥浆比重和含砂率。制备泥浆2023/5/1715

在施工红线内，桥梁墩台之间，不妨碍桩基施工的位置上，设置泥浆、沉淀池，可采取在现场开挖成池，泥浆池容量须满足桩基施工要求，造浆量为2倍混凝土体积；泥浆池、沉淀池设置2023/5/1716

泥浆池外围用密目式防护网将泥浆池围蔽，并悬挂泥浆池相关的标识标牌。泥浆池、沉淀池设置

泥浆池与沉淀池分隔、围蔽2023/5/1718

1、护筒采用钢板卷制，其内径应大于桩径至少200mm；2、护筒埋设定位时，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm，护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1%，护筒顶高于地面0.3m，埋置深度宜为2~4m。钢护筒2023/5/1719护筒安装20三23三/5三/420钻机就位三前，三对钻三孔前三各项三准备三工作三进行三检查，且应进三行详三细的三物探三工作三，避三免桩三基施三工对三管线三的破三坏，三如发三生冲三突，三尽量三迁移三管线三，无三法迁三移需三调整三桩位三时通三知设三计人三员进三行处三理；钻机三安装就位三后，三不得三产生三位移三或沉三陷。三钻机三钻头三中心三与钢三护筒三中心三位置三偏差三不大三于50三mm。钻机三就位20三23三/5三/4211、旋挖钻三机采三用筒三式钻三斗。三钻机三就位三后，三调整三钻杆三垂直三度，三注入三调制三好的三泥浆三，然三后进三行钻三孔。三当钻三头下三降到三预定三深度三后，三旋转三钻斗三并施三加压三力，三将土三挤入三钻斗三内，三仪表三自动三显示三筒满三时，三钻斗三底部三关闭三，提三升钻三斗将三土卸三于堆三放地点三；2、钻三机施工三过程三中保三证泥三浆面三始终不得三低于三护筒底部50三cm以上，保证三孔壁三稳定三性。三通过三钻斗三的旋三转、三削土三、提三升、三卸土三和泥三浆撑三护孔三壁，三反复三循环三直至三成孔三。旋挖三钻钻三孔20三23三/5三/422开始钻孔三时应三采用三小冲三程开三孔，三待钻三进深三度超三过钻三头全三高加三正常三冲程三后方三可进三行正三常冲三击钻三孔，三钻进三过程三中，三应勤三松绳三和适三量松三绳，三不得三打空三锤；三勤抽三碴，三使钻三头经三常冲三击新三鲜地三层。三每次三松绳三量应三按地三质情三况、三钻头三形式三、钻三头重三量而三定；冲击三钻钻三孔20三23三/5三/423在钻进三过程三中，三每进三尺2~三3m应检三查竖三直度三并做三好钻三孔记三录，三记录三内容三应包三括孔位三、孔三口高三程、三开钻三时间三、累三计钻三进深三度、三泥浆三比重三、钻三进时三间及三钻杆三长度三、地三质情三况的三描述三参数三等；现场三记录20三23三/5三/4241、钻进过程三中及三时滤三渣，三同时三经常三注意三地层三的变三化，三每钻三进2m或地三层变三化处均应三捞取三钻渣三样品三，判三断地三质的三类型三，记三入记录三表中，三并与三设计三提供三的地三质剖三面图三相对三照，三钻渣三样应三编号三保存三，以三便分三析备查。渣样三留取留样三盒20三23三/5三/426终孔三后应用检孔器验孔，检三孔器三用钢三筋笼三做成三，其三外径三等于三设计三孔径三，长三度等三于设三计孔三径的4—6倍，三按要三求检三查终三孔的孔径三、孔三深、三倾斜三度。检孔器验三孔项目规定值或允许偏差钻孔桩孔的中心位置（mm）50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）钻孔：<1孔深（m）摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于0.05沉淀厚度（mm）摩擦桩：≤100支承桩：≤50清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；黏度：17~20Pa.s；含砂率：<2%；胶体率：>98%20三23三/5三/427成孔三质量三标准20三23三/5三/4281、钻三孔过程三中每三进尺5—三10米时三测定三泥浆三各项三技术三指标三，不三满足三要求三时及三时调三整。2、钻三进过程三中生三成的三泥浆三，导三入泥三浆沉三淀池三，沉三淀后三循环三使用三。3、钻三进时记三录每三次的三进尺三深度三并及三时填三写钻孔三施工三记录，交三接班三时应三交待三钻进三情况三及下三一班三的注三意事三项。4、因三故停钻三时，三孔口三应护三盖，三严禁三钻头三留在三孔内三，以三防埋三钻。三同时三保持三孔内规三定的水头和要求三的泥三浆浓三度、黏三度，以防三坍孔三。钻孔三注意三事项20三23三/5三/4291、钻三孔到位后应三进行第一三次清孔；2、清三孔方三法应三根据三设计三要求三，钻三孔方三法、三机具三设备三条件三和地三层情三况决三定，三清孔三常用三的方三法有三：换浆三清孔三法、三抽浆三清孔三法、三掏渣三清孔三法等；3、在三吊入三钢筋三骨架三后，三灌注三水下三混凝三土之三前，三应进三行第三二次三清孔三。4、不得三用加三深孔三深来三代替三清孔三。第一三次清三孔20三23三/5三/430泥浆三比重三试验20三23三/5三/4311、主筋外三缘至混三凝土表面三净保三护层厚度75三mm；2、桩基加强三筋设在主三筋内三侧，自三上而三下每2m一道三至钢三筋笼底部三；3、钢筋三骨架三保护三层采三用焊三接钢三筋“三耳朵三“的三方法三设置三，沿三钻孔三竖向三每隔2m设置一道三，每三道沿三圆周三对称三的设三置4块。钢筋三笼的三加工20三23三/5三/432钢筋三笼加三工滚焊三机编号项目允许偏差检验方法及频率1钢筋骨架长±10mm尺量：按骨架总数30%抽查2钢筋骨架直径±5mm3受力钢筋间距±20mm尺量：每构件检查2个断面4箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距±10mm尺量：每构件检查5~10个间距5弯起钢筋位置±20mm尺量：每骨架抽查30%6保护层厚度±10mm尺量：每构件沿模板周边检查8处钢筋三骨架三的检三验标三准钢筋笼在三钢筋加工场检三验合三格后，利用三炮车运送至工地三，现三场采三用直螺三纹套三筒接长三钢筋三笼，吊三车吊装三，并三在孔三口牢三固定三位，三以免三在灌三注混三凝土三过程三中出三现浮三笼现象。钢筋三笼的三运输钢筋三笼的三安装骨架安装三采用三汽车三吊，三为了三保证三骨架三起吊三时不三变形，起三吊前应三在加三强骨三架内三焊接三三角支撑，以加三强其刚度三。加强三筋内三角支撑1、采用有产三品合三格证三，一端三有密封三盖的三连接三套，三套筒三表面三应有三规格三标记；2、连接三钢筋三时，三钢筋三规格三和连三接套三的规三格应三一致三，并三确保三钢筋三和连三接套三的丝扣三干净三完好三无损；3、在水三平钢三筋连三接时三，一三定要三将钢三筋托三平对三正后三，再三用工三作扳三手拧紧。钢筋三下料钢筋三套丝三头接头三工艺三检查钢筋三、套三筒拧三紧连三接质量三检查直螺三纹套三筒连三接工三艺直螺三纹套筒直螺纹三套筒直螺纹三丝扣三质量三较好检测三管安三装1、检测管采用φ54三*1三.5三mm钢管三，上三端高三出桩三基础三顶面65三0m三m，接三头处三用φ60三*2三.7三5m三m的钢管三焊接三，下三端用三钢板三封底三焊接三，不可三漏水，浇三筑混三凝土三前，三将其三灌满三清水三，上三口用三塞子三堵死；2、当桩径D＜1.三8m，检三测管三根数三为3根，桩三径D≥1.三8m，检测三管根三数为4根，沿三钢筋三笼内三侧等三间距三布置。检测三管安三装1、导管用内三径30三cm的钢管三，每三节长2.三5m，配1～2节长1～1.三5m短管三，导三管采三用丝三扣连三接，三并在三两丝三扣之三间设三置橡三胶止三水垫三密封三；导管三安装2、导管使用三前，三应进行三水密性试验：①在方三木上三安装三放置三导管三，将三其连三成一三体，三对导三管连三接顺三序进三行编三号，三然后三上好三前、三后封三盖；导管三安装②向拼三装好三的导三管内三灌入三水，三连接三好管三路，三利用三加压三设备三向导三管内三输入三的水三压不三小于孔内三水深1.三3倍的压三力，三同时三不小三于导三管壁三可能三承受三灌注三混凝三土时最大三内压三力的1.三3倍；③将导三管在三恒压三下前三后滚三动，三并持三压观三察其三接口三处是三否漏三水、三周身三是否三有变三形，三来验三证导三管的密封三性、三承压三和抗三拉性三能；导管三安装1、利用导管三进行三第二三次清孔；2、待孔三内泥浆三比重三、黏三度、三含砂三率等达三到规范三要求，且三复测三孔底沉碴三厚度在设三计范三围以三内后三，清三孔完三成，应立即进行三水下三混凝三土灌三注。二次三清孔计算三公式三：V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4式中三：V---灌注三桩首三批混三凝土三所需三数量三（m³）三；D---桩孔三直径三（m）H1---桩孔三底至三导管三底端三间距三，一三般为0.三3~三0.三4m；H2---导管三初次三埋置三深度三（m）；d---导管三内径三（m）h1---桩孔三内混三凝土三达到三埋置三深度H2时，三导管三内混三凝土三柱平三衡导三管外三（或三泥浆三）压三力所三需的三高度三（m）。首批三封底三混凝三土h1=HWγw/γCHW---桩孔三内水三或泥三浆的三深度三（m）；γw--三-桩孔三内水三或泥三浆的三重度三（kN三/m³）三；γC---混凝三土拌三和物三的重三度，三取24三kN三/m³。首批三封底三混凝三土V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4D--三-桩孔三直径2.三0m；H1---桩孔三底至三导管三底端三间距三，取0.三4m；H2---导管三初次三埋置三深度三，取1.三0m；d---导管三内径三，取0.三3m；h1---桩孔三内混三凝土三达到三埋置三深度H2时，三导管三内混三凝土三柱平三衡导三管外三（或三泥浆三）压三力所三需的三高度三（m）。以本标段三最大三桩基三为龙三塘东三特大三桥21三-3三#桩为例三（桩基直三径2.三0m，桩三长L=三53三.1三m），首批三封底三混凝三土计三算如下：h1=HWγw/γCHW---桩孔三内水三或泥三浆的三深度三取55三.1m；γw--三-桩孔三内水三或泥三浆的三重度三取11三kN三/m³；γC--三-混凝三土拌三和物三的重三度取24三Kn三/m³。h1=55三.1三*1三1/三24=25三.2三5V=3.三14三*22（0.三4+三1）/4+3三.1三4*三0.三32*2三5.三25/4=4.三39三6+三1.三78三4=6.三18三m³由上计三算可三知，三直径2.三0m桩基三首批三混凝三土封三底方三量为6.三18三m³，三现场三选用2.三5m³料三斗，8m³混三凝土三罐车三，进三行连续三浇筑，能三够满三足灌三注桩三对首三封混三凝土三的要三求。首批封底混凝三土及三料斗三大小三的选三择采用三直升三导管三法进三行水三下混三凝土三的灌三注,施工三程序三见下三图。三下导三管时三应防三止碰三撞钢三筋笼三，导三管支三撑架三用型三钢制三作，三支撑三架支三垫在三钻孔三平台三上，三用于三支撑三悬吊三导管三。混三凝土三灌注三期间三时用三钻架三吊放三拆卸三导管。1三2三3三4三5三6直升三导管三法施三工程三序图灌注三方法混凝三土坍三落度三检测坍落三度检三测方三法及三工具混凝三土灌注三前进三行坍落三度、含三气量三、入三模温三度等检测。1、灌注开始三后，三应紧三凑连三续地三进行三，严三禁中三途停三工。2、导管的埋三置深三度应三控制三在2～6m。同三时应三经常三测探三孔内三混凝三土面三的位三置，三及时三调整三导管三埋深；3、在各灌三注时三间、三混凝三土面三的深三度、三导管三埋深三、导三管拆三除以三及发三生的三异常三现象三等，应进三行现场记录。灌注三过程三中注三意事三项4、灌三注的三桩顶三高程三应比三设计三高程三高出不小三于0.三5m，当三存在三地质三较差三、孔三内泥三浆密三度过三大、三桩径三较大三等情三况时三，应三适当三提高三其超三灌的三高度三。5、超三灌的三多余三部分三在墩三台施三工前三应凿三除，三凿除三后的三桩头三应密三实、三无松三散层三。灌注三过程三中注三意事三项1、灌三注完成三后，三在机三械的三作用三下，三人工三进行三配合三拆卸导管三时，注三意不三要挂三碰钢三筋笼三，使三其位三置移三动。2、拆三卸下来三的导三管采三用清三水进三行立三即冲三洗，三防止三局部三混凝三土黏三贴在三导管三壁内三，影三响下三次使三用。灌注三完成切割三机在三桩顶三环切2道切三割带三，用三风镐三剥离三钢筋三，后三沿切三割带三加钻三顶断三桩头三，将三桩头三吊出三。破除三桩头环切三法破三桩头主要三方法三有：1、静三荷载三试验三法2、声三波透三射法3、钻三芯取三样法4、动三力测三桩法桩基三础的三检验三方法1、导三管堵塞三：原因三：①导三管漏气三，密三封不三严，三使混三凝土三有渗三出现三象，三并且三在导三管内三无法三形成三一定三的压三力，三不利三于混三凝土三的流三动。②混三凝土灌注三过程三中，三灌注三时因三导管三下端三距孔三底间三隙太三小，三或导三管埋三深计三算不三准确三，埋三管过三长，三混凝三土流三动不三畅造三成堵三管。③混三凝土水灰三比过三大，三坍落三度过三低，三混凝三土离三析严三重，三粗骨三料集三中在三一起三而堵三管。④灌注三中遇三到意三外情三况而三中断三，灌三注时三间过三长，三使混三凝土三在管三内停三留时三间过三长而三失去三流动三性，三甚至三初凝三，造三成堵三管。施工三中常三见问三题及三处理解决措施三：①导管三使用三前试三拼装三、试三压、三检验三导管三的密三封性三。②正确三的量三测出三孔深三以及三导管长度三，一三般导管三口具三孔底三应保三持30～40三cm左右三，同三时每三斗灌三注结三束后三要准三确的三量出三混凝三土面三距孔三口距三离，三掌握三好导三管的三拆卸三长度三，保三证导三管的三埋深三在2～6m。③在混三凝土三灌注三时，三应加三强对三混凝三土搅三拌时三间和三混凝三土坍三落度三的控三制。三水下三混凝三土必三须具三备良三好的三和易三性，坍三落度三当孔三径D＜1.三5m时宜为18三0mm～22三0mm，D≥1.三5时宜为16三0m三m~三20三0m三m。④对三于由于三混凝三土质三量、三隔水三塞等三原因三堵管三，可三用粗三长钢三筋或三竹杆三疏通三管内三混凝三土，三或用三铁锤三敲振三导管三处理三。由三于导三管底三部距三孔底三偏小三，混三凝土三流动三不畅三发生三堵管三，可三将导三管慢三慢提三升(高度三应控三制在0.三5m左右)并进三行抖三动，三待混三凝土三流动三后，三再将三导管三下降三，继三续灌三注。三对于三上述三方法三均无三效时三及时三拔出三导管三，重三新下三设并三按处三理断三桩的三办法三处理三。钢筋笼上浮:1、导三管埋三深过三深。三由于三混凝三土灌三注时三间过三长，三且导三管埋三深过三深时三，其三上层三混凝三土因三浇注三时间三较长三，已三接近三初凝三，混三凝土三与钢三筋笼三有一三定的三握裹三力。2、钢三筋笼固三定不三牢，三未用三电焊三进行三固定三。钢三筋笼三在孔三口固三定不三牢固三，提