青建路桥钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩施工2023/5/171青建路桥技术管理部2023/5/172目录1.钻孔灌注桩国内发展简史2.钻孔灌注桩种类及特点3.钻孔灌注桩施工工艺流程4.质量通病及处理措施一.国内发展简史桥梁基础按施工方法可分为明挖基础、桩基础、管柱基础和沉井基础四类。其中桩基础按制作工艺分为两种①预制桩钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。②灌筑桩又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。灌注桩按成孔方式不同又可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、爆扩灌注桩等。我国钻孔灌注桩(简称钻孔桩)，是从1960年开始试验、研究，通过在使用中不断改进，逐步发展起来的一种桥梁基础施工的新形式。钻孔桩的问世，可以说是桥梁基础施工技术上进行的一次革命。多年来实践证明，钻孔桩具有许多优点：主要是施工设备简单，操作方便，可变水下作业为水上作业；大大简化了施工工艺，缩短了工期，降低了造价。因此桥梁工程中广泛地采用这一基础形式。钻孔灌注桩施工工艺目前虽然已经比较成熟，但是在施工中还存在大量的施工风险，比如塌孔、卡钻、掉钻、浮笼、断桩等一系列事故，给我们施工带来大量的风险。二.灌注桩的种类及特点2023/5/177钻孔灌注桩：指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。

钻孔灌注桩的施工设备主要有三种：冲击钻、循环钻和旋挖钻。

1.冲击钻

利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。

目前国内主要有手动拉杆式和自动式2种。

在地基承载力较大的地质情况下，无法采用循环钻和旋挖钻。此刻采用冲击钻。优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地质情况。缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。手动式拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种冲击钻。依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升锤头。优点：对于坚硬地层，可以人工控制锤头的冲程，加大对地层的冲击力度，缩短成孔时间。缺点：工作需要人工拉杆进行操作，增大了人力支出。手动拉杆式冲击钻自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。主要优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻节省人力。主要缺点：钻头冲程可调控范围过小，碰到坚硬地层不能用大冲程冲击岩层。另一个缺点与其移动方便相辅相成：轮胎易下陷。自动式冲击钻2.循环钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。循环钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环2种。循环钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施工成本比旋挖钻低。现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、差。正循环钻机：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来.优点：护壁效果好，施工无振动无噪音无挤压。缺点：

靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的钻渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大.

反循环钻机：泥浆是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面)向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来。优点：循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来，使清孔时间大大短。且无噪音污染。缺点：很难在比钻头吸渣孔大的卵石和漂石中钻进，水压和泥浆比重管理不当容易坍孔。

3.旋挖钻:是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械．旋挖钻机是在第二次世界大战后发展起来的新型钻孔设备。我国从上世纪80年代开始引进吸收，但一直没有取得太大的进展。直到2001年中铁集团开始在青藏铁路上大面积推广应用旋挖钻进行桩基成孔。至此，旋挖钻成孔施工工艺在国内较大范围内迅速推广.主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。其主要特点为自带履带移动方便和成孔速度快，孔底干净。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.5～4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。三.钻孔灌注桩施工工艺流程泥浆备料泥浆池终孔质量检查清孔下钢筋笼安装导管检查沉砟厚度及泥浆指标水下混凝土浇筑拔除护筒成桩质量检验泥浆沉淀池混凝土制备输送拼装导管检查钢筋笼制作检查标高施工准备平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位开孔钻进制作试件循环造浆抽砟成孔下导管和钢筋笼灌注水下混凝土成桩简要图示：陆地:清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。深水：水中围堰浅水：在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。

一.平整场地

为钻机提供稳定的作业平台，防止钻机偏移引起偏孔和钻机倾覆及罐车沉陷等问题。1.护筒滥的作年用：（1）定蚀位。（2）避免凡孔口周维围杂物学掉入孔扒内。（3）保持郑泥浆水叫位，防螺止坍孔效。2.护筒的艰制作要匙求：使用怎旋转正钻机励钻孔狐应比北钻头窄大约20c矛m，使视用冲凭击钻菊机钻支孔应纤比钻债头大馒约40c煮m。202乳3/5席/420二.护筒埋阁置护筒维是埋罗置于敞钻孔孩桩孔判口的妥一个轨圆筒战，在衫进行欧埋置争护筒望前必容须进素行测汤量放贞样，杠因护旦筒一餐经埋插置，切桩位雾就已毯确定叶。3.护筒做的埋置要求（1）钻孔前胜，在现结场放线绝定位，对护筒中星心竖直音线与桩艘中心线重合丘，平面煮允许误骗差为5淡0mm滔，倾斜悦不大于思1％。（2）埋设茫护筒要采移用人厅工挖却孔埋婚设，找外围缸用粘愤土夯君填。埋置瓶深度剃一般疫情况宪为2—4米。（3）护当筒顶述面宜快高出响施工毫水位椅或地旬下水狱位2m，还语应满每足孔廉内泥拉浆面返的高皆度要录求，干在旱凤地或垒筑岛优时还拣应高梁出施刃工地齿面0.亩5m。20阅23状/5狮/42120走23贯/5侍/422三.泥浆制犁备泥浆臣作用断：在孔壁妈形成泥悼皮稳定炼孔壁、乔悬浮钻比渣、润滔滑钻具税、正距循环排初渣。组成及要求练：(1)泥浆比衔重：正随循环旋各转钻机苦、冲击玩钻机使纪用管形睁钻头钻孔非时，步入孔漆泥浆栋比重支为1.1～1.3；冲击坑钻机使那用实心免钻头钻泡孔时，遮孔底泥忽浆比重摇不宜大交于：砂堤黏土为1.3；大漂哑石、卵染石层为1.4；岩年石为1.徒2。反循跌环旋转净钻机入投孔泥浆线比重可被为1.0呆5～1.券15。(2)黏度所：一到般地佣层16～22s，松顺散易黄坍地下层19～28s。(3萌)含砂率卷：新制岁泥浆不但大于4%。(4写)胶体率腥：不小深于95纠%。(5在)P丢H值：桐应大师于6.5。202择3/5宿/42320前23订/5贱/424泥浆脸三大劫指标炎检验纵仪器泥浆妖比重粘度含砂励量四.钻孔窃施工202纠3/5叫/426（1）安装行钻机前逝，底架韵应垫平御，保持唯稳定，巡寿不得产老生位移茧和沉陷趁。钻头盐或钻杆刷中心与减护筒中战心偏差盈不得大舒于5cm。（2）无论胡采用哪巩种方法盆钻孔，溉开孔的暂孔位必药须准确巧，应使雹初成孔糊壁竖直情、圆顺番、坚实铃。（3）钻孔将时，孔监内水位府宜高于哄护筒底粒脚0.5局m以上恶或地逼下水虑位以像上1.毯5～2.渔0m。在冲赛击钻进膏中取渣智和停钻景后，应档及时向富孔内补与水或泥值浆，保红持孔内威水头高赛度和泥生浆比重艇及粘度蔬。（4）钻蓬孔时班，起颂、落日钻头条速度送宜均威匀，毕不得权过猛络或骤城然变杀速，城孔内轧出土吴不得象堆积燥在钻好孔周唤围。（5）钻孔占作业应艇连续进导行，因翻故停钻锻时，有昨钻杆的团钻机应恐将钻头浑提离孔废底5m以上淹，其下他钻嫂机应书将钻殿头提建出孔械外，鄙孔口盘应加喊护盖成。钻袜孔过按程中片应经察常检键查并克记录零土层平变化鲁情况渐，并个与地六质剖哀面图赏核对炕。钻巾孔到要达设留计深赖度后化，应膨对孔绍位、辈孔径变、孔亡深和暖孔形贿进行菜检验铁，并迷填写域钻孔犹记录营表。挎孔位喉偏差触不得猫大于10c感m。五.成孔检犁查对孔摘径、挎孔深潮、孔钳位、咱垂直天度进有行检赌查。探孔箩器对种孔径屯和垂鹅直度扛进行镜检查炕。用测旋绳对我孔深鸣进行励检查奸，测松绳必番须用闹钢尺友进行烟校核球。护桩蜡交叉甩拉线密对孔联位进茧行检锡查。六.清孔钻孔愉过程姨中会猜有一弃部分意泥浆霉和钻奥渣沉宅于孔眼底，篇必须粪将这蠢些沉紫积物球清除耗干净理，才刘能使塔灌注朽的混相凝土胸与地卷层或滩岩层饱紧密聋结合神，保循证桩揉的承腹载能暑力。清孔迫可选肃用以倘下方器法：（1）抽渔渣法坟适用卫于冲肢击或阵冲抓有法钻嫁孔。（2）吸鼓泥法锻适用蜂于土呀质密醉实不丹易坍哨塌的论冲击判钻孔虑。（3）换序浆法释适用充于正布、反依循环奏旋转栗钻孔申。202怜3/5鞭/428清孔炼应达只到以成下标极准：孔内排肆出或抽器出的泥些浆手摸陶无2～3mm颗粒沈，泥浆挺比重肃不大刑于1.胃1。含砂率线小于2%。粘度17～20酷s。清孔后土孔底沉母渣厚度良：柱桩永不大于5cm，摩擦投桩不大铸于20c融m。严禁缘瑞采用夺加深世钻孔康深度覆方法畏代替掏清孔愈。七.钢筋笼脱的制作傲和安装注意粪事项举：1.钢筋骨国架一般登每隔2～2.5米设置扛直径加柔强箍筋掩一道；2.焊接定扰位钢筋辜或滚轮确保伸保护惩层厚揉度；3.运输过伞程中不得苍使骨塑架变钱形。4.钢筋骨梅架起吊纺机吊起燃，对准轻护筒中迎心缓慢液下放至均设计标蚊高,钢筋亮笼入孔陈后应准庆确、牢敞固定位遮，平面掌位置偏贫差不大歌于10c水m，底面令高程偏惑差不大则于±10帖cm。5.下放钢焦筋骨架完应徐徐巴下放煤严禁肆摆动嫁碰撞诵孔壁弄;6.在安装兆钢筋笼章时，宜未采用三纸点起吊势。20剩23没/5畏/430202拴3/5汁/431成品染钢筋掘笼钢筋杂笼内尚撑202底3/5迅/433混凝土裹块滚轮钢筋笼犹起吊202即3/5闲/435钢筋鸟笼对钳孔安事放20略23元/5惠/436钢筋笼挽焊接202旨3/5警/437钢筋笼技套管连采接381.导管使剂用前进兽行试拼冻和水密季性实验。2.导管盗连接覆时，晋接口浅严密梁，不校得漏归水；足导管铲管底殿距孔榴底距喜离为40c探m.3.浇筑胡时，管先将它漏斗暂灌满调混凝她土，哲首封怎量保争证导梦管埋扫深1m。浇界筑过李程中熊，控毙制混楼凝土蓄灌注惊速率召防止背钢筋帜笼上追浮。4.连续必浇筑苍，拔迅管时侧保证挣导管泛埋深2~低6m，每根子桩的浇娇筑时间垒宜在8小时内后浇筑完刘成。混津凝土浇志筑完毕观，位于凉地面以纸下及桩僚顶以下居的孔口涉护筒应迹在混凝护土初凝汉前拔出纲。八.灌注混依凝土20资23屈/5干/439导管汪试压疯实验导管拼罢装好后沫两端密盐封，注描入70来%的水笨，一味端输涨入计致算好目的风踪蝶压值粉，滚较动数挺次，15平mi尸n不漏隆水得久为合贵格。202柱3/5鼠/440混凝恒土坍蓝落度樱检龟验202欢3/5敌/441（1）（2）（3）水下逐混凝彼土灌私注20存23惜/5伟/442水下统混凝土田浇筑过也程中的浇筑标高监测20扁23嫁/5钱/443根据水亿下混凝谣土浇筑愁标高分物节拆除分导管202足3/5庆/444桩身完那整性的学检验方冰法：（1）开挖期检查（2）抽煮芯法（3）超积声波绢检验酸法（4）动测最法四.质量通性病及处象理措施1.坍孔主要原辱因：(1)冲击成踢孔中使孔用的泥浓浆不符罪合要求朱，粘土炉质量不纯符合标生准或泥仔浆比重投不足，痛起不到肠护壁的恢作用。(2签)孔内的沸水头高驳度不够女，低于浓地下水绩位，致迈使孔内闻水位压摸强降低删，造成南坍孔。(3询)在混傍凝土仍理入讲前，五吊入饺钢筋陆骨架馆时，计骨架快偏位筛摆动榴碰坏边孔壁先造成胀坍孔锅。(4)清孔铁后放返置时番间过糠长，议没及响时浇诊入混众凝土此，而叨且没允有采大取预盛防措伶施，改造成申坍孔劝。应对抄措施发生坍颈孔后，抽应立即帖查明坍袭孔处位被置，分混析地质柜情况，借然后采晶取如下徐措施：(1)坍孔小发生郊在护府筒底党脚处秒，根阳据实虑际情号况，图可以撕立即患拆除控护筒正，回根填钻稼孔，惹重新狭埋设估护筒木后，若再钻睡进；锋采用颠加长牺护筒膏，使响护筒喝通过隐震动墓锤继颜续下虎沉，谦直至烈埋于梁坍孔塞位置强以下谜，外妄围用战黏土普或装肚有黏必土的磨草袋呈回填害夯实掏，重衣钻时块，控行制好正泥浆俗稠度赔和水谱头高珍度。(2)若坍孔仍位置较国深，若蚕不严重它，则可久以加大林泥浆比晓重，继朽续钻进弓；若坍拾孔较为础严重时闸，则应责立即用盯砂或小扑砾石加冤黏土回没填至坍加孔以上探位置，碰甚至将粪整个钻镰孔全部私回填，难暂停一朝段时间毒，使回泛填土沉笨积密实买，水位拜稳定后宇，重新帮钻进，贷时刻注哈意不良央现象的茶发生。掉钻主要勾原因瞒：（1）钻杆扒使用过歪久，连艰接处有痛损伤或抖接头磨猴损过多扩；钻链进中选图用的转参速不当乘使钻杆迈扭转或凉弯曲折浊断；（2）地质突坚硬，粒进尺太饮快，超弟负荷引伍起钻具笛断裂；（3）卡钻(埋钻)时强薪扭、驻操作毒不当粪使钢蜻丝绳策或钻怎杆疲消劳断娱裂；（4）钻具组之间连屿接螺拴吴松动，训被剪断兽，引起生掉钻。处理方盛法掉钻后固应及时因澄清情法况，制窗定切实坛可行的丙打捞方帮案。如棉果钻具哄被沉淀败物或塌铃孔土石船埋住，料应首先碗清孔，港使掉入梯孔中的晓钻具露拨出来，驶以便用主打捞工嗓具打捞摧，或者坟潜水员骗下去打标捞。浮笼主要原开因：（1）混针凝土数坍落款度太斩小，轿流动柱性不接好。糕造成悠对钢职筋笼局摩擦温力大幅于钢吸筋笼虎自重幅。（2）混药凝土晨灌注弓速率广过快暗。（3）导田管卡因住钢轿筋笼够，将族钢筋凡笼提关出。预防措收施：（1）严瞎格控啄制混利凝土睛坍落丢度控野制在180抢mm~梦220胀mm.（2）当导望管口在察混凝土干底部时愈，控制昨灌注速拼率并及固时拆管坛。（3）校核丝式导管中艇心位置烦。断桩主要地原因该：（1）灌注许过程中摸发生埋谁管、