钻孔灌注桩的施工工艺及施工要点

钻孔灌注桩的施工工艺及施工要点第一节钻孔灌注桩施工流程钻孔灌注桩施工工序涉及场地准备、桩位放样、埋设护筒、钻孔、清孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土等，施工工艺流程如图3-1所示。钻孔灌注桩施工是一项质量规定高，须在一种短时间内持续完毕多道工序的地下隐蔽工程，施工必须要认真按照施工工艺流程进行。图3-1钻孔灌注桩工艺流程图第二节施工准备3.2.1放桩放桩是指将设计好的桩中心点位的坐标用有关仪器投放到施工场地中。放桩流程为：核对坐标→架设仪器→输入坐标→放点。（1）核对坐标此过程往往被众多测量人员所无视，图纸中给定的坐标可能会是错误的，因此在实地放桩前需要进行坐标核算，核对坐标可用Execel表格。（2）架设仪器将全站仪位于控制点位处，固定两支架，伸缩第三只架。使圆水准器泡偏向的方向与固定两只架中的一种处在同始终线上，然后固定支架再调节和气泡在始终线上的支架。普通状况只要精平后再对中精平就能够了，棱镜立于另一控制点位处作为后视。（3）输入坐标将要测放桩号的点位坐标输入到全站仪中，全站仪就能够计算出控制点位与测放点位的距离与角度。（4）放点调节全站仪使镜头方向指向测放点位的方向，误差在2”左右以内，将棱镜立于测放点位附近，不停调节棱镜的位置，是全站仪对准棱镜头，然后通过全站仪测距后给定的移动距离移动棱镜，直到全站仪通过测算后给定的移动距离1mm左右以内为止，再将木桩或钢桩钉在棱镜架设处并喷漆，此时一种桩的桩位3.2.2人工挖探坑施工厂区内地下管线复杂，为确保管线安全及施工正常进行，在钻孔桩施工前需进行人工挖探坑探明管线精确位置，并加以保护后方可施工钻孔桩。探坑深度不不大于2.0m（挖到原状土），如果2.0m下列仍然为回填土，不能拟定管线位置的，必须继续挖，直到原状土或拟定管线位置为止。为确保施工安全必须浇注混凝土护壁，探坑开挖至1m后必须开始施做混凝土护壁，严防土质疏松造成孔口坍塌。3.2.3符桩符桩的过程大致与放桩相似，略有不同的是桩位标记是安放在人工挖探坑后的盖板上，方便钻机中心对准标记精确下钻。符桩也是施工准备中的一种重要环节，不可无视。3.2.4护筒埋设护筒采用钢护筒，根据不同的钻孔径用4mm钢板制成内径比钻孔直径大0.1m～0.2m的钢护筒，护筒埋设普通要高出地下水位1.0m～2.0m，并高出施工地面最少0.3m，护筒在黏土层中不适宜不大于1.0m；砂土中不适宜不大于1.5m，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的规定，如果采用旋挖钻机开挖护筒埋设深度不应不大于2.5m。并且规定结实、不漏水。钢护筒顶端留有宽0.4m、高0.2m的出浆口，桩位经测设拟定后，先挖探坑，确认没有管线后进行护筒埋设，护筒外围用粘土填筑夯。护筒采用钻机压入，位置应精确，其中心线与桩中心线对齐，允许偏差不不不大于20mm，并应确保护筒的垂直度，倾斜率不不不大于L％(L为护筒的全长)[4]。3.2.5泥浆制备一、泥浆制备技术规定使用的泥浆用泥浆用优质膨润土制作。泥浆技术指标见表3-1所示。表3-1泥浆技术指标表项目名称新制泥浆循环再生泥浆废弃泥浆1比重（g/cm）1.06～1.101.10～1.25≥1.252粘度（s）18～2825～30>303失水量（ml/30min）≤20≤30﹥304泥皮厚度（mm）≤3≤5﹥55含砂量（%）≤4≤5﹥56PH值8～10≤11﹥11制备好的泥浆还应达成下列规定：（1）及时采集泥浆样品，测定性能指标。对新制备泥浆要进行第一次测试，使用迈进行一次测试，钻孔过程中再测试一次，钻孔结束后在泥浆面下1米及孔底以上0.5米（2）储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试必须进行统计。（3）新鲜泥浆制作好搁置24小时后，经测试各项指标合格方可正式使用。回收泥浆必须通过振动筛解决，性能指标达成规定后方可循环运用。（4）施工中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。二、泥浆循环系统环泥浆循环系统由泥浆池、沉淀池、泥浆输出管、泥浆回收管、制浆机、活动振动筛、除渣设备等构成，并应设有排水排废浆等设施，循环系统如图3-2。图3-2泥浆循环系统图3.2.6混凝土配合比及灌注机具一、混凝土的配合比因混凝土是在水下灌注，因此混凝土应当含有良好的和易性和流动性，且易于在导管中流动，又不易于离析，因此需要对混凝土的粗细骨料和外加剂严格规定。对混凝土的材料规定以下：水泥：采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不适宜低于32.5级，用量不低于370Kg/m，水泥的初凝时间不早于2.5h。细骨料：应选用级配合理，质地坚硬，颗粒干净的天然中粗砂。、粗骨料：宜选用坚硬卵砾石或碎石，骨料最大粒径不应不不大于导管内径的1/6至1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应不不大于40mm。外加剂：为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土掺入减水剂、混凝剂、早强剂等外加剂。二、重要机具设备重要机具设备：向水下输送混凝土用的导管；导管进料用的漏斗；隔水胆与混凝土挡板；输送混凝土用的搅拌车等。各设备重要参数以下：导管内径为20cm，分段制成，导管间通过导管端部的螺丝口导管套筒连接。导管每节长度2.5m，最上部的三节导管从上到下依次为0.5m、1.0m、漏斗为5mm厚的钢板制成，容积不不大于1m隔水胆采用篮球内球胆，直径为20cm，即同导管内径，混凝土挡板采用3mm厚圆形钢板，略不不大于漏斗下口。第三节重要施工过程和施工要点3.3.1钻孔施工一、钻机就位钻孔选用德国产的低噪音、无污染、高效率、特备适合坚硬岩层宝峨BG25C钻机成孔，该钻机采用全断面取芯钻机工艺，即采用特别的“筒式”钻具，将一次性全部抓入筒中，成孔速度可达10～15m钻机就位前应先检查钻机底座和顶端与否平衡，检测作业区承载力与否满足钻机施工规定，确保在钻进过程中不产生位移和沉陷；钻机就位后对应钻杆中心和垂直度进行复测，其偏差不应不不大于2cm。对钻杆垂直度的复测是一项必不可少的工作，垂直度的校核可用全站仪进行。二、钻进成孔采用“跳二打一”施工环节，即每隔2根桩进行钻孔施工，这样做能够避免因孔间距过小而造成的踏孔现象，同时也能够避免大范畴移动机械造成工时延后。钻进前应先测算出设计孔深，设计孔深的计算环节以下：首先用水准仪测出护筒顶标高，护筒顶的测量办法为：将水准仪立于将要测量的护筒附近位置处，架稳调平，塔尺立于高程控制点处，调节水准仪镜头竖直中心线，读取并统计水平中心线所批示的读数（后视读数），然后将塔尺立在护筒边沿上，和前述办法同样读取读数（前视读数），则：护筒顶标高=控制点高程—前视读数（3-1）下面计算设计桩底标高：设计桩底标高=设计桩顶标高—设计桩长（3-2）计算设计孔深：设计孔深=护筒顶标高—设计桩底标高（3-3）以二号承台的桩孔为例，其设计桩顶标高为41.242m，设计桩长为23.25m，带入公式（3-2）得：设计桩底标高=41.242m-23.25m=经测量该桩的护筒顶标高为43.721m，带入公式得：设计孔深=43.721-17.992m=25.729m。钻进工艺及规定为：（1）旋挖钻机钻孔时，先在钢护筒内注入泥浆，开始慢速钻进，使护筒刃脚处有坚硬的泥皮护壁，钻进深度超出护筒下2m后，即可按正常速度钻进。泥浆经沉淀池沉淀后回收循环运用。钻进要随时监测泥浆比重及泥浆中含砂状况，统计钻进中的有关参数及地质状况，以核对地质资料。（2）钻进达成规定孔深停钻时，仍要维持泥浆正常循环，直到钻渣含量不大于4%为止。起钻时应注意操作轻稳，避免拖刮孔壁，并向孔内补充适量的泥浆，稳定孔内水头高度。（3）为确保孔深规定，避免超欠挖，当钻机在钻孔过程中仪器显示已达成设计标高时，需要在用测绳复制。钻进过程中还应随时注意控制仪表，以控制钻杆垂直度。（4）钻进过程中，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重叠，如上下各处均无挂阻，则阐明钻孔直径和竖直度符合规定。（5）钻进时如孔内出现踏孔、涌砂等异常状况应立刻将钻具提离孔底，保持泥浆高度，吸除坍落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合规定的泥浆，保持水头压力以克制继续涌砂和坍孔。3.3.2清孔一、清孔规定清孔应分二次进行。第一次清孔在成孔完毕后立刻进行，采用钻机的掏渣筒清孔；第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行，采用泥浆循环置换法清孔。清孔过程中观察孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度不不不大于100mm时即可停止清孔，并保持孔内水头高度，避免坍孔事故。二、第一次清孔由于旋挖钻机采用筒式掏渣，应严格控制其钻进深度，严禁超深。清孔采用抽浆清孔法，即在终孔后停止进尺，运用泥浆泵持续泵压5至15min，使孔底沉渣随泥浆基本排除，达成清孔规定为止，并同时掺入相对比重较小的泥浆（含沙量不大于4%），以保持稳定的水位。三、第二次清孔在安放钢筋笼及导管后，准备灌注水下混凝土前，由于这段时间间隙较长，孔底又会产生一部分沉渣，因此待安放钢筋笼及导管就绪后，运用泥浆循环，将孔内沉渣带出孔外。3.3.3钢筋笼的制作和吊装一、制作钢筋笼钢筋笼的成型采用加强箍筋成型法，其绑扎次序大致是先主筋等间距布置好，待固定住架立筋后，再按设计的间距安设箍筋。箍筋、架立筋与主筋之间的接点可用电弧焊接。加强箍筋与全部主筋焊接并在下端焊加强箍筋一道，并将箍筋及架立筋预先牢固地焊接到钢筋笼的端部上，这样当钢筋笼插到孔底时，可有效地避免架立筋插到桩端处的地基中。钢筋笼主筋采用机械连接，接头的外漏丝扣不得超出一种完整扣，主筋连接在同一断面的接头率不不不大于50%。钢筋笼下端0.2m范畴内主筋稍后内侧弯曲呈倾斜状。钢筋笼制作允许偏差见表3-2。表3-2钢筋笼制作允许偏差序号项目允许偏差（mm）检查办法1主筋间距±10用尺量2箍筋间距±20用尺量3钢筋笼直径±10用尺量4钢筋笼整体长度±50用尺量续表3-25主筋弯曲度﹤1%用尺量6主筋弯曲度﹤1%用尺量为确保桩身混凝土保护层厚度，在主筋外侧安设混凝土保护层砂浆垫块，垫块制成圆饼状。钢筋笼的制作过程中尚有一种十分重要的环节就是吊筋的安装，安装吊筋的目的是为了固定钢筋笼，使其处在预先设定的平面上。安装吊筋前需要计算吊筋的长度。吊筋长度的计算办法以下》首先计算出桩顶至护筒顶距离。由于设计桩顶标高为已知量，护筒顶标高可通过高程控制点测出，则：桩顶至护筒顶距离=护筒顶标高-设计桩顶标高（3-4）已知护筒顶距离就能够很容易的计算出吊筋长度：吊筋长度=桩顶至护筒顶距离-0.9m+0.1m+0.15m（3-5）式（3-5）中0.9m为笼顶端与设计桩顶的距离，0.1m为吊筋上端吊环的高度，0.15m为吊筋与主筋的搭接长度。仍以二号承台的桩孔为例，其护筒顶标高为43.721m，设计桩顶标高为41.242m，代入公式（3-4）得：桩顶至护筒顶距离=43.721m-41.242m=吊筋长度为：吊筋长度=2.479m-0.9m+0.1m+0.15m=上述成果表达吊筋设计成这个长度就能够确保桩顶的位置满足设计高程。此处还要提到的是测斜管的绑扎。由于基坑就开挖要对桩体位移进行监测，因此需要在某些钢筋笼上绑扎测斜管。测斜管应绑扎在钢筋笼的内侧，保持罐体在一条直线上，绑扎牢固。二、钢筋笼的吊装钢筋笼的吊装采用25t吊车吊放。起吊时，须用双吊点，吊点位置要恰当，普通设在加强箍筋处（吊点处应加焊）。采用大钩和小钩互相进行钢筋笼吊装，小钩吊下部、大钩吊上部。在吊车小钩上挂一种滑轮，将钢丝绳穿过滑轮，钢丝绳两端采用U型卡环与钢筋笼加强箍筋连接牢固，下部第一种吊点设立在下部第二个加强箍筋处，第二个吊点设立在向上6.0m加强箍筋处。钢筋笼上部对称设立两根钢丝绳，钢丝绳两端采用U型卡环与钢筋笼加强箍筋连接牢固，第一种吊点设立在上部第二个加强箍筋处，第二个吊点设立在乡下8.0m的加强箍筋处，每根钢丝绳上都有一种滑轮，将两个滑轮挂在扁担（型钢制作）上，扁担上部设立吊钩挂在吊车大钩上。起吊时大、小钩同时受力，大钩向上吊起钢筋笼，小钩起到稳定钢筋笼的作用，同时避免钢筋笼弯曲变形，互相配合将钢筋笼慢慢吊直，同时安排专人扶稳钢筋笼的作用，同时避免钢筋笼在起吊过程中始终处在稳定状态下。吊直后将钢筋笼对准孔位缓慢下放，不得摇晃碰撞孔壁或强行入孔钢筋笼入孔后，要牢固定位，确保钢筋笼的方向，并将钢管穿入吊环中，将钢筋笼吊住，确保笼顶标高符合规范规定，避免在灌注水下砼过程中下沉或上浮。入孔定位标高应准备，允许误差为±5cm，并使其下部悬空；钢筋笼上口应和桩中心对中并固定，允许误差为±33.3.4灌注混凝土灌注前应先测量混凝土的坍落度和泥浆比重，规定的坍落度为160mm～220mm，泥浆比重为1.1～1.2，还应取混凝土做成试块，养护后按照国标进行强度测定。灌注混凝土施工次序：安设导管→使隔水栓与导管内水面紧贴→灌注首批混凝土→持续灌注直至桩顶，如图3-3图3-3浇注混凝土施工次序图一、灌注首批混凝土放下隔水胆，安平混凝土挡板后，灌入封底混凝土。封底混凝土灌注到一定量后，用吊车小钩提起混凝土挡板，隔水胆被混凝土压入孔底，并从底部导管排出。灌注首批混凝土时，导管底部距离宜为0.3～0.5m，导管初次封入长度不不大于0.8m。混凝土的初灌量宜按下式计算：（3-6）式中：V—混凝土的初灌量(m)d—桩孔直径（m）d—导管直径（m）L—钻孔深度（m）H—导管埋入混凝土的深度（m）h—导管下端距灌注前测得的孔底高度（m）t—灌注前孔底沉渣厚度（m）以二号承台的桩孔为例，取其导管埋入混凝土深度H为0.8m，导管底部距灌注前测得的孔底高度h为0.4m，钻孔直径0.8m，导管直径d为0.2m，经测得其钻孔深度L为25.93m，灌注前孔底沉渣厚度为0.03m，将上述数据代入公式（4-6）得混凝土初灌量为:二、导管埋深首批混凝土灌注后应持续不停灌注混凝土，事实上由于每个孔需要灌注的混凝土量大概为13m，而每辆混凝土搅拌车的容量为7m左右，因此每个孔需要灌注两车混凝土，这样就不可避免的出现灌注混凝土间歇现象。在灌注过程中，应经惯用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提高、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。应根据实际状况严格控制导管的最小埋深，以确保桩身混凝土的