泥浆护壁成孔---5课件

泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔十字钻头1.1.护筒的作用：护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。孔时引导钻头的方向。2024/7/6142.2.护筒的制作要求：护筒的制作要求：护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。而定。钢护筒厚钢护筒厚48mm48mm，钢筋混凝土护筒厚，钢筋混凝土护筒厚810cm 810cm。护筒上部设护筒上部设1 12 2个溢浆孔，个溢浆孔，护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用用回转钻机回转钻机钻孔的宜加大钻孔的宜加大20203030厘米；厘米；用用冲击钻冲击钻和和冲抓钻冲抓钻钻孔的宜加大钻孔的宜加大30304040厘厘米。米。3.3.护筒的埋设要求护筒的埋设要求钻孔前，在现场放线定位，按钻孔前，在现场放线定位，按桩位桩位挖去桩孔表层土，挖去桩孔表层土，并埋设护筒。并埋设护筒。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。埋置深度埋置深度一般情况为一般情况为2 24 4米，特殊情况应加深。米，特殊情况应加深。护筒顶端高程护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；应满足孔内水位设置高度的要求；2024/7/617护筒入土深度2024/7/6182024/7/6192024/7/620埋设护筒（三）泥浆制备泥浆作用：泥浆作用：保护孔壁保护孔壁防止塌孔防止塌孔携带泥渣携带泥渣冷却和润滑钻头冷却和润滑钻头 组成及要求：水水：水的：水的PHPH值值7 78 8之间，不含杂质之间，不含杂质粘土（或膨润土粘土（或膨润土:以蒙脱石为主的含水粘土矿）：塑性指数大于塑性指数大于2525，粒径小于，粒径小于0.005mm0.005mm颗粒含量颗粒含量多于总量的多于总量的50%50%，相对密度为，相对密度为1.11.11.51.5添加剂：添加剂：无机：纯碱等无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度降低粘度2024/7/623 正循环钻孔用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部，从钻杆底部喷出，顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。特点：特点：排渣能力比较弱排渣能力比较弱,钻进速度较慢钻进速度较慢,钻具的磨损也比钻具的磨损也比较大，但工艺比较简单较大，但工艺比较简单,容易操作容易操作,正循环钻机的价正循环钻机的价格也比较便宜。格也比较便宜。适用：适用：粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩基岩2024/7/627正反循环成孔正反循环成孔正反循环成孔正反循环成孔，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔用泥浆护壁进行钻孔用泥浆护壁进行钻孔用泥浆护壁进行钻孔正循环钻结构示意图正循环钻结构示意图反循环钻孔反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反.泥浆由孔外流入孔内，泥浆由孔外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。2024/7/631特点：反循环钻机排渣能力比较强特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复但工艺比较复杂杂,操作不当容易引起塌孔埋钻操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价而且反循环钻机价格比较高。格比较高。适用：同正循环。适用：同正循环。反循环钻结构示意图反循环钻结构示意图泥浆池2024/7/636泥泥泥泥浆浆浆浆护护护护壁壁壁壁成成成成孔孔孔孔灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩：泥泥泥泥浆浆浆浆池池池池2024/7/637泥泥浆浆指指标标检检测测仪仪器器p反循环钻进法反循环钻进法在大口径（一般大于在大口径（一般大于600）钻孔）钻孔灌注桩中应用广泛，特别是泵吸反循环以功率消灌注桩中应用广泛，特别是泵吸反循环以功率消耗最小和方便实现得到广大工程界的青睐耗最小和方便实现得到广大工程界的青睐。p它它与正循环工法相比体现出来的优越性与正循环工法相比体现出来的优越性正在于泥正在于泥浆的问题上：浆的问题上：（1）在大口径钻孔桩的施工中，由于存在较大的）在大口径钻孔桩的施工中，由于存在较大的环状空间，环状空间，如果采用正循环就要求有较强的浮碴如果采用正循环就要求有较强的浮碴能力能力。浮碴能力浮碴能力与与泥浆流速和泥浆浓度泥浆流速和泥浆浓度有直接关系，有直接关系，大口径大口径正循环中正循环中泵量一定的情况下泵量一定的情况下提高流速是不现实的提高流速是不现实的，只只有靠提高泥浆浓度、比重等指标来增强浮碴能力有靠提高泥浆浓度、比重等指标来增强浮碴能力，而，而这些指标的提高，这些指标的提高，钻速就会下降，泥皮会增厚钻速就会下降，泥皮会增厚，在浇，在浇灌混凝土时，这层泥皮是不会去掉的，因此在混凝土灌混凝土时，这层泥皮是不会去掉的，因此在混凝土桩与原始结构的孔壁间就加了一层如润滑剂一样的桩与原始结构的孔壁间就加了一层如润滑剂一样的滑滑动层动层。另外，成孔后要。另外，成孔后要花比较长的时间清孔花比较长的时间清孔，由于泥，由于泥浆的浓度大，浆的浓度大，孔底是很难清理干净的孔底是很难清理干净的，这将造成桩的，这将造成桩的承载力下降。承载力下降。而而反循环浮碴能力反循环浮碴能力依赖于钻杆内腔大的泥浆流速，依赖于钻杆内腔大的泥浆流速，大的沉碴和岩屑会从钻杆内腔返回地表，避免了大的沉碴和岩屑会从钻杆内腔返回地表，避免了重复破碎，时效大大提高，而且增加了钻头的寿重复破碎，时效大大提高，而且增加了钻头的寿命，这正是反循环的优势。命，这正是反循环的优势。（2）反循环护壁效果好，泥皮薄）反循环护壁效果好，泥皮薄。在在一般地质条件下，一般地质条件下，只用清水护壁，自然造浆只用清水护壁，自然造浆，只有在地，只有在地层极不稳定时，才用优质泥浆，但比重一般不超过层极不稳定时，才用优质泥浆，但比重一般不超过1.051.07。正循环正循环需要很大的泵压力才能推动泥浆返流需要很大的泵压力才能推动泥浆返流，同时泥浆在，同时泥浆在大的压力下失水造壁，泥皮增厚大的压力下失水造壁，泥皮增厚。另外另外，正循环需要的泥浆浓度大，钻具起下钻的抽吸作用，正循环需要的泥浆浓度大，钻具起下钻的抽吸作用大，也不利于保护孔壁大，也不利于保护孔壁。相反相反，反循环的泥皮薄，清孔容易，桩的承载力提高，反循环的泥皮薄，清孔容易，桩的承载力提高。（四）钻架与钻机就位要求要求能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。定的刚度，具有足够的高度。钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。过程中经常检查。43冲击法冲抓法旋转法钻孔（五）钻 孔冲击钻孔的施工要点冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：12m中等冲程：23m高冲程：35m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分24级特点：特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；成孔直径标准，充盈系数很小；成孔直径标准，充盈系数很小；清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。2024/7/646全套管冲抓成孔全套管冲抓成孔2024/7/647 冲冲抓抓锥锥锥锥头头上上有有一一重重铁铁块块和和活活动动抓抓片片，通通过过机机架架和和卷卷扬扬机机将将冲冲抓抓锥锥提提升升到到一一定定高高度度，下下落落时时松松开开卷卷筒筒刹刹车车，抓抓片片张张开开，锥锥头头便便自自由由下下落落冲冲入入土土中中，然然后后开开动动卷卷扬扬机机提提升升锥锥头头，这这时时抓抓片片闭闭合合抓抓土土。冲冲抓抓锥锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。冲冲抓抓锥锥成成孔孔施施工工过过程程、护护筒筒安安装装要要求求、泥泥浆浆护护壁壁循循环等与冲击成孔施工相同。环等与冲击成孔施工相同。适适用用于于松松软软土土层层(砂砂土土、粘粘土土)中中冲冲孔孔，但但遇遇到到坚坚硬硬土层时宜换用冲击钻施工。土层时宜换用冲击钻施工。全套管冲抓成孔全套管冲抓成孔旋挖钻机钻孔主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。，可以满足各类大型基础施工的要求。2024/7/649（六）清孔目的：目的：钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。力。2024/7/650抽渣筒排渣抽渣筒排渣，构造简单，操作方便，抽渣时一般需将，构造简单，操作方便，抽渣时一般需将钻头取出孔外，放入抽渣筒，下部活门打开，泥渣进钻头取出孔外，放入抽渣筒，下部活门打开，泥渣进入筒内，上提抽渣筒，活门在筒内泥渣的重力作用下入筒内，上提抽渣筒，活门在筒内泥渣的重力作用下关闭，将泥渣排出孔外。关闭，将泥渣排出孔外。（七）（七）钢筋笼的制作和安装注意事项：注意事项：1.钢筋骨架一般钢筋骨架一般每隔每隔2 22.52.5米设置直径米设置直径14141818毫米的加毫米的加强箍筋强箍筋一道；一道；2.钢筋骨架可分段制作；钢筋骨架可分段制作；3.要确保保护层厚度；要确保保护层厚度；4.钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。5.钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高。护筒中心缓慢下放至设计标高。6.下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁7.当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨架的吊环架的吊环2024/7/654上浮原因原因当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土自导管翻出由下而上的压力较大，托动了钢筋笼自导管翻出由下而上的压力较大，托动了钢筋笼上浮；上浮；或由于混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面或由于混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移动钢筋笼上移.焊吊筋，防止浇筑砼时钢筋笼上浮2024/7/6562024/7/657钢钢筋筋笼笼制制作作2024/7/658制作钢筋笼制作钢筋笼钢筋笼制作钢筋笼制作2024/7/6592024/7/660起吊2024/7/661对准孔位2024/7/662对准孔位2024/7/663钢筋笼焊接2024/7/664灌注桩钢筋冷挤压连接灌注桩钢筋冷挤压连接2024/7/665钢筋笼安放就位66泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注混混凝凝土土的的浇浇筑筑是是在在水水中中或或泥泥浆中进行的，故称为浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土浇筑水下混凝土。水水下下混混凝凝土土宜宜比比设设计计强强度度提提高高一一个个强强度度等等级级，必必须须具具备备良良好好的的和和易易性性，配配合合比比应应通通过过试试验验确确定。定。（八）（八）灌注水下混凝土水下混凝土浇筑常用水下混凝土浇筑常用导管导管法。法。浇浇筑筑时时，先先将将导导管管内内及及漏漏斗斗灌灌满满混混凝凝土土，其其量量保保证证导导管管下下端端一一次次埋埋入入混混凝凝土土面面以以下下0.8m0.8m以以上上，然然后后剪剪断断悬悬吊吊隔隔水水栓栓的的钢钢丝丝，混混凝凝土土拌拌和和物物在在自自重重作用下迅速排出球塞进入水中。作用下迅速排出球塞进入水中。2024/7/668导导管管法法浇浇注注桩桩身身砼砼 水下混凝土灌注过程水下混凝土灌注过程浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。2024/7/669灌注要求导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为36米，采用法兰连接，导管应不漏水、不漏气。在孔内水面以上2030厘米处设置隔水栓，待混凝土灌下时，剪断隔水栓的连接绳。为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用混凝土储料斗。2024/7/670水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为24米，在任何情况下不得小于1米或大于6米。导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合理确定，其最小高度不宜小于桩长的5%，且不小于2米。在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降低，而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。水下混凝土浇筑专用下料斗2024/7/674水下混凝土首灌开始2024/7/675水下混凝土灌注2024/7/676水下砼浇筑过程中对排气孔的观测2024/7/677根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管2024/7/679拆除的导管及时冲洗和保养2024/7/680砼浆泵吸去多余砼浆2024/7/681