灌注桩施工工艺课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-施工工艺,钻孔灌注桩,-,-,1,概念：钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状的井孔，达到设计要求后，将钢筋骨架掉入井孔中，再灌注混凝土，成为桩基础的一种工艺。钻孔灌注桩普遍采用。,钻孔灌注桩,-,概念：钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按,2,施工准备,（一）施工机械和设备基础,1.钻孔机械和配套设备,钻孔设备和配套设备主要有钻机、钻头、电焊机、泥浆泵、空压机、千斤顶、抽渣筒、检孔器及测绳等。工艺装备包括制浆池、沉淀池、储浆池、出浆槽、水塔或高位水池、钢护筒。,-,施工准备（一）施工机械和设备基础-,3,2.钻机,（1）螺旋钻机,根据钻杆上螺旋叶片的多少，螺旋钻机可分为长螺旋钻机和短螺旋钻机两大类。长螺旋钻机由动力头、钻杆、钻头、中间稳杆器和下部导向圈等组成。,（2）冲抓锥,重抓钻孔系统由三角立架、锥头、卷扬机三部分组成。冲抓钻机分为单绳冲抓锥和双绳冲抓锥。,（3）冲击钻,冲击钻孔系统设备由冲击钻头、三角立架、卷扬机组成。冲击钻机适用于所有土层，采用实心钻机进时，在漂、卵石和基岩中显得比其它方法优越。冲击锥钻孔速度因锥重、冲击频率和土层而异。,-,2.钻机-,4,螺旋钻机,冲抓锥,-,螺旋钻机冲抓锥-,5,（4）正循环回转钻机,国产正循环回转钻机的主要部件为转盘、动力机、卷扬机、钻架、泥浆泵、钻杆和水龙头，另根据图纸配备适用的钻锥。,（5）反循环回装钻机,其主要部件与正循环回转钻机相同，但一 般不需要泥浆泵。按照吸升泥浆和钻渣混合物方法的不同，另配置泥浆泵与真空泵，或空气吸泥机、水利吸泥机等。,-,（4）正循环回转钻机-,6,正循环回转钻机,-,正循环回转钻机-,7,反循环回装钻机,-,反循环回装钻机-,8,（6）旋挖钻机,其特点是旋转钻机能自动定位，垂直旋孔，成孔质量好。成孔速度快、工作效率高、施工质量好、环保特点突出，尘土泥浆污染少。旋转钻机一般适用于黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。旋转钻机的取土依靠伸缩钻杆，当孔深加大时，必然要使用更长的钻杆，而钻杆加长必然会造成钻杆自重增加，这样考虑整机平衡使得设备成本提高。另外，如果钻深过大，将造成在孔内钻进时间大大少于提钻卸土等辅助时间，使得工效大打折扣。虽然旋转钻机的钻孔深度和直径相对于循环钻机没有优势，但是在工效、环保、移位，尤其是地层适应能力等方面占有绝对的优势，而这些特点正好能解决基础施工中常见的问题。,-,（6）旋挖钻机-,9,旋挖钻机,-,旋挖钻机-,10,旋挖成孔的工艺优势,1.广泛的适应性,在硬土地层，由于传统钻机的自重有限，可能给钻头施加更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，钻进能力强。,2.良好的环保性。,旋转钻机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，,-,旋挖成孔的工艺优势1.广泛的适应性-,11,然后快速提出孔外，在不需要泥浆支护的情况下，可实现干法施工，即使在特殊底层需要泥浆护壁的情况下，泥浆也只起支护作用，钻削中的泥浆含量相当低，这使污染源大大减少，进而降低了施工成本，也也改善了施工环境，成孔效率高。,3.提高灌注桩的承载力,由于旋转钻机的特殊成孔工艺，它仅需要静压泥浆作护壁，所采用的泥浆一般用膨润土、火碱、纤维素等配置，在孔壁不行成后的泥皮。,-,然后快速提出孔外，在不需要泥浆支护的情况下，可实现干法,12,旋转钻机的结构特点,1.旋转钻机的底盘,底盘可分为专用底盘、履带液压挖掘机底盘、履带起重机底盘、步履式底盘、汽车底盘等。履带起重机底盘，其工作装置采用附着形式，主臂分为可伸缩箱型结构和框架结构，可兼作旋挖钻机和履带式起重机，节约设备投资。步履式底盘，一般分为三支点液压步履式行走支架，其稳定性好，但移动运输不够方便。,-,旋转钻机的结构特点1.旋转钻机的底盘-,13,2.钻杆、钻具,钻杆是一个关键部件，分为内摩阻式外加也伸缩钻杆和自动内锁互扣式外加压伸缩钻杆。内摩阻式钻杆在软土层钻进效率高，锁扣式钻杆提高了动力头施于钻杆并传到钻具的下压力，适于钻进硬岩层，对操作的要求也较高。,3.动力头,动力头有液压传动、电机传动、发动机传动，无论何种都具备低速钻进、反转高速甩土功能。,-,2.钻杆、钻具-,14,4.电子控制技术,旋转钻机普遍具备发动机的电子控制系统，能指导主泵最佳输出，使液压负载与发动机转速相匹配，从而利用发动机的最大功率。桅杆垂直度自动调平系统能对桅杆进行实时监控，可实现手动和自动切换，在一定范围内自动调整好角度，保证施工中桩孔的垂直度要求，提高施工质量。,-,4.电子控制技术-,15,常见的旋挖钻头有螺旋钻头、旋挖斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头和液压抓斗。可根据地质情况选用钻头：1.黏土-选用单层底的旋挖钻头，如果直径偏小可采用两瓣斗或带卸土板的钻头；2.淤泥，黏性不强的土层，砂土，胶结较差、粒径较小的卵石层，可配用双层底的旋挖钻头；3.硬胶泥-选用单进土口的旋挖钻斗，或斗齿直螺；4.冻土层-含冰量少的可用斗齿直形螺钻斗和旋挖钻斗，含冰量大的可选用锥形螺旋钻头；螺旋钻头用于土层皆有效，使用时一般在没有地下水的情况下；5.胶结好的卵砾石和强风化岩石-需要配备锥形螺旋钻头和双层底的螺旋钻斗6.中风基岩-配备截齿筒式取芯钻头、锥形螺钻钻头、双层底的旋挖钻斗，或截齿直形螺旋钻斗、双层底的旋挖钻斗；7.微风化基岩-配备牙轮筒式取芯钻头、锥形螺旋钻头、双层底的旋挖钻斗，如果至今偏大，可采用分级钻进工艺。,-,常见的旋挖钻头有螺旋钻头、旋挖斗、筒式,16,（二）技术准备,（1）进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给水管道等设施，如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采用清除、移位、保护等措施妥善处理。,（2）平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工的机械运行的松散场地，应采取硬化、加固等措施。,（3）场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以次上的排沙量的需要。,（4）手机工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计和方案，编织工艺施工组织设计和施工工艺设计。,（5）水上钻孔作业，应搭设工作平台。,-,（二）技术准备-,17,（6）用全站仪等准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度。,（7）确定科学合理的钻孔的方法和设备，制备基桩测量管。,（8）架设电力线路。配备合适的变压器柴油机。,（9）组织钢材、水泥、设计报告以及有关资料。,（10）编制作业指导书，砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检实验报告、混凝土配合比操作规程和技术交底书，组织技术交底和技术培训。,-,（6）用全站仪等准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准,18,二、钻孔灌注桩施工工艺流程及施工工序,（一）钻孔灌注桩施工工艺流程,-,二、钻孔灌注桩施工工艺流程及施工工序（一）钻孔灌注桩施工工艺,19,平整场地,桩位放样,搭设工作台,埋设护筒,埋设围堰,制作护筒,钻机就位,钻具准备,向孔内注入清水或泥浆,供 水,钻 进,泥浆沉淀池,泥浆,清 孔,钻孔检查,吊放钢筋骨架,钢筋骨架吊装,钢筋骨架制作,检测调整,泥浆准备,灌注水下砼,砼生产,拔除导管,砼达设计标高,拔除导管,做砼试块,测量砼面高度,-,平整场地桩位放样搭,20,（二）钻孔灌注桩施工工序,1.制作、埋设护筒,（1）护筒一般用4-8mm厚的钢板加工制成，高度根据地质情况确定，钻孔桩的护筒的内径应比钻头的直径大100-150mm；冲孔桩的护筒内径应比钻头直径大200-250mm。护筒的顶部应开设1-2个溢浆口，并高出地面250-350mm。护筒顶高程，采用反循环钻时顶部应高于地下水位2.0m；采用正循环钻时应高于地下水位1.0-1.5cm，且高出地面0.3m。,（2）护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯填密实。,-,（二）钻孔灌注桩施工工序-,21,（3）护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1m；在砂土中不宜小于1.5m，并在保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。,2.泥浆制备。,（1）灌注桩钻孔施工中泥浆的作用。,护臂作用，防渗、防水帷幕。,悬浮土渣，携带土渣出桩孔。,（2）泥浆必须具备的性质,物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。,化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。,适当的比重。,不产生过多气泡。,良好的触变性。,形成薄而韧的泥皮，黏附于孔壁上，不透水。,能够容易地从沉淀池、旋转器中分离出来。,-,（3）护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1m；在砂土中不宜小,22,（3）制备泥浆材料,钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。膨润土泥浆具有相对密度低、黏度好、含沙量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点，是钻孔施工的优质泥浆。,对泥浆材料的要求,黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%，塑性指数大于25%-30%，含砂量小于6%，二氧化硅和氧化铝之比为3-4以上，富含钠离子、钾离子等亲水阳离子，水溶液呈碱性，钙离子小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。,膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符合有关标准。水应使用淡水。外加剂按要求使用。,-,（3）制备泥浆材料-,23,泥浆基本配合比,泥浆配合比应视地质情况、施工机械等条件，选定基本配合比后，经过配制实验并修正后确定泥浆配合比。,泥浆的净化与再生,按钻孔方法和地址情况，一般需采用泥浆悬浮钻渣和护壁，因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁等原因是泥浆性能改变，以及环境原因，使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，设循环系统。泥浆池、沉淀池的池面高程应比护筒低0.5-1m，以利泥浆回流畅顺，位置布局要合理，不可妨碍吊机和钻机行走。泥浆池的容量为每桩孔的排渣量，沉淀池的容量应为每桩孔排渣两的1.5-2倍。,-,泥浆基本配合比-,24,