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桥梁钻孔灌注桩施工 中交一公局六公司益娄高速十二标每周一课 18 2桩基础施工一 钻孔灌注桩 概念 钻孔灌注桩是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 施工主要工序 场地准备 埋设护筒 制备泥浆 钻孔 清孔 钢筋笼入孔 灌注水下混凝土等 成孔下导管和钢筋笼灌注水下混凝土成桩 一 场地准备 旱地 浅水 深水 平整 夯实场地 围囹法 筑岛 二 埋设护筒 1 护筒的作用 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 成孔时引导钻头的方向 2 护筒的制作要求 护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种 视具体情况而定 钢护筒厚4 8mm 钢筋混凝土护筒厚8 10cm 护筒上部设1 2个溢浆孔 护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大 用回转钻机钻孔的宜加大20 30厘米 用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30 40厘米 3 护筒的埋设要求 钻孔前 在现场放线定位 按桩位挖去桩孔表层土 并埋设护筒 埋设护筒可采用挖埋或锤击 振动 加压等方法 埋置深度一般情况为2 4米 特殊情况应加深 护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求 护筒入土深度 埋设护筒 三 泥浆制备 泥浆作用 在孔壁形成泥皮稳定孔壁 悬浮钻渣 润滑钻具 正循环排渣 组成及要求 水 水的PH值7 8之间 不含杂质 粘土 或膨润土 塑性指数大于25 粒径小于0 005mm颗粒含量多于总量的50 相对密度为1 1 1 5 添加剂 无机 纯碱等促使颗粒分散 防止凝聚下沉有机 丹宁液 拷胶液等降低粘度 泥浆池 泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆池 泥浆指标检测仪器 四 钻架与钻机就位 要求 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 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 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 并在钻进过程中经常检查 冲击法 冲抓法 旋转法 钻孔 五 钻孔 冲击钻机钻孔 钻头 十字形 管形 十字钻头 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 1 2m 中等冲程 2 3m 高冲程 3 5m 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2 4级 特点 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 对于端承桩 便于现场确定桩长 挖掘速度快 挖掘深度大 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 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 全套管冲抓成孔 冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片 通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度 下落时松开卷筒刹车 抓片张开 锥头便自由下落冲入土中 然后开动卷扬机提升锥头 这时抓片闭合抓土 冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣 依次循环成孔 冲抓锥成孔施工过程 护筒安装要求 泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同 适用于松软土层 砂土 粘土 中冲孔 但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工 全套管冲抓成孔 正循环钻孔 正循环是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 底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣 被泥浆悬浮 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 特点 排渣能力比较弱 钻进速度较慢 钻具的磨损也比较大 但工艺比较简单 容易操作 正循环钻机的价格也比较便宜 适用 粘土 亚粘土 淤泥质土层 粉砂 卵砾石层 基岩 正反循环成孔 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 采用泥浆护壁进行钻孔 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 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 特点 反循环钻机排渣能力比较强 但工艺比较复杂 操作不当容易引起塌孔埋钻 而且反循环钻机价格比较高 适用 同正循环 反循环钻结构示意图 旋挖钻机钻孔 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 旋挖钻机 旋挖钻斗 六 清孔 目的 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 才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合 保证桩的承载能力 方法 抽浆清孔换浆清孔掏渣清孔 循环排渣 七 钢筋笼的制作和安装 注意事项 钢筋骨架一般每隔2 2 5米设置直径14 18毫米的加强箍筋一道 钢筋骨架可分段制作 要确保保护层厚度 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 下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁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 钢筋笼制作 钢筋笼制作 起吊 对准孔位 对准孔位 钢筋笼焊接 灌注桩钢筋冷挤压连接 钢筋笼安放就位 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的 故称为浇筑水下混凝土 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级 必须具备良好的和易性 配合比应通过试验确定 水下混凝土浇筑常用导管法 浇筑时 先将导管内及漏斗灌满混凝土 其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0 8m以上 然后剪断悬吊隔水栓的钢丝 混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中 八 灌注水下混凝土 导管法浇注桩身砼 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中 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 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 焊吊筋 防止浇筑砼时钢筋笼上浮 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3 6米 采用法兰连接 导管应不漏水 不漏气 在孔内水面以上20 30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 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2 4米 在任何情况下不得小于2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 砼坍落度现场监测 水下混凝土首灌开始 水下混凝土灌注 水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测 水下砼浇筑过程中对排气孔的观测 根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管 拆除的导管及时冲洗和保养 砼浆泵吸去多余砼浆 截桩头 桩头混凝土取样 结束