冲击成孔灌注桩-成孔原理及适用范围.ppt

冲击钻成孔灌注桩施工工艺和常见问题的处理方法 一 成孔的原理及适用范围利用冲击钻机或卷扬机带动一定重量的冲击外头 在一定的高度内使钻头提升 然后突放使钻头自由降落 利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔 再用掏渣筒或其他方法将钻渣岩屑排出 每次冲击之后 冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度 从而使 桩孔得到规则的圆形断面 冲击钻成孔适用于填土层 粘土层 粉土层 淤泥层 砂土层和碎石土层 也适用于砾卵石层 岩溶发育岩层和裂隙发育的地层施工 而后者常常是回转钻进和其他钻进方法施工困难的地层 桩孔直径通常为600 1500MM 最大直径2500MM 钻孔深度一般为50M左右 某些情况下可超过100M 冲击钻机分类 冲击钻机可分为钻杆冲击式和钢丝绳冲击式两种 后者应用广泛 钢丝绳冲击钻机又大致可分为两类 一类是专门用于钻进的钢丝绳冲击钻机 一般均组装在汽车或拖车上 钻机安装 就位和转移均较方便 另一类是由带有离合器的双筒或单筒卷扬机组成的简易冲击钻机 施工中多采用压风机清孔 除此以外 国内还生产正 反循环和冲击钻进三用钻机 冲击钻机的构造 冲击钻机主要由钻机或桩架 包括卷扬机 冲击钻头 掏渣筒 转向装置和打捞装置等组成 CZ 型冲击钻机 简易型冲击钻机 图7 64冲击钻钻头型式 a 800mm十字钻头 b 920mm三翼钻头 图7 65掏渣筒 a 平阀掏渣筒 b 碗形活门掏渣筒1 筒体 2 平阀 3 切削管袖 4 提环 挖泥浆池 沉淀池 挖泥浆沟槽 泥浆制备 桩位测量 埋设护筒 钻机就位 注浆冲击 正循环清清渣 是否到设计位置 正循环换浆清孔 是否达到规范要求 吊放钢筋笼 N Y N 正循环二次清孔 是否满足设计沉渣要求 N 混凝土灌注 泥浆回收 泥浆沉淀池处理 桩机移位 Y Y 冲击钻成孔灌注桩流程图 施工工艺 1 设置护筒 护筒内径宜比冲击钻头直径大200MM以上 直径大于1M的护筒如果刚度不够时 可在顶端焊加强圆环 在筒身外壁焊坚向加肋筋 埋设可用加压 振动 锤击等方法 护筒的作用 1 控制桩位 导正钻具 2 保护孔口 隔离地表水渗漏 孔口及孔壁土坍塌 3 保持或提高孔内的水头高度 增加对孔壁的静水压力 以防止孔壁坍塌 施工工序 4 护筒顶面可作为钻孔深度 钢筋笼下放深度 混凝土面位置及导管埋深的测量基准 5 护筒顶面可设置桩位中心的标记 以此可调整钢筋笼位置 使其中心与桩中心一致 6 固定钢筋笼 2 安装冲击钻机 冲击钻进 3 第一次清除沉渣 用掏渣筒或泥浆循环 施工要点 1 钢丝绳冲击过程中平稳 冲击钻头有最大的动能 选择合适的钻头重量一般按冲孔直径每100MM取100 140KG为宜 选择最优悬距 一般可取0 5 0 8M之间 冲击行程和冲击频率 按桩机的类型确认 2 冲击钻进成孔施工应根据地层情况 合理选择钻进技术参数 少松绳 勤松绳 勤掏渣 3 控制合适的泥浆相对密度 施工时 要先在孔口埋设护筒 然后冲孔就位 使冲击锤中心对准护筒中心 开始应低锤密击 锤高0 4 0 6M 并及时加片石 砂砾石和粘土泥浆护壁 使孔壁挤压密实 直至孔深达护筒底以下3 4M后 才可加快速度 将锤提高至1 5 2M以上转入正常冲击 并随时测定和控制泥浆相对密度 4 在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0 5M以上 以免水位升跌波动造成对护筒底口处的冲刷 施工注意事项 1 冲击钻进应遵守以下一般规定1 应控制钢丝绳放松量 勤放少放 防止钢丝绳放松过多减少冲程 放松过少则不能有效冲击 形成 打空锤 损坏冲击机具 用卷扬机施工时 应在钢丝绳上作记号控制冲程 冲击钻头到底要及时收绳提起冲击钻头 防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒 应经常检查钢丝绳磨损情况 卡扣松紧程度 转向装置是否灵活 以免突然掉钻 2 必须保证泥浆补给 保持孔内浆面稳定 护筒埋设较浅或表土层土质较差者 护筒内泥浆压头不宜过大 3 一般不宜多用高冲程 以免扰动孔壁而引起坍孔 扩孔或卡钻事故 4 每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时 应由低冲程逐渐加大到正常冲程 以免卡钻 5 冲击钻头磨损较快 应经常检修补焊 6 大直径桩孔可分级扩孔第一级桩孔直径为设计的0 6 0 8倍 2 在粘土层中钻进应注意 可利用粘土自然造浆的特点 向孔内送入清水 通过钻头冲捣形成泥浆 可选用十字小刃角形的中小钻头钻进 控制每次进尺不大于0 6 1 0M 在粘性很大的粘土层中钻进时 可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂 当孔内泥浆粘度过大 相对密度过高时 在掏渣的同时 向孔内泵入清水 3 在砂砾石层钻进应注意 使用粘度较高 相对密度适中的泥浆 保持孔内有足够的水头高度 视孔壁稳定情况边冲击边向孔内投入粘土 使粘土挤入孔壁 增加孔壁的胶结性用掏渣筒掏渣时 要控制每次掏渣时间和掏渣量 4 在卵石 漂石层钻进应注意 宜选用带侧刃的大刃脚一字形冲击钻头 钻头重量要大 冲程要高 冲击钻进时可适时向孔内投入粘土 增加孔壁的胶结性 减少漏失量 保持孔内水头高度 不断向孔内补充泥浆 防止因漏水过量而坍孔 在大漂石层钻进时 要注意控制冲程和钢丝绳的松紧 防止孔斜 遇孤石时可抛填硬度相近的片石或卵石 用高冲程冲击 或高低冲程交替冲击 将大孤石击碎挤入孔壁 5 在裂隙岩溶地层钻进应注意下列事项 1 冲击钻头操作要平稳 尽可能少碰撞孔壁 2 选用圆形钻头钻进 冲程宜小不宜大 加大钻头重量 悬距不宜过大 3 遇裂隙漏失时 可投入粘土 冲击数次后 再边投粘土边冲击 直至穿过裂隙 4 遇溶洞时 应减小冲程和悬距 慢慢穿过 必要时可边冲边向孔内投放小片石或碎石 以冲挤到溶洞充填物中作骨架 稳定充填物 5 遇无充填物的小溶洞时 如果施工需要 可投入粘土加石块 形成人造孔壁 6 遇起伏不平的岩面和溶洞底板时 不可盲目采用大冲程穿过 需投入粘土石块 将孔底填平 用十字形钻头小冲程反复冲捣 慢慢穿过 待穿过该层后 逐渐增大冲程和冲击频率 形成了一定深度的桩孔后 再进行正常冲击 6 掏渣应遵守以下规定 掏渣筒直径为桩孔直径的50 70 开孔阶段孔深不足3 4 M时 不宜掏渣 应尽量使钻渣挤入孔壁 每钻进0 5 1 0M应掏渣一次 分次掏渣 4 6筒为宜 当在卵石 漂石层进尺小于5CM 在松散地层进尺小于15CM时 应及时掏渣 减少钻头的重复破碎现象 每次掏渣后 应及时向孔内补充泥浆或粘土 保持孔内水位高于地下水位1 5 2 0M7 第二次清孔应遵守以下规定 孔壁土质较好不易坍孔者可用空气吸泥机清孔 孔壁土质较差者宜用泥浆循环清孔 清孔后泥 浆相对密度应控制在1 15 1 25之间 粘度小于等于28S 含砂率小于等于10 必须及时补充足够的泥浆或清水 始终保持桩孔中浆面稳定 清孔后孔底沉渣厚度应符合灌注桩施工允许偏差的规定 清孔完毕 应立即灌注水下混凝土 常遇见的问题原因和处理方法 水下混凝土灌注施工 灌注水下混凝土的方法按施工中隔离环境水的不同手段可分为 导管法 混凝土泵压法 挠性软管法 预填骨料的灌浆混凝土法 箱底张开法灌注混凝土法 溜槽法 开底容器法和袋装混凝土叠置法 现介绍导管法灌注水下混凝土 1 基本原理导管法是将密封的钢管作为水下混凝土的灌注通道 其底部以适当的深度埋在灌入的混凝土拌合物内 在一定的落差压力作用下 形成连续密实的混凝土桩身 2 导管法分类1 按地面上导管露出长度可分为低位灌注法和高位灌注法 建筑工地中通常采用低位灌注法 即地上导管部分很短 2 按孔口漏斗的位置可分为漏斗固定式和漏斗活动式 后者为保证导管埋入混凝土深度的要求 在灌注过程中 不断地提高孔口漏斗的位置 3 按隔水装置及方法不同可分为刚性和柔性塞两大类 其中刚性塞又可分为钢制滑阀 钢制底盖 混凝土隔水塞 木制球塞等 柔性塞又分为隔水球 麻布或编织袋内装锯末 砂及干水泥等 3 导管法灌注混凝土的优缺点优点 能向水深处迅速地灌注大量混凝土 利用有利的地下条件对混凝土进行标准养护 作业设备和器具简单 能适应各种施工条件 不需降水 缺点 每立方米混凝土的水泥用量比一般混凝土要多 在桩顶形成混凝土浮浆层 稍有疏忽 就不易保证混凝土的质量 灌注量大时 作业时间和劳动强度都比较大 主要机具 1 导管1 导管的厚度一般为4 6MM2 导管的长度 标准节一般为2M 最下端一节管长应为4 5 6M 不得短于4M 为了配合导管柱长度 上部导管长为1M 0 5M或0 3M 3 导管应具有良好的密封性 4 最下端一节导管底部不设法兰盘 宜以钢板套圈在外围加固 5 为避免提升管底时法兰挂住钢筋笼 可设置锥形护罩 2 漏斗和储料斗1 能满足对导管内保证混凝土柱高度的需要 保证上部桩身的灌注质量 混凝土柱的高度 在桩顶低于桩孔中的水位时 一般应比该水位至少调出2 0M 在桩顶高于桩孔中水位时 一般应比桩顶至少调出2 0M 2 漏斗与料斗应有够的容量以储存混凝土 保证首批灌入的混凝土能达到要求的埋管深度 1 2 2 0M 3 漏斗和料斗要求不漏浆 不挂浆 漏泄顺畅彻底 3 隔水塞 隔水球 滑阀 底盖 球塞 活门 隔水导管法施工要点 1 保证首批混凝土的量 按保证混凝土的埋管深度计量和导管内整条导管装满混凝土 2 连续灌注混凝土3 导管的埋深4 混凝土灌注时间5 桩顶的灌注标高及桩顶处理桩顶的灌注标高应比设计标高增加0 5 0 8M 以便清除桩顶部的浮浆渣层 桩顶设计标高的200 300MM 要待桩顶混凝土强度达到设计强度的70 时将其凿除 其余高度的混凝土可在初凝前处理 水下混凝土灌注的常遇问题 原因和处理方法 水下混凝土施工质量技术交底 doc灌注水下混凝土施工原始记录 doc