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1、钻(冲)孔灌注桩施工工艺指引一、适用范围钻(冲)孔灌注桩适用于工业及民用建筑中地下水位高的软硬土层。其中泥浆护壁钻孔灌注桩一般适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;旋搀成孔灌注桩宜用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;冲孔灌注桩除宜用于上述地质情况外,还能穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物,在岩溶发育地区应慎重使用,采用时,应适当加密勘察钻孔。二.工艺流程三、施工工艺1 .放线定桩位及高程在场地三通一平的基础上,依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图,测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心,桩位线定好之后,必须经有关部门进行复查,办好预
2、检手续后开始钻孔。2 .桩机就位桩机就位时,必须保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔深度,应在机架上或机管上标出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。3 .埋设护筒3.1 护筒一般由钢板制成,厚度视孔径取4-8mm,护筒内径应大于钻头直径(钻孔桩应大于IOOmm,冲孔桩应大于200mm),上部宜开设1-2个溢浆孔。3.2 护筒埋设深度:在粘性土中不宜小于Im,在砂土中不宜小于1.5mo3.3 护筒顶端高度:采用反循环钻孔时,护筒顶端高度应保证孔内泥浆面高出地下水位2m以上。采用正循环钻孔时,护筒顶端溢出口底边应高于泥浆池面。3.4 护筒埋设:当地下水位在地面以下超过Im时,可采用挖埋法
3、。当地下水位较高设置较困难时,可采用填筑法埋设。护筒位置应埋设正确和稳定,护筒与孔壁之间应用粘土填实,护筒中心与桩孔中心线偏差不大于50mmo4、泥浆制备4.1 除能自彳亍造浆的粘性土层外,均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。4.2 泥浆宜用专门搅拌机进行搅拌。在粘土地层钻进时,泥浆可在回转和冲击搅动下自然形成泥浆。泥浆的性能指标应符合现场实际需要。4.3 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1Om以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位15m以上。4.4 在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土。4.5 浇注混凝
4、土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率不得大于8%;粘度不得大于28so4.6 在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。4.7 废弃的浆、渣应进行处理,不得污染环境。5.钻(冲)成孔施工5.1 正循环回转钻机成孔(1)钻头回转中心对准护筒中心,偏差不大于20mm,利用钻杆加压的正循环回转钻机,在钻具中应加设扶正器。(2)在粘土层中钻进时,应采用低钻压、快钻速、大泵量的钻进规程,并不断稀释泥浆。(3)在砂层钻进速度快,回转阻力较小因此应采用较大的密度、粘度和静切力的泥浆,以提高泥浆悬浮,携带砂砾的能力。(4)在碎石土层钻进时,宜采用低档慢速,优质泥浆,慢进尺钻进。(
5、5)加接钻杆,应先将钻具稍提高孔底,待冲洗液循环3-5分钟后,再拧卸加接钻杆。5.2 反循环回转钻机成孔(1)砂石泵起动后应形成正常反循环,才能开启钻进机慢速回转,下放钻头至孔底。(2)当在软土层中钻进时,应根据泥浆补给情况控制钻进速度;在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。(3)钻进中应认真观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况,排量减少或出水中含钻渣量太多时应控制钻进速度,防止因循环液密度太大或管道堵塞而中断反循环。5.3 )钻进时如果孔内出现坍孔、涌砂等异常情况,应立即将钻具提高,控制泵量,保持冲洗液循环,吸除坍塌物和涌砂,同时向孔内输送符合要求的泥浆。(5)钻孔达到要求孔深停钻后
6、,钻具提高孔底50-80mm,维持冲洗液正常反循环清孔,直到符合清孔标准为止。5.4 冲击钻机成孔(1)开孔时应低锤密击,表土为淤泥、细砂等软弱土层时,应加粘土块夹小石片反复冲击造壁。孔内泥浆面应保持稳定。(2)在护筒刃脚下2m以内成孔时,采用小冲程Im左右,泥浆比重12-1.5,软弱层可加粘土块夹小片石。(3)在粉砂或中粗砂层中成孔时,采用中冲程2-3m,泥浆相对密度1.2-1.5,可向孔内投入粘土块,勤冲、勤掏渣。(4)在密实的粘土层中成孔时,采用小冲程1-2m,泵入清水和稀泥浆,经常清除钻头上的泥块。(5)在砂卵石层中成孔时,采用中、高冲程3-4m,泥浆相对密度1.3左右,勤掏渣。(6)
7、在软弱土层或塌孔回填重钻时,采用小冲程Im左右,加粘土块夹小片石反复冲击,泥浆相对密度13-1.5o(7)遇到孤石时,可采用预爆或高低冲程交替冲击,将孤石击碎或挤入孔壁。(8)进入基岩后,应采用大冲程、低频率冲击,当发现成孔偏移时,应回填片石至偏孔上方300-500mm处,然后重新冲孔;进入基岩后,非桩端持力层每钻进300-500mm和桩端持力层每钻进IOO-30Omm时,应清孔取样一次,并应做记录。(9)每钻进4-5m应验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔。(10次直径桩孔可分级成孔,第一级成孔直径应为设计桩径的0.6-0.8倍。(冲击钻机就位成孔施工)5.4旋挖钻机成孔(1)旋挖钻
8、成孔应根据不同的地层情况及地下水位埋深,采用干作业成孑口泥浆护壁成孔工艺,在淤泥、淤泥质土、砂土、碎石土、中间有硬夹层及地下水以下的土层中不宜采用干作业成孔。(2)泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池(箱),在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆比重、掺入锯末、增粘剂提高泥浆粘度等维持孔壁稳定的措施。(3)泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量,每台套钻机的泥浆储备量不应少于单桩体积。(4)旋挖钻机施工时,应保证机械稳定、安全作业,必要时可在场地辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层(路基板)。(5)成孔前和每次提出钻斗时,应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状
9、况,并应清除钻斗上的渣土。(6)旋挖钻机成孔应采用跳挖方式,钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m,并应及时清除。应根据钻进速度同步补充泥浆,保持所需的泥浆面高度不变。(7)钻孔达到设计深度时,应采用清孔钻头进行清孔。(旋挖钻机成孔施工)6 .孔底清理及排渣6.1 不易塌孔的桩孔,可采用空气吸泥清孔。6.2 稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣,当采用抽渣筒排渣时,应及时补给泥浆;清孔后灌注混凝土之前的泥浆指标应符合要求。6.3 在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土,清孔时,孔内泥浆面应高出地下水位1Om以上(在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位15m以上)。6.4 灌注
10、混凝土前,孔底沉渣允许厚度应符合设计和规范要求。7 .吊放钢筋笼7.1 钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求。7.2 分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接或机械式接头。7.3 加劲箍宜设在主筋外侧,当因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧。钢筋笼加工完成后,可加设两个吊耳防止吊装过程中箍筋及焊口损坏。7.4 导管接头处外径应比钢筋笼的内径小Ioomm以上。7.5 搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,钢筋笼安放前应绑好砂浆垫块,吊放时要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁和自由落下,钢筋笼放到设计位置时,应立即固定,防止上浮。8 .浇筑混凝土钢筋笼吊装完毕后,应安置导管或气泵管二次清孔,并应进行孔位、孔
11、径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验,合格后应立即灌注混凝土,随着混凝土不断增高,孔内沉渣将浮在混凝土上面,并同泥浆一同排回贮浆槽内。(浇筑混凝土)8.1 水下灌注的混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定;坍落度宜为180-22Omm;水泥用量不应少于360kgm3(当掺入粉煤灰时水泥用量可不受此限);含砂率宜为40%-50%,并宜选用中粗砂;粗骨料的最大粒径应小于40mm,且不得大于钢筋间距最小净距的1/3;水下灌注混凝土宜掺外加剂。(测量坍落度)8.2 灌注混凝土的导管壁厚不宜小于3mm,直径直为200-250mm;直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度可视工艺要求确定,底管长度
12、不宜小于4m,接头宜采用双螺纹方扣快速接头;导管使用前应试拼装、试压,试水压力可取为0.6-1OMPa;每次灌注后应对导管内外进行清洗。8.3 使用的隔水栓应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出;隔水栓宜采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。(放置隔水栓)8.4 开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm;同时应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8mo8.5 导管埋入混凝土深度宜为2-6m,严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管速度,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差,填写水下混凝土灌注记录。8.6 灌注水下混凝土必须
13、连续施工,每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制,对灌注过程中的故障应记录备案。8.7 应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为08-1.0m,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。四.质量控制要点1基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。2、桩机就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜和移动;为准确控制成孔深度,在桩架或钻具上应设置控制深度标尺,以便在施工中观测记录。3、护筒埋入土中的深度应满足要求,护筒四周用粘性土回填并分层夯实。4、桩在施工前,宜进行试成孔。5、成孔过程中应注意地层变化,随时调整钻进工艺,成孔
14、的控制深度应符合下列要求:摩擦桩应以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度;端承型桩必须保证桩端进入持力层的设计深度。6、如在成孔过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时,应停止施工,待采取相应措施后再进行施工。7、灌注混凝土前应严格控制孔底沉渣允许厚度符合设计和规范要求。8、钢筋笼应在专用平台上加工,主筋与箍筋点焊牢固,支撑加固措施要可靠,吊运要竖直,使其平稳地放入桩孔中,保持骨架完好。9、检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。直径大于Im或单桩混凝土量超过25m3的桩,每根桩桩身混凝土应留有1组试件;直径不大于Im的桩或单桩混凝土量不超过25m3的桩,每
15、个灌注台班不得少于1组试件;每组试件应留3件。10、灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定,实际浇筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积,桩身任意一段平均直径与设计直径之比严禁小于IoI1从开始成孔至水下混凝土浇筑完毕,应始终保持护筒内的泥浆面高出地下水位Im以上,受水位涨落影响时,应高出最高水位15m以上。12、导管在使用前应做水密性试验,安装时要放密封圈并上紧丝扣,在孔中的位置要居中,开始浇注混凝土时导管底距孔底的距离宜为300-500mm,上部高出泥浆面不少于300mmo13、混凝土浇到接近桩顶时,应随时测量顶部标高,以免过多截桩或补桩。五.质量标准表1钻(冲)孔灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差表2、钻(冲)孔灌注桩钢筋笼质量检验标准表3、钻(冲)孔灌注桩质量检验标准六、常见质量问题及处理1钻孔偏斜1.1 造成原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。1.2 防治措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cmo在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫