鉆孔灌注樁施工(2)課件

鉆孔灌注樁施工2024/8/181臨海銀泰購物中心行政人員講座2024/8/182目錄1.鉆孔灌注樁國內(nèi)發(fā)展簡史2.鉆孔灌注樁種類及特點3.鉆孔灌注樁施工工藝流程4.質(zhì)量通病及處理措施一.國內(nèi)發(fā)展簡史樁基礎按制作工藝分為兩種①預制樁鋼筋混凝土預制樁是在工廠或施工現(xiàn)場預制，用錘擊打入、靜壓沉入等方法，使樁沉入地下。②灌筑樁又叫現(xiàn)澆樁，直接在設計樁位的地基上成孔，在孔內(nèi)放置鋼筋籠或不放鋼筋，后在孔內(nèi)灌筑混凝土而成樁。與預制樁相比，可節(jié)省鋼材，在持力層起伏不平時，樁長可根據(jù)實際情況設計。灌注樁按成孔方式不同又可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔樁、爆擴灌注樁等。我國鉆孔灌注樁(簡稱鉆孔樁)，是從1960年開始試驗、研究，通過在使用中不斷改進，逐步發(fā)展起來的一種基礎施工的新形式。鉆孔樁的問世，可以說是基礎施工技術上進行的一次革命。多年來實踐證明，鉆孔樁具有許多優(yōu)點：主要是施工設備簡單，操作方便，可變水下作業(yè)為水上作業(yè)；大大簡化了施工工藝，縮短了工期，降低了造價。因此基礎工程中廣泛地采用這一基礎形式。鉆孔灌注樁施工工藝目前雖然已經(jīng)比較成熟，但是在施工中還存在大量的施工風險，比如塌孔、卡鉆、掉鉆、浮籠、斷樁等一系列事故，給我們施工帶來大量的風險。二.灌注樁的種類及特點2024/8/187鉆孔灌注樁：指采用不同的鉆孔方法，在土中形成一定直徑的井孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架（籠）吊入井孔中，灌注混凝土形成的樁基礎。

鉆孔灌注樁的施工設備主要有三種：沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆和旋挖鉆。

1.沖擊鉆

利用沖擊鉆頭進行沖擊破碎形成樁孔，主要用于地質(zhì)較硬、有巖石等較硬地層的鉆孔施工。

目前國內(nèi)主要有手動拉桿式和自動式兩種。

在地基承載力較大的地質(zhì)情況下，無法采用回轉(zhuǎn)鉆和旋挖鉆。此刻采用沖擊鉆。優(yōu)點：適應于各種地質(zhì)，尤其可用于地基承載力較大的地質(zhì)情況。缺點：動力功率大耗電率高，移動不便，沖擊振動有噪音影響周圍環(huán)境。需設泥漿池、沉淀池。手動式拉桿式?jīng)_擊鉆：應用較為廣泛的一種沖擊鉆。依靠錘頭的自身重量向下沖擊巖層，然后由卷揚機通過鋼絲繩提升錘頭。優(yōu)點：對于堅硬地層，可以人工控制錘頭的沖程，加大對地層的沖擊力度，縮短成孔時間。缺點：工作需要人工拉桿進行操作，增大了人力支出。手動拉桿式?jīng)_擊鉆自動式?jīng)_擊鉆：近幾年的手動式演化版，俗稱磕頭鉆。主要優(yōu)點：移動方便，鉆頭可自動上下移動打鉆節(jié)省人力。主要缺點：鉆頭沖程可調(diào)控范圍過小，碰到堅硬地層不能用大沖程沖擊巖層。另一個缺點與其移動方便相輔相成：輪胎易下陷。自動式?jīng)_擊鉆2.回轉(zhuǎn)鉆：在泥漿護壁的條件下利用鉆頭旋轉(zhuǎn)的力對地層進行旋轉(zhuǎn)沖擊從而形成樁孔?；剞D(zhuǎn)鉆根據(jù)泥漿的循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種?；剞D(zhuǎn)鉆在粘土、亞粘土、淤泥類土質(zhì)和粉砂層地質(zhì)施工中優(yōu)勢明顯，施工速度僅次于旋挖鉆，且施工成本比旋挖鉆低?，F(xiàn)在又出現(xiàn)車載循環(huán)鉆，移動方便快捷。但也需要配置泥漿池和沉淀池，容易造成施工場地臟、亂、差。正循環(huán)：泥漿由泥漿泵從泥漿池里抽到鉆桿里,通過鉆桿不斷的輸送到鉆井里,然后從鉆井井口自然的排出來,同時把鉆渣帶出到地面上來.優(yōu)點：護壁效果好，施工無振動無噪音無擠壓。缺點：

靠鉆井液(泥漿)的自然循環(huán)方式排渣,所以循環(huán)能力和排渣能力都比較弱,只能排出一部分鉆渣,而且顆粒比較大的鉆渣也不能排出來,鉆井里殘留的沉渣比較多,影響了鉆進速度,鉆具的磨損也比較大.

反循環(huán)：泥漿是用泥漿泵從鉆井的井口(鉆桿外面)向鉆井里輸送,再用壓縮空氣或泥漿泵,從鉆桿的中間抽出來。優(yōu)點：循環(huán)能力和排渣能力都比較強,不但排渣干凈,而且顆粒比較大的鉆渣也能排出來，使清孔時間大大短。且無噪音污染。缺點：水壓和泥漿比重管理不當容易坍孔。

3.旋挖鉆:是一種適合建筑基礎工程中成孔作業(yè)的施工機械．旋挖鉆機是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的新型鉆孔設備。我國從上世紀80年代開始引進吸收，但一直沒有取得太大的進展。直到2001年中鐵集團開始在青藏鐵路上大面積推廣應用旋挖鉆進行樁基成孔。至此，旋挖鉆成孔施工工藝在國內(nèi)較大范圍內(nèi)迅速推廣.主要鉆進工藝有三種：干式鉆進、清水孔鉆進和泥漿護壁鉆進。其主要特點為自帶履帶移動方便和成孔速度快，孔底干凈。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，最大成孔直徑可達1.5～4m，最大成孔深度為60～90m，可以滿足各類大型基礎施工的要求。鉆具——單底鉆斗

單底鉆斗（FBB）是一種適合粘土和凝灰?guī)r的鉆具。粘土層單底鉆斗凝灰?guī)r單底鉆斗鉆具——單頭螺旋鉆頭單頭螺旋鉆頭（SSA）、即單頭單螺螺旋鉆頭，單頭螺旋鉆頭被設計用于巖石層和水位上土層單頭土螺旋鉆頭混層單頭螺旋鉆頭單頭巖石螺旋鉆頭鉆具——雙頭螺旋鉆頭雙頭螺旋鉆頭（DSA）適合大口徑和巖石鉆孔，它分為雙頭單螺螺旋和雙頭雙螺螺旋。雙頭土螺旋鉆頭雙頭較硬巖螺旋鉆頭雙頭錐螺旋鉆頭雙頭軟巖螺旋鉆頭雙頭硬巖螺旋鉆頭

鉆具——擴孔鉆具適合硬地層和不牢固巖層的擴孔鉆適合密實的砂層、砂礫層和粘土層的擴孔鉆適合不牢固巖層的擴孔鉆適合硬地層和中等硬度巖層的擴孔鉆三.鉆孔灌注樁施工工藝流程泥漿備料泥漿池終孔質(zhì)量檢查清孔下鋼筋籠安裝導管檢查沉砟厚度及泥漿指標水下混凝土澆筑拔除護筒成樁質(zhì)量檢驗泥漿沉淀池混凝土制備輸送拼裝導管檢查鋼筋籠制作檢查標高施工準備平整場地樁位放樣埋設護筒鉆機就位開孔鉆進制作試件循環(huán)造漿抽砟成孔下導管和鋼筋籠灌注水下混凝土成樁簡要圖示：陸地:清除雜物、換除軟土、平整壓實，場地位于陡坡時，也可用枕木、型鋼等搭設工作平臺。深水：水中圍堰淺水：在淺水中，宜用筑島圍堰法施工，筑島面積按鉆孔方法、設備大小等決定。

一.平整場地

為鉆機提供穩(wěn)定的作業(yè)平臺，防止鉆機偏移引起偏孔和鉆機傾覆及罐車沉陷等問題。1.護筒的作用：（1）定位。（2）避免孔口周圍雜物掉入孔內(nèi)。（3）保持泥漿水位，防止坍孔。2.護筒的制作要求：使用回轉(zhuǎn)鉆機鉆孔應比鉆頭大約20cm，使用沖擊鉆機鉆孔應比鉆頭大約40cm。2024/8/1824二.護筒埋置護筒是埋置于鉆孔樁孔口的一個圓筒，在進行埋置護筒前必須進行測量放樣，因護筒一經(jīng)埋置，樁位就已確定。3.護筒的埋置要求（1）鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，護筒中心豎直線與樁中心線重合，平面允許誤差為50mm，傾斜不大于1％。（2）埋設護筒要采用人工挖孔埋設，外圍用粘土夯填。埋置深度一般情況為1—2米。（3）護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時還應高出施工地面0.5m。2024/8/18252024/8/1826三.泥漿制備泥漿作用：在孔壁形成泥皮穩(wěn)定孔壁、潤滑鉆具、懸浮鉆渣用于正循環(huán)排渣。組成及要求：(1)泥漿比重：正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機、沖擊鉆機使用管形鉆頭鉆孔時，入孔泥漿比重為1.1～1.25；沖擊鉆機使用實心鉆頭鉆孔時，孔底泥漿比重不宜大于：砂黏土為1.3；大漂石、卵石層為1.4；巖石為1.2。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機入孔泥漿比重可為1.05～1.15。(2)黏度：一般地層16～22s，松散易坍地層19～28s。(3)含砂率：新制泥漿不大于4%。(4)膠體率：不小于95%。(5)PH值：應大于8。2024/8/18272024/8/1828泥漿三大指標檢驗儀器泥漿比重粘度含砂量四.鉆孔施工2024/8/1830（1）安裝鉆機前，底架應墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆頭或鉆桿中心與護筒中心偏差不得大于5cm。（2）無論采用哪種方法鉆孔，開孔的孔位必須準確，應使初成孔壁豎直、圓順、堅實。（3）鉆孔時，孔內(nèi)水位宜高于護筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在沖擊鉆進中取渣和停鉆后，應及時向孔內(nèi)補水或泥漿，保持孔內(nèi)水頭高度和泥漿比重及粘度。（4）鉆孔時，起、落鉆頭速度宜均勻，不得過猛或驟然變速，孔內(nèi)出土不得堆積在鉆孔周圍。（5）鉆孔作業(yè)應連續(xù)進行，鉆孔過程中應經(jīng)常檢查并記錄土層變化情況，并與地質(zhì)剖面圖核對。鉆孔到達設計深度后，應對孔位、孔徑、孔深進行檢驗，并填寫鉆孔記錄表?？孜黄畈坏么笥?0cm。五.成孔檢查對孔徑、孔深、孔位、垂直度進行檢查。探孔器對孔徑和垂直度進行檢查。用測繩對孔深進行檢查，測繩必須用鋼尺進行校核。護樁交叉拉線對孔位進行檢查。六.清孔鉆孔過程中會有一部分泥漿和鉆渣沉于孔底，必須將這些沉積物清除干凈，才能使灌注的混凝土與地層或巖層緊密結(jié)合，保證樁的承載能力。清孔可選用以下方法：（1）抽渣法適用于沖擊或沖抓法鉆孔。（2）吸泥法適用于土質(zhì)密實不易坍塌的沖擊鉆孔。（3）換漿法適用于正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔。2024/8/1832清孔應達到以下標準：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2～3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1。含砂率小于2%。粘度17～20s。清孔后孔底沉渣厚度：端承樁不大于5cm，摩擦樁不大于10cm。嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。七.鋼筋籠的制作和安裝注意事項：1.鋼筋骨架一般每隔2～2.5米設置加強箍筋一道；2.焊接定位鋼筋或滾輪確保保護層厚度；3.運輸過程中不得使骨架變形。4.鋼筋骨架起吊機吊起，對準護筒中心緩慢下放至設計標高,鋼筋籠入孔后應準確、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。5.下放鋼筋骨架應徐徐下放嚴禁擺動碰撞孔壁;6.在安裝鋼筋籠時，宜采用三點起吊。2024/8/18342024/8/1835成品鋼筋籠鋼筋籠內(nèi)撐2024/8/1837混凝土塊滾輪鋼筋籠起吊2024/8/1839鋼筋籠對孔安放2024/8/1840鋼筋籠焊接2024/8/1841鋼筋籠套管連接421.導管使用前進行試拼和水密性實驗

。2.導管連接時，接口嚴密，不得漏水；導管管底距孔底距離為40cm.3.澆筑時，先將漏斗灌滿混凝土，首封量保證導管埋深1m。澆筑過程中，控制混凝土灌注速率防止鋼筋籠上浮。4.連續(xù)澆筑，拔管時保證導管埋深2~6m，每根樁的澆筑時間宜在8小時內(nèi)澆筑完成?；炷翝仓戤?，位于地面以下及樁頂以下的孔口護筒應在混凝土初凝前拔出。八.灌注混凝土2024/8/1843導管試壓實驗導管拼裝好后兩端密封，注入70%的水，一端輸入計算好的風壓值，滾動數(shù)次，15min不漏水得為合格。2024/8/1844混凝土坍落度

檢驗2024/8/1845（1）（2）（3）水下混凝土灌注2024/8/1846水下混

凝土澆

筑過程

中的澆

筑標高

監(jiān)測2024/8/1847根據(jù)水下混凝土澆筑標高分節(jié)拆除導管2024/8/1848樁身完整性的檢驗方法：（1）開挖檢查（2）抽芯法（3）超聲波檢驗法（4）動測法四.質(zhì)量通病及處理措施1.坍孔主要原因：(1)沖擊成孔中使用的泥漿不符合要求，粘土質(zhì)量不符合標準或泥漿比重不足，起不到護壁的作用。(2)孔內(nèi)的水頭高度不夠，低于地下水位，致使孔內(nèi)水位壓強降低，造成坍孔。(3)在混凝土理入前，吊入鋼筋骨架時，骨架偏位擺動碰壞孔壁造成坍孔。(4)清孔后放置時間過長，沒及時澆入混凝土，而且沒有采取預防措施，造成坍孔。應對措施

發(fā)生坍孔后，應立即查明坍孔處位置，分析地質(zhì)情況，然后采取如下措施：(1)坍孔發(fā)生在護筒底腳處，根據(jù)實際情況，可以立即拆除護筒，回填鉆孔，重新埋設護筒后，再鉆進；采用加長護筒，使護筒通過震動錘繼續(xù)下沉，直至埋于坍孔位置以下，外圍用黏土或裝有黏土的草袋回填夯實，重鉆時，控制好泥漿稠度和水頭高度。(2)若坍孔位置較深，若不嚴重，則可以加大泥漿比重，繼續(xù)鉆進；若坍孔較為嚴重時，則應立即用砂或小礫石加黏土回填至坍孔以上位置，甚至將整個鉆孔全部回填，暫停一段時間，使回填土沉積密實，水位穩(wěn)定后，重新鉆進，時刻注意不良現(xiàn)象的發(fā)生。掉鉆主要原因：（1）鉆桿使用過久，連接處有損傷或接頭磨損過多；鉆進中選用的轉(zhuǎn)速不當使鉆桿扭轉(zhuǎn)或彎曲折斷；（2）地質(zhì)堅硬，進尺太快，超負荷引起鉆具斷裂；（3）卡鉆(埋鉆)時強扭、操作不當使鋼絲繩或鉆桿疲勞斷裂；（4）鉆具之間連接螺拴松動，被剪斷，引起掉鉆。處理方法掉鉆后應及時澄清情況，制定切實可行的打撈方案。如果鉆具被沉淀物或塌孔土石埋住，應首先清孔，使掉入孔中的鉆具露出來，以便用打撈工具打撈。浮籠主要原因：（1）混凝土坍落度太小，流動性不好。造成對鋼筋籠摩擦力大于鋼筋籠自重。（2）混凝土灌注速率過快。（3）導管卡住鋼筋籠，將鋼筋籠提出。預防措施：（1）嚴格控制混凝土坍落度控制在180mm~220mm.（2）當導管口在混凝土底部時，控制灌注速率并及時拆管。（3）校核導管中心位置。斷樁主要原因：（1）灌注過程中發(fā)生埋管、卡管、阻管及其他一些情況都將造成斷樁。（2）導管拔過混凝土面造成的。（3）首灌混凝土未成功封底。（4）導管焊縫或接頭漏水。造成導管內(nèi)溢水。應對措施：（1）在灌注混凝土開始不久出現(xiàn)的問題，應迅速拔出導管和鋼筋骨架，將可吸出的混凝土盡量吸出，如全部吸出，問題處理后重新灌注混凝土，如部分吸出，將剩余已硬化的混凝土鑿除，在進行灌注混凝土；（2）如灌注中發(fā)現(xiàn)導管進水或其他故障，如有充足的時間，在灌注混凝土不初凝的情況下，可將導管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法，重新插入導管，去掉底塞恢復灌注或直接將導管插入已灌注的混凝土中，并不小于2m，將導