旋挖鉆灌注樁施工.ppt

1、旋挖鉆灌注樁施工,中鐵22局集團貴州茅臺酒擴建工程 總承包指揮部一分部,旋挖鉆灌注樁施工概述（了解）,旋挖鉆機：是利用伸縮鉆桿傳遞扭矩并帶動回轉鉆斗、短螺旋鉆頭或其他作業(yè)裝置進行干、濕鉆進、逐次取土（巖屑）、反復循環(huán)作業(yè)成孔的一種專用機械設備。,旋挖鉆機主要由主機、鉆桿和鉆頭三部分組成。 主機：主要有履帶式、步履式、汽車式等，目前常見的是履帶式主機。 鉆桿：旋挖鉆機鉆進時，為了使鉆具擺脫拆卸和擰接的麻煩而采用伸縮式鉆桿，其斷面有方形和圓形兩種。伸縮式鉆桿可以分為摩擦式鉆桿（在鉆進過程中利用鉆桿內、外節(jié)間的摩擦鍵之間的摩擦來傳遞鉆進壓力的一種鉆桿）和機鎖式鉆桿（在鉆進過程中利用鉆桿上的機鎖點和機

2、鎖鍵之間的咬合來傳遞鉆進加壓力的一種鉆桿）兩大類，目前國內外的旋挖鉆機一般均采用內鎖定式伸縮鉆桿。 摩擦式鉆桿具有操作簡便，在同一主機上使用可實現(xiàn)更大鉆深（比機鎖桿層多）的優(yōu)點，但靠摩擦力向鉆具傳遞主機提供的壓力，下壓力較小，不適合鉆進硬地層。 機鎖式鉆桿抗扭能力大，向鉆具傳遞壓力大，無傳壓損失，適合鉆硬地層。,鉆頭：可分為螺旋鉆頭、直螺旋鉆頭、筒式取芯鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭、液壓抓斗和擴底鉆頭。雙門鉆頭適用地層范圍較寬，單門鉆頭只是用于大直徑的卵石及硬膠泥。 螺旋鉆頭 根據(jù)鉆進地層不同,短螺旋鉆頭分為嵌巖短螺旋鉆頭和土層短螺旋鉆頭兩類。按其頭部結構形式分，短螺旋鉆頭又可分為錐頭短螺旋鉆頭

3、和平頭短螺旋鉆頭。一般情況，嵌巖短螺旋鉆頭多為錐頭形式，土層短螺旋鉆頭多為平頭形式。 錐頭短螺旋鉆頭根據(jù)錐頭結構形式的不同和鉆頭導程的多少又可分為單錐單螺旋鉆頭、雙錐單螺旋鉆頭以及雙錐雙螺旋鉆頭3種。嵌巖短螺旋鉆頭所用切削具為頭部鑲焊有鎢鈷硬質合金的截齒，主要用于鉆進風化基巖、膠結性較好的卵礫石地層及永凍土層。土層短螺旋鉆頭所用切削具為耐磨合金鋼斗齒或斗齒加截齒，主要用于鉆進地下水位以上土層、砂土層和粒徑不大的礫石層。,螺旋鉆頭系列：,2.旋挖鉆斗 旋挖鉆斗主要用來鉆進較軟的第四紀地層，還可用于鉆孔清渣。旋挖鉆斗根據(jù)底部結構不同可分為單底板土層鉆斗和雙底板撈砂鉆斗，進土口分為單口和雙口。根據(jù)鉆

4、斗筒體直徑和鉆機類型及其所鉆地層鉆斗設計有直筒和錐筒，底板的開合機構可設計為公母鉤開合機構和矛頭開合機構。針對地層情況制定不同的斗齒焊接角度。鉆斗的筒體及底板均采用強度高、耐磨性能好的合金Mn板制作。根據(jù)鉆進不同地層，切削具可設計為耐磨合金鋼鏟式直斗齒和旋轉斗齒、 子彈頭截齒以及斗齒與截齒混裝3種形式。,單底鉆頭,雙底鉆頭,適合鉆進粘性地層及膠結性強的地層,適合鉆進砂土層及膠結性差的卵礫石層,3.筒式取芯鉆頭 常見的有兩種：截齒筒鉆（適用于中硬基巖和卵礫石），牙輪筒鉆（適用于堅硬基巖和大漂石）。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中，又有帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分，主要取決于取芯的難度。因為牙輪取芯鉆頭

5、主要用于硬巖鉆進，且鉆取的環(huán)狀面積大，如果有條件的還可以通過在鉆頭部分加裝反循環(huán)機構進行反循環(huán)鉆進，以提高鉆進效率。,4.擴底鉆頭 常用的以機械式為主，有上開式和下開式的，張開機構一般為四連桿的，用于土層、強風化、中風化地層甚至堅硬基巖。,旋挖成孔灌注樁宜用于填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟巖及風化巖等巖土層。 旋挖鉆機常規(guī)鉆進工藝 靜漿護壁鉆孔 全護筒鉆孔 鉆干孔 造壁鉆孔（提前注漿處理孔壁）,旋挖成孔灌注樁按成孔方法可分為： 干作業(yè)旋挖成孔灌注樁； 濕作業(yè)旋挖成孔灌注樁； 套管護壁作業(yè)旋挖成孔灌注樁； 復合工藝旋挖成孔灌注樁。 干作業(yè)旋挖成孔：不使用穩(wěn)定液護壁，直接采用旋挖鉆具成孔的一

6、種工法。 濕作業(yè)旋挖成孔：采用旋挖鉆具成孔、穩(wěn)定液護壁的一種工法。 套管護壁作業(yè)旋挖成孔：使用套管跟進對易坍塌、易縮徑地層進行護壁，采用旋挖鉆具成孔的一種工法。,旋挖鉆灌注樁成孔,旋挖成孔灌注樁作業(yè)地面應堅實平整,作業(yè)過程中地面不得下陷，工作坡度不得大于3.5%；地面不能滿足旋挖鉆機接地比壓要求時，應采取鋪設路基板、硬化地面等措施滿足要求。 旋挖成孔灌注樁護筒埋設應滿足要求； 護筒厚度環(huán)山8mm、鍋爐房10mm、五棟6mm，護筒內徑宜大于鉆頭直徑200mm300mm，鋼護筒的直徑誤差應小于10mm。護筒下端宜設置刃腳。多節(jié)鋼護筒連接宜采用焊接。焊接接頭應滿足強度、剛度、及防漏的要求，必要時可焊

7、接加肋筋。 護筒頂端高出地面不宜小于0.3m；鉆孔內有承壓水時，護筒頂端應高出穩(wěn)定后的承壓水位1.5m。 護筒埋設時，應確定鋼護筒的中心位置。護筒的中心與樁位中心偏差不得大于50mm，護筒傾斜度不得大于1。護筒就位后，應在四周對稱、均勻地回填粘土，并分層夯實，夯填時應防止護筒偏斜移位。,4. 旋挖鉆機埋設鋼護筒時，應先采用稍大口徑的鉆頭鉆至預定位置，提出鉆頭后，再用鉆斗將鋼護筒壓入到預定深度。 鋼護筒驅動工法與裝備： 旋挖鉆機在鉆孔作業(yè)中一般都需要埋設鋼護筒。國內的方法一般是人工埋鋼護筒，即先挖坑或先鉆孔再將護筒埋入，采用這種方式，第一施工量大，需要挖掘機等施工設備；第二在鉆預埋孔時會出現(xiàn)塌孔

8、，出現(xiàn)邊塌邊鉆，邊鉆邊塌的現(xiàn)象。 鋼護筒驅動裝備能在技術上解決此問題，這種裝備在回填土層、淺層砂卵石層、多溶洞石灰?guī)r層可發(fā)揮明顯優(yōu)勢。 作業(yè)機理：作業(yè)時動力頭通過驅動盤、連接盤、鋼護筒驅動連接器將轉矩傳遞給鋼護筒、護筒靴，使鋼護筒、護筒靴產(chǎn)生旋轉運動；同時，旋挖鉆機加壓裝置下壓動力頭并通過動力頭將下壓力傳遞給鋼護筒、護筒靴。這樣邊向下壓邊旋轉的運動使護筒鉆入地層，鋼護筒鉆入與鉆機取土交替進行，保證了在回填土層、淺層砂卵石層、多溶洞石灰?guī)r層不塌空、不漏水、不浪費混凝土情況下高效作業(yè)。,成孔時應符合下列規(guī)定： 1 鉆桿應保持垂直穩(wěn)固，位置準確。 2 鉆進速度應根據(jù)地層變化情況及時調整； 3 鉆進過

9、程中，應隨時清理孔口積土，遇到地下水、塌孔、縮孔等異常情況時，應及時處理。,旋挖鉆灌注樁成孔形式： 1.干作業(yè)旋挖成孔 干作業(yè)旋挖成孔適用于地下水位以上的素填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及風化巖層。 干作業(yè)旋挖成孔灌注樁的施工工藝流程如下： 2.濕作業(yè)旋挖成孔 濕作業(yè)（即穩(wěn)定液護壁）旋挖成孔適用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化巖層。 濕作業(yè)旋挖成孔灌注樁的施工工藝流程如下：,常用穩(wěn)定液性能表,3.套管護壁旋挖成孔 套管護壁旋挖成孔適用于地下水位較高、有承壓水的砂層、厚度較大的淤泥、淤泥質土層。 套管護壁旋挖成孔灌注樁的施工工藝流程如下。 旋挖鉆機、搓管機應有專人分別操作

10、，不得壓碰搓管機控制系統(tǒng)的高壓油管。 在下入第一節(jié)帶切削刃的前導套管后，宜進行前導孔的施工。搓管機帶動套管鉆進時，應隨著鉆孔深度的增加依次下入套管，套管的深度應滯后前導孔0.52.0m。套管安裝應進行對中，上下兩根套管應保證連接牢固。 套管進入穩(wěn)定地層不宜小于2m。 混凝土灌注至套管底部1.02.0m以上時, 搓管機應活動并起拔套管；混凝土的灌注速度應和套管的起拔速度保持一致，始終保持混凝土灌注面在套管底部1.02.0m以上。,4.復合工藝旋挖成孔 復合工藝旋挖成孔適于漂石層、中硬巖石地層。 沖抓錐配合旋挖鉆機成孔應符合下列要求： 適用于在漂石層成孔。 孔口護筒埋設應位置準確、牢固，護筒尺寸應

11、大于樁徑300mm。 沖抓施工過程中，應始終保持孔內穩(wěn)定液液面的高度，及時進行孔內穩(wěn)定液補充。 旋挖鉆機應有自動放繩機構。 潛孔錘配合旋挖鉆機成孔應符合下列要求： 適用于中硬巖石地層中的大直徑嵌巖樁成孔。 用潛孔錘在大直徑樁孔內施工達到樁孔孔深的多個小口徑鉆孔，鉆孔宜呈梅花型布置，利用旋挖鉆機鑿巖螺旋鉆頭對鉆孔進行全面破碎直至設計孔深。,液壓振動錘配合旋挖鉆機成孔應符合下列要求： 宜用于水上、水下的樁基成孔。 應事先安排鉆孔的施工順序，先用振動錘將一定數(shù)量的鋼護筒振沉至設計深度，然后旋挖鉆機開始成孔施工，直至設計孔深。 在施工前應對鋼護筒被夾持部位檢查，宜根據(jù)需要對夾持部位做必要的加固處理。,

12、成孔鉆進注意事項 不論孔內有無地下水和表層土質如何，均需設置表層護筒，護筒至少需高出地面30cm。在表層護筒插入到預定深度以前，均需使用鉆頭的鉸刀。 為防止鉆斗內的土砂掉落到孔內而使穩(wěn)定液性質變壞或沉淀到孔底，斗底活門在鉆進過程中始終應保持關閉狀態(tài)。 必須控制鉆斗在孔內的升降速度。因為如果快速地上下移動鉆斗，那么水流將以較快的速度由鉆斗外側和孔壁之間的空隙中流過，導致沖刷孔壁；有時還會在上提鉆斗時在其下方產(chǎn)生負壓而導致孔壁坍塌，所以應按孔徑的大小和土質情況來調整鉆斗的升降速度。鉆斗的升降速度參考下表。,在有漿鉆孔時鉆斗的升降速度主要指標參考值：,按照鉆孔阻力大小，考慮必要的扭矩，來決定鉆斗合適

13、轉數(shù)。 鉆斗轉速參考值,在樁端持力層中鉆進時，需考慮由于鉆斗的吸引現(xiàn)象使樁端持力層松馳，為此上提鉆斗時應緩慢。如果樁端持力層傾斜時，為防止鉆斗傾斜，應稍加壓鉆進。 為防止孔壁坍塌，應確?？變人桓叱龅叵滤?m以上。在鉆進或提升鉆頭過程中始終保持同一液面，特別是不應缺漿，否則將造成鉆孔坍塌的危險。旋挖鉆機泥漿補充一般采用泵送方式，因此泵的能力應達到一定的標準。目前工程上常用的是3PNL泵。 清孔。鉆斗的刀刃是傾斜的，會擾動孔底土層；鉆進時鉆渣和回落土多少會沉淀于孔底，因此清渣工作很重要。 第一次孔底處理：在鋼筋籠安放前進行，一般用撈渣鉆斗來排除沉渣；如果沉淀時間較長，則應采用水泵進行循環(huán)處理。

14、 第二次孔底處理：在混凝土灌注前進行，通常采用泵吸或氣舉法進行。,清孔,清孔方法選擇表,鋼筋籠制作及安裝,鋼筋籠制作與安裝允許偏差,鋼筋籠的吊放應對準孔中心，避免碰撞孔壁，應緩慢垂直自由下放，兩節(jié) 鋼筋籠孔口對接時應從垂直兩個方向校正鋼筋籠垂直度，對接接頭宜采用幫條焊或搭接焊，鋼筋籠就位后應立即固定。,混凝土制備及灌注,對于干作業(yè)成孔，灌注混凝土前應再次檢查孔底，確?？椎赘蓛魺o虛土等雜物。灌注混凝土應采用串筒或導管，串筒或導管下口距孔底不宜大于2.0m；擴底樁灌注混凝土時，第一次應灌到擴底部位的頂面，隨即振搗密實；灌注樁頂以下5m范圍內混凝土時，應隨灌注隨利用插入式振動器搗密實，每次灌注高度不

15、得大于1.5m。樁頂宜超灌0.3m以上，確保樁頂質量。 對于濕作業(yè)成孔，灌注混凝土前應再次檢查孔底，若沉渣厚度超標應二次清孔，合格后應立即灌注混凝土。 水下灌注混凝土應符合下列規(guī)定： 水下灌注混凝土配合比應通過試驗確定，混凝土必須具備良好的和易性；坍落度宜為180220mm；水泥用量不應少于360kg/m3，當摻入粉煤灰時水泥用量可不受此限。 水下灌注混凝土的含砂率宜為4050，并宜選用中粗砂；粗骨料可選用碎石或卵石，粗骨料的最大粒徑應小于40mm，且不得大于鋼筋間距最小凈距的1/3。 水下灌注混凝土宜摻緩凝劑、減水劑等外加劑。,導管使用應符合下列規(guī)定： 導管接頭宜采用雙螺紋方扣快速接頭，導管

16、接頭處外徑應至少比鋼筋籠內徑小100mm以上；對于直徑大于1.0m的樁，導管直徑不宜小于250mm；接頭導管的分節(jié)長度可視工藝要求確定，宜配備長度0.5m1.0m短節(jié)，底管長度不宜小于4m。 整套導管在使用前應進行試壓試驗，試水壓力可取為0.61.0MPa。 導管應居中下放，兩節(jié)導管連接應安裝密封橡膠圈。 每次灌注后應對導管內外清洗干凈，并宜對接頭涂抹黃油進行養(yǎng)護。,灌注水下混凝土的質量控制應滿足下列要求： 開始灌注混凝土時，導管下口至孔底的距離宜為300500mm。 應保證足夠的混凝土初灌量，確保導管下口一次埋入混凝土灌注面以下不應少于0.8m。 導管埋入混凝土深度宜為26m。嚴禁將導管提出

17、混凝土灌注面，并應控制提拔導管速度，應有專人測量導管埋深及管內外混凝土灌注面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。 灌注水下混凝土必須連續(xù)無中斷，每根樁的灌注時間應按初盤混凝土的初凝時間控制，對灌注過程中的故障應記錄備案。 提出導管前應對孔內混凝土灌注面高度進行測量，樁頂超灌高度應不小于0.8m，鑿除浮漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計強度等級。 混凝土試塊應現(xiàn)場留置，留置數(shù)量應符合現(xiàn)行國家標準建筑樁基技術規(guī)范JGJ94的要求。,鉆孔灌注樁施工事故與預防,鉆孔灌注樁施工中常遇到的事故如下： 塌孔 吸鉆 鉆孔傾斜 縮徑 超方 卡鉆 鉆不進 斷鉆桿,塌孔 泥漿塌孔：泥漿比重過低，孔壁支撐壓不足

18、塌孔；泥漿比重過大，擴散速度快，地層遇水松散、剝落塌孔；泥漿PH值大于11，泥漿膠體變?yōu)閼腋∫憾謱悠鸩坏阶o臂作用塌孔；泥漿位偏低塌孔；泥漿材料不對塌孔；護臂周邊土松動漏漿塌孔；地下洞穴造成漏漿塌孔；底層漏漿嚴重而塌孔；泥漿補充不及時而塌孔。 涌水塌孔：承壓水壓力被釋放而造成涌水塌孔；漲潮造成涌水塌孔。 支撐破壞塌孔： 地下河沖塌孔壁 大型機械對有振動流動性地層的振動造成塌孔 操作塌孔：提放鉆速度過快塌孔；鉆進速度過快塌孔；鉆機轉速過高塌孔；泥漿擾動塌孔；冒鉆塌孔；形成抽吸活塞塌孔；對不準孔心撞擊塌孔。,塌孔預防措施 正確選擇泥漿比重 正確選擇泥漿PH值 預測并保證泥漿位 預測并觀察漏漿，及時

19、補充泥漿 針對性選擇不同層深的護壁方法 預測承壓水和漲潮，采取合理的鉆進工藝 預測朽木和漂石，采取相應的鉆具和鉆進速度 有地下河時選好鉆進工藝 避開與大型機械同時作業(yè)，鉆孔灌注后樁孔5米內8小時內不準大型機械通過 針對土質選擇合理的操作方法,吸鉆 吸鉆的種類：流塑粘土吸鉆；膨脹土吸鉆；鉆孔冒鉆吸鉆；鉆斗在粘土中靜止時間太長吸鉆；鉆具結構不合理吸鉆。 預防措施：選好或改造鉆具；掃孔；不準冒鉆，不準在粘土中停留時間太長；有流塑粘土和膨脹土時，提鉆速度不宜過快。,鉆孔傾斜 產(chǎn)生原因：鉆桿豎直度不夠；軟硬互層鉆具選擇不合理；沒有預測和處理地下洞穴；沒有清除孔壁探頭石 預防措施：常常觀察水平儀，糾正鉆桿傾斜；在軟硬互層選擇平頭鉆具、雙進土口鉆斗，避免產(chǎn)生鉆孔導向傾斜；有地下溶洞時要采取填充溶洞或加設護筒等防止鉆孔傾斜的措施；有探頭石要采取兩步鉆進法，即先松動再取土。,縮徑 產(chǎn)生原因： 在流塑粘土層鉆孔未采取相應的措施 在膨脹土層鉆孔未采取相應的措施 預防措施： 掃孔 不要提鉆過快 預防吸鉆 保證鉆具流水暢通,超方 產(chǎn)生原因：主機晃動嚴重；鉆具選用不合理；泥漿配比與土質不符造