濟(jì)青高鐵二分部-鉆孔樁培訓(xùn)課件

1、鉆孔樁灌注施工培訓(xùn) 濟(jì)青高鐵二分部工程部 2016.03.12鉆孔灌注樁是指采用不同的鉆孔方法，在土中形成一定直徑的井孔，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，將鋼筋骨架（籠）吊入井孔中，灌注混凝土形成的樁基礎(chǔ)。施工主要工序場地準(zhǔn)備 埋設(shè)護(hù)筒 制備泥漿 鉆孔一次清孔 鋼筋籠入孔 二次清孔 樁基砼澆筑 成孔 下導(dǎo)管和鋼筋籠 灌注水下混凝土 成樁（一）場地準(zhǔn)備旱地：平整、夯實場地淺水：筑島深水：圍檁法（二）埋設(shè)護(hù)筒 1、護(hù)筒的作用：護(hù)筒的作用： 固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入，防止地面泥土等雜物掉入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時引導(dǎo)鉆頭的方向。 2.護(hù)筒的制作要求：護(hù)筒的制作要求： 護(hù)筒通常采用鋼筋混凝土和

2、鋼制兩種，視具體情況而定。鋼護(hù)筒厚48mm，鋼筋混凝土護(hù)筒厚810cm 。護(hù)筒上部設(shè)12個溢漿孔， 護(hù)筒的內(nèi)徑比鉆孔樁設(shè)計直徑稍大。用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔的宜加大2030厘米；用沖擊鉆和沖抓鉆鉆孔的宜加大3040厘米。 3.護(hù)筒的埋設(shè)要求護(hù)筒的埋設(shè)要求 鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒。 埋設(shè)護(hù)筒可采用挖埋或錘擊、振動、加壓等方法。 埋置深度一般情況為24米，特殊情況應(yīng)相應(yīng)加深或減少。 護(hù)筒頂端高程應(yīng)滿足孔內(nèi)水位設(shè)置高度的要求；一般高于地面30cm-50cm;（三）泥漿制備泥漿作用： 在孔壁形成泥皮穩(wěn)定孔壁、懸浮鉆渣、潤滑鉆具 、正循環(huán)排渣。 組成及要求： 水：水的PH值78之

3、間，不含雜質(zhì) 粘土（或膨潤土）：塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.005mm顆粒含量多于總量的50%，相對密度為1.11.5 添加劑：無機(jī)：純堿等促使顆粒分散、防止凝聚下沉有機(jī)：丹寧液、拷膠液等降低粘度泥漿指標(biāo)檢測儀（四）鉆架與鉆機(jī)就位要求 能夠承受鉆具和其他輔助設(shè)備的重量，具有一定的剛度，具有足夠的高度。 鉆孔過程中，成孔中心必須對準(zhǔn)樁位中心，鉆架必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。 鉆架安裝就位時，應(yīng)詳細(xì)測量，底座應(yīng)用枕木墊實、塞緊，頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查。（五）鉆孔 1、沖擊法 2、沖抓法 3、旋轉(zhuǎn)鉆注意事項：1、能夠承受鉆具和其他輔助設(shè)備的重量，具有一定的剛度，具有

4、足夠的 高度。 2、鉆孔過程中，成孔中心必須對準(zhǔn)樁位中心，鉆架必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。 3、鉆架安裝就位時，應(yīng)詳細(xì)測量，底座應(yīng)用枕木墊實、塞緊，頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查。沖擊鉆機(jī)鉆孔 沖擊鉆機(jī)通過機(jī)架、卷揚(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。 沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭。 沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒，并準(zhǔn)備好護(hù)壁材料。沖擊鉆孔的施工要點鄰孔混凝土達(dá)2.5MPa后開鉆；開孔小沖程；孔深為鉆頭高加沖程后正常沖擊。中、低沖程： 中等沖程： 高沖程： 分級擴(kuò)鉆 12m 23m 35m 粘性

5、土 砂卵石等 基巖 十字形鉆頭鉆 風(fēng)化層 漂石密實卵石層 1.5m以上孔礫砂石等 徑分2級 管形鉆頭0.7m 以上孔徑分2-4級全套管沖抓成孔 特點：無噪音，無振動；不使用泥漿；挖掘時可以很直觀地判別土壤及巖性特征，對于端承樁，便于現(xiàn)場確定樁長；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不會產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，成孔質(zhì)量高。成樁質(zhì)量高；成孔直徑標(biāo)準(zhǔn)，充盈系數(shù)很?。磺蹇讖氐?，速度快；自行式，便于現(xiàn)場移動。沖抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機(jī)架和卷揚(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚(yáng)機(jī)提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去

6、土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護(hù)筒安裝要求、泥漿護(hù)壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。 沖抓錐頭示意圖回轉(zhuǎn)鉆成孔回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動力裝置帶動鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動，從而帶動有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)用于泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁，成孔方式為旋轉(zhuǎn)成孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。3.1 正循環(huán)成孔 正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是以鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆具旋轉(zhuǎn)切削巖土，同時利用泥漿泵向鉆桿輸送泥漿（或清水）沖洗孔底，攜帶巖屑的沖洗液沿鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀空間上升，從孔口流向沉淀池，凈化后再供使用，反復(fù)運行，由此

7、隨著鉆渣的不斷排出，鉆孔不斷地向下延伸，直至達(dá)到預(yù)定的孔深。由于這種排渣方式與地質(zhì)勘探鉆孔的排渣方式相同，故稱之為正循環(huán)，以區(qū)別于后來出現(xiàn)的反循環(huán)排渣方式。 隨著鉆渣的不斷排出，鉆孔不斷地向下延伸，直至達(dá)到預(yù)定的孔深。由于這種排渣方式與地質(zhì)勘探鉆孔的排渣方式相同，故稱之為正循環(huán)，以區(qū)別于后來出現(xiàn)的反循環(huán)排渣方式。 特點：排渣能力比較弱, 鉆進(jìn)速度較慢,鉆具的磨損也比較大，但工藝比較簡單,容易操作,正循環(huán)鉆機(jī)的價格也比較便宜。 適用：粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂、卵礫石層、基巖3.2 反循環(huán)成孔 反循環(huán)鉆機(jī)的泥漿的循環(huán)方式則正好相反，泥漿由孔外流入孔內(nèi)，由真空泵或其他方法（如空氣吸泥機(jī)等）將鉆

8、渣通過鉆桿中心從鉆桿頂部吸出，或?qū)⑽鼭{泵隨同鉆錐一同鉆進(jìn)，從孔底將鉆渣吸出孔外。 特點：反循環(huán)鉆機(jī)排渣能力比較強(qiáng),但工藝比較復(fù)雜,操作不當(dāng)容易引起塌孔埋鉆,而且反循環(huán)鉆機(jī)價格比較高。 適用：同正循環(huán)。 反循環(huán)鉆結(jié)構(gòu)示意圖3.3 潛水鉆成孔 潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)，其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。潛水鉆成孔前，孔口要埋設(shè)鋼板護(hù)筒。旋挖鉆成孔 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(dá)1.54m，最大成孔深度為6090m，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。（六）清孔 目的：

9、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。 方法： 抽漿清孔 換漿清孔 掏渣清孔循環(huán)排渣方法（七）安放鋼筋籠 清孔后應(yīng)立即安放鋼筋籠、澆混凝土。鋼筋籠在鋼筋加工廠按照技術(shù)交底制作，制作時要求主筋環(huán)向均勻布置，箍筋直徑及間距、主筋保護(hù)層、加勁箍的間距等均應(yīng)符合設(shè)計要求。分段制作的鋼筋籠，其接頭采用單面焊接10d或雙面焊接5d。鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于75mm。可主筋外側(cè)需安設(shè)墊塊，以確保保護(hù)層厚度。為了防止鋼筋籠變形，可在鋼筋籠上每隔2m設(shè)置一道加強(qiáng)箍，并在鋼筋籠內(nèi)每隔3 4m裝一個可拆卸的十字形臨時加勁架，在吊放入

10、孔后拆除。吊放鋼筋籠時應(yīng)保持垂直、緩緩放人，防止碰撞孔壁。 注意事項： 1. 鋼筋骨架一般每隔22.5米設(shè)置加強(qiáng)箍筋一道； 2. 鋼筋骨架可分段制作；要確保保護(hù)層厚度； 3. 鋼筋骨架運輸無論采用何種方法，均不得使骨架變形； 4.鋼筋骨架可采用鉆機(jī)塔架、扒桿或起吊機(jī)吊起，對準(zhǔn)護(hù)筒中心緩慢下放至設(shè)計標(biāo)高； 5.下放鋼筋骨架應(yīng)防止碰撞孔壁； 6.在下鋼筋籠時，可拆卸的十字形臨時加勁架要完好拆除，便于重復(fù)安裝使用，節(jié)約鋼材； 7.鋼筋籠主籠副籠焊接要滿足單面焊接10d或雙面焊接5d要求； 8.聲測管焊接要順直，保證不漏水，防止泥漿、灰漿進(jìn)入，影響檢查； 9.接地鋼筋焊接必須滿足焊接要求且保證自上而下

11、為同一根鋼筋，焊渣要敲掉，以便保證后期電阻檢查過關(guān)；（八）水下混凝土灌注1、泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。 2、水下混凝土宜比設(shè)計強(qiáng)度提高一個強(qiáng)度等級，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗確定。 3、澆筑方法有：導(dǎo)管法、泵壓法、開底容器法、預(yù)填骨料壓漿法、 袋裝疊置法、傾注法，水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法。 4、采用導(dǎo)管法澆筑時，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進(jìn)入水中。 水下混凝土灌注過程 澆注水下混凝土不能將混凝土直接傾倒于水中。因為當(dāng)混凝土

12、直接與水接觸穿過水層時，骨料和水泥很快將產(chǎn)生分離，骨料很快沉入水底，而水泥在較長時間內(nèi)呼吁懸浮狀態(tài)，當(dāng)其下沉?xí)r，已凝結(jié)硬化。因此水下混凝土的澆注，必須在與周圍環(huán)境水隔離的條件下進(jìn)行。灌注要求導(dǎo)管宜分段制作，每節(jié)長2米左右，最下端一節(jié)宜為36米，采用法蘭連接，導(dǎo)管應(yīng)不漏水、不漏氣。為保證水下灌注混凝土的速度和質(zhì)量要求，導(dǎo)管上應(yīng)采用混凝土儲料斗。水下灌注混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停頓。導(dǎo)管在混凝土中埋入深度一般為24米，在任何情況下不得小于1米或大于6米。導(dǎo)管提升過程中，應(yīng)保持位置居中，軸線垂直，逐步提升?；炷翆嶋H灌注高度應(yīng)比設(shè)計樁頂高出一定高度。高出的高度應(yīng)根據(jù)樁長，地質(zhì)條件和成孔工藝等因素合

13、理確定，其最小高度不宜小于樁長的5%，且不小于2米。在灌注接近結(jié)束時，由于導(dǎo)管混凝土柱高度減小，壓力降低，而導(dǎo)管管外的泥漿稠度增加，如出現(xiàn)混凝土面上升困難時，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進(jìn)行。現(xiàn)場混凝土塌落度實驗、混凝土溫度、混凝土含氣量檢測1.塌落度實驗2.溫度檢測 接觸式測溫儀 紅外線測溫計3.混凝土含氣量檢測（九）質(zhì)量通病及處理措施 1.坍孔 主要原因： (1)使用的泥漿不符合要求，粘土質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)或泥漿比重不足，起不到護(hù)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(qiáng)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

14、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(yù)防措施，造成坍孔。應(yīng)對措施發(fā)生坍孔后，應(yīng)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(hù)筒底腳處，根據(jù)實際情況，可以立即拆除護(hù) 筒，回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒后，再鉆進(jìn)；采用加長護(hù)筒， 使護(hù)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(yán)重，則可以加大泥漿比重，繼續(xù) 鉆進(jìn)；若坍孔較為嚴(yán)重時，則應(yīng)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)

15、定后，重新鉆進(jìn)，時刻注意 不良現(xiàn)象的發(fā)生。 2.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(jìn)中選用的轉(zhuǎn)速不當(dāng)使鉆桿扭轉(zhuǎn)或彎曲折斷；（2）地質(zhì)堅硬，進(jìn)尺太快，超負(fù)荷引起鉆具斷裂；（3）卡鉆(埋鉆)時強(qiáng)扭、操作不當(dāng)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(yīng)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(yīng)首先清孔，使 掉入孔中的鉆具露出來，以便用打撈工具打撈，或者 潛水員下去打撈。 3.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(dǎo)管卡住鋼筋籠，將鋼筋籠提出。預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格控制混凝土坍落度控制在180mm220mm.（2）當(dāng)導(dǎo)管口在混凝土底部時，控制灌注速率并及時 拆管。（3）校核導(dǎo)管中心位置。 4.斷斷樁樁 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(dǎo)管拔過混凝土面造成的。 （3）首灌混凝土未成功封底。 （4）導(dǎo)管焊縫或接頭漏水，造成導(dǎo)管內(nèi)溢水。 應(yīng)對措施： （1）在灌注混凝土開始不久出現(xiàn)的問題，應(yīng)迅速拔出導(dǎo)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