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(gòu)物中心行政人員講座2024/8/182目錄1.鉆孔灌注樁國(guó)內(nèi)發(fā)展簡(jiǎn)史2.鉆孔灌注樁種類(lèi)及特點(diǎn)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(guó)內(nèi)發(fā)展簡(jiǎn)史樁基礎(chǔ)按制作工藝分為兩種①預(yù)制樁鋼筋混凝土預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)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(shè)計(jì)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(yù)制樁相比，可節(jié)省鋼材，在持力層起伏不平時(shí)，樁長(zhǎng)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。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(kuò)灌注樁等。我國(guó)鉆孔灌注樁(簡(jiǎn)稱(chēng)鉆孔樁)，是從1960年開(kāi)始試驗(yàn)、研究，通過(guò)在使用中不斷改進(jìn)，逐步發(fā)展起來(lái)的一種基礎(chǔ)施工的新形式。鉆孔樁的問(wèn)世，可以說(shuō)是基礎(chǔ)施工技術(shù)上進(jìn)行的一次革命。多年來(lái)實(shí)踐證明，鉆孔樁具有許多優(yōu)點(diǎn)：主要是施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，可變水下作業(yè)為水上作業(yè)；大大簡(jiǎn)化了施工工藝，縮短了工期，降低了造價(jià)。因此基礎(chǔ)工程中廣泛地采用這一基礎(chǔ)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(fēng)險(xiǎn)，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(lái)大量的風(fēng)險(xiǎn)。二.灌注樁的種類(lèi)及特點(diǎn)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(dá)到設(shè)計(jì)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)。

鉆孔灌注樁的施工設(shè)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(jìn)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(guó)內(nèi)主要有手動(dòng)拉桿式和自動(dòng)式兩種。

在地基承載力較大的地質(zhì)情況下，無(wú)法采用回轉(zhuǎn)鉆和旋挖鉆。此刻采用沖擊鉆。優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)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(diǎn)：動(dòng)力功率大耗電率高，移動(dòng)不便，沖擊振動(dòng)有噪音影響周?chē)h(huán)境。需設(shè)泥漿池、沉淀池。手動(dòng)式拉桿式?jīng)_擊鉆：應(yīng)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?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩提升錘頭。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于堅(jiān)硬地層，可以人工控制錘頭的沖程，加大對(duì)地層的沖擊力度，縮短成孔時(shí)間。缺點(diǎn)：工作需要人工拉桿進(jìn)行操作，增大了人力支出。手動(dòng)拉桿式?jīng)_擊鉆自動(dòng)式?jīng)_擊鉆：近幾年的手動(dòng)式演化版，俗稱(chēng)磕頭鉆。主要優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)方便，鉆頭可自動(dòng)上下移動(dòng)打鉆節(jié)省人力。主要缺點(diǎn)：鉆頭沖程可調(diào)控范圍過(guò)小，碰到堅(jiān)硬地層不能用大沖程沖擊巖層。另一個(gè)缺點(diǎn)與其移動(dòng)方便相輔相成：輪胎易下陷。自動(dòng)式?jīng)_擊鉆2.回轉(zhuǎn)鉆：在泥漿護(hù)壁的條件下利用鉆頭旋轉(zhuǎn)的力對(duì)地層進(jìn)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。回轉(zhuǎn)鉆在粘土、亞粘土、淤泥類(lèi)土質(zhì)和粉砂層地質(zhì)施工中優(yōu)勢(shì)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(chē)載循環(huán)鉆，移動(dòng)方便快捷。但也需要配置泥漿池和沉淀池，容易造成施工場(chǎng)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(guò)鉆桿不斷的輸送到鉆井里,然后從鉆井井口自然的排出來(lái),同時(shí)把鉆渣帶出到地面上來(lái).優(yōu)點(diǎn)：護(hù)壁效果好，施工無(wú)振動(dòng)無(wú)噪音無(wú)擠壓。缺點(diǎn)：

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(lái),鉆井里殘留的沉渣比較多,影響了鉆進(jìn)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(lái)。優(yōu)點(diǎn)：循環(huán)能力和排渣能力都比較強(qiáng),不但排渣干凈,而且顆粒比較大的鉆渣也能排出來(lái)，使清孔時(shí)間大大短。且無(wú)噪音污染。缺點(diǎn)：水壓和泥漿比重管理不當(dāng)容易坍孔。

3.旋挖鉆:是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械．旋挖鉆機(jī)是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來(lái)的新型鉆孔設(shè)備。我國(guó)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始引進(jìn)吸收，但一直沒(méi)有取得太大的進(jìn)展。直到2001年中鐵集團(tuán)開(kāi)始在青藏鐵路上大面積推廣應(yīng)用旋挖鉆進(jìn)行樁基成孔。至此，旋挖鉆成孔施工工藝在國(guó)內(nèi)較大范圍內(nèi)迅速推廣.主要鉆進(jìn)工藝有三種：干式鉆進(jìn)、清水孔鉆進(jìn)和泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。其主要特點(diǎn)為自帶履帶移動(dòng)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(dá)1.5～4m，最大成孔深度為60～90m，可以滿足各類(lèi)大型基礎(chǔ)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(shè)計(jì)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(kuò)孔鉆具適合硬地層和不牢固巖層的擴(kuò)孔鉆適合密實(shí)的砂層、砂礫層和粘土層的擴(kuò)孔鉆適合不牢固巖層的擴(kuò)孔鉆適合硬地層和中等硬度巖層的擴(kuò)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(dǎo)管檢查沉砟厚度及泥漿指標(biāo)水下混凝土澆筑拔除護(hù)筒成樁質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)酀{沉淀池混凝土制備輸送拼裝導(dǎo)管檢查鋼筋籠制作檢查標(biāo)高施工準(zhǔn)備平整場(chǎng)地樁位放樣埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位開(kāi)孔鉆進(jìn)制作試件循環(huán)造漿抽砟成孔下導(dǎo)管和鋼筋籠灌注水下混凝土成樁簡(jiǎn)要圖示：陸地:清除雜物、換除軟土、平整壓實(shí)，場(chǎng)地位于陡坡時(shí)，也可用枕木、型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái)。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(shè)備大小等決定。

一.平整場(chǎng)地

為鉆機(jī)提供穩(wěn)定的作業(yè)平臺(tái)，防止鉆機(jī)偏移引起偏孔和鉆機(jī)傾覆及罐車(chē)沉陷等問(wèn)題。1.護(hù)筒的作用：（1）定位。（2）避免孔口周?chē)s物掉入孔內(nèi)。（3）保持泥漿水位，防止坍孔。2.護(hù)筒的制作要求：使用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔應(yīng)比鉆頭大約20cm，使用沖擊鉆機(jī)鉆孔應(yīng)比鉆頭大約40cm。2024/8/1824二.護(hù)筒埋置護(hù)筒是埋置于鉆孔樁孔口的一個(gè)圓筒，在進(jìn)行埋置護(hù)筒前必須進(jìn)行測(cè)量放樣，因護(hù)筒一經(jīng)埋置，樁位就已確定。3.護(hù)筒的埋置要求（1）鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位，護(hù)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(shè)護(hù)筒要采用人工挖孔埋設(shè)，外圍用粘土夯填。埋置深度一般情況為1—2米。（3）護(hù)筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時(shí)還應(yīng)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(rùn)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(jī)、沖擊鉆機(jī)使用管形鉆頭鉆孔時(shí)，入孔泥漿比重為1.1～1.25；沖擊鉆機(jī)使用實(shí)心鉆頭鉆孔時(shí)，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(jī)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(yīng)大于8。2024/8/18272024/8/1828泥漿三大指標(biāo)檢驗(yàn)儀器泥漿比重粘度含砂量四.鉆孔施工2024/8/1830（1）安裝鉆機(jī)前，底架應(yīng)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(hù)筒中心偏差不得大于5cm。（2）無(wú)論采用哪種方法鉆孔，開(kāi)孔的孔位必須準(zhǔn)確，應(yīng)使初成孔壁豎直、圓順、堅(jiān)實(shí)。（3）鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在沖擊鉆進(jìn)中取渣和停鉆后，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)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(shí)，起、落鉆頭速度宜均勻，不得過(guò)猛或驟然變速，孔內(nèi)出土不得堆積在鉆孔周?chē)?。?）鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，鉆孔過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查并記錄土層變化情況，并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)對(duì)孔位、孔徑、孔深進(jìn)行檢驗(yàn)，并填寫(xiě)鉆孔記錄表?？孜黄畈坏么笥?0cm。五.成孔檢查對(duì)孔徑、孔深、孔位、垂直度進(jìn)行檢查。探孔器對(duì)孔徑和垂直度進(jìn)行檢查。用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行檢查，測(cè)繩必須用鋼尺進(jìn)行校核。護(hù)樁交叉拉線對(duì)孔位進(jìn)行檢查。六.清孔鉆孔過(guò)程中會(huì)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(shí)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(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無(wú)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(yán)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(xiàng)：1.鋼筋骨架一般每隔2～2.5米設(shè)置加強(qiáng)箍筋一道；2.焊接定位鋼筋或滾輪確保保護(hù)層厚度；3.運(yùn)輸過(guò)程中不得使骨架變形。4.鋼筋骨架起吊機(jī)吊起，對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心緩慢下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高,鋼筋籠入孔后應(yīng)準(zhǔn)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(yīng)徐徐下放嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁;6.在安裝鋼筋籠時(shí)，宜采用三點(diǎn)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(duì)孔安放2024/8/1840鋼筋籠焊接2024/8/1841鋼筋籠套管連接421.導(dǎo)管使用前進(jìn)行試拼和水密性實(shí)驗(yàn)

。2.導(dǎo)管連接時(shí)，接口嚴(yán)密，不得漏水；導(dǎo)管管底距孔底距離為40cm.3.澆筑時(shí)，先將漏斗灌滿混凝土，首封量保證導(dǎo)管埋深1m。澆筑過(guò)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(shí)保證導(dǎo)管埋深2~6m，每根樁的澆筑時(shí)間宜在8小時(shí)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(hù)筒應(yīng)在混凝土初凝前拔出。八.灌注混凝土2024/8/1843導(dǎo)管試壓實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管拼裝好后兩端密封，注入70%的水，一端輸入計(jì)算好的風(fēng)壓值，滾動(dòng)數(shù)次，15min不漏水得為合格。2024/8/1844混凝土坍落度

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

凝土澆

筑過(guò)程

中的澆

筑標(biāo)高

監(jiān)測(cè)2024/8/1847根據(jù)水下混凝土澆筑標(biāo)高分節(jié)拆除導(dǎo)管2024/8/1848樁身完整性的檢驗(yàn)方法：（1）開(kāi)挖檢查（2）抽芯法（3）超聲波檢驗(yàn)法（4）動(dòng)測(cè)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(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(shí)，骨架偏位擺動(dòng)碰壞孔壁造成坍孔。(4)清孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)及時(shí)澆入混凝土，而且沒(méi)有采取預(yù)防措施，造成坍孔。應(yīng)對(duì)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(shí)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(zhǎng)護(hù)筒，使護(hù)筒通過(guò)震動(dòng)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(shí)，重鉆時(shí)，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(shí)，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(gè)鉆孔全部回填，暫停一段時(shí)間，使回填土沉積密實(shí)，水位穩(wěn)定后，重新鉆進(jìn)，時(shí)刻注意不良現(xiàn)象的發(fā)生。掉鉆主要原因：（1）鉆桿使用過(guò)久，連接處有損傷或接頭磨損過(guò)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(jiān)硬，進(jìn)尺太快，超負(fù)荷引起鉆具斷裂；（3）卡鉆(埋鉆)時(shí)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(dòng)，被剪斷，引起掉鉆。處理方法掉鉆后應(yīng)及時(shí)澄清情況，制定切實(shí)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(lái)，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(dòng)性不好。造成對(duì)鋼筋籠摩擦力大于鋼筋籠自重。（2）混凝土灌注速率過(guò)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180mm~220mm.（2）當(dāng)導(dǎo)管口在混凝土底部時(shí)，控制灌注速率并及時(shí)拆管。（3）校核導(dǎo)管中心位置。斷樁主要原因：（1）灌注過(guò)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(guò)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(duì)措施：（1）在灌注混凝土開(kāi)始不久出現(xiàn)的問(wèn)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(wèn)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(jìn)行灌注混凝土；（2）如灌注中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水或其他故障，如有充足的時(shí)間，在灌注混凝土不初凝的情況下，可將導(dǎo)管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法，重新插入導(dǎo)管，去掉底塞恢復(fù)灌注或直接將導(dǎo)管插入已灌注的混凝土中，并不小于2m，將導(dǎo)