陆上钻孔灌注桩施工培训材料PPT课件

陆上灌注桩基础陆上灌注桩基础施工技术学习材料施工技术学习材料2 目录一、发展概况二、钻孔桩定义三、钻孔桩类型四、施工准备五、施工方法及工艺六、常见问题及处理措施*3 我国应用钻孔灌注桩始于20世纪60年代初，首先在桥梁和港口建设中采用。1963年冬在河南安阳冯宿桥的两座桥台中首先利用了钻孔灌注桩基础。钻孔使用的是水利部门打井用的大锅锥，用人力推磨方式钻孔。孔径一般为6070cm。接着在河南竹竿河和白河两座大桥扩大应用，国内其他一些省、市也相继推广，1965年4月交通部在河南召开钻孔桩技术鉴定会，认为它是一项重大技术革新，成为公、铁路桥梁下部基础的首选形式，风靡全国。 发展概况*4 1、基础打桩是为了增加地基承载力，由于结构物所处地带天然地基土层承载力不足，需设置柱基础。上部的荷载传递到墩台，然后将荷载传递至桩，依靠桩端的持力层及桩间土的摩擦力将荷载均布到大地。 2、灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。钻孔桩定义成孔形式湿成孔法：就是在泥浆的帮助下成孔；干成孔法：没有泥浆的情况下施工。湿成孔法采用的机械有：潜水钻机，潜水钻机分为：正循环排渣和反循环排渣两种方式，冲击钻成孔、冲抓锥成孔、旋挖钻成孔。干成孔法采用的机械有：旋挖钻机、人工挖孔、洛阳铲等。*5*6 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。 冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。 冲击钻成孔*7旋挖钻成孔*8旋挖钻成孔*10 施工前保证“四通一平”就是施工现场水通、电通、路通、通讯要通；一平是施工现场要平整。 在施工前以对施工场地进行了详细调查，并用人工挖探沟，以确定地下无管线，确定后方可开始施工。 在旱地上清除杂物，换填软土，平整压 实，场地位于陡坡时，可用枕木或型钢 等搭设工作平台。施工准备*11 1、场地平整完成后，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固的十字护桩并将其压实； 2、按照测量确定的位置埋设护筒。钢筋笼采用集中分节制作，现场吊装； 3、混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输，导管法灌注水下混凝土。施工准备埋设钻孔护筒搭设作业平台桩机就位钻 孔成孔检测清孔安放钢筋笼安放导管浇筑水下混凝土拔出导管、护筒基桩检测施工工艺*12测量放样*13 1、将钻渣利用泥浆带出,并保护孔壁不致坍塌。再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来,从而完成钻孔灌注桩的施工。 2、选用粘土、膨润土、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：比重：一般地层1.021.10；黏度：一般地层为18s22s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%；pH值：811。制备泥浆*14制备泥浆*15泥浆池、沉淀池设置*16泥浆池、沉淀池设置*18 1、护筒采用钢板卷制，其内径应大于桩径至少200mm； 2、护筒埋设定位时，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm，护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1%，护筒顶高于地面0.3m，埋置深度宜为24m。钢护筒*19护筒安装*20 钻机就位前，对钻孔前各项准备工作进行检查，且应进行详细的物探工作，避免桩基施工对管线的破坏，如发生冲突，尽量迁移管线，无法迁移需调整桩位时通知设计人员进行处理； 钻机安装就位后，不得产生位移或沉陷。钻机钻头中心与钢护筒中心位置偏差不大于50mm。钻机就位 *21旋挖钻钻孔*22冲击钻钻孔*23 在钻进过程中，每进尺23m应检查竖直度并做好钻孔记录，记录内容应包括孔位、孔口高程、开钻时间、累计钻进深度、泥浆比重、钻进时间及钻杆长度、地质情况的描述参数等；现场记录*24 1、钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，每钻进2m或地层变化处均应捞取钻渣样品，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。渣样留取留样盒*26检孔器验孔项项目规规定值值或允许许偏差钻钻孔桩桩孔的中心位置（mm）50孔径（mm）不小于设计桩 径倾斜度（%）钻孔：1孔深（m）摩擦桩：不小于设计规 定支承桩：比设计 深度超深不小于0.05沉淀厚度（mm）摩擦桩：100支承桩：50清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10；黏度：1720Pa.s；含砂率：98%*27成孔质量标准*28 1、钻孔过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整。 2、钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用。 3、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。 4、因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。同时保持孔内规定的水头和要求的泥浆浓度、黏度，以防坍孔。钻孔注意事项*29第一次清孔*30泥浆比重试验*31 1、主筋外缘至混凝土表面净保护层厚度75mm； 2、桩基加强筋设在主筋内侧，自上而下每2m一道至钢筋笼底部； 3、钢筋骨架保护层采用焊接钢筋“耳朵“的方法设置，沿钻孔竖向每隔2m设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。钢筋笼的加工*32钢筋笼加工滚焊机编号项目允许偏差检验 方法及频率1钢筋骨架长10mm尺量：按骨架总数30%抽查2钢筋骨架直径5mm3受力钢筋间距20mm尺量：每构件检查 2个断面4箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距10mm尺量：每构件检查 510个间距5弯起钢筋位置20mm尺量：每骨架抽查30%6保护层 厚度10mm尺量：每构件沿模板周边检查8处钢筋骨架的检验标准 钢筋笼在钢筋加工场检验合格后，利用炮车运送至工地，现场采用直螺纹套筒接长钢筋笼，吊车吊装，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中出现浮笼现象。钢筋笼的运输钢筋笼的安装 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，起吊前应在加强骨架内焊接三角支 撑，以加强 其刚度。加强筋内三角支撑 1、采用有产品合格证，一端有密封盖的连接套，套筒表面应有规格标记； 2、连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损； 3、在水平钢筋连接时，一定要将钢筋托平对正后，再用工作扳手拧紧。钢筋下料钢筋套丝头接头工艺检查钢筋、套筒拧紧连接质量检查直螺纹套筒连接工艺直螺纹套筒直螺纹套筒直螺纹丝扣质量较好检测管安装 1、检测管采用54*1.5mm钢管，上端高出桩基础顶面650mm，接头处用60*2.75mm的钢管焊接，下端用钢板封底焊接，不可漏水，浇筑混凝土前，将其灌满清水，上口用塞子堵死； 2、当桩径D1.8m，检测管根数为3根，桩径D1.8m，检测管根数为4根，沿钢筋笼内侧等间距布置。检测管安装 1、导管用内径30cm的钢管，每节长2.5m，配12节长11.5m短管，导管采用丝扣连接，并在两丝扣之间设置橡胶止水垫密封；导管安装 2、导管使用前，应进行水密性试验： 在方木上安装放置导管，将其连成一体，对导管连接顺序进行编号，然后上好前、后封盖；导管安装 向拼装好的导管内灌入水，连接好管路，利用加压设备向导管内输入的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，同时不小于导管壁可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍； 将导管在恒压下前后滚动，并持压观察其接口处是否漏水、周身是否有变形，来验证导管的密封性、承压和抗拉性能；导管安装 1、利用导管进行第二次清孔； 2、待孔内泥浆比重、黏度、含砂率等达到规范要求，且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后，清孔完成，应立即进行水下混凝土灌注。二次清孔 计算公式：V =D 2（H1+H2）/4+d 2h1/4式中： V-灌注桩首批混凝土所需数量（m）； D-桩孔直径（m） H1-桩孔底至导管底端间距，一般为0.30.4m； H2-导管初次埋置深度（m）； d-导管内径（m） h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H2 时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）。首批封底混凝土 h1 = HWw/C HW-桩孔内水或泥浆的深度（m）； w-桩孔内水或泥浆的重度（kN/m）； C-混凝土拌和物的重度，取24kN/m。首批封底混凝土 V =D 2（H1+H2）/4+d 2h1/4 D-桩孔直径2.0m； H1-桩孔底至导管底端间距，取0.4m； H2-导管初次埋置深度，取1.0m； d-导管内径，取0.3m； h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H2 时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）。 以本标段最大桩基为龙塘东特大桥21-3#桩为例（桩基直径2.0m，桩长L=53.1m），首批封底混凝土计算如下：h1 = HWw/C HW-桩孔内水或泥浆的深度取55.1m； w-桩孔内水或泥浆的重度取11kN/m； C-混凝土拌和物的重度取24Kn/m。h1 =55.1*11/24 =25.25 V =3.14*2 2（0.4+1）/4+3.14*0.3 2*25.25/4 =4.396+1.784 =6.18m 由上计算可知，直径2.0m桩基首批混凝土封底方量为6.18m，现场选用2.5m料斗，8m混凝土罐车，进行连续浇筑，能够满足灌注桩对首封混凝土的要求。首批封底混凝土及料斗大小的选择 采用直升导管法进行水下混凝土的灌注,施工程序见下图。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间时用钻架吊放拆卸导管。 1 2 3 4 5 6直升导管法施工程序图灌注方法混凝土坍落度检测坍落度检测方法及工具 混凝土灌注前进行坍落度、含气量、入模温度等检测。 1、灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。 2、导管的埋置深度应控制在26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深； 3、在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应进行现场记录。灌注过程中注意事项 4、灌注的桩顶高程应比设计高程高出不小于0.5m，当存在地质较差、孔内泥浆密度过大、桩径较大等情况时，应适当提高其超灌的高度。 5、超灌的多余部分在墩台施工前应凿除，凿除后的桩头应密实、无松散层。灌注过程中注意事项 1、灌注完成后，在机械的作用下，人工进行配合拆卸导管时，注意不要挂碰钢筋笼，使其位置移动。 2、拆卸下来的导管采用清水进行立即冲洗，防止局部混凝土黏贴在导管壁内，影响下次使用。灌注完成 切割机在桩顶环切2道切割带，用风镐剥离钢筋，后沿切割带加钻顶断桩头，将桩头吊出。破除桩头环切法破桩头主要方法有：1、静荷载试验法2、声波透射法3、钻芯取样法4、动力测桩法桩基础的检验方法 1、导管堵塞： 原因： 导管漏气，密封不严，使混凝土有渗出现象，并且在导管内无法形成一定的压力，不利于混凝土的流动。 混凝土灌注过程中，灌注时因导管下端距孔底间隙太小，或导管埋深计算不准确，埋管过长，混凝土流动不畅造成堵管。 混凝土水灰比过大，坍落度过低，混凝土离析严重，粗骨料集中在一起而堵管。 灌注中遇到意外情况而中断，灌注时间过长，使混凝土在管内停留时间过长而失去流动性，甚至初凝，造成堵管。施工中常见问题及处理 解决措施： 导管使用前试拼装、试压、检验导管的密封性。 正确的量测出孔深以及导管长度，一般导管口具孔底应保持3040cm左右，同时每斗灌注结束后要准确的量出混凝土面距孔口距离，掌握好导管的拆卸长度，保证导管的埋深在26m。 在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，坍落度当孔径D1.5m时宜为180mm220mm，D1.5时宜为160mm200mm。 对于由于混凝土质量、隔水塞等原因堵管，可用粗长钢筋或竹杆疏通管内混凝土，或用铁锤敲振导管处理。由于导管底部距孔底偏小，混凝土流动不畅发生堵管，可将导管慢慢提升(高度应控制在0.5m左右) 并进行抖动，待混凝土流动后，再将导管下降，继续灌注。对于上述方法均无效时及时拔出导管，