桥梁基础钻孔灌注桩施工技术培训

桥梁钻孔灌注桩基础施工,2018/10/15,1,本任务重点、难点,教学重点：钻孔灌注桩施工工艺； 教学难点：灌注过程中常见的事故，引起的原因及处理办法。,灌注桩最早出现在100多年前的1893年的美国，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为很多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术，发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和桥梁等构筑物中被广泛应用。当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。,钻孔灌注桩施工工艺的发展及概念,钻孔灌注桩：是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。,2018/10/15,4,6.钻孔,7.终孔并第一次清孔,8.安放钢筋笼并下导管,9第二次清孔,10.混凝土浇筑,成桩,2.桩位放样,3.埋设护筒,4.制备泥浆,1.场地准备,5.钻架与钻机就位,施工流程图,1.场地准备,旱地： 浅水： 深水：,平整 、夯实场地,围堰法,筑岛法,钻孔准备工作,吹沙筑岛施工,吹沙筑岛完成，钢便桥和吹沙筑岛便道顺利连接,吹沙筑岛施工结束，水上施工便道工作面全面铺开,双壁钢围堰,钢板桩围堰,沉井筑岛,双壁钢围堰,（二）桩位放样,桩位放样采用全站仪坐标法对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。,1. 护筒的作用： 固定桩孔位置，稳定孔壁，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。 2.护筒的制作要求： 护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚48mm，钢筋混凝土护筒厚810cm 。护筒上部设12个溢浆孔。 护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大2030厘米；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大3040厘米。,2018/10/15,9,（三）埋设护筒,3.护筒的埋设要求 钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。 埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法，但注意避免引起孔口开裂，倾斜，埋设完毕及时用粘土沿四周对称分层填压夯实，使护筒底口不致漏失泥浆。 埋置深度一般情况为12米，在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m；对有冲刷影响的河床，护筒宜沉入施工期局部冲刷线以下1.0-1.5m，且宜采取防止河床在施工期过度冲刷的防护措施。 为防止护筒下沉特殊情况应加深；同时保证满足孔内泥浆面高度的要求，护筒顶面应高于(地）岛面0.20.5m。避免孔口四周浸泡，导致塌孔。 护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求。,2018/10/15,10,护筒入土深度,2018/10/15,11,溢浆孔,2018/10/15,12,避免孔口四周浸泡，导致塌孔,锤击加压钢护筒时保证钢护筒垂直，避免倾斜,2018/10/15,13,埋设护筒,护筒埋设要求：,1、除设计另有规定外，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm。,2、护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1%。,桩位放样,测量放样中心点与设计允许偏差2cm,（四）泥浆制备,泥浆作用： 在孔壁形成泥皮稳定孔壁、隔断孔内外渗流、防止坍孔、悬浮钻渣、润滑钻具 、增大静水压力。 组成及要求： 水：水的PH值78之间，不含杂质 粘土（或膨润土）：塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%，相对密度为1.11.5 添加剂： 无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉 有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度,2018/10/15,16,泥浆制备,泥浆池,2018/10/15,19,泥浆护壁成孔灌注桩：泥浆池,2018/10/15,20,泥浆三大指标检测,泥浆杯,秤杆,游码,支架,漏斗稠度计,量杯,含沙量仪及测量工具,这货正在干嘛？,泥浆三件套（比重计、粘度计、含沙量测定仪）,泥浆比重：将泥浆杯装满泥浆，加盖并擦净溢出的泥浆。让后置于支架上，移动 游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的比重。,泥浆稠度：计测量时用手指堵住漏斗下面的出口，用量杯分别将500ml和200ml 泥浆通过滤网倒入漏斗，然后打开出口，让泥浆从漏斗管中流出，用秒表测定流出500ml泥浆所需时间（s），即为泥浆稠度。,含砂率：量测时，将调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒入450ml清水，将仪器口塞紧，摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上刻度读出乘2即为含砂率（%）。500ml规格的，1000ml的直接读出就是含砂率（%）。,失水率（ml/30min）和泥皮厚(mm)的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，测量湿圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的半径（mm），即为失水率。在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。,胶体率：是将100ml泥浆倒入100ml的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。以100-（水+沉淀物）体积即等于胶体率。,泥皮的厚薄与失水量大小有很大关系。泥浆失水量小者，泥皮薄而致密，有利于巩固孔壁；失水量大者易形成厚泥皮，在泥（页）岩地层易造成地层软化膨胀，产生缩径或坍孔。地下水位高或其流速大时下表取高限，反之取低限。地质状态较好时，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限。,（五）钻架与钻机就位,钻架要求 能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。 钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。 钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。,2018/10/15,25,钻机就位之前准备工作,2. 反循环钻头直径至少大于桩设计直径 3.冲击钻钻头直径可小于设计桩径 2-3cm,1.进场钻机要进行进场合格报验,钻机就位,冲击法,冲抓法,旋转法,钻孔,（六）钻 孔,冲击钻钻架与钻机,冲击钻机钻孔,钻头,十字形,管形,十字钻头,冲击钻孔的施工要点,邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。,中、低冲程：12m,中等冲程：23m,高冲程： 35m,分级 扩钻,粘性土、风化层、砾砂石等,砂卵石等,基岩、漂石和密实卵石层,十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级 管形钻头0.7m以上孔分24级,1、控制合适的泥浆相对密度。施工时，要先在孔口埋设护筒，然后冲孔就位，使冲击锤中心对准护筒中心。开始应低锤密击，锤高0.40.6M，并及时加片石、砂砾石和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下34M后，才可加快速度，将锤提高至1.52M以上转入正常冲击，并随时测定和控制泥浆相对密度。在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5M以上，以免水位升跌波动造成对护筒底口处的冲刷。 2、在粘土层中钻进应注意：可利用粘土自然造浆的特点，向孔内送入清水，通过钻头冲捣形成泥浆；可选用十字小刃角形的中小钻头钻进；控制每次进尺不大于0.61.0M；在粘性很大的粘土层中钻进时，可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂；当孔内泥浆粘度过大、相对密度过高时，向孔内泵入清水。 3、在砂砾石层钻进应注意：使用粘度较高、相对密度适中的泥浆；保持孔内有足够的水头高度；视孔壁稳定情况边冲击边向孔内投入粘土，使粘土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性用掏渣筒掏渣时，要控制每次掏渣时间和掏渣量。 4、在卵石、漂石层钻进应注意：宜选用带侧刃的大刃脚一字形冲击钻头，钻头重量要大，冲程要高；冲击钻进时可适时向孔内投入粘土，增加孔壁的胶结性，减少漏失量；保持孔内水头高度，不断向孔内补充泥浆，防止因漏水过量而坍孔；在大漂石层钻进时，要注意控制冲程和钢丝绳的松紧，防止孔斜；遇孤石时可抛填硬度相近的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。,冲击钻施工技术要点,常遇见的问题原因和处理方法,正循环钻孔,正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。 特点： 排渣能力比较弱, 钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大，但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜。 适用： 粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩,2018/10/15,41,正反循环成孔，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔,正循环钻结构示意图,反循环钻孔,反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。 特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。 适用：同正循环。,2018/10/15,44,反循环钻结构示意图,旋挖钻机钻孔,主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。,2018/10/15,46,2018/10/15,47,旋挖钻机,旋挖钻斗,2018/10/15,48,（七）终孔并第一次清孔,目的： 钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。 方法： 抽浆清孔 换浆清孔 掏渣清孔,2018/10/15,49,成孔检查验收,1.在钻孔至设计桩底标高时，要提高钻头35cm左 右进行第一次洗孔，目的是将沉渣排除。,2.孔深严格控制，严 谨已超钻代替清孔 3.由监理到现场进行 验收包括孔深、孔 径、倾斜度等。 4.泥浆性能检测， 包括粘度、比重、 砂率,泥浆粘度,泥 浆 比 重,比重：1.031.1 （冲击成孔不宜超过1.15） 粘度：1720 砂率：2%,500( 长)×100(宽)×100(高)mm,成孔验收后检孔器检测成孔制量,检孔器直径：不小于桩的设计直径 长度：不小于46倍的检孔器直径,2018/10/15,53,循环排渣,（八）钢筋笼的制作和安装,注意事项： 钢筋骨架一般每隔22.5米设置直径1418毫米的加强箍筋一道； 钢筋骨架可分段制作； 要确保保护层厚度； 钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。 钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高。 下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁 当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨架的吊环,2018/10/15,54,2018/10/15,55,钢筋笼制作,2018/10/15,56,制作钢筋笼,钢筋笼制作,2018/10/15,57,钢筋笼验收,2018/10/15,59,起吊,2018/10/15,60,对准孔位,垂 直,居中,钢筋笼搭接,钢筋笼搭接注意事项： 1.采用单面搭接焊时，焊缝长度要达到10d 2.采用帮条电弧焊时，焊缝长度要达到5d 3.焊缝要饱满。,钢筋笼焊接,2018/10/15,64,钢筋笼焊接,2018/10/15,66,灌注桩钢筋冷挤压连接,钢筋笼固定,允许偏差: 单位（mm） 1.顶面高程：±20 2.底面高程： ±50 3.钢筋笼与桩心:20,2018/10/15,68,钢筋笼安放就位,