土方與基礎(chǔ)工程施工-樁基礎(chǔ)(四)課件

主講：建筑工程系土方與基礎(chǔ)工程施工內(nèi)容提要泥漿護壁成孔灌注樁施工第二節(jié)灌注樁施工第五章樁基礎(chǔ)工程泥漿護壁成孔灌注樁二、泥漿護壁成孔灌注樁

泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。

成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。

泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設(shè)護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。（一）埋設(shè)護筒和制備泥漿

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)護筒。護筒高2m左右，上部設(shè)1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護筒周圍未用粘土緊密填實。

護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時引導(dǎo)鉆頭的方向。

在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內(nèi)漏水，保持護筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大，加大了孔內(nèi)的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。鉆孔灌注樁-護筒埋設(shè)施工中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿密度，并定期測定粘度、含砂率和膠體率。泥漿的控制指標(biāo)為粘度18～22s、含砂率不大于8％、膠體率不小于90％，為了提高泥漿質(zhì)量可加入外摻料，如增重劑、增粘劑、分散劑等。施工中廢棄的泥漿、泥渣應(yīng)按環(huán)保的有關(guān)規(guī)定處理。（二）成孔

(1)潛水鉆機成孔

潛水鉆機成孔示意圖如圖所示。潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機，其防水電機變速機構(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。潛水鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種方式，如圖所示。

正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經(jīng)鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。泵舉反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機一起潛入孔內(nèi)，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔工藝反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔工藝

(2)沖擊鉆成孔

沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(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)鋼護筒，并準(zhǔn)備好護壁材料。

沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準(zhǔn)護筒中心，在沖程0.4～0.8m范圍內(nèi)應(yīng)低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3～4m以后，沖程可以提高到1.5～2.0m，轉(zhuǎn)入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。施工中，應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免掉鉆。

（三）清孔

驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。泥漿護壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。

對于穩(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應(yīng)控制在1.15～1.25。

（五）常見工程質(zhì)量事故及處理方法泥漿護壁成孔灌注樁施工時常易發(fā)生孔壁坍塌，斜孔、孔底隔層、夾泥、流砂等。①孔壁坍塌指成孔過程中孔壁土層不同程度坍落。主要原因是提升下落沖擊錘、掏渣筒或鋼筋骨架時碰撞護筒及孔壁；護筒周圍未用粘土緊密填實，孔內(nèi)泥漿液面下降，孔內(nèi)水壓降低等造成塌孔，塌孔處理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新開鉆，并調(diào)整泥漿容重和液面高度；二是使用沖孔機時，填入混合料后低錘密擊，使孔壁堅固后，再正常沖擊。②偏孔指成孔過程中出現(xiàn)孔位偏移或孔身傾斜。偏孔的主要原固是樁架不穩(wěn)固，導(dǎo)桿不垂直或土層軟硬不均。對于沖孔成孔，則可能是由于導(dǎo)向不嚴(yán)格或遇到探頭石及基巖傾斜所引起的。處理方法為：將樁架重新安裝牢固，使其平穩(wěn)垂直：如孔的偏移過大；應(yīng)填入石子粘土，重新成孔；如有探頭石，可用取巖鉆將其除去或低錘密擊將石擊碎；如遇基巖傾斜，可以投入毛石于低處，再開鉆或密打。③孔底隔層指孔底殘留石渣過厚，孔腳涌進泥砂或塌壁泥土落底。造成孔底隔層的主要原因是清