青建路橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)

鉆孔灌注樁施工2023/3/171青建路橋技術(shù)管理部2023/3/172目錄1.鉆孔灌注樁國內(nèi)發(fā)展簡史2.鉆孔灌注樁種類及特點3.鉆孔灌注樁施工工藝流程4.質(zhì)量通病及處理措施一.國內(nèi)發(fā)展簡史橋梁基礎(chǔ)按施工方法可分為明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)四類。其中樁基礎(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)場預(yù)制，用錘擊打入、振動沉入等方法，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，樁長可根據(jù)實際情況設(shè)計。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、爆擴灌注樁等。我國鉆孔灌注樁(簡稱鉆孔樁)，是從1960年開始試驗、研究，通過在使用中不斷改進，逐步發(fā)展起來的一種橋梁基礎(chǔ)施工的新形式。鉆孔樁的問世，可以說是橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)上進行的一次革命。多年來實踐證明，鉆孔樁具有許多優(yōu)點：主要是施工設(shè)備簡單，操作方便，可變水下作業(yè)為水上作業(yè)；大大簡化了施工工藝，縮短了工期，降低了造價。因此橋梁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，比如塌孔、卡鉆、掉鉆、浮籠、斷樁等一系列事故，給我們施工帶來大量的風(fēng)險。二.灌注樁的種類及特點2023/3/177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)。

鉆孔灌注樁的施工設(shè)備主要有三種：沖擊鉆、循環(huán)鉆和旋挖鉆。

1.沖擊鉆

利用沖擊鉆頭進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。

目前國內(nèi)主要有手動拉桿式和自動式2種。

在地基承載力較大的地質(zhì)情況下，無法采用循環(huán)鉆和旋挖鉆。此刻采用沖擊鉆。優(yōu)點：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：動力功率大耗電率高，移動不便，沖擊振動有噪音影響周圍環(huán)境。需設(shè)泥漿池、沉淀池。手動式拉桿式?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，然后由卷揚機通過鋼絲繩提升錘頭。優(yōu)點：對于堅硬地層，可以人工控制錘頭的沖程，加大對地層的沖擊力度，縮短成孔時間。缺點：工作需要人工拉桿進行操作，增大了人力支出。手動拉桿式?jīng)_擊鉆自動式?jīng)_擊鉆：近幾年的手動式演化版，俗稱磕頭鉆。主要優(yōu)點：移動方便，鉆頭可自動上下移動打鉆節(jié)省人力。主要缺點：鉆頭沖程可調(diào)控范圍過小，碰到堅硬地層不能用大沖程沖擊巖層。另一個缺點與其移動方便相輔相成：輪胎易下陷。自動式?jīng)_擊鉆2.循環(huán)鉆：在泥漿漿護壁的條件下下利用鉆頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的力對地層進進行旋轉(zhuǎn)沖擊從從而形成樁孔。。循環(huán)鉆根據(jù)泥漿漿的循環(huán)方式分分為正循環(huán)和反反循環(huán)2種。循環(huán)鉆在粘土、、亞粘土、淤泥泥類土質(zhì)和粉砂砂層地質(zhì)施工中中優(yōu)勢明顯，施施工速度僅次于于旋挖鉆，且施施工成本比旋挖挖鉆低?，F(xiàn)在又出現(xiàn)車載載循環(huán)鉆，移動動方便快捷。但但也需要配置泥泥漿池和沉淀池池，容易造成施施工場地臟、亂亂、差。正循環(huán)鉆機：泥泥漿由泥漿泵從從泥漿池里抽到到鉆桿里,通過鉆桿不斷的的輸送到鉆井里里,然后從鉆井井口口自然的排出來來,同時把鉆渣帶出出到地面上來.優(yōu)點：護壁效果果好，施工無振振動無噪音無擠擠壓。缺點：

靠鉆井井液(泥漿)的自然循環(huán)方式式排渣,所以循環(huán)能力和和排渣能力都比比較弱,只能排出一部分分鉆渣,而且顆粒比較大大的鉆渣也不能能排出來,鉆井里殘留的鉆鉆渣比較多,影響了鉆進速度度,鉆具的磨損也比比較大.反循環(huán)鉆機：泥泥漿是用泥漿泵泵從鉆井的井口口(鉆桿外面)向鉆井里輸送,再用壓縮空氣或或泥漿泵,從鉆桿的中間抽抽出來。優(yōu)點：循環(huán)能力力和排渣能力都都比較強,不但排渣干凈,而且顆粒比較大大的鉆渣也能排排出來，使清孔孔時間大大短。。且無噪音污染染。缺點：很難在比比鉆頭吸渣孔大大的卵石和漂石石中鉆進，水壓壓和泥漿比重管管理不當(dāng)容易坍坍孔。3.旋挖鉆:是一種適合建筑筑基礎(chǔ)工程中成成孔作業(yè)的施工工機械．旋挖鉆機是在第第二次世界大戰(zhàn)戰(zhàn)后發(fā)展起來的的新型鉆孔設(shè)備備。我國從上世世紀80年代開始引進吸吸收，但一直沒沒有取得太大的的進展。直到2001年中鐵集團開始始在青藏鐵路上上大面積推廣應(yīng)應(yīng)用旋挖鉆進行行樁基成孔。至至此，旋挖鉆成成孔施工工藝在在國內(nèi)較大范圍圍內(nèi)迅速推廣.主要鉆進工藝有有三種：干式鉆鉆進、清水孔鉆鉆進和泥漿護壁壁鉆進。其主要特點為自自帶履帶移動方方便和成孔速度度快，孔底干凈凈。主要適于砂土、粘性土、、粉質(zhì)土等土層施工，最最大成孔直徑可可達1.5～4m，最大成孔深度度為60～90m，可以滿足各類類大型基礎(chǔ)施工工的要求。三.鉆孔灌注樁施工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筒成樁質(zhì)量檢驗?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)高施工準備平整場地樁位放樣埋設(shè)護筒鉆機就位開孔鉆進制作試件循環(huán)造漿抽砟成孔下下導(dǎo)導(dǎo)管和鋼筋籠灌灌注水下下混凝土成成樁簡要圖示：陸地:清除雜物、換除除軟土、平整壓壓實，場地位于于陡坡時，也可可用枕木、型鋼鋼等搭設(shè)工作平平臺。深水：水中圍堰堰淺水：在淺水中，宜用用筑島圍堰法施施工，筑島面積積按鉆孔方法、、設(shè)備大小等決決定。一.平整場地為鉆機提供穩(wěn)定定的作業(yè)平臺，，防止鉆機偏移移引起偏孔和鉆鉆機傾覆及罐車車沉陷等問題。。1.護筒的作用：（1）定位。（2）避免孔口周圍圍雜物掉入孔內(nèi)內(nèi)。（3）保持泥漿水位位，防止坍孔。。2.護筒的制作要求求：使用旋轉(zhuǎn)鉆機鉆鉆孔應(yīng)比鉆頭大大約20cm，使用沖擊鉆機機鉆孔應(yīng)比鉆頭頭大約40cm。2023/3/720二.護筒埋置護筒是埋置于于鉆孔樁孔口口的一個圓筒筒，在進行埋埋置護筒前必必須進行測量量放樣，因護護筒一經(jīng)埋置置，樁位就已已確定。3.護筒的埋置要求（1）鉆孔前，在現(xiàn)現(xiàn)場放線定位位，護筒中心心豎直線與樁樁中心線重合，平面面允許誤差為為50mm，，傾斜不大于于1％。（2）埋設(shè)護筒要采用人工挖挖孔埋設(shè)，外外圍用粘土夯夯填。埋置深度一般般情況為2—4米。（3）護筒頂面宜宜高出施工水水位或地下水水位2m，還應(yīng)滿足孔孔內(nèi)泥漿面的的高度要求，，在旱地或筑筑島時還應(yīng)高高出施工地面面0.5m。2023/3/7212023/3/722三.泥漿制備泥漿作用：在孔壁形成泥泥皮穩(wěn)定孔壁壁、懸浮鉆渣渣、潤滑鉆具具、正循環(huán)環(huán)排渣。組成及要求：(1)泥漿比重：正正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆鉆機、沖擊鉆鉆機使用管形形鉆頭鉆孔時，入孔孔泥漿比重為為1.1～1.3；沖擊鉆機使使用實心鉆頭頭鉆孔時，孔孔底泥漿比重重不宜大于：：砂黏土為1.3；大漂石、卵卵石層為1.4；巖石為1.2。反循環(huán)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆機入孔泥泥漿比重可為為1.05～1.15。(2)黏度：一般地地層16～22s，松散易坍地地層19～28s。(3)含砂率：新制制泥漿不大于于4%。(4)膠體率：不小小于95%。(5)PH值：應(yīng)大于6.5。2023/3/7232023/3/724泥漿三大指標(biāo)標(biāo)檢驗儀器泥漿比重粘度含砂量四.鉆孔施工2023/3/726（1）安裝鉆機前前，底架應(yīng)墊墊平，保持穩(wěn)穩(wěn)定，不得產(chǎn)產(chǎn)生位移和沉沉陷。鉆頭或或鉆桿中心與與護筒中心偏偏差不得大于于5cm。（2）無論采用哪哪種方法鉆孔孔，開孔的孔孔位必須準確確，應(yīng)使初成成孔壁豎直、、圓順、堅實實。（3）鉆孔時，孔孔內(nèi)水位宜高高于護筒底腳腳0.5m以上或地下水水位以上1.5～2.0m。在沖擊鉆進進中取渣和停停鉆后，應(yīng)及及時向孔內(nèi)補補水或泥漿，，保持孔內(nèi)水水頭高度和泥泥漿比重及粘粘度。（4）鉆孔時，起起、落鉆頭速速度宜均勻，，不得過猛或或驟然變速，，孔內(nèi)出土不不得堆積在鉆鉆孔周圍。（5）鉆孔作業(yè)應(yīng)應(yīng)連續(xù)進行，，因故停鉆時時，有鉆桿的的鉆機應(yīng)將鉆鉆頭提離孔底底5m以上，其他鉆鉆機應(yīng)將鉆頭頭提出孔外，，孔口應(yīng)加護護蓋。鉆孔過過程中應(yīng)經(jīng)常常檢查并記錄錄土層變化情情況，并與地地質(zhì)剖面圖核核對。鉆孔到到達設(shè)計深度度后，應(yīng)對孔孔位、孔徑、、孔深和孔形形進行檢驗，，并填寫鉆孔孔記錄表?？卓孜黄畈坏玫么笥?0cm。五.成孔檢查對孔徑、孔深深、孔位、垂垂直度進行檢檢查。探孔器對孔徑徑和垂直度進進行檢查。用測繩對孔深深進行檢查，，測繩必須用用鋼尺進行校校核。護樁交叉拉線線對孔位進行行檢查。六.清孔鉆孔過程中會會有一部分泥泥漿和鉆渣沉沉于孔底，必必須將這些沉沉積物清除干干凈，才能使使灌注的混凝凝土與地層或或巖層緊密結(jié)結(jié)合，保證樁樁的承載能力力。清孔可選用以以下方法：（1）抽渣法適用用于沖擊或沖沖抓法鉆孔。。（2）吸泥法適用用于土質(zhì)密實實不易坍塌的的沖擊鉆孔。。（3）換漿法適用用于正、反循循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔孔。2023/3/728清孔應(yīng)應(yīng)達到到以下下標(biāo)準準：孔內(nèi)排排出或或抽出出的泥泥漿手手摸無無2～3mm顆粒，，泥漿比比重不不大于于1.1。含砂率率小于于2%。粘度17～20s。清孔后后孔底底沉渣渣厚度度：柱柱樁不不大于于5cm，摩擦擦樁不不大于于20cm。嚴禁采采用加加深鉆鉆孔深深度方方法代代替清清孔。。七.鋼筋籠籠的制制作和和安裝裝注意事事項：：1.鋼筋骨骨架一一般每每隔2～2.5米設(shè)置置直徑徑加強強箍筋筋一道道；2.焊接定定位鋼鋼筋或或滾輪輪確保保保護層層厚度度；3.運輸過過程中中不得使使骨架架變形形。4.鋼筋骨骨架起起吊機機吊起起，對對準護護筒中中心緩緩慢下下放至至設(shè)計計標(biāo)高高,鋼筋筋籠入入孔后后應(yīng)準準確、、牢固固定位位，平平面位位置偏偏差不不大于于10cm，底面面高程程偏差差不大大于±10cm。5.下放鋼鋼筋骨骨架應(yīng)應(yīng)徐徐下下放嚴嚴禁擺擺動碰碰撞孔孔壁;6.在安裝裝鋼筋筋籠時時，宜宜采用用三點點起吊吊。2023/3/7302023/3/731成品鋼鋼筋籠籠鋼筋籠籠內(nèi)撐撐2023/3/733混凝土土塊滾滾輪鋼筋籠籠起吊吊2023/3/735鋼筋籠籠對孔孔安放放2023/3/736鋼筋籠籠焊接接2023/3/737鋼筋籠籠套管管連接接381.導(dǎo)管使使用前前進行行試拼拼和水水密性性實驗驗。2.導(dǎo)管連連接時時，接接口嚴嚴密，，不得得漏水水；導(dǎo)導(dǎo)管管管底距距孔底底距離離為40cm.3.澆筑時時，先先將漏漏斗灌灌滿混混凝土土，首首封量量保證證導(dǎo)管管埋深深1m。澆筑筑過程程中，，控制制混凝凝土灌灌注速速率防防止鋼鋼筋籠籠上浮浮。4.連續(xù)澆澆筑，，拔管管時保保證導(dǎo)導(dǎo)管埋埋深2~6m，每根根樁的的澆筑筑時間間宜在在8小時內(nèi)內(nèi)澆筑筑完成成。混混凝土土澆筑筑完畢畢，位位于地地面以以下及及樁頂頂以下下的孔孔口護護筒應(yīng)應(yīng)在混混凝土土初凝凝前拔拔出。。八.灌注混混凝土土2023/3/739導(dǎo)管試試壓實實驗導(dǎo)管拼拼裝好好后兩兩端密密封，，注入入70%的水，，一端端輸入入計算算好的的風(fēng)壓壓值，，滾動動數(shù)次次，15min不漏水水得為為合格格。2023/3/740混凝土坍落落度

檢驗驗2023/3/741（1）（2）（3）水下混凝土土灌注2023/3/742水下混凝土澆筑過程中的澆筑標(biāo)高監(jiān)測2023/3/743根據(jù)水下混混凝土澆筑筑標(biāo)高分節(jié)節(jié)拆除導(dǎo)管管2023/3/744樁身完整性性的檢驗方方法：（1）開挖檢查查（2）抽芯法（3）超聲波檢檢驗法（4）動測法四.質(zhì)量通病及及處理措施施1.坍孔主要原因：：(1)沖擊成孔中中使用的泥泥漿不符合合要求，粘粘土質(zhì)量不不符合標(biāo)準準或泥漿比比重不足，，起不到護護壁的作用用。(2)孔內(nèi)的水頭頭高度不夠夠，低于地地下水位，，致使孔內(nèi)內(nèi)水位壓強強降低，造造成坍孔。。(3)在混凝土理理入前，吊吊入鋼筋骨骨架時，骨骨架偏位擺擺動碰壞孔孔壁造成坍坍孔。(4)清孔后放置置時間過長長，沒及時時澆入混凝凝土，而且且沒有采取取預(yù)防措施施，造成坍坍孔。應(yīng)對措施發(fā)生坍孔后后，應(yīng)立即即查明坍孔孔處位置，，分析地質(zhì)質(zhì)情況，然然后采取如如下措施：：(1)坍孔發(fā)生在在護筒底腳腳處，根據(jù)據(jù)實際情況況，可以立立即拆除護護筒，回填填鉆孔，重重新埋設(shè)護護筒后，再再鉆進；采采用加長護護筒，使護護筒通過震震動錘繼續(xù)續(xù)下沉，直直至埋于坍坍孔位置以以下，外圍圍用黏土或或裝有黏土土的草袋回回填夯實，，重鉆時，，控制好泥泥漿稠度和和水頭高度度。(2)若坍孔位置置較深，若若不嚴重，，則可以加加大泥漿比比重，繼續(xù)續(xù)鉆進；若若坍孔較為為嚴重時，，則應(yīng)立即即用砂或小小礫石加黏黏土回填至至坍孔以上上位置，甚甚至將整個個鉆孔全部部回填，暫暫停一段時時間，使回回填土沉積積密實，水水位穩(wěn)定后后，重新鉆鉆進，時刻刻注意不良良現(xiàn)象的發(fā)發(fā)生。掉鉆主要原因：：（1）鉆桿使用用過久，連連接處有損損傷或接頭頭磨損過多多；鉆進進中選用的的轉(zhuǎn)速不當(dāng)當(dāng)使鉆桿扭扭轉(zhuǎn)或彎曲曲折斷；（2）地質(zhì)堅硬硬，進尺太太快，超負負荷引起鉆鉆具斷裂；；（3）卡鉆(埋鉆)時強扭、操操作不當(dāng)使使鋼絲繩或或鉆桿疲勞勞斷裂；（4）鉆具之間間連接螺拴拴松動，被被剪斷，引引起掉鉆。。處理方法掉鉆后應(yīng)及及時澄清情情況，制定定切實可行行的打撈方方案。如果果鉆具被沉沉淀物或塌塌孔土石埋埋住，應(yīng)首首先清孔，，使掉入孔孔中的鉆具具露出來，，以便用打打撈工具打打撈，或者者潛水員下下去打撈。。浮籠主要原因：：（1）混凝土坍坍落度太小小，流動性性不好。造造成對鋼筋筋籠摩擦力力大于鋼筋筋籠自重。。（2）混凝土灌灌注速率過過快。（3）導(dǎo)管卡住住鋼筋籠，，將鋼筋籠籠提出。預(yù)防措施：：（1）嚴格控制制混凝土坍坍落度控制制在180mm~220mm.（2）當(dāng)導(dǎo)管口口在混凝土