情境單元鉆孔灌注樁施工

情境單元鉆孔灌注樁施工第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工一、施工前的準備工作鉆孔灌注樁由于其施工速度快，質量穩(wěn)定，受氣候環(huán)境影響小，因而被普遍采用。但其施工前的準備工作十分重要，只有條件充分才能保證施工順利進行。

（1）認真進行施工放樣。用全站儀準確放出各樁位中心，用騎馬樁固定位置，用水準儀測量地面標高，確定鉆孔深度。第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（2）根據(jù)地質資料，確定科學合理的鉆孔方法和鉆孔設備，架設好電力線路，配備適合的變壓器。若用柴油機提供動力，則應購置與設備動力相匹配的柴油機和充足的燃油?；炷翑嚢铏C、電焊機、鋼筋切割機，以及水泥、砂石材料均要在鉆孔開始前準備妥當。

（3）埋設護筒?？梢圆捎娩撟o筒，也可以采用現(xiàn)場預制的鋼筋混凝土護筒。在放樣好的樁位處，開挖一個圓形基坑將護筒埋入。護筒應堅實，不漏水，護筒內(nèi)徑應比樁徑稍大20～30cm。護筒頂標高采用反循環(huán)鉆時其頂部應高出地下水位2.0m；采用正循環(huán)鉆時應高出地下水位1.0～1.5m；處于旱地時，護筒在滿足上述條件的基礎上還應高出地面0.3m。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（4）制備泥漿。鉆孔泥漿由水、黏土和添加劑組成。按鉆孔方法和地質情況，一般需采用泥漿懸浮鉆渣和護壁。除地層本身全為黏性土，能在鉆進中形成合格泥漿外，開工前應準備數(shù)量充足和性能合格的黏土和膨潤土。調制泥漿時，先將土加水浸透，然后用攪拌機或人工拌制，按不同地層情況嚴格控制泥漿濃度。為了回收泥漿原料和減少環(huán)境污染，應設置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。泥漿性能要求見表4.2.1。第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（5）鋼筋籠制作。在鉆孔之前或者鉆孔的同時要制作好鋼筋籠，以便成孔、清孔后盡快灌注混凝土，防止塌孔事故發(fā)生。鋼筋籠應按圖紙尺寸要求以及吊裝和鋼筋單根定長確定下料長度，注意主筋在50cm范圍內(nèi)接頭數(shù)量不能超過截面主筋根數(shù)總數(shù)的50％，加強筋直徑要準確；箍筋要預先調直，螺旋形布置在主筋外側；定位筋應均勻對稱地焊接在主筋外側。下鋼筋籠前應對其進行質量檢查，保證鋼筋根數(shù)、位置、凈距、保護層厚度等滿足要求。第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工二、鉆孔施工方法無論采用哪種鉆孔方法，都要遵循以下一般要求：鉆孔就位前，應對鉆孔的各項準備工作進行檢查，包括場地與鉆機座落處的平整和加固，主要機具的檢查與安裝。(2)必須及時填寫施工記錄表，交接班時應交代鉆進情況及下一班應注意事項。(3)鉆機底座和頂端要平穩(wěn)，在鉆進和運行中不應產(chǎn)生位移和沉陷?；剞D鉆機頂部的起吊滑輪緣、轉盤中心和樁位中心三者應在同一鉛垂線上，偏差不超過2cm。(4)鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行，經(jīng)常對鉆孔泥漿性能指標進行檢驗，不符合要求時要及時改正。第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工1.沖抓錐鉆進沖抓錐是一種最簡單的鉆孔機械，由三角立架、錐頭、卷揚機三部分組成，如圖4.2.1所示。施工時使三角立架固定滑輪，繞過滑輪的鋼絲繩下端吊著由三塊鋼錐片組成的錐頭；錐頭張開的最大外圍尺寸與樁孔直徑相同。錐頭對準樁孔中心，放開制動，錐頭在自重作用下下落，打入孔內(nèi)土層中。卷揚機將其向上提升時，通過拉索使錐頭合攏，砂土被封閉在錐體內(nèi)提升至井外。第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工等錐體提升至孔口以上時，工人及時在井口放置一塊鋼蓋板，將手推車或其他運輸工具放于其上。打開錐頭控制栓，使錐頭張開，土體落入運輸車中運走。移走鋼板，即進行下一輪沖抓作業(yè)，如此循環(huán)鉆進。

該方法的優(yōu)點是所需機械簡單，成本較低。缺點是施工自動化程度低，需人工清運渣土，勞動強度大，施工速度較慢。適用于砂礫石和砂土地層。

注意：應以小沖程穩(wěn)而準地開孔，待錐具全部進入護筒后，再松錐進行正常沖抓。提錐應緩慢，沖擊高度一般為1.0～2.5m。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.1沖抓錐鉆孔第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工2.沖擊鉆孔沖擊鉆孔設備由沖擊鉆頭、三角立架、卷揚機三部分組成，如圖4.2.2所示。該方法適用于砂礫石和巖石地層。其工作原理是：用卷揚機讓鋼絲繩通過三角立架上的滑輪將錐頭提起，然后放開卷揚機，使錐頭自然下落，錐頭的沖擊作用將砂礫石或巖石砸成碎末、細渣，靠泥漿將其懸浮起來排出孔外。錐體一般為圓柱形，用鋼材制成，錐頭呈字形，利于破碎巖石。一般可先用60～80cm的細錐頭鉆進，然后再用大錐頭擴孔至設計孔徑。這樣一來可以保證孔壁穩(wěn)定，防止塌孔；二來可以提高功效。卷揚機可以人工操作，也可以選用自動操作設備，因而該方法節(jié)省人力，可以24h連續(xù)作業(yè)，施工效率較高，在工程中普遍適用。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.2沖擊鉆孔第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工施工時應注意以小沖程開孔，使初成孔堅實、豎直、圓順并起導向作用。鉆進深度超過鉆錐全沖程后才能施行正常沖擊。若遇堅硬漂卵石層，可采用中、大沖程，但最大沖程不宜超過4～6m。鉆進過程中及時排除鉆渣，并添加黏土造漿，防止塌孔和沉積，從而使鉆錐經(jīng)常沖擊新鮮地層。沖擊表面不平整的漂石、硬巖時，應先投入黏土夾小片石，將表面墊平后再鉆進，防止出現(xiàn)偏孔、斜孔。第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工3.正循環(huán)鉆機施工正循環(huán)鉆機施工如圖4.2.3所示，用鉆頭旋轉切削土體鉆進，泥漿泵將泥漿壓進鉆桿頂部的泥漿龍頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿攜帶鉆渣沿鉆孔上升，從護筒頂部的排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿流入泥漿池循環(huán)使用。該方法適用于淤泥、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小于10cm且含量小于20％的碎石土。其優(yōu)點是鉆進與排渣同時連續(xù)進行，在適用的土層中鉆進速度較快。缺點是需設置泥漿槽、沉淀池等，施工占地較大且機具設備較復雜。第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.3正循環(huán)鉆機施工第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工4.反循環(huán)鉆機施工反循環(huán)鉆機施工如圖4.2.4所示，與正循環(huán)法不同的是泥漿輸入鉆孔內(nèi)，然后從鉆頭的鉆桿下口吸進，通過鉆桿中心排出至沉淀池內(nèi)。該方法適用于軟巖、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小于鉆桿內(nèi)徑2／3、含量小于20％的碎石土。其鉆進與排渣效率較高，但接長鉆桿時裝卸麻煩，鉆渣容易堵塞管路。另外，因泥漿是從下向上流動，孔壁坍塌的可能性較正循環(huán)法大，為此需用較高質量的泥漿。第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.4反循環(huán)鉆機施工第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.5鉆孔灌注樁施工工藝流程圖第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工三、事故處理由于地質構造的復雜性和施工期間各種因素的影響，鉆孔事故常有發(fā)生。及時確認事故類型，采取補救措施，才能減少損失，保證質量。1.塌孔遇鉆孔坍塌時，應仔細分析，查明原因和位置，然后再進行處理。塌孔不嚴重時，可回填至塌孔位置以上，采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護筒等措施繼續(xù)鉆進。若塌孔嚴重，應立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾黏土回填，暫停一段時間使其性能穩(wěn)定后，再采取相應措施(加大泥漿濃度、快速鉆進等)重鉆。第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工2.孔身偏斜、彎曲一般可在偏斜處吊掛鉆錐反復掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴重時應回填黏性土到偏斜處，待沉淀密實后再重鉆。3.擴孔、縮孔孔徑較大或者過小，稱為擴孔、縮孔。遇此情況要采取防止塌孔和防止鉆錐擺動過大的措施?？s孔是鉆錐磨損過大后焊補不及時或因地層中有遇水膨脹的軟土、黏土泥巖造成的。前者應及時補焊鉆錐，后者則應選用失水率小的優(yōu)質泥漿護壁。第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工4.鉆孔漏漿若發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)水頭不能保持，水位下降，證明有漏漿現(xiàn)象，宜采用將護筒周圍填土筑實，增加護筒沉埋深度，適當減小水頭高度或采取加入黏土慢速轉動等措施。用沖擊法鉆孔時，還可填入片石、碎卵石土，反復沖擊以增強護壁。5.梅花孔或十字槽孔多見于沖擊鉆孔，是由于鉆錐的轉向裝置失靈，泥漿太稠，鉆錐旋轉阻力過大或沖程太小，鉆錐來不及旋轉而形成的。應采用片石或卵石與黏土的混合物回填鉆孔，重新沖擊鉆進。第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工6.糊鉆、埋鉆常出現(xiàn)于正反循環(huán)回轉鉆進和沖擊鉆進中。遇此應對泥漿稠度、鉆渣進出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設備進行檢查計算，并控制適當進程。若已嚴重糊鉆，應停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。遇到塌方或其他原因造成埋鉆時，應使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥砂，提出鉆錐。第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工7.卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔時?？ㄣ@后不能強提，只宜輕提，輕提不動時，可以用小沖擊錐或用沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。掉入鉆落物時，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。若落體已被泥砂埋住，應先清除泥砂，使打撈工具接觸落體后再進行打撈。應特別注意的是，在任何情況下，嚴禁施工人員進入沒有護筒或其他防護設施的鉆孔中處理故障。當必須下入有護筒或其他防護設施的鉆孔時，應檢查孔內(nèi)有無有害氣體，并備齊防毒、防溺、防塌埋等安全設施后，才能行動。第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工四、清孔在鉆至設計標高后，檢查孔徑、樁孔垂直度、樁底地層情況與設計是否相符，達到技術規(guī)范要求后，即應進行清孔。其目的是將孔內(nèi)鉆渣清除干凈，保證孔底沉淀土層厚度滿足要求。清孔方法有掏渣清孔法、換漿清孔法、抽漿清孔法、噴射清孔法等幾種。

掏渣清孔法是用掏渣筒、大鍋錐或沖抓錐清掏孔底粗鉆渣，僅適用于機動推鉆、沖抓、沖擊鉆孔的各類土層摩擦樁的初步清孔。第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工換漿清孔法適用于正循環(huán)鉆孔的摩擦樁。在鉆孔完成之后，提升鉆錐距孔底10～20cm，繼續(xù)循環(huán)，以相對密度較低(1.1～1.2)的泥漿壓入，把鉆孔內(nèi)的懸浮鉆渣和相對密度較大的泥漿換出。抽漿清孔法清孔效果較好，適用于各種方法鉆孔的柱樁和摩擦樁，一般用反循環(huán)鉆機、空氣吸泥機、水力吸泥機或真空吸泥泵等進行。

噴射清孔法只宜配合其他清孔方法使用，是在灌注混凝土前對孔底進行高壓射水或射風數(shù)分鐘，使剩余少量沉淀物漂浮后，立即灌注水下混凝土。第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工五、鋼筋骨架及導管吊裝1.鋼筋骨架鋼筋骨架由主筋、加強筋、螺旋箍筋、定位筋四部分組成，其構造應滿足設計要求。經(jīng)檢查合格后，用吊車吊起垂直放入孔內(nèi)，相鄰節(jié)端應焊接牢靠，定位準確。下到設計位置后，應在頂部采取相應措施反壓并固定其位置，防止在混凝土灌注過程中產(chǎn)生上浮2.導管導管是灌注水下混凝土的重要工具，一般選用剛性導管。剛性導管用鋼管制成，內(nèi)徑一般為25～35cm，每節(jié)長約4～5m，用端頭法蘭盤螺栓連接，接頭間夾有橡膠墊防止漏水。第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工導管上口一般設置儲料槽和漏斗，在灌注末期，當鉆孔樁樁頂?shù)陀诰字兴鏁r，漏斗底口高出水面不宜小于4～6m；當樁頂高于井孔中水面時，漏斗底口高出樁頂不宜小于4～6m。導管使用前應進行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗。吊裝前應進行試拼，接口連接應嚴密、牢固。吊裝時，導管應位于井孔中央，并在混凝土灌注前進行升降試驗。第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工六、水下混凝土的灌注灌注混凝土之前，應先探測孔底泥漿沉淀厚度。如果大于規(guī)定，要再次清孔，但應注意孔壁的穩(wěn)定，防止塌孔。運至樁位的混凝土應檢查其均勻性和坍落度，如不符合要求，應進行第二次拌和。二次拌和仍達不到要求時不能使用。還要注意：①導管下口至孔底的距離一般為25～40cm；②導管埋入混凝土中的深度以不小于1m為宜。首批灌注混凝土的數(shù)量應能滿足導管初次埋置深度(≥1.0m)和填充導管底部間隙的需要，如圖4.2.6所示。第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工首批混凝土的數(shù)量按式（4.2）進行計算：V≥πd2h1/4+πD2Hc/4（4.2）式中V——首批混凝土所需數(shù)量，m3；h1——井孔混凝土高度達到Hc時，導管內(nèi)混凝土柱需要的高度，m；h1≥γWHW/γc，如圖4.2.6所示；Hc——灌注首批混凝土所需井孔內(nèi)混凝土面至孔底的高度，m；HW——井孔內(nèi)混凝土面以上水或泥漿深度；D——井孔直徑，m；d——導管內(nèi)徑，m；

γW——井孔內(nèi)水或泥漿的密度，kg／m3；

γc——混凝土拌合物的密度，kg／m3；h2——導管初次埋置深度，h2≥1.0m；h3——導管底端至鉆孔底間隙，約為0.4m。第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.6首批混凝土數(shù)量計算圖4.2.7澆注水下混凝土第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工混凝土灌注方法如圖4.2.7所示。當鋼筋籠就位，導管下至設計深度，首批混凝土已拌和完畢運送至樁位處時，即可開始灌注混凝土(俗稱灌樁)。首批灌注時應在導管漏斗底口處設置可靠的防水設施(一般放置一個直徑與管內(nèi)孔完全吻合的木球)?；炷恋谷肼┒?，壓住木球向下運動，導管中水從管底壓出，從井口逐漸排向井外，混凝土靠自重和向下沖力壓至孔底。隨著混凝土不斷灌入，孔內(nèi)混凝土面逐漸升高，井內(nèi)積水不斷上升，直至混凝土灌滿全孔，水全部被排出。