土木工程施工-泥漿護壁鉆孔灌注樁施工講解材料

砼灌注樁施工砼灌注樁的施工特點灌注樁直接在樁位上成孔，然后在孔內(nèi)灌注砼而成。

該工藝能適應(yīng)地層的變化、無需接樁、施工時無振動、無擠壓、噪音小，適用于建筑物密集區(qū)，但工藝復(fù)雜。施工后需要一定的養(yǎng)護期，不能立即承受荷載一干作業(yè)成孔灌注樁適用于成孔深度內(nèi)無地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需護壁，成孔深度8～20m、成孔直徑300～600mm，不宜用于地下水位以下的各類土及淤泥質(zhì)土。常用螺旋鉆機成孔，亦可用洛陽鏟成孔。

成孔原理：電動機帶動鉆桿轉(zhuǎn)動，使螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土隨螺旋葉片上升排出孔外。（一）

孔底清理

鉆至設(shè)計深度后進行孔底清理，方法是只鉆不進、空轉(zhuǎn)清土、提鉆卸土。

可在鉆桿上換裝擴孔刀片，擴底直徑為樁身直徑的2.5～3.5倍，在設(shè)計要求位置形成葫蘆樁或擴底樁。孔底虛土厚度：磨擦力為主的樁不大于300mm，端承力為主的樁不大于100mm；（二）

樁身或樁底擴孔鋼筋籠宜一次綁好，吊入孔內(nèi)時注意勿碰孔壁，鋼筋骨架過長時，可分段吊放，逐段焊接。砼應(yīng)分層連續(xù)澆筑，分層厚度不大于1.5m。（三）施工要點測樁底沉渣厚度制備泥漿泥漿循環(huán)排渣測定樁位埋護筒樁機就位鉆孔吊放鋼筋籠清孔水下澆筑混凝土二次清孔二

泥漿護壁成孔灌注樁

泥漿護壁成孔是用泥漿保護孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土質(zhì)和地下水位高低都適用。多用于含水量高的軟土地區(qū)。

成孔機械有回轉(zhuǎn)鉆機、潛水鉆機、沖擊鉆等，其中以回轉(zhuǎn)鉆機應(yīng)用最多。

回轉(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤。切削形成的土渣，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機。（一）

成孔機械及工藝1.

回轉(zhuǎn)鉆機成孔正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機

泥漿由空心鉆桿內(nèi)部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入沉淀池，經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進行循環(huán)。沉淀的土渣用泥漿車運出排放。適用于小直徑孔（直徑在0.8m以下）。

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機

特點：該施工方法設(shè)備簡單輕便，適應(yīng)狹小場地作業(yè)，操作簡易，配套設(shè)備、器具較少，工程費用低，應(yīng)用范圍廣。但對于樁孔直徑較大（一般大于0.8m）、樁孔深度較深及易塌孔的地層，則效率較低、排渣能力較差，孔底沉渣多、孔壁泥皮厚；對含有卵石、礫石的地層不適用。步履式正反循環(huán)沖擊鉆機反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔時泥漿由鉆桿與孔壁間的間隙流入鉆孔，由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空，使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，排放土渣的能力強。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機

特點：由于泥漿上返速度快，排渣能力強，孔底水力流場合理，鉆頭始終處于新鮮土層或巖層面上切削、破碎，成孔效率高，排渣能力強，對孔壁的沖刷作用小，在孔壁上形成的泥皮相對較薄，成孔質(zhì)量好。GW-40型全液壓鉆機GW-35B型鉆機FGZ反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機2.

沖擊鉆成孔沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔，成孔時將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層，然后用掏渣筒來掏取孔內(nèi)的渣漿。沖擊鉆成孔作業(yè)沖擊錐掏碴筒1.泥漿的作用泥漿具有保護孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進中，護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿；當鉆孔達到規(guī)定深度后，運用泥漿循環(huán)進行孔底清渣。（二）

護壁泥漿2.泥漿的組成

是由高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混合物，也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。泥漿一般在現(xiàn)場制備，有些粘性土在鉆進過程中可形成適合護壁的漿液，則可利用其作為護壁泥漿，即“自造泥漿”。泥漿池泥漿池、泥漿泵（三）

施工程序及方法

1.

埋設(shè)鋼護筒在雜填土或松軟土層中鉆孔時，應(yīng)在樁位處埋設(shè)鋼護筒，以起定位、保護孔口、維持水頭等作用。其內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭大100mm，埋入土中不少于1m。2.

泥漿注入粘土中可采用清水鉆進、自造泥漿護壁；砂土中鉆進則應(yīng)注入制備泥漿，注入泥漿密度控制在1.1左右，排出泥漿密度宜為1.2～1.4。鉆進過程中，應(yīng)保持護筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。插打鋼護筒挖導(dǎo)孔導(dǎo)孔護筒

3.

第一次清孔：鉆孔達到設(shè)計標高后應(yīng)進行清孔。以原土造漿的鉆孔可用“射水法”，即鉆桿只轉(zhuǎn)不進（空轉(zhuǎn)），待泥漿密度降至1.1左右；注入制備泥漿的鉆孔則應(yīng)采用“換漿法”清孔，至換出的泥漿密度小于1.15時方為合格。

▲清孔目的：是清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量，提高承載能力，確保樁基質(zhì)量?！蹇滓话阋M行兩次：第一次：當鉆孔達到設(shè)計要求深度并經(jīng)終孔檢查合格后，應(yīng)立即進行清孔；第二次：下好鋼筋籠之后、澆混凝土之前。4.

吊放鋼筋籠及導(dǎo)管：第一次清孔后應(yīng)立即安放鋼筋籠。鋼筋籠一般都在工地按設(shè)計要求制作好。分段制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接且應(yīng)符合施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。

為了確保保護層厚度滿足要求可在主筋外側(cè)安設(shè)鋼筋定位器（或保護層墊塊）。為了防止鋼筋籠變形，可在鋼筋籠上每隔2m設(shè)置一邊加強箍。吊放鋼筋籠時應(yīng)保持垂直、緩緩放入，防止碰撞孔壁。

鋼筋籠制作：直徑在1.2m內(nèi)的鋼筋籠制作同一般灌注樁，大直徑和長度大的鋼筋籠，一般在主筋內(nèi)側(cè)每隔2.5m加設(shè)一道Φ25～30mm的加強箍，每隔一箍在箍內(nèi)設(shè)一道井字加強支撐，與主筋焊接組成骨架，便于吊運。工人綁扎制作鋼筋籠鋼筋籠長度超過10m應(yīng)分段拼接，每節(jié)主筋為通長鋼筋，接頭對焊連接，主筋與箍筋點焊固定，主筋保護層厚70mm，平整度誤差不大于50mm，四側(cè)主筋每隔5m設(shè)置耳環(huán)。鋼筋籠就位應(yīng)采用小型吊運機具或起重機進行，上下節(jié)主筋采用幫條雙面焊連接。大直徑灌注樁的鋼筋籠加工鋼筋籠鋼筋籠吊裝鋼筋籠吊放送放鋼筋籠防碰鋼筋籠就位鋼筋定位器返回

5.

第二次清孔：在鋼筋籠和導(dǎo)管安放后、水下砼澆灌前進行，在導(dǎo)管頂部安放泵及皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再從孔底沿著導(dǎo)管外置換沉渣。第二次清孔標準是：孔深達到設(shè)計要求，沉渣厚度在100mm以內(nèi)。

6.水下澆灌砼：1

安放導(dǎo)管2

導(dǎo)管就位3

料斗貯料4連續(xù)澆注5提升導(dǎo)管泥漿護壁成孔的缺點：施工現(xiàn)場環(huán)境污染嚴重水下澆灌砼：

水下灌注混凝土的施工程序是：安設(shè)導(dǎo)管→設(shè)隔水栓使其與導(dǎo)管內(nèi)水面貼緊并用鐵絲懸吊在導(dǎo)管下口→灌注首批混凝土→剪斷鐵絲使隔水栓下落→連續(xù)灌注混凝土，提升導(dǎo)管→拔出護筒。隔水栓或?qū)Ч芊ü嘧⑺禄炷恋氖┕こ绦蛉鐖D所示。導(dǎo)管下導(dǎo)管安裝初灌漏斗安放隔水拴確保灌注的混凝土能將孔底沉淤沖擊泛起，并不致使泥水與混凝土混合而降低棍凝土標一號。安放澆筑漏斗測樁底沉渣厚度（四）

鉆孔灌注樁常見問題的處置鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡或泥漿液面突然下降，這表示有孔壁坍陷跡象。

預(yù)防及處理措施：護筒周圍用粘土填封密實，鉆進過程中及時添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土層時適當加大泥漿比重，控制鉆進速度和空轉(zhuǎn)時間；孔壁坍陷時應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿液位并加大泥漿比重以穩(wěn)孔護壁。如孔坍陷嚴重，應(yīng)提出鉆具立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆。1.孔壁塌陷2.鉆孔偏斜鉆進過程中鉆桿不垂直、土層軟硬不均或碰到孤石都會引起鉆孔偏斜；預(yù)防措施是鉆機安裝時對導(dǎo)架進行水平和垂直校正，發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時應(yīng)及時更換，遇軟硬土層應(yīng)低速鉆進；出現(xiàn)鉆桿偏斜時可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次。如糾正無效，應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，穩(wěn)定后再重新鉆進。回轉(zhuǎn)鉆機的鉆頭擴底灌注樁設(shè)備灌注樁樁頭處理樁間挖土承臺高程控制樁頭鑿除剝出主筋澆筑砼墊層承臺鋼筋綁扎檢測方法

對端承型大直徑灌注樁，應(yīng)選用鉆芯法

或聲波透射法

對總樁數(shù)的10%進行樁身完整性檢測。聲波透射法進行樁身完整性檢測當受設(shè)備或現(xiàn)場條件限制無法進行單樁承載力檢測的端承型大直徑灌注樁，可采用鉆芯法測定樁底沉渣厚度并鉆取樁端持力層巖土芯樣檢驗樁端持力層。

檢測數(shù)量：不應(yīng)少于總樁數(shù)的5%，且不應(yīng)少于10根。鉆芯法基樁檢測樁身砼芯樣質(zhì)量檢查沉管灌注樁

沉管灌注樁是利用錘擊打樁法或振動沉管法將帶有鋼筋砼樁靴(或活辨式樁尖)的鋼樁管沉入土中，然后邊拔管邊灌注砼而成。用錘擊沉樁設(shè)備沉管時稱為“錘擊沉管灌注樁”利用激振器的振動沉管時，稱為“振動沉管灌注樁”立管→對準樁位套入樁靴、壓入土中→檢查→低錘輕擊→檢查有無偏移→正常施打至設(shè)計標高→第一次澆灌砼→邊拔管、邊錘擊、邊繼續(xù)澆灌砼→安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設(shè)計標高。施工程序錘擊沉管灌注樁砼預(yù)制樁靴就位用樁架吊起樁管，關(guān)閉樁尖活瓣或?qū)暑A(yù)設(shè)在樁位處的預(yù)制砼樁靴，套入樁靴。然后緩緩放下套管，壓進土中。樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管偏斜不大于0.5%時，即可起錘沉管。先低錘輕擊，觀察如無偏移方可正常施打，直至符合設(shè)計要求的貫入度或標高。沉管關(guān)閉樁管活瓣樁尖樁管套入砼樁靴砼澆灌檢查樁管內(nèi)有無泥漿或水進入，即可灌注砼。第一次澆灌砼時樁管內(nèi)應(yīng)盡量灌滿，拔管過程中應(yīng)向樁管內(nèi)繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內(nèi)砼保持略高于地面。拔管在砼灌滿樁管后，拔管即可進行。一邊拔管、一邊錘擊，拔管的速度要均勻，一般土層以1m/min為宜，軟弱土層以0.3～0.8m/min為宜。倒打拔管的速度，單動汽錘不得少于50次/min，自由落錘不少于40次/min。在管底未拔至樁頂設(shè)計標高時，倒打和輕擊不得中斷。⑴跳打法

樁的中心距小于4倍樁管外徑或小于2m時，均應(yīng)跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達到設(shè)計強度的50%后方可施打。

為提高樁的質(zhì)量和承載能力，可采用復(fù)打來擴大灌注樁的樁徑。方法是：在第一次澆筑砼完畢、拔出樁管，消除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原樁位再設(shè)預(yù)制樁靴或合好S樁尖活瓣，第二次復(fù)打沉入樁管，使未凝固的砼向四周擠壓擴大樁徑，然后再澆筑第二次砼。⑵復(fù)打法錘擊沉管灌注樁的特殊施工方法有跳打法、復(fù)打法。特殊施工方法振動沉管灌注樁

振動沉管采用振動錘或振動沖擊錘沉管，利用樁機強迫振動頻率與土的自振頻率相同時產(chǎn)生的共振而沉管。沉樁前，將樁管下端活瓣合攏或套入樁靴，對準樁位，徐徐放下樁管壓入土中，勿使偏斜，即可開動激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時利用振動錘自重在樁管上加壓，樁管即能沉入土中。振動沉管灌注樁可采用單打法、反插法和復(fù)打法施工。在沉入土中的樁管內(nèi)灌滿砼，開動激振器振動5～10s后開始拔管，邊振邊拔；每拔0.5～1m，停拔振動5～10s，如此反復(fù)，直到樁管全部拔出。一般土層內(nèi)拔管速度宜為1.2～1.5m/min，在軟弱土層中宜為0.6～0.8m/min。單打法在樁管內(nèi)灌滿砼后，先振動再開始拔管，每次拔管高度0.5～1.0m，向下反插深度0.3～0.5m。如此反復(fù)進行，直至樁管全部拔出地面。反插法能增大樁的截面，提高樁的承載能力，適宜在較差的軟土地基上應(yīng)用。反插法要求與錘擊灌注樁相同。復(fù)打法振動灌注樁的適用范圍除與錘擊灌注樁相同外,并適用于稍密及中密的碎石土地基。

沉管灌注樁的關(guān)鍵必須嚴格控制最后兩個兩分鐘的貫入度，其值按設(shè)計要求、或試樁數(shù)據(jù)和當?shù)厥┕そ?jīng)驗確定。沉管灌注樁常見問題的處置

⑴斷樁檢查：露出地面的樁體可用目測觀察，樁體在地下2～3m范圍內(nèi)斷裂，用手或腳輕搖會有浮振的感覺，深處的斷樁可采用動測法檢測。斷樁

⑵防止斷樁的措施：主要是控制樁的中心距大于4倍樁徑,合理安排打樁施工順序和樁架行走路線，采用跳打法和控制時間法使樁身砼終凝前避免振動和擾動，認真控制拔管速度。⑶斷樁的處理：斷樁一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)將斷樁拔去，清理樁孔及接樁面，略增大樁身截面積再重新澆筑樁身砼。樁靴進水樁管沉至設(shè)計標高后，用浮標可測得樁底是否進水或進泥；預(yù)防措施是樁尖活瓣間隙或預(yù)制樁頭與樁管接觸處要嚴密，對縫隙較大的樁尖或樁頭應(yīng)及時修理或更換；出現(xiàn)樁靴進水或進泥情況時可先在樁管內(nèi)灌入0.5m高水泥砂漿，再灌入1m高砼，然后反插打下?？s頸在流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)土打樁時，拔管過程中要設(shè)置浮標觀測每50～100cm高度內(nèi)砼的灌入量，根據(jù)灌入量和樁徑的換算作出樁形圖，根據(jù)樁形圖是否異常來監(jiān)測縮頸現(xiàn)象的發(fā)生；預(yù)防措施是嚴格控制拔管速度在0.6～0.8m/min以內(nèi)，樁管內(nèi)盡量多裝砼，使管內(nèi)砼高于地面或地下水位1～1.5m以上。發(fā)現(xiàn)樁身出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象及時采取復(fù)打法進行處理。3.3.4

吊腳樁第一次拔管時，觀測管內(nèi)浮標可監(jiān)測樁尖活瓣或預(yù)制樁頭是否打開或脫開；預(yù)防措施是采取“密振慢抽”方法，開始拔管50cm,將樁管反插幾下，然后再正常拔管；同時保持砼有良好的