2023年混凝土灌注桩施工工艺学习资料.doc

混 凝 土 灌 注 桩 施 工 工 艺 学 习 资 料 第一节、桩基工程简介 一、 桩的分类 1、 按承载性状分类：分为摩擦型桩、端承型桩、复合受荷桩。 2、 按成桩方法和工艺分类 1） 非挤土桩：如干作业法桩，泥浆护壁法桩，套管护壁法桩，人工挖孔桩。 2） 局部挤土桩：如局部挤土灌注桩，预钻孔打入式预制桩，H型钢桩，螺旋成孔桩。 3） 挤土桩：挤土灌注桩，挤土预制混凝土桩。 本工程属于非挤土桩中的泥浆护壁法桩。 二、 常用灌注桩钻孔机械 根据成孔方法不同分为冲击式钻孔机、冲抓锥成孔机、螺栓钻孔机、回转式钻机、潜水钻机。 根据本工程的地质条件拟选用的钻机为：回转式钻机。 回转式钻机成桩的特性：回转式钻孔灌注桩又称为正反循环成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，浇筑混凝土成桩，为国内最常用和应用范围最广的成桩方法。其特点是可用于各种地质条件，各种大小孔径〔300~2023mm〕和深度〔40~100m〕，护壁效果好，成孔质量可靠。施工无噪音，无振动，五挤压。设备简单，操作方便，费用较低。但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。使用于高层建筑中，地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、沙土、软质岩等土层应用。 第二节、混凝土灌注桩施工工艺 一、钻孔桩施工准备 一〕施工测量 1、高程控制网的布设 根据城市规划部门提供的高程控制点，用精密水准仪进行闭合检查，布设一套高程控制网。场区内至少引测两个水准点，以此测设出工程桩高程控制网，闭合差控制在3mm以内。 2、平面控制 工程的平面控制目前主要体现在试桩桩的定位，根据总平面控制网中的控制点，用SETECII全站仪和DJ2经纬仪、50米长钢尺，极坐标法和直角坐标法，测定各桩基的平面位置。因本工程桩都是钻孔灌注桩，为防止由于泥浆的排放对桩定位的影响，在放出桩位后，每根桩定位时还需要核准后才能开始成桩。 3、高程控制 本工程场区高程控制的主要内容是：桩基顶和桩端标高确实定。所有控制点的标高由现场建立的水准控制网引测用水准仪、塔尺和专用测绳传递高程。 二〕、钻孔灌注桩施工 1、钻孔灌注桩施工工艺 施工工艺流程图 泥浆循环系统设置 为保证泥浆的性能指标，可对泥浆进行集中处理和管理，回收后集中净化处理，重复使用，以降低施工本钱，保证桩的质量及现场文明施工。 本工程地层大多为粘土、粉土和粉质粘土，施工时以钻机自造浆为主，当泥浆性能指标不能满足施工需要时可添加适量膨润土，以改善泥浆性能。泥浆的日常维护主要应该做到：经常测定泥浆参数，掌握其性能，然后根据测定的泥浆参数确定对泥浆的调整。 2、泥浆处理与排放 施工时要及时去除循环槽和沉淀池内沉淀的钻渣，清出的钻渣应及时运出现场，防止钻渣废浆污染施工现场及周围环境。 由于灌注过程中混凝土的污染，泥浆会逐渐失去原有性能而产生变质，所以在施工过程中要不断除去所含泥砂，并调整泥浆性能指标在规定范围内。 三〕、成孔作业 1、护筒埋设定位 为保证桩位准确，防止孔口坍塌，施工前需要埋设钢质护筒，护筒的钢板厚度在0.8~1.0cm，护筒上部留有350×350左右的溢浆口，并焊有吊环。埋设时用反铲配合施工，护筒埋设要求如右图所示： 1〕钢护筒应保证同心园，筒高2.0m。内径大于设计桩径100mm，护筒中心偏差不大于20mm。 2〕埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，以便校正桩位，埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合。定位桩用12～18mm粗的钢筋打入土中，并用混凝土或者水泥砂浆加固，施工过程中不得随意破坏。 3〕埋设护筒时，采用挖埋法，在护筒周围对称均匀地回填粘土，分层夯实，使其到达最正确密实度。注意护筒顶端应与孔口平齐，护筒中心和桩位中心的偏差不得大于50mm，倾斜度偏差不得大于0.5%。护筒与孔壁周围的间隙要用粘土填筑密实，护桶埋设如右图所示。 4〕埋设护筒时应注意护筒位置与垂直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，是否不透水〔护筒高度〕，护筒顶端应高出地面20cm。 5〕沿着护筒溢浆口挖循环槽至泥浆池。 6〕施工过程中发现护筒变形偏差超出允许偏差时需及时替换备用护筒。 2、钻孔设备的选择 1〕本工程钻孔灌注桩的试桩采用GPS-10正循环钻机成孔。 2〕在粘性土层和砂性土层采用双腰带笼式刮刀钻头钻进，在较硬的地层中可选用三翼钻头钻进；钻头的重量和配重块的重量应根据成孔直径、孔深和地层情况确定。 3、钻机就位 1〕采用起重机把钻机吊放于桩位上，钻机下用枕木垫稳。当钻机安放不够水平时，可用液压千斤顶辅助调节，并用水平尺测量钻机转盘，判断钻机是否水平。机架下卧枕木要平稳垫实卡牢，用吊锤和水平尺及时检查、调整、机架的垂直度，钻头中心对桩位中心偏差不得大于20mm。 2〕钻架立起后，要认真检查导向装置，看其是否稳定，是否与转盘垂直。 4、钻进成孔 1〕在粘土层中钻进时，进行原土自然造浆，相对密度控制在1.1左右，随着造浆过程的不断进行，泥浆相对密度会越来越大，这时应不断参加清水稀释泥浆，使其相对密度保持在1.2以下。在砂性土层泥浆相对密度应控制在1.15左右。 2〕钻进 〔1〕钻压 钻孔时采用减压钻进，即钻机主吊钩始终承受局部钻具的重力，孔底承受钻具重的80%左右，以防止或减少斜孔、弯孔和扩孔。 〔2〕钻速 在粘土或粉土层中，用中高速钻进，自由进尺；在砂层中宜采用间断回转的方法来控制钻速。 〔3〕钻孔参数 土层 转速〔r/min〕 钻压〔KN〕 钻速〔m/h〕 粘性土 25～45 25～45 5～7 砂性土 30～50 25～45 8～10 〔4〕钻进工艺 根据地质条件，本工程采用正循环工艺成孔。 插图 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.钻孔灌注桩正循环钻进工艺 A〕开动钻机前，先向孔内注入泥浆。然后慢下至孔底，轻压慢转数分钟后，逐步增大转速钻压，进入正常钻进。 B〕钻进时认真仔细观察进尺和排水出渣情况，排量少或出水含钻渣较多时，控制钻进速度。 C〕每钻进4～5米深度验孔一次，在预计的土层变化时，取渣进行分析并填入记录中。 D〕孔内如遇有较大漂石或其它障碍物，引起钻具跳动、蹩车、钻孔偏斜时，要及时控制钻进速度，降低转速，加大泵量，来回轻扫。 E〕加接钻杆时，应先将钻具提离孔底，待泥浆循环3～5min后，再拆卸加接钻杆。 F〕起钻时注意操作，防止钻头拖挂孔壁，并向孔内补充适量泥浆，稳定孔内水头高度。 G〕在粘性土层中采取原土造浆，进入粉土、砂性土层后采取制备泥浆护壁，制备泥浆的性能指标见泥浆制备章节。 3〕钻孔施工应注意的问题 〔1〕钻机钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。 〔2〕钻孔作业应分班连续进行，并填写钻孔记录。交接班时应交待钻进情况及下一班施工时应注意的问题。并注意地层变化，在地层变化处捞渣取样，判明后记入钻孔记录表。 〔3〕钻机在钻孔过程中应保持足够的钻压力，成孔时采用扶正器或导向圈导向，并增加配重块，减压钻进，孔底承受的钻压不得超过钻具重力之和〔扣除浮力〕的80％，以保证成孔垂直度。 〔4〕钻进成孔过程中，孔内液面应高于孔外水位2.0～3.0m，当孔内外水头变化时，应采取措施调整孔内水头。当钻进至接近钢护筒底口位置1～2m左右时，须采用低钻压、低转数钻进，并控制进尺，以确保护筒底口部位地层的稳定，当钻头钻出护筒底口2～3m后，再恢复正常钻进状态。升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须谨慎操作、防止钻头钩挂、冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。 〔5〕钻孔过程中如遇特殊情况需停钻时，应提出钻头，并增加泥浆比重和粘度，保持孔壁稳定。 〔6〕群桩同时钻孔时，相邻钻孔不允许同时开钻，当已浇注混凝土桩的强度未到达5MP时，也不得在相邻孔进行钻孔施工。 4〕终孔确实定 钻进到设计桩底标高时，施工单位应立即通知监理人员和业主现场代表等共同对终孔底土样与地勘报告的描述进行比照，假设发现不符时应及时联系设计单位，确定是否可以终孔。 5〕清孔 钻进终孔后，分两次进行清孔，实现“一次清孔为主，二次清孔为辅〞的清孔排渣原那么。第一次清孔在下放钢筋笼之前，将钻具提离孔底0.2m左右，上、下活动，低速回转，全泵量冲孔，充分研磨孔底较大颗粒土块，待孔内返出浆液中无泥块泥皮可视为一次清孔完毕，时间一般不少于30分钟。第二次清孔在钢筋笼下放后，利用灌注水下混凝土的导管作为吸泥管，高压风作动力将孔内泥浆抽排走。 200 泥浆 泥浆携带孔底泥块泥土等返出孔口 钻具低速回转， 上下活动 钻杆 清孔示意图 钻孔灌注桩成孔质量允许偏差和检验方法 编号 项　　目 允　许　偏　差 检验方法 1 孔的中心位置 单桩不大于5cm，群桩不大于10cm 测量检查 2 孔　　径 不小于设计桩径 测量检查 3 倾斜度 小于1% 测量检查 4 孔　深 不小于设计规定 测量检查 5 孔内沉淀厚度 不大于10cm 测量检查 6 清孔后泥浆指标 比重大于1.03-1.10，含砂率小于2%，黏度17-20s 测量检查 5、钢筋笼制作吊装 钢筋笼制作 1〕钢筋笼所有钢材必须有材质证明，并要求复检合格，方可使用。 2〕钢筋笼按照设计图制作，由于本工程中钢筋笼长度较短，钢筋笼不分节，螺旋箍采用单面焊接头时，单面焊缝长度≥10d。同一截面上的钢筋接头不超过主筋总根数的50%，且两相邻接头位置应错开35d。 3〕钢筋制作偏差应符合以下规定： 主筋间距 ±10mm 钢筋笼直径