钻孔灌注桩工程施工总结(详细)

钻孔灌注桩施工总结

桩基础作为建设工程中重点控制内容之一,是建设工程质量控制重中之重。而钻孔灌注桩以其适应性强、成本适中、施工简便等特点,在建设工程中得到了广泛的应用和推广。钻孔灌注桩的施工工艺大致如下:钻机选型-钻机就位、开孔-桩基正常钻进-终孔-一次清孔-检孔-钢筋笼下放-二次清孔-灌注前准备工作-混凝土浇注-凿除桩头。现就主要从钻孔桩施工工艺和施工中的注意事项进行简要的论述。 一、前期准备 由于该标段的主塔在 XX 江深水域内,因此为确保桩基及其它后续工序的正常施工,项目主要做了搭建连接两主墩至陆地的施工钢栈桥和钻孔钢平台以及钢护筒下放施工等准备。 二、施工工艺 (一)钻机选择

在选择钻机时首先考虑的是施工成本和工期的要求,其次是考虑施工区域的地质情况、场地大小和动力供给,以及钻机的主要技术性能、特点及施工成效等方面选择,详见下表:

钻机 类型 技术性能及施工特点 泥浆高压通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部 回 旋 钻 射出,底部的钻头在回钻时将土层搅松成渣,泥浆上升而溢出到井外泥浆溜槽。 地层适应性及成本消耗 适应各种地层,成本消耗:因冲击钻机功率大、耗电量高。再则钢丝绳消耗大,、自身重量大搬迁运输成本大等。在粘土、粉砂层施工时冲击钻的成本较高, ,但在卵、砾石层等基岩施工冲击钻效率高。 桩机自重轻,搬迁方便,但需设置泥浆循环净 化系统。残浆要有既定的存放地方,对场地要求较大 对场地要求 成桩效率、成孔质量 钻进与排渣同时进行,通过统计各程钻孔记录的平均数据分析,回转钻机在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时,要比冲击钻机施工快,成桩的垂直度好,扩孔系数较小(1.05～1.1)。 1

需要大量的水和泥浆原料,需要设置制浆场地,对环境有一定影响。但施工时噪音较小。 环境影响评价

冲 击 钻 卷扬机提升钻锥对岩石进行较高频率的上下往复冲击,将土石劈碎、部分被挤入井壁之内 ,部分通过泥浆循环的方式排出孔外。钻头由两根钢绳平衡连接,起、下钻快捷,缩短了辅助时间。 环保特点突出,施通过自身行走装置移动到位后,以自带动力提供钻孔所需钻压和扭矩,结合使用不同类型钻头钻具切削不同地层,并通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。 与地层适应性强,可适用于淤泥质土、粘土、砂土、配合不同钻头可对卵、砾石层基岩等地层实施钻进。 履带底盘承载,接地压力小,适合于各种工况,在施工场地内行走移位方便,机动灵活,对桩孔的定位非常准确、方便。自带柴油动力,缓解施工现场电力不足的矛盾,并排除了动力电缆造成的安全隐患。吊放钢筋笼、灌注砼等施工场地较其他工艺容易布置。 自动化程度高、成孔速度快、质量高。钻机为全液压驱动,电脑控制,能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度,最大限度地保证钻孔质量。其工效高,成孔的孔壁上形成较明显的螺旋线。有助于提高桩的的摩阻力。 工现场干净。这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土,再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁,而不用于排碴,成孔所用泥浆基本上等于孔的体积,且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。XX市施工中对有排污严格的规定,使用旋挖钻机可以有效降低排污费用,并提高文明施工的水平。 适应各种地层,成本消耗:因冲击钻机功率大、耗电量高。再则钢丝绳消耗大,、自身重量大搬迁运输成本大等在粘土、粉砂层施工时冲击钻的成本较高, ,但在卵、砾石层等基岩施工冲击钻效率高。 桩基在旱地时,必须清除杂物后夯压密实,固定好钻机,以保证钻孔过程中不发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。 在卵、砾石层进尺速度快,但容易坍孔,扩孔系数偏大,根据混凝土损耗较大 冲击钻进振动对周围环境影响比回转钻要大,特别是冲击下部卵、砾石层时,冲击振动产生较大声音和振动,夜晚影响人们休息,同时需要设置制浆场地,泥浆排放对环境有影响。 旋 挖 钻 该标段主墩处原岩岩性为凝灰熔岩、流纹岩、粉砂岩、泥岩等,受动力变质作用影响,断裂附近岩石常具片理化特征,岩石节理裂隙发育,形成密集的破劈理带。为尽可能准确的掌握我标段南汊主桥各桩位处的地质情况,采取主墩逐桩地质取芯、辅助墩选择性的地质取芯的措施以确定孔深。以下是各墩位处取芯地质情况描述:

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墩台号 中心桩号 地质特性 岩层编号 1 2 标高范围 －4.1～-10.3 －10.3～-13.8 －13.8～-40.6 －40.6～-49.95 －7.63～-15.08 －15.08～-25.13 －25.13～-25.53 －25.53～-54.93 －54.93～-58.43 －58.43～-91.63 －91.63～-102.63 －8.3～-14.5 －14.5～-16.2 －16.2～-20.25 －20.25～-23.0 －23.0～-27.1 －27.1～-47.1 3.65～-9.25 －9.25～-10.75 －10.75～-12.15 －12.15～-14.65 －14.65～-15.35 －15.35～-16.55 －16.55～-26.65 厚度(m) 5.2 3.5 26.8 9.3 7.5 10.1 0.4 29.4 3.5 33.2 11.0 6.2 1.7 4.1 0.8 4.1 20.0 12.9 1.5 1.4 2.5 0.7 1.2 10.1 地质情况 淤泥 全风化花岗岩 强风化花岗岩(砂土状) 中风化花岗岩 淤泥 粗砂 全风化花岗岩 强风化花岗岩(砂土状) 强风化花岗岩(碎石状) 中风化花岗岩 微风化花岗岩 淤泥 细砂 中砂 粗砂 全风化凝灰熔岩 中风化凝灰熔岩 填筑土 黏土及粉质黏土 中砂 淤泥质土 强风化凝灰熔岩(砂土状) 强风化凝灰熔岩(碎块状) 中风化凝灰熔岩 过渡墩 3 4 1 2 3 主墩 4 5 6 7 1 2 3 南主墩 4 5 6 1 2 3 南过渡墩 4 5 6 7 根据上述地质状况,在考虑项目钻孔桩的工期及施工成本、钻孔平台的结构尺寸的同时对各种钻机的主要技术性能、特点及施工成效

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进行了比选,最终采用JK-30型冲击钻进行桩基施工。通过实践证明该机型基本能满足项目的施工和进度要求。由于北岸主墩地质情况较复杂,冲击钻施工出现过塌孔、掉锤、卡锤和斜孔等情况,现就冲击钻钻进时出现的问题及处理方法列表进行分析。

存在问题 坍孔 问题成因 处理方法 钻机钻进时通过砂砾强透水层,造成采用水头补偿措施,及时调整护筒内孔内水流失导致孔内水头高度不够。 水头高度,保证水头相对稳定。 钢丝绳陈旧、断丝,未及时更换。 掉钻 未及时焊补冲锥,钻孔直径逐渐变小,冲 击 钻 卡锤 而焊补后的冲锥大了, 又用高冲程猛击,发生了卡锤。 掉钻后及时摸清情况,先清孔,使用打捞工具接触钻锥后打捞,施工时经常检查钢丝绳。 调查卡锥位置,不可盲动,上下小范围松动冲锥,后方可用力上提以免造成越卡越紧。若不行采用小的冲锥下到孔内冲击,同时用滑轮组配合稳住大绳以免冲锥突然下落,待冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。 1、加强对工人的技术交底,并经常复核桩位可有效避免斜孔的产生； 2、在钻进过程中出现斜岩和岩性不同时,可回填高强度的片石(岩石强度不小于孔底岩石强度)或钢丝绳甚至铁块至未斜孔位置,然后重新钻进可处理斜孔。 1、工人操作不当,钢丝绳偏位后未及时调整而导致斜孔； 斜孔 2、孔位处有斜岩或同一标高位置岩石强度相差太大,冲锤对孔底的劈碎程度不一,导致冲锤发生倾斜,从而出现斜孔。 (二)钻机就位、开孔

钻机的就位包含两层意思,一是所钻孔桩位在大地平面的位置控制,二是所钻孔桩本身的立体位置控制。

钻孔灌注桩开钻前应建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制),且所有测量必须有多余观测。对拟施工桩位进行放样,并在另一测站进行复核。有条件时,应用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核,并在桩基钢护筒上进行放样,以方便钻进过程中的桩位的符合及控制。在灌注桩钻进过程中桩位的控制必须引起

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高度重视,确保无误,一旦发生桩位错误将难以弥补。

钻机定位后要求机身水平、稳固,同时应尽量确保钢丝绳和桩位中心在一条垂线上,对中后的钢丝绳与桩位中心的偏差不得超过2cm,这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求。由于钻孔灌注桩施工节奏快,钻机在钻进过程中容易发生偏位和倾斜等情况,此时立即停停止钻进,重新调平对中后再继续钻进施工,否则必定会造成斜孔或偏孔。

钻机同时钻进时应尽量避免邻近桩位同时钻进的情况,以防止发生穿孔的事故,同时钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工而应实行跳打原则,这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量,实在无法调整桩位时,应停顿36小时以后方可在邻桩上进行施工。 三、桩基正常钻进

桩基钻进用的泥浆采用孔内调制的方法,泥浆原材可采用优质红土或膨润土。钻渣采用正循环的方法滤除,为确保孔底的钻渣能及时的滤除而加快进尺,在钻进过程中应灵活调整泥浆的比重,根据现场实测数据的搜集统计,在钻进过程中泥浆比重控制在1.35~1.4之间为最佳。在钻进过程中同时应做到每天复核桩位,以避免偏孔或斜孔事故的发生。

桩基钻进过程中应做好钻孔原始记录,具体包括每时间段的进尺、当前累积进尺、基岩岩性、泥浆比重等内容；同时在进入中风化后每1~2m取样一次并黏贴标签,标签内容应详细记录取样桩号、日

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期、孔深、标高、岩样等,直至钻进至设计桩底标高。 四、终孔

桩基钻进至设计底标高后,现场技术员亲自量测孔深,确定孔深无误后取渣样报检设计代表并签认终孔确认单。同时报检监理,对已成孔桩基进行孔位复核,并做好记录。相关报检程序完成后,方可进行下到清孔工序的施工。 五、一次清孔及检孔

桩基终孔后需进行一次清孔,清孔设备采用9m3空压机和“黑旋风200”泥浆分离器。为加快一次清孔速度,提高清孔效率,需有钻机配合,锤头在孔内小冲程的上下提动,可将钻渣、砂和泥浆搅匀,加快钻渣和砂的滤除速度,大大提高了工效,同时也可节约成本,提高效益。一次清孔结束后要求孔深不小于终孔孔深、泥浆比重不大于1.18,含砂率＜0.5%,且用测锤轻掂孔底有碰到石头上的感觉。为确保桩基质量,一次清孔结束后,需对孔径内泥浆做比重、含砂率、稠度等试验。清孔时应注意孔内泥浆面的高度,及时向孔内注入清水,以补偿水头损失,避免应空内外水头差较大发生塌孔事故。 七、钢筋笼加工与下放

钢筋用原材进场时需配有相应批号的质保单,并要求作力学性能试验和焊接试验,合格后才能启用。钢筋笼加工时所用焊条要有质保单,型号要与钢筋的性能相适应。钢筋笼制作要严格按设计加工,主筋位置用定制的台架控制等分距离,在台架上制作好的钢筋笼得主筋和套筒拧好后的丝牙位置应用记号笔做好标记。主筋间距允许偏差±

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10mm;箍筋或螺旋筋螺距允许偏差±20mm;钢筋笼直径允许偏差±10mm;钢筋笼长度允许偏差±50mm.本项目钢筋笼主筋布置为径向双层,所以加颈箍设在主筋内侧,以防止钢筋笼在运输和起吊过程中变形,同时也防止在下放过程中刮擦,且主筋不设弯钩。钢筋笼搬运和吊装时,应防止变形;安放前需再检查孔内的情况,以确定孔内无塌方和沉渣;安放要对准孔位,扶稳、缓慢、顺直,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼,钢筋笼接长时应注意主筋对应,并检查套筒是否拧到位。注意钢筋笼的标高,到达设计位置后应采用工艺筋(吊筋、抗浮筋)固定在钢护筒上,避免钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮。钢筋保护层用水泥砂浆块制作,垫块强度应满足施工需求。垫块每1.5-2m一组,每组3个,圆周上相距120°,每组之间呈梅花形布置。保护层的允许偏差为±10mm。声测管安装时,每接长一次应对其注水检查气密性,防止砼灌注过程中水泥浆进入声测管发生声测管堵塞事故。为进一步确保声测管通畅,建议在钢筋笼下放结束后在声测管内插入硬塑料水管,水管应通底。 八、二次清孔

钢筋笼下放结束后应及时采用气举反循环进行二次清孔施工,以防止桩基长期浸泡在水中发生塌孔事故。二次清孔后泥浆比重应控制在1.05~1.08之间,含砂率小于1%。二清结束后孔底沉淀小于2cm,且用测锤掂测孔底时有触在岩石上的感觉,二清结束后量测的孔深不得小于设计孔深。 九、灌注前准备工作

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灌注用的导管应提前做气密性试验,严格检查管身及接头位置,对漏气位置进行修补后方可使用,确保砼灌注时导管不漏气不进浆。二次清孔结束后及时的拆除风管,下放灌注用导管,下放时应量测每节导管的长度并做好记录,确保导管底口与孔底的悬空高度,一般控制在40cm为谊。导管下放结束后应再次量测孔深和孔底沉淀,如发现孔底沉淀大于设计要求应再次下放风管进行清孔,再次复核孔底沉淀满足设计要求后方可安装大料斗和泡沫球,泡沫球距离导管顶口距离在25~30cm为谊,且泡沫球应摆放水平,泡沫球直径应略小于导管内直径,避免因直径过大或过小出现安装不进去或掉进导管的事故。如砼到达现场时间较长时,可将泥浆泵管深入孔底进行循环泥浆,避免孔内泥浆长时间停滞产生沉淀。同时应调整孔内泥浆面高度,避免应水头较高产生较大压力导致导管内砼无法顺利下落发生堵管。 十、砼灌注

砼到达现场后,对砼的塌落度和扩展度进行试验,防止灌注过程中因砼的质量缺陷发生堵管等事故。当到达现场的砼方量满足首盘料的方量后方可进行砼灌注。在砼灌注前需对大料斗浇水润湿,并将料斗底口的铁饼摆放水平并用铁棍将其抵住,不得出现较大空隙,防止在向大料斗内注入砼的过程中砼将铁饼挤开发生砼外漏事故,从而影响封口的效果。当大料斗的砼方量达到首盘料的方量后方可提起铁饼,同时继续向大料斗内注入砼。当砼顺利下落时,注意观察护筒内泥浆面的高度是否有变化。当首盘料灌注完成后应注意观察泡沫球是否出来。为确保桩基质量避免发生堵管,应确保砼灌注的连续性。如现场

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砼供应不及时时,应控制现场砼灌注速度,建议每隔10~15分钟灌注一次,避免因砼灌注停滞时间较长发生堵管。 十一、桩头凿出

砼灌注结束后2~4小时后及时对声测管内硬塑料管通水,将声测管内泥浆和杂物冲洗干净,以确保检桩能顺利进行。桩基砼面标高应高于设计桩顶标高1~1.5m。从后续的桩头凿出来看,建议桩头超灌1m,在后续的桩头凿出中便于施工。

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