旋挖钻孔灌注桩

 

 

旋挖钻孔桩

    工程术语，一般是指由旋挖钻机施工的桩型，全称旋挖钻孔灌注桩，工程上简称旋挖桩。由于使用机械作业，对工人人数要求不高，可节省很大的人工费用。

     在我国是近几年才推广使用的一种较******的桩基施工工艺。广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。早期大部分所用的旋挖钻机都是由德国和意大利进口或者是日本二手旋挖钻机。近几年，随着青藏铁路、北京鸟巢等项目的推动，国外进口品牌不断涌入，我国同类产品也在逐步发展起来。

 

旋挖钻孔桩施工工艺

 

     旋挖钻机成孔首先是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。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁

 

 

旋挖钻孔桩工艺流程

      （一）放样定位

　　工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

　　（二）旋挖机***位

　　钻机***位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

　　（三）埋设护筒

　　护筒直径应比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m 的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。

　　（四）旋挖机成孔
　　结合以往施工经验，我方采用现代工具旋挖机进行成孔：在护筒埋设并定位后，使用SR-250 型转挖机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率高，适合在中风化层中钻进。

　　钻机在***位时应重新测量、定位，在成孔过程中采用泥浆护壁。利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3 之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。通过成孔施工，泥浆护壁效果比较好，******可以满足施工的需要。可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3 以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。

　　（五）清孔（如有扩大头才需清孔）

　　在钻机钻至设计孔深后，将钻头降至孔底，慢转，******是清出扩大头扩出的余泥。

　　（六）钢筋笼制作与安放
　　1．钢筋笼制作
　　钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采
　　用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表2 规定。
　　制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。
　　2．钢筋笼孔内安放

　　钢筋笼长（超过16m）在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。

　　（七）下导管
　　1．导管的选择
　　采用丝扣连接的导管，其内径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查。
　　（1）外观检查：检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其内壁是否平滑，对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。
　　（2）对接检查：导管接头丝扣应保持良好。连接后应平直，同心度要好。
　　经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备，满足清孔及水下混凝土浇筑的需要，即清孔时能下至孔底；水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m 左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。
　　2．导管下放

　　导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。

　　（八）混凝土浇筑
　　1．混凝土车搅拌运输；混凝土坍落度控制在18～22cm；用搅拌车混凝土直接到孔口倒入料斗内。
　　2．水下混凝土浇筑：浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要******浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2～6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制***后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。

　　3．试块制作：在浇桩过程中，随机抽取1～2 盘混凝土做试块，每支桩应做一组试块，制作好的试块在12h 后拆模，放置静水中养护。试块评定采用数理统计法评定。

 

　　（九）起拔护筒

　　混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

　　（十）回填桩孔

　　桩孔混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。

　　成孔内容
　　1．成孔前：需对钻具参数进行标定，包括钻头高度、直径、主杆长度、加杆长度、孔口及平台标高、孔底标高。
　　2．在钻进过程中应记录以下参数：泥浆比重、黏度、钻进速度、转速及进尺速度，各地层钻进异常情况描述。
　　3．终孔孔深及时记录，调节泥浆比重与时间记录，测量孔深记录，提钻时间记录。

冲孔灌注桩施工方法

　　钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。

泥浆护壁施工法

　　冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。施工顺序

　　(1)施工准备

　　施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。

　　钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。

　　(2)钻孔机的安装与定位

　　安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。

　　为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，******定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以******钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

　　(3)埋设护筒

　　钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

　　制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。

　　(4)泥浆制备

　　钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

　　(5)钻孔

　　钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能******成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要******下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

　　(6)清孔

　　钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查******符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较******，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理***是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。

　　(7)灌注水下混凝土

　　清完孔之后，***可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

       全套管施工法

　　全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。

　　全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。

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