成孔灌注

成孔灌注（精选11篇）

成孔灌注 篇1

摘要：介绍了钻孔灌注桩泥浆护壁正循环钻孔成孔的正循环清孔和泵吸反循环清孔两种工艺, 分析总结了两种不同施工工艺在南京河西地区部分工程的试桩及工程桩的成孔质量效果, 指出泵吸反循环清孔比正循环清孔的施工工艺在南京河西地区更能保证钻孔灌注桩成孔质量, 满足规范和设计要求, 尤其是在控制沉渣厚度方面。

关键词：正循环清孔,泵吸反循环清孔,成孔深度,沉渣厚度

1 概述

钻孔灌注桩作为一种基础形式, 目前在南京河西地区的高层建筑及大型公共建筑的基础都采用钻孔灌注桩, 在这些工程中, 有的采用泥浆护壁正循环钻孔正循环清孔;有的采用泥浆护壁正循环钻孔泵吸反循环清孔。在这个地区的地质中有一层粉细砂, 还有一层中粗砂混卵石, 桩端持力层一般为中风化粉砂质泥岩, 埋深51.60 m~63.70 m, 属于长钻孔灌注桩。一旦因为地质条件或者施工质量控制不当造成塌孔、桩底沉渣厚等事故, 处理起来比较麻烦, 从而影响到成桩的质量, 形成了质量安全隐患。本文通过以下2个具有代表性案例来表述笔者的见解。检测使用仪器均为上海昌吉地质仪器有限公司生产的JJC-1D型灌注桩孔径检测系统, 检测方法为接触式仪器组合法。

2 案例

2.1 案例一

本工程位于南京市建邺区河西大街附近, 为试桩, 桩型为钻孔灌注桩, 桩径为800 mm和1 000 mm。施工工艺采用泥浆护壁正循环钻孔正循环清孔, 施工机型为GPS20。检测试桩桩号:SH1, SH2, SH9。

2.1.1 工程地质条件

地质资料表明, 设计桩长范围内, 拟建场地岩土层可分为四大工程地质层, 8个亚层, 自上至下如下:

(1) 1杂填土; (1) 2淤泥质填土; (2) 1淤泥质粉质粘土夹粉土; (2) 2淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂; (3) 1粉砂夹粉土、粉质粘土; (3) 2粉细砂; (4) 1强风化粉砂质泥岩; (4) 2中风化粉砂质泥岩。

2.1.2 结果及说明

说明:根据设计要求, 试桩需进行成孔质量检测, 检测依据GB 50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范中相关规定。

2011年11月26日下午检测SH2号桩, 一次清孔时间2 h。检测时, 业主代表和现场监理均到场, 检测数据出来后, 判定为塌孔, 施工单位在现场监理和业主的见证下用测绳测量孔深, 测深43.8 m。施工单位对此桩进行重新成孔。

2011年11月27日晚上检测SH9号桩。受SH2号桩检测的影响, 施工单位在SH1号桩钻孔到设计深度后, 一次清孔时间4 h。检测时, 业主代表和现场监理均到场。检测数据出来后, 施工单位在现场监理和业主的见证下又用测绳测量孔深, 测深49.4 m, 判定清孔不达标。施工单位对此桩进行重新清孔。

2011年11月27日晚上检测SH1号桩。受SH2号、SH9号桩检测的影响, 施工单位在SH1号桩钻孔到设计深度后, 一次清孔时间5 h, 现场监理用测绳测量孔深, 达到设计深度。检测时, 业主代表和现场监理均到场。检测数据出来后, 判定清孔不达标。施工单位和业主代表、现场监理商定对此桩先进行下钢筋笼, 重点加强二次清孔。

2.2 案例二

本工程位于南京市建邺区江东南路马东广场附近, 桩型为钻孔灌注桩, 桩径为800 mm和1 000 mm。施工工艺分别采用泥浆护壁正循环钻孔正循环清孔和泥浆护壁正循环钻孔泵吸反循环清孔, 施工机型为GPS10 (正循环清孔) 和汽车钻反循环钻机。检测桩号:S2 (试桩) , 57, 129。

2.2.1 工程地质条件

地质资料表明, 设计桩长范围内, 拟建场地岩土层自上至下如下:

(1) 1杂填土; (1) 2素填土; (2) 1淤泥质粉质粘土夹粉土; (2) 2粉土夹粉质粘土; (3) 1粉细砂; (3) 2粉细砂; (3) 2A粉质粘土; (4) 砾砂; (5) 1强风化泥质粉砂岩; (5) 2中风化泥质粉砂岩 (软弱层) ; (5) 3中风化泥质粉砂岩。

2.2.2 结果及说明

说明:根据设计要求, 钻孔灌注桩需按总桩数的10%进行成孔质量抽样检测, 检测依据GB 50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范中相关规定。

2013年4月7日下午检测S2号桩, 该桩为施工单位测试泥浆护壁正循环钻孔泵吸反循环清孔施工工艺是否满足设计要求, 自行试成孔, 一次清孔时间0.5 h。提钻杆, 拆卸钻杆、钻头, 共用时3 h左右。检测前, 业主代表到场, 检测过程中停电1 h左右, 来电后重新检测。检测数据出来后, 施工单位和业主代表非常满意, 确定按此工艺进行工程桩的施工。

2013年4月17日下午检测57号桩。57号桩钻孔到设计深度后, 一次清孔时间1 h。检测数据出来后, 其满足规范和设计要求。

2013年4月24日中午检测129号桩。129号桩钻孔到设计深度后, 一次清孔时间5 h。检测数据出来后, 其满足规范和设计要求。

受检桩孔检测数据汇总见表1。

3 结语

泥浆护壁正循环钻孔正循环清孔, 是通过泥浆循环把孔底的沉渣带走, 这对泥浆的浓度都有一定的要求, 通常采用膨润土制浆来保证泥浆质量。现在市场上膨润土资源紧张, 价格高, 为降低成本, 采用外购泥浆, 而这些外购的泥浆又有部分是从其他工地转过来的, 很难保证泥浆质量。再有, 施工单位为了赶工期, 人为的缩短清孔时间, 这样长钻孔灌注桩一次清孔的质量就不能保证, 也容易造成塌孔。其中, 最难控制的是一次清孔后的沉渣厚度, 因为桩孔比较长, 在提钻前施工单位自检时孔深和沉渣厚度都能合格, 但在经过2 h~3 h的拆卸钻杆和钻头后, 在孔底会沉淀出2 m~4 m的沉渣, 那么二次清孔后很难满足规范和设计的要求。

泥浆护壁泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用, 在钻杆内腔形成负压, 在孔内液柱和大气压的作用下, 钻孔中的泥浆流向孔底, 将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔, 再经过砂石泵排至地面沉淀池内;沉淀后, 泥浆流向孔内, 形成反循环。泵吸反循环本身所具有的特点, 对提高成孔效率和成孔质量带来如下一些好处:

1) 钻进成孔速度与成孔效率有大幅度提高。钻进过程就是清孔过程, 节省了时间同时又可靠地保证孔底沉渣符合要求。钻进成孔速度的提高和清孔时间的缩短促进施工效率的提高, 缩短成桩周期, 能有效地保证施工工期。

2) 孔壁稳定、成孔质量好。

3) 提高单桩承载力。

4) 废浆运量减少, 降低施工成本。

5) 适应性广。

当然反循环钻进也有自身的缺点, 如水泵故障多以及循环系统复杂等, 汽车钻反循环钻机对场地要求也较正循环钻机高。

受文字数量限制不能展开论述, 还有很多的工程案例数据未能罗列出来, 列出来的也只是个别工程中的具有代表普遍性的数据, 用以佐证在南京河西地区的长钻孔灌注桩, 应尽可能采用泥浆护壁反循环清孔的施工工艺。

参考文献

[1]GB 50202-2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[2]JGJ 94-2008, 建筑桩基技术规范[S].

[3]肖欣.灌注桩成桩桩体质量问题分析及解决办法[J].山西建筑, 2014, 40 (19) :59-60.

成孔灌注 篇2

4.1施工单位根据控制桩做好桩位中心放样，并整理资料上报监理，由监理复测，监理复测的频率为100%，

4.2在监理对桩位中心点进行确认合格后，施工单位方可据此设置桩中心点。

4.3主要控制桩及临时的水准点应有明显标志及良好的保护措施，定期进行复测认可放可使用，临时水准点闭合差应符合规定标准。

4.4在钻孔过程中，

施工单位要控制好施钻速度，掌握好泥浆比重，采用优质泥浆护壁成孔是防止缩孔和成孔后坍塌的有效措施。为使孔壁稳定良好，钻孔成孔时要针对地层变化对泥浆性能及时适当调整。孔内水位必须稳定地高出孔外水位。

4.5在钻孔达到设计高程后,即刻进行终孔检察,测量核实,并报监理复核后即可进行第一次清孔。

4.6取钻后用钢筋探孔器吊入孔内检测孔深、孔径、垂直度。

4.7在施工单位完成二次清孔后,监理根据施工单位自检Y料,对孔深.沉渣厚度.泥浆比重进行测定,符合要求后方可开始浇灌水下砼。

成孔灌注 篇3

本文以南京九霄商业广场桩基工程施工为例，论述施工中干成孔旋挖钻孔灌注桩专项施工技术的施工工艺、施工技术要求、灌注桩检测要求、钢筋笼制作要求、混凝土浇筑要求。

一、工程概况：

南京九霄商业广场项目位于南京市地铁二号线学则路站北侧，地处仙林大学城版块。该项目地上建筑由1～5层商业广场、5～18层商住楼等组成;地下建筑由四层商业广场、停车场等组成。现场周边地面相对标高为-0.500～+0.500m，基坑开挖面积约1.04万平方米，基坑开挖深度15.1～16.10米，支护周长约407米。整个围护体系共计292根旋挖灌注桩。根据岩土工程勘察报告，场地内地层自上而下为：回填土、强风化岩、中风化岩。场地内均为弱秀水层，地下水不发育，仅在填土层含上层滞水。

二、干成孔旋挖钻孔灌注桩工艺流程、专项施工技术要点：

1、干成孔旋挖钻孔灌注柱工艺流程为：放线定位-钻机对桩位-旋挖埋护筒-干钻旋挖成孔-旋挖清埋孔底沉渣-成孔检收-吊装钢筋笼-安装导管-灌混凝土-测定桩顶标高-拔出导管-清理场地。

2、桩位测量：依据设计桩位平面布置图及建立的现场测量控制网，放出桩位点并打入定位桩。若在桩间距比较小的情况下，应采取跳打方式，桩基在混凝土浇筑完毕12小时后方可施工临近工程桩。

3、钻机就位、埋设护筒及清孔：为保持钻機的垂直度，通过控制器使钻杆前俯1000mm，后仰600mm，左右摆800mm。在钻进过程中，如钻机倾斜率在0.3以内，可自行调节垂直度。根据地质情况，埋设护筒的长度可达4m，一般护筒长为2～4m。埋设护筒时用水平尺检查垂直度，护筒顶一般高于原地面0.3m，以便钻头定位及桩孔保护。如果场地中杂填土较厚、松散，必须将埋设的护筒底部填土进入粉质粘土层，以保证杂填土不坍落入孔底。

4、当钻（挖）到设计标高后即开始第一次清孔作业：用孔内钻斗来掏除钻渣;第二次清孔采用导管正循环清渣，在安装每节导管之前，应检查其密封圈是否完好，涂止水黄油，确保导管封水性能。按孔深配置建管长度，导管下端距孔底宜为0.3～0.5m，导管安装完毕应下放至孔底，检查其到位情况。此次清孔应使孔底500mm内泥浆比重小于1.25，含砂率小于8%，粘度不大于28s，孔底沉渣≤50mm，验收后在30min内应开始浇筑混凝土，若超过30min，应复测孔底沉渣厚度。若沉渣厚度超过允许厚度时，则需利用导管清除孔底沉渣至合格，方可灌注混凝土。

5、钢筋笼制作、安装及混凝土灌注桩施工要求：①钢筋笼制作按GB50202-2002规范和设计图纸要求进行控制，制作偏差：主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;钢筋笼直径±10mm;钢筋笼长度±50mm。在大批量钢筋笼加工之前，要制作出钢筋笼样板，经各方检验人员验收认可后，方可大量制作钢筋笼。焊接长度：双面焊5d，单面焊10d。钢筋笼存放、搬运时要采取切实可行的措施，防止钢筋笼扭曲变形和污染。②为了保证钢筋笼主筋的保护层厚度，钢筋笼焊接完毕后，要在主筋外安装5.5cm厚定位钢筋环，使钢筋笼与孔壁隔开。钢筋笼吊安入孔时，应对准钻孔中心，缓慢下放，当前一段放入孔内后，用钢管搁支在孔口方木上，再吊起另一段，上下节对正并垂直。头笼、中笼、终笼钢筋搭接采用单面焊接，焊接后逐段放入孔内。整笼焊接完毕后，应用吊筋将钢筋笼悬垂于设计标高。吊放过程中不允许左右旋转，若遇阻应停止下放，查明原因进行处理，严禁高起猛落，碰撞和强行下压。若因桩孔缩径或其它原因导致钢筋笼无法下入，应拔起全部钢筋笼，重新将钻机移至该孔位处扫孔，扫孔验收合格后方可重新安装钢筋笼。吊装钢筋笼时要高吊慢放垂直安装，不准横立斜插将孔壁泥土带入孔底形成沉渣，钢筋笼安装好后立即安放导管，导管吊脚高度控制在0.5～1.0m之间，不可将导管吊脚离孔底过高以免造成混凝土离析。导管安装完成后立即灌注混凝土，灌注混凝土时经常反复上下活动导管利用导管捣实桩体混凝土。大桩径的桩必要时可采用高压振动棒来捣实桩体混凝土。③桩身混凝土设计强度为C35（水下导管浇注）。灌注桩应满足桩身质量及钢筋笼焊接质量要求，不得有断桩、混凝土离析、夹泥现象发生。混凝土应连续灌注，每根桩的灌注时间不得大于混凝土的初凝时间。灌注桩钢筋保护层厚50mm，充盈系数≥1.1。灌注桩排桩宜采取隔桩施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。圈梁施工前，应将支护桩桩顶超灌部分（不小于一倍桩径）凿除清理干净，桩顶以上出露的钢筋长度应不小于锚固长度，桩顶嵌入圈梁50mm。

6、建筑材料要求：

①水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，旋挖灌注桩混凝土标号为C35，支撑、圈梁及围檀混凝土标号为C35。水泥的质量必须符合国家有关规定要求，并作相应检验;②HPB300、HRB335、HRB400钢筋的技术标准应符合GBJ1499-91的规定。

三、混凝土灌注桩质量检测要求：

1.完整性检查：抽取总桩数的30%，且不少于20根进行小应变检测;小应变检测结果影响受力时，采用钻芯法进行补充检测，其检测数量为总桩数的2%，不小于3根;对于直径大于800mm的灌注桩应抽取10%进行超声波或取芯检测。

2.成孔的垂直度：钻孔桩采用测斜仪测量，其数量为总桩数的10%，且不少于10根。

3.孔径：钻孔桩采用井径仪测量，其数量为总桩数的10%，且不少于10根。

4.钢筋混凝土支撑结构的检测要求;宜采用超声波探伤等破损方法检测，检测数量根据现场情况确定。

四、注意事项

1、施工单位在进行围护结构施工前，应根据主体结构设计相关图纸的要求对整个围护结构的平面、垂直布置进行放样和施工组织设计，若发现问题应及时通知设计。对围护桩的平面定位，若发现地质条件与勘察资料不符或与勘察资料出入较大，应通知设计单位调整设计。

浅谈泥浆护壁成孔灌注桩 篇4

关键词：泥浆,内壁,灌注桩

泥浆护壁成孔灌注桩施工时先在施工现场测量放线定桩位, 修筑泥浆池、安装桩架和导管架等。

1 埋设护筒

护筒是用3~5mm厚钢板制成的圆筒, 护筒内径应大于钻头直径, 采用回转钻时, 宜大100mm, 采用冲击钻时, 宜大于200mm。埋设护筒时, 先挖去桩孔处表土, 将护筒埋入土中, 其埋设深度, 在粘土中不宜小1m, 在砂中不宜小于1.5m。护筒中心线应与桩位中心线重合, 偏差不得大于50mm, 护筒与坑壁之间用粘土填实, 以防漏水;护筒顶面应高于地面0.4~0.6mm, 并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。护筒的作用是固定桩孔位置, 防止地面水流入, 保护孔口, 增高桩孔内水压力, 防止塌孔, 成孔时导钻头方向。

2 制备泥浆

泥浆在桩孔内壁上形成泥皮, 将土壁上孔隙填密实, 避免孔内壁漏水, 保持护筒内水压稳定;泥浆比重大, 加大孔内压力, 可以稳固土壁、防止塌孔。泥浆一定粘度, 通过循环泥浆可将切削碎的泥石碴悄悬浮后排出, 起到携砂、排砂的作用。同时, 泥浆不可对钻头有冷却和润滑作用。

3 成孔

泥浆护壁成孔灌注成孔方法有钻孔、冲孔和抓孔三种。

钻孔:钻孔常用潜水钻机, 它是一种将动力、变速机构与钻头连在一起加以密封、潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机。这种钻机动的钻头带有合金刀齿, 千电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊杆定位, 钻孔时钻杆不旋转, 正循环送入泥浆, 切碎的土屑靠泥浆循环排出孔外。

冲孔:冲孔是用冲击钻机把带钻刀的重钻头 (又称冲锤) 提高, 靠自由下落的冲击力来削切岩层, 排出碎碴成孔, 冲击钻机有钻杆式和丝绳式两种。

抓孔:抓孔即用冲抓成孔机将冲抓锥斗提升到一定高度, 锥斗内有压重铁块和活动抓片, 松开卷场机刹车时, 抓片张开, 钻头便以自由落体冲入土中。然后开动卷扬机提升钻头, 这时抓片闭合抓土, 冲抓锥整体被提升至地面上将土碴卸去。

4 安放钢筋笼

钻孔达设计深度后 (一般要求达到较坚实的持力层) , 即可安装钢筋笼, 钢筋骨架预先在施工现场制作, 用超重机械悬吊、在护筒上口分段焊接或绑扎后下放到孔内。吊放入孔时, 不得碰撞孔壁, 并应设置保护层垫块。

5 清孔

安放钢筋笼后, 则应立即清孔, 即清除孔底沉碴、淤泥, 以减少桩基的沉降量。清孔宜在钢筋笼下放后进行, 否则下放钢筋笼时会将孔壁层刮落, 影响清孔效果。清孔方法射水法, 置换法和空气吸泥机法等。

射水法是在孔口接驳清孔导管, 分段联接后吊入孔内。清孔靠抽水机和空气压缩机进行。

置换法是由新搅拌的泥浆置换孔底泥浆, 即用泥浆循环方法清孔。

空气吸泥机或抓斗用于土质较好、不易塌孔的碎石类土、风化岩等硬土。因此底沉硝颗粒大, 采用空气吸泥机或抓斗可将颗粒较大的沉碴吸出或抓出。

清孔是否彻底对泥浆护壁成孔灌柱桩的承载力和沉降量影响较大, 施工时应严格控制。以磨擦力为主的灌注桩, 沉渣允许厚度不得大于300mm, 以端承力为主的灌注桩沉渣允许厚度不得大于100mm。

6 浇筑水下混凝土

泥浆护壁成孔灌注桩混凝土浇筑是在泥浆中进行, 故为水下混凝土浇筑。水下混凝土的施工配合比应较设计强度等级提高一级, 混凝土浇筑应在钢筋笼下放到孔内4小时之内进行, 以防止在钢筋表面形成过厚的泥皮, 影响钢筋与混凝土之间的粘结强度。

7 常见工程质量问题及处理

泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌、斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂等工程问题, 因水下混凝土浇筑属隐蔽工程, 一旦发生质量事故以观察和补救, 以严格遵守施工操作规程, 在有经验的施工技术人员指导下认真施工, 并作好隐蔽工程记录, 以确保工程质量。

7.1 孔壁坍塌

指成孔过程壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤, 掏渣筒或钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁;护筒周围未用粘土紧密填实, 孔内泥浆液面下降, 孔内水压降低等造成塌孔。塌孔处理方法:一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入, 重新开钻, 并调整泥浆比重和液面高度;使用冲孔机时, 填入混合料后低锤密击, 造成坚固孔壁后, 再正常冲击。

7.2 偏孔

指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜, 主要原因是桩架不稳固、导杆不垂直;或土层软硬不均;用冲孔成时不可能为导向不严格或遇到探头石及基倾斜。处理方法为:将桩架重新安装牢固、平稳垂直:如偏移过大, 应填入石子粘土, 重新成孔, 如有探头石, 可用取岩钻除去或低锤密击将石击碎;遇基岩倾斜, 可投入毛石低处, 再开钻或密打。

7.3 孔底隔层

指孔底残留石渣过厚, 孔脚涌进泥砂或坍壁泥土落底。主要原因是清孔不彻底, 清孔后泥浆浓度减小或浇筑混凝土, 安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。主要防止方法为:作好清孔工作;作好清孔工作;注意泥浆浓度及孔内水位变化, 施工时注意保护孔壁。

7.4 夹泥或软弱夹层

指桩身混凝土混进泥土或形成浮浆泡沫软弱夹层。主要原因是浇筑混凝土时孔壁坍塌, 或导管下口埋入混凝土高度太小, 泥浆被喷翻, 掺入混凝土中, 防止措施是经常注意混凝土表面标高变化和保持导管下口埋入混凝土下的高度, 并应在钢筋笼下放内4小时内浇筑混凝土。

7.5 流砂

成孔灌注 篇5

桥梁端承冲击成孔灌注桩沉渣厚度研究-反射波法对端承桩孔底沉渣厚度的监测

<建筑基桩技术规范>规定端承桩端沉渣厚度不大于50mm,端承冲击成孔灌注桩是采用导管形式.在混凝土自重的冲击下,桩端混凝土可以把孔底不大于50mm厚度的.沉渣吸附干净,使桩端混凝土与岩石接触良好.这里的关键是如何做到孔底沉渣厚度不大于50mm:一是施工过程中要加强控制;二是终孔验收时应采用低应变反射波法对孔底沉渣厚度进行监测.

作 者：常聚友 刘志军 刘德伟 牟元存 王树栋 Chang Juyou Liu Zhijun Liu Dewei Mu Yuancun Wang Shudong  作者单位：中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031 刊 名：工程地球物理学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS 年，卷(期)：2009 6(5) 分类号：P631 关键词：端承桩   沉渣厚度   孔底  

成孔灌注 篇6

所谓的机械成孔灌注桩就是在施工现场的桩位上，采用机械的方式进行钻孔，并在孔内安装钢筋笼，最后灌注混凝土形成的桩基础。这种施工技术具有非常多的优点，如可使原地基土体的承载力得以充分发挥，施工工艺简单、速度快、基础强度高，并且对周边的环境影响相对较小，工程总体造价较低，适用于各种复杂的地质条件。在土建工程中，应用机械成孔灌注桩进行施工时，钻孔与混凝土灌注是关键环节，下面就这两个环节的施工技术要点进行详细论述。

1.机械成孔的施工技术要点

在机械成孔灌注桩施工中，钻孔是最为重要的环节之一，它对后续工序有着直接影响。为此，在施工中，必须对该环节予以足够的重视，确保施工能够顺利进行。大体上可将机械成孔的施工技术要点归纳为以下几个方面：

（1）在机械钻孔前，需要对钻头的直径进行全面检查，必须保证钻头的直径小于设计桩径。由于钻头在钻进时难免会出现晃动的情况，由此可能会引起孔径扩宽的现象，如果钻头直径超出设计桩径，便会形成空隙，这会对成孔质量造成严重影响。所以，在钻孔施工中，合理选择钻头直径尤为重要，这也是施工中必须了解并掌握的技术要点之一。

（2）在机械钻孔的初始阶段，应当遵循低压慢速的钻进原则，当钻孔深度超过5m时，可适当加快钻进速度，需要特别注意的是在没有特殊原因的情况下，要确保钻进过程连续，并保存不同钻孔深度的土体样品。

（3）在正式钻进前，应当认真做好机具长度的测量工作，并由专人负责对相关数据进行记录，同时，在即将成孔时，必须对钻杆剩余的尺寸进行测量，并与实际长度进行比较，以确保钻孔的深度符合设计要求。

（4）大量的工程实践表明，在机械成孔的过程中，应至少进行两次清孔，当孔深达到设计深度之后，可利用钻具进行换浆清孔，借此来将孔底较大的沉渣清除。此外，还可使用截面较大的导管进行清孔，以此来将孔底较为细小的沉渣清除。施工过程中，不得采用深钻的方式替代清孔，以免影响成孔质量。

2.灌注混凝土的施工技术要点

当机械钻孔完成之后，便需要进行混凝土灌注，由于该环节直接关系到成桩质量，故此在施工过程中，必须对相关的技术要点加以了解和掌握。

（1）在灌注混凝土之前，应当确保导管通畅，若是导管堵塞，则容易引起断桩问题，这样会使导管埋于孔内，从而对后续的施工造成影响。为此，应当在混凝土灌注前，对设备进行全方面检查，确保设备的性能良好、运转正常，避免堵管的情况发生。同时，要对导管的连接位置进行检查，看密封圈是否完好，上述工作完毕后，便可将导管下入孔内。在下管时，应当匀速、稳定、缓慢，防止其与钢筋笼刮碰。

（2）在灌注混凝土时，要保证灌注过程的连续性，在没有特殊原因的前提下，不得中断灌注。

（3）混凝土灌注完毕后，应当按照相关规范标准的要求，对其进行养护，防止混凝土裂缝的出现。

机械成孔灌注桩施工质量控制措施

为了进一步提高机械成孔灌注桩的施工质量，应当采取相应的措施对其施工质量进行有效控制。由于机械成孔灌注桩施工是一项技术性较强的工作，所以质量控制应当贯穿于施工全过程，下面就此展开详细论述。

1.施工准备阶段的质量控制

（1）桩位放线。根据工程设计图纸中给出控制点放桩位，布设十字控制桩线，并在正式施工前，由技术人员对桩位进行复测，确认符合设计要求后，方可施工。

（2）钻机就位。可由现场技术人员对桩点进行十字定位，同时设置定位桩，这样可以对孔位偏差进行随时检查，当钻机就位之后，钻头对准桩中心的误差应当控制在20mm以内。

（3）钢筋孔加工。为确保钢筋笼的质量，应当选用质量合格的钢材，钢筋进场前，应当进行质量验收，确认合格后方可进入施工现场。钢筋应当堆放在指定的位置处，型号不同的钢筋要分开堆放，并用苫布进行覆盖，以免雨水腐蚀造成钢筋生锈。加工钢筋笼时应当严格按照施工图纸和设计要求进行下料，主筋应当采用搭接焊的方式进行可靠连接，焊接的过程中，要控制好质量。加工好的钢筋笼要放置在制定地点，并采取相应的防护措施。

2.施工过程中的质量控制

（1）下钢筋笼。当钻孔完毕之后，应当及时将钻机移走，借此来缩短终孔与混凝土灌注时间。在确认成孔质量合格后，便可下放钢筋笼，下放的过程中，应采用整体起吊一次到底的施工工艺，起吊时，钢筋笼底端不得拖地；当钢筋笼下放至孔底之后，应当用水准仪对笼顶标高进行测量，若是超差则应当在孔口架设方木，调整高度。

（2）下导管。该工序施工前，应当对导管进行压水试验，确认导管质量合格后方可使用；导管的安装应当严密，并按照实际孔深确定导管的下放长度，导管下端与孔底应当保持0.5-0.7m左右的距离。

（3）二次清孔。混凝土灌注前，应当对孔底的沉渣厚度进行测量，若是厚度超过100mm，则必须进行二次清孔，当沉渣的实际厚度符合设计要求后，应立即进行混凝土灌注。

（4）混凝土灌注。在整个灌注过程中，应当确保导管始终埋于混凝土内，不得将导管提出混凝土面；导管埋入混凝土中的深度应当控制在2-6m左右，最小埋入深度不得低于2m，一次性提管的高度不得超过6m。需要注意的是，单孔灌注混凝土的实际高度应当高于设计桩顶标高1.2m，并经测量合格后方可停止灌注。

结论

总而言之，在土建工程中，机械成孔灌注桩施工是一项技术性较强的工作，为了确保成桩质量，除了要了解并掌握相关的施工技术要点之外，还应当在施工过程中，采取有效的措施控制好施工质量，这样不但能够提高桩基础的承载能力，而且还能避免因质量不合格导致返工的情况发生。

降低灌注桩冲击成孔扩孔系数 篇7

1. 工程概述

宁波市绕城高速公路东段是宁波市绕城高速公路的重要组成部分, 起自姜山北互通, 经云龙、五乡、好思房、临江、沙河, 止于颜家桥, 全长43.495公里, 连接甬台温复线, 同三高速公路、穿山疏港高速公路及舟山大陆连岛工程, 是杭州湾南岸高速公路网核心的重要组成部分。本标段是宁波绕城高速公路东段第7A标段, 位于宁波市小港镇下邵村, 包括通途路高架桥和好思房互通主线桥, 设计里程为K20+575.7~K22+090.1, 路线全长1.514km, 全线共有桩基566根。

2. 工程地质情况

参照工程地质勘察报告, 本标段属于低山丘陵地貌, 该段线路第四系覆盖层较厚, 地基土成因较为复杂, 底部基岩面起伏较大, 对工程影响较大。地层组成主要为杂填土、淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、含卵石砾砂等。在成孔地层中, 砾砂为粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%~50%的砂土层, 该层除砾砂以外其它由砂、粘土及局部卵石夹层组成, 颗粒级配不合理, 孔隙较大, 易产生滑动构造, 桩机钻进该地层时在土压力和钻具及泥浆液压力的扰动下, 孔壁四周砂土大量渗流, 在该处形成较大的空洞, 造成扩孔严重。其它地层也较软, 含砂量高, 基本上处于饱和状态, 可塑性差, 施工时桩基孔径极易扩大。

(二) 桩基扩孔的控制措施

1. 钻头直径的控制

通过查阅钻孔灌注桩的相关资料, 在成孔过程中, 钻头直径与钻孔设计直径按不同性质地层匹配关系如表1所示。参照表1, 对于孔径1200m的灌注桩, 将本标段普遍使用的φ1190mm、φ1180mm两种钻头改换为φ1160钻头进行施工。

2. 钻机冲程的控制

在砾砂层或其它松软土层钻进时, 为了有效地控制扩孔, 冲击钻机应采用中低冲程 (h=1~2m) 的冲进方法。严格控制桩机在冲进过程中的冲程和冲进速度, 在未进入易塌孔地层时, 冲程一般控制在1.5m左右, 进入砾砂层后, 冲程控制在100cm左右, 要求轻锤慢打, 使孔壁圆滑坚固。

3. 泥浆的控制

针对本标段土层较厚, 自然造浆能力强的特点, 通过孔内填入粘土、调节输入水流量的大小来制备稠度较大的泥浆, 泥浆密度提高到1.20~1.40, 粘度为22~30Pa·s。经调制后泥浆稠度变大, 护壁能力大为增强。

4. 钻头摆动幅度的控制

在施工中为尽可能减小钻头晃动后与孔壁的碰撞, 进而扰动液化层, 解决的办法就是减少钻头与孔壁的接触和降低钻头晃动的幅度, 具体措施如下:

(1) 采购石块、宕渣, 将平台进行重新夯实、平整, 提高桩基工作平台的稳定可靠性, 控制摆角不超过1°, 最大限度减小桩基施工时因桩机摇摆而导致钻头触壁频繁的现象;

(2) 桩机底部用枕木加固垫平, 减缓桩机整体摆动幅度偏大的现象。

(三) 控制措施采用前后扩孔系数对比分析

在桩基的前期施工中, 于2009年3月20日至3月22日对现场桩基进行了详细的调研, 由于对宁波较差地质情况没有做好充分的准备, 现场施工的冲击钻机只采用了一般的钻进方法, 而未采取其它措施, 因此在桩基混凝土灌注时发现桩基的扩孔系数 (桩基实际混凝土灌注数量与理论数量的比值) 普遍偏大, 平均扩孔系数为1.31, 造成工程成本大大增加。具体调查统计如下见表2:

通过采用减小钻头直径、控制冲程及泥浆稠度等综合措施后, 本标段按照改进的方法进行施工, 于2009年6月10号至6月12号对同一墩台的桩基又进行了一次统计, 桩基扩孔系数大大降低, 平均扩孔系数降为1.11, 具体调查统计如下见表3:

将控制措施采用前后的桩基扩孔系数进行类比, 可得见图1:

对折线图进行分析可以看出, 采用以上控制措施后桩基平均扩孔系数由1.31降至1.11, 小于1.15, 而且同一个墩台的不同桩基由于地质情况差别不大, 因而更具代表性, 从而证明以上方法是行之有效的。

(四) 经济性分析

宁波地区地层软, 含砂量较高, 控制桩基的扩孔系数是施工中的难点, 再加上施工队伍多, 材料价格偏高, 市场竞争激烈, 因此, 降低桩基扩孔系数是减小成本、提高施工单位效益, 保证工程质量的有效措施。

针对本标段桩基施工的具体情况, 通过QC小组活动统计得出, 桩基的平均扩孔系数由之前的1.31降至1.11, 计算单桩砼灌注量为:

D——钻孔灌注桩的直径;

L——平均桩长。

1. 单位体积砼成本按砼配合比及市场砂、石、水泥、粉煤灰等价格为270元∕m3。

2. 单桩灌注方量:

本标段钻孔灌注桩总数为566根, 其中桩径为1.5 m的桩为12根, 其余桩径均为1.2 m, 取占绝大部分的桩径为1.2 m的灌注桩为例, 平均桩长为40.5 m, 则单桩砼理论灌注方量为:

3. 工程节省总费用:

C2——控制措施采用前的桩基平均扩孔系数;

C1——控制措施采用后的桩基平均扩孔系数;

n——桩径为1.2 m灌注桩的数量。

则K=458.×554×270×1 (.31-.111) =1370152.8元

由此看出, 通过采取有效措施控制桩基扩孔, 不仅保证了工程的施工质量, 同时也为施工企业节省了大笔费用, 有效地提高了企业的经济效益。

(五) 结束语

位于滨海淤积的宁波平原, 地基土成因较为复杂, 对工程建设影响较大。对于施工单位来说, 桩基施工的质量和生产成本的控制相当重要, 在保证桩基质量的前提下, 如何运用现场实际的方法来降低桩基的成本是每个施工单位追寻的目标。在宁波绕城高速公路东段第7A标的工程实践中, 采用一些看似不起眼的方法, 但达到了非常好的效果, 桩基的平均扩孔系数大大降低, 生产成本大大节约, 为将来的桩基施工打下了低成本高效的基础。

参考文献

[1]郭宏章.水下混凝土灌注曲线的特征及指导作用[J].西部探矿工程, 1992, (3) .

[2]薛征.提高钻孔灌注桩施工效益的途径[J].浙江省工程勘察, 1994.

[3]崔耀鹏.浅析钻孔灌注桩事故防范措施与桩基质量控制[J].山西建筑, 2006, 32 (6) :124-125.

人工成孔灌注桩的施工工艺 篇8

下面将结合兰州石化公司综合队搬迁还建项目对人工成孔灌注桩的施工工艺进行以下的介绍。

在综合队搬迁还建项目中, 根据地勘报告, 在地下7m左右就已经出现了力学性能较好的卵石层, 而此层层面较平缓, 厚度稳定, 承载力特征值达450KPa, 是理想的持力层。最后根据以上采用了人工成孔灌注桩的形式, , 见表1。

1 施工准备

在人工成孔之前, 施工现场分别准备了线坠、吊具 (用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用) 、镐、锹等挖运工具和应急软爬梯等相关工具及相关的资料。

根据现场的实际情况, 首先对场地进行了“三通一平”处理, 然后测量员开始按施工图纸准确放线, 确定桩位中心位置, 并向桩心位置四周引出四个控制点, 以控制桩心。与此同时, 在施工地点的周围用钻孔机具先试打两个实验桩孔, 分析土质、水文等有关情况, 并采用降水工艺时刻进行抽水保证地下水位降低至桩低以下0.5m左右。由于人工成孔操作的安全至关重要, 在开挖前还需要对现场的施工人员进行全面的安全技术交底, 并对现场的成孔工具逐一进行了安全可靠的检查, 确保了施工现场的安全。另外由于这次工程的部分桩距小于4.5m, 所以在施工中采用了两种开挖的方法以保证施工的安全。一是跳桩位开挖, 另外一个是错开深度开挖, 每次开挖深度不得大于0.5m。在施工前还需专门用钢板制作护筒, 如图1所示。目的是为了防止成孔时发生塌孔。

2 人工成孔的施工过程

2.1 护壁的制作

按要求在真正成孔之前在每个孔上做了相应的护壁。为了便于挡土、挡水, 每一个护壁均高出地面150~200mm, 护壁采用的是C20素混凝土。

由于护壁的形状为一个圆台体, 所以浇筑护壁的模板相应的也呈圆台体形状。其上孔的直径等于设计桩径, 下孔的直径大于设计桩径的20cm, 整个的高度为0.5m。由3块呈曲面扇形的薄钢板制作而成, 为了防止内模因涨力而变形, 还在背后焊接了三角铁作为骨架起到支撑的作用。相邻两块模板拼缝要预留2cm的间隙, 拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝固定, 并用木条将其余间隙填塞。每次支模均要以十字线吊中, 从而保证桩位和孔半径的准确性, 还必须把垂直度的偏差控制在了规范允许的1%以内。

为尽快达到强度要求, 在浇筑护壁的混凝土里要加入适量的速凝剂, 同时为了控制孔壁的稳定性, 把混凝土的塌落度一定要控制在了80~100mm。

由于护壁混凝土在地表以下, 温度、湿度对护壁混凝土强度的形成和增长非常有利, 经过检测, 1d混凝土的强度就能达到10Mp, 所以1d以后就进行了拆模。

2.2 成孔

在浇筑完护壁后, 开始在孔口安装了相关的垂直运输支架。在人工成孔之前, 要求现场的施工人员挖孔时必须做到所有开挖孔的侧壁要光滑平整, 底面要水平, 挖出的土方要及时的外运, 不得堆放在孔边。

成孔的方法采用的是由人工自上而下用镐、锹逐层进行挖土, 同一段内按照先中间后周边的次序挖土。在每一节成孔结束后, 为了防止无关人员坠落, 必须用活动的安全盖板对孔进行了遮盖。

根据地勘报告, 在人工挖掘到地下7m左右就已经出现了力学性能较好的卵石层, 是理想的持力层。

2.3 检查验收

在全部成孔结束以后, 还必须对桩身直径、成孔尺寸、孔底标高、桩位中线、虚土厚度进行了全面的测定, 做好了施工记录, 办理了相关的隐蔽验收手续。

2.4 人工成孔施工要点

对于一个人工成孔的灌注桩, 从表2中能清晰的看出, 在成孔的过程中, 桩的直径和成桩的垂直度是成孔过程中非常重要的控制问题。

垂直度和桩身直径:事先分别按照JZ-1和JZ-2的尺寸做几个长为0.5m和0.6m的尺杆, 每节桩孔护壁做好后, 每下挖1m都用全站仪观测找到孔口的中心, 同时采用十字线对中, 吊线锤向井底投设, 随着成孔深度的变化线锤的长度也会发生变化, 与此同时用尺杆对桩身直径进行校正, 同时检查孔壁的平整度, 对有问题的孔要及时进行修边。

3 钢筋笼的制作与安装

3.1 钢筋笼的制作

钢筋笼的制作多为施工工地现场制作。考虑到钢筋笼的长度, 同时为了保证吊装过程中不发生变形, 必须每隔两米在主筋的内侧做一条加强筋。

在制作完每一个钢筋笼, 必须按表3对加工制作好的钢筋笼进行逐一的检查和校正。

3.2 钢筋笼的安装

在吊放钢筋笼之前, 需要检查孔内的情况, 以确定孔内无塌方和沉渣, 安放时要对准孔位, 扶稳、缓慢、顺直, 以避免碰撞孔壁, 严禁墩笼和扭笼。放入后应反复校正设计标高。为了防止钢筋笼在浇筑混凝土的时候发生变形和钢筋移位, 在安装好钢筋笼后, 必须用架杆或其他物体将钢筋笼束缚在一个相对稳定的状态下。

4 桩身混凝土的浇筑

当钢筋笼正确放入孔中后, 为了防止浮浆, 可以采用塌落度较大的混凝土进行浇筑。

在浇筑混凝土的过程中, 应继续抽取地下水, 防止地下水进入孔中, 影响浇筑混凝土的效果。混凝土边浇筑边插实, 采用插入式振动器和人工插实相结合的方法, 以确保混凝土的密实度。在进行浇筑的同时, 相邻10m范围内的挖孔作业应停止, 并不得在孔底留人, 防止因各种原因造成的相邻桩坍塌而引发的事故。浇筑完后, 每根桩应留不得少于1组 (3块) 的试块, 并及时提出实验报告。

5 基桩的检测

检测数量及方法:采用低应变法和高应变法检测桩身完整性。 (本工程以低应变法检测18根桩身的完整性)

检测目的:判断工程所检测桩承载力是否满足要求;检测桩身缺陷及其位置, 判断桩身完整性类别。

基桩的检测, 必须严格依据《建筑基桩检测技术规范》执行。被检测桩均需被凿去浮浆及破损部分, 露出新鲜密实的混凝土;每根桩布置2~4个检测点。

经分析低应变抽检的18根工程基桩, 根据表4, 16根基桩桩身完整, 根据桩身完整性评价的原则, 评价为Ⅰ类;2根基桩的桩身有轻度缺陷, 评价为Ⅱ类, 检测结果汇总见表4。

6 结束语

人工成孔灌注桩采用人工挖土成孔, 灌注混凝土浇捣成桩, 相比机械钻孔灌注桩具有绿色环保、施工灵活方便、单桩承载力高等优点, 所以在桩基中应用较多。

参考文献

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[2]徐至钧, 张晓玲, 张国栋.新型桩挤扩支盘灌注桩设计施工与工程应用 (第二版) [M].北京:机械工业出版社, 2007, 7.

[3]梁炳钊, 陆建武, 彭琼.人工成孔灌注桩施工工艺在桩基施工中的应用[J].森林工程, 2008, 24 (2) :56-59.

[4]刘大勇.地基基础工程施工细节详解[M].北京:机械工业出版社, 2008, 9.

[5]高大钊.桩基础的设计方法与施工技术[M].北京:机械工业出版社, 1999, 10.

泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺分析 篇9

灌注桩是直接在桩位上就地成孔, 然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种土层, 无需接桩。与预制桩相比, 可节约钢材、木材和水泥、且施工工艺简单、成本较低, 同时可制成不同长度的桩以适应持力量堂譬伏变化, 施工时无振动、无挤土、噪声小, 宜在建筑物密集地区使用。其缺点是施工操作要求较严, 技术间隔时间较长, 不能立即承受荷载, 成孔时大量土渣或泥浆排曲。根据成孔工艺不同, 分为泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、干作业成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快, 还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。

2 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺

塑浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔。

⑴埋设护筒。护微是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利钻孔的辅助工具, 起保护孔口、提高孔内的泥浆水头和防止塌孔的作用。护筒一般用3~5mm的钢板制成:其直径比桩孔直径大100~200mm。安设护筒时, 其中心线应与桩中心线重合, 偏差不大于50mm。护筒应设置牢同, 它在砂土中人士深度不宜小于1.5m, 在黏土中不小于lm, 并应保持孔内泥浆液面高出地下水位2m以上。护筒与坑壁之间应用黏土填实, 以防漏水。护筒顶面宜高出地面0.2~0.6m, 防止地面水流入。当采用潜水钻成孔时, 在护筒顶部应开设l~2个溢浆口, 便于泥浆溢出而流回泥浆塑池, 进行回收和循环。

⑵泥浆制备。泥浆的作用是:护壁、携渣、冷却和润滑, 其中以护壁作用最为主要。泥浆具有一定的密度, 如孔内泥浆液面高出地下水位一定高度, 在孔内对孔壁就产生一定的静水压力, 相当于一种液体支撑, 可以稳固土壁, 防止塌孔。泥浆还能将钻孔内不同土层中的空隙渗填密实, 形成一层透水性很低的泥皮, 避免孔内壁漏水并保持孔内有一定水压, 有助于维护孔壁的稳定。泥浆还具有较高的黏性, 通过循环泥浆可将切削破碎的土石碴悬浮起来, 随同泥浆排出孔外, 起到携渣、排土的作用。此外, 由于泥浆循环作冲洗液, 因而对外头有冷却和润滑作用, 减轻外头的磨损。

⑶成孔方法。潜水钻成孔法是利用潜水候机中密封的电动机、变速机构, 直接带动钻头在泥浆中旋转削土, 同时用泥浆泵压送高压泥浆 (或用水泵压送清水) , 从钻头底端射出, 与切碎的土颗粒混合, 然后不断由孔底向孔口溢出, 或用沙石泵或空气吸泥机采用反循环方式排泥渣, 如此连续钻进、排泥渣, 直至形成所需深度的桩孔。

⑷安放钢筋笼。当钻孔到设计深度后, 即可安放钢筋笼。钢筋骨架应预先在施工现场制作, 主筋不宜少于6+l0~6+16m, 长度不小于桩孔长的1/3~1/2, 间距200~300mm, 保护层厚40~50mm, 在骨架外侧绑扎水泥垫块控制。骨架必须在地面平卧, 次绑好, 直径1m以上的钢筋骨架, 箍筋主筋间应间隔点焊。为防止钢筋笼的变形, 应设置加劲箍, 加劲箍应在主筯外侧, 主筋一般不设弯钩, 根据施工工艺要求, 所设弯钩不得向内伸露, 以免妨碍导管提升。

吊放钢筋笼应注意勿碰孔壁, 并防止坍孔或将泥土杂物带入孔内, 如钢筋笼长度在8m以上, 可分段绑扎、吊放。可先将下段钢筋笼挂在孔口, 再吊上第二段进行搭接或帮条焊接, 逐段焊接, 逐段下放。钢筋笼放入后应校正轴线位置、垂直度。钢筋笼定位后, 应在4h内浇筑混凝土, 以防坍孔。

⑸浇筑水下混凝土。水下浇筑混凝土不能直接将混凝土倾倒于水中, 必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多, 最常用的是导管法。导管法是将密封连接的钢管 (或强度较高的硬质非合金管) 作为水下混凝土的灌注通道。混凝土浇筑时沿竖向导管下落。导管的作用是隔离环境水, 使其不与混凝土接触。导管底部以适当的深度埋在灌入的混凝土拌合物内, 导管内的混凝土在一定的落差压力作用下, 压挤下部管口的混凝土在已浇的混凝土层内流动、扩散, 以完成混凝土的浇筑工作, 形成连续密实的混凝土桩身导管法采用的主要机具有:导管、漏斗和储料斗、隔水塞等。

3 施工中常见的问题和处理方法

⑴护筒冒水。护筒外壁冒水如不及时处理, 严重者会造成护筒倾斜和位移、桩孔偏斜, 甚至无法施工。冒水原因为埋设护筒时周围填土不密实, 或者由于起落钻头时碰动了护简。处理办法是:如初发现护筒冒水。可用黏士在护筒四周填实加固;如护筒严重下沉或位移, 则返工重埋。

⑵孔壁坍塌。在钻孔过程中, 如发现在排出的泥浆中不断有气泡, 有时护筒内的水位突然下降, 这都是塌孔的迹象。其主要是由于土质松散、泥浆护壁不好、护筒水位不高等造成。处理办法是:如在钻孔过程中出现缩颈、塌孔, 应保持孔内水位, 并加大泥浆相对密度, 以稳定孔壁;如缩颈、塌孔严重, 或泥浆突然漏失, 应立即回填黏土, 待孔壁稳定后再进行钻孔。

⑶钻孔偏斜。造成钻孔偏斜的原因是钻杆不垂直、钻头导向部分太短、导向性差, 十质软硬不一, 或遇上孤石等。处理办法是减慢钻速, 并提起钻头, 上下反复扫钻几次, 以便削去硬层, 转入正常钻孔状态。如离孔口不深处遇孤石, 可用炸药炸除。

摘要：文章简明扼要的阐述了泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺以及施工中常见的问题和处理方法。

关键词：灌注桩施工,工艺,泥浆护壁

参考文献

[1]陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材, 2006 (4) :148～149.[1]陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材, 2006 (4) :148～149.

[2]张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息, 2007 (13) :262.[2]张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息, 2007 (13) :262.

摩擦桩成孔与灌注施工方法研究 篇10

关键词：桩基础,成孔,灌注,施工

1 引言

水工建筑物的基础工程,过去多采用人工挖槽的方法,这种基础施工方法的缺点是工期长、造价高。近年来,一些工程已采用了灌注桩基础取代开挖基槽的施工方法。如水工中的抽水站和农道桥基础等都取得了较好的效果。混凝土灌注桩施工程序为:测定桩位、埋设护筒、机井就位、钻孔、成孔、钢筋安设、混凝土灌桩。笔者联系工作实际,谈几点体会。

2 钻孔

2.1 机械钻孔

机械施工是平整场地、修筑便路、器材供应、铺设垫木、修循环池、埋设护筒、钻孔、护壁、成孔。

2.1.1 修循环池

循环池高程应考虑抬高孔内水位,池子大小应满足循环所需水量。循环水流量再参考钻机水泵流量。

2.1.2 埋设护筒

1)护筒作用:护筒的作用是控制桩位、导正钻具、防止孔口坍塌;在施工过程中,护筒顶面还可作为钻孔深度、钢筋笼下放深度、砼面高程及导管埋深的测量基准。

2)一般要求:筒径要大于井径10cm,护筒顶端要高出地下水位1.5m～2m,控制护筒顶端高度的目的,就是为了提高孔内的水位,形成水头,保持孔壁稳定。护筒底端埋深1m～1.5m。护筒埋设可分为挖孔埋设和填筑埋设。当地下水位在地面以下1m时可采用挖埋法;当地下水位较高,挖埋比较困难时,宜用填筑法安设护筒。填筑法安设护筒,护筒下口周围要填土夯实,防止筒内蓄水流失。护筒埋好后,即可稳机开钻。

2.1.3 抬高水位

为防止坍孔,多采用清水护壁。为得到足够的静水压力护壁,应尽量抬高筒内水位,其压力水头应高出水面或地下水位1.8m～3.2m。抬高水位的方法是基础回填法,即:将要钻的孔位用回填土的方法将原地面线抬高,回填土时要夯实,避免孔内水渗漏而达不到所需水位;加高护筒法,不论采用哪种方法抬高水位均不能忽略循环池的位置和高程。

2.1.4 钻孔护壁

为了保证钻孔的顺利进行,只抬高水位还不能保证不坍孔,因此必须采取护孔措施来防止孔壁坍塌的事故发生,通常采用泥浆护壁,泥浆具有一定比重,泥浆的自由水会通过孔壁而留在孔壁上的是一层泥皮,泥浆在孔壁上形成的泥皮,起到了保护孔壁的作用。

1)砂层钻进:砂层钻进应当以提高黏度为主,这样可以减少对孔壁的冲刷和泥浆的损失。

2)坍塌掉块:有坍塌掉块,高压含水层钻进要适当提高泥浆比重。

3)吸水膨胀土:遇有吸水膨胀土应当以控制失水量为主。采用泥浆钻进的目的是为了保护孔壁,泥浆比重应依据含水层的水头及含水层以上非含水层来决定的。一般要求满足下式:

式中,H为含水层以上非含水层厚;γm为泥浆比重;p为含水层水头压力。

从上式看出,当所钻的地层水头压力很高,含水层埋藏较浅应采用高比重泥浆才能实现安全钻进。各种地层所用泥浆如表1。

2.2 人工钻孔

人工钻孔的设备有机架、手摇卷扬机,钻杆和钻头等组成。人工钻孔时要搭设三角架用以提钻,搭架时必须注意各种必须同心,钻头对准桩位后扶直钻杆,使钻杆转动,当钻头盛满土时用卷扬机提升钻杆将土卸下,如此反复至钻到标高为止。在一些涝区内井机难以进入场地的情况下最好使用人工钻进,避免了较为困难的机械搬迁。人工钻进的主要技术指标见表2。

3 灌桩

3.1 准备工作

灌注前要做好各项准备工作,包括工具准备、垂球制作、钢筋笼加工等。

3.1.1 工具准备

工具准备包括三角架、上滑轮、稳绞磨、孔口用具等。

3.1.2 导管选择

导管是灌注水下混凝土的重要工具,对导管的基本要求是通过混凝土的能力满足施工要求,联接要直,接头处密封可靠,不漏水,不漏气。导管的技术性能规格和适用范围见表3。

3.1.3 储料漏斗

首批混凝土储存量应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。首批混凝土的储存在漏斗和储料斗中,漏斗和储料斗(或提料漏斗)的总容积,应满足初存量的要求,初存量可按下式计算:

式中,v为初存量或漏斗和储料斗容积之的,m3;h1为孔内混凝土高度达到HC时导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度,m,h1=HWγW/γC;HC为初次灌注需要的混凝土面至孔底的高度,1m～1.5m;HW为孔内水位至初次灌注需要的混凝土面距离,m;D为钻孔实际直径,m;d为导管内径,m;γW为孔内水或泥浆重度,kN/m3;γC为混凝土拌合物重度,kN/m3。

3.1.4 斗高计算

为保证后期桩顶混凝土的灌注质量,漏斗必须设置一定高度,其高度可用下式计算:

式中,HA为漏斗安装最小高度,m;P为超压力,Pa;HW为孔内水面到已浇混凝土面高度,m;γW为孔内水或泥浆重度,kN/m3;γC为混凝土重度,kN/m3。

3.1.5 垂球制作

作用是隔绝水与混凝土的接触,即用导管封底。垂球可用2层～4层塑料布包成稀泥包并涂上黄油的塑性垂球;也可用3cm厚的木板制成,上设导向铁架,中间夹麻袋片做成;还可用混凝土制成半球型,顶部放胶皮垫。垂球直径应小于导管直径1cm左右,垂球用铁线连接后通过三角架顶滑轮人为控制。其铁线的拉力可用下式计算:

式中,HW为混凝土塞预定剪绳深度,m;HA为漏斗顶面到孔内水位之距离,m;γw为泥浆重度,kN/m3;γc为混凝土重度,kN/m3;F为铁丝或钢丝所受拉力,kN。

3.1.6 钢筋笼加工

为防止坍孔,撤出钻机后应立即下钢筋笼与导管,因此必须预先制好钢筋笼待用。钢筋笼骨架绑扎焊接要牢靠,具有足够刚度,使钢筋在起吊时不致变形。

3.1.7 量测井深

导管应下到接近井底,但不能触泥,一般管底离井孔底30cm左右,因此必须量测井深。

3.2 井孔浇筑

下好钢筋笼,吊设好导管,沉吊好垂球后即可浇筑混凝土,混凝土浇筑分开浇、续浇、终浇三阶段。

3.2.1 开浇阶段

先以15kg水泥拌成1:2砂浆灌注入导管内垂球上,随至将已拌好的混凝土浇入漏斗,边注混凝土垂球边下沉,当垂球距井底4m～5m时,快速剪断吊垂球铁线,使垂球与混凝土猛然坠入井底,将导管内水排出。

3.2.2 续浇阶段

当垂球压至井底时,迅速检查有无异常情况,经观察无异常情况时可继续灌注。随着孔内混凝土面不断升高,渐渐提升导管,孔内的水及泥浆被挤出孔外。续浇阶段应对砼拌合方量与孔内砼面增加深度所反映的方量随时校对,二者应基本相符,否则要及时寻找原因,迅速研究处理措施。

3.2.3 终浇阶段

浇筑将近完成时,管内混凝土冲力小,管外泥浆稠度大,砼不易下落,此时要注意上部质量,在离顶部0.2m～0.5m范围内,密实度很差,有时极易混入泥浆,一般应予凿除,因此,浇筑高程应比实际高程高0.2m～0.5m。

3.3 注意事项

混凝土浇筑要注意以下几点:

3.3.1 碎石粒径

碎石粒径不宜过大,最好用0.5cm～4cm的骨料,二级配时粒径需0.5cm～2cm的颗粒占50%～60%,粒径2～4cm的应占50%～40%。

3.3.2 足量储备

在没剪断垂球铁线前必须储备足够数量混凝土,待垂球铁线剪断时迅速及时填料。

3.3.3 导管埋深

导管下口应始终埋在混凝土内1m～1.5m,导管口如埋的过浅易使水流进导管使混凝土产生夹层,如埋得过深会导致提升困难甚至拔不出。

有关资料表明,当导管插入混凝土内的深度不足0.5m～0.6m时,混凝土拌合物锥体会出现骤然下降,导管附近会出现局部隆起现象,表面曲线有突然转折,这说明混凝土拌合物不是在表面混凝土保护下流动,而是灌注压力顶穿了混凝土的保护层,在已浇的混凝土拌合物表面上流动,这就破坏了混凝土的整体性和均匀性。当导管插入混凝土1m以上时,混凝土表面坡度均匀,新浇筑的混凝土在已浇筑的混凝土内流动,由此可见,导管插入深度,对混凝土的浇筑质量密切相关。灌注桩施工时导管最小埋深可参考表4选定。

3.3.4 提管高度

必须掌握好混凝土在井孔中上升高度,根据井径和管径差计算每次提管高度,保证管底口不脱离砼层,防止“冒桩”。每次提管高度可按下式计算:

式中,h为每次提管高度,m;V为料斗容积m3;D为孔口直径,m。

3.3.5 钢筋骨架

吊放在钢筋笼时要尽量避免碰撞孔壁,并保证钢筋笼与孔壁有足够的混凝土保护层厚度,钢筋笼骨架放入孔内达到预定标高后,即将钢筋笼固定在孔口处。

4 排障

钻孔灌筑桩常出现的故障有:护筒冒水、孔壁坍塌、钻孔倾斜、混凝土超灌量等。

4.1 护筒冒水

护筒冒水是由于埋设护筒时周围填土不密实,或是起落钻头时碰动。防止护筒冒水,在埋设护筒时回填土要夯实,起落钻头时尽量防止发生碰撞,护筒严重位移时要重埋。

4.2 孔壁坍塌

孔壁坍塌主要是土质松软,护筒水位不高或泥浆护壁不好,处理方法是尽量抬高护筒内水位;泥浆稠度和比重要适当。如小坍可加浓泥浆或投入黄黏土继续钻进,如大坍可用黄土将孔回填,停一段时间待水位稳定后重钻。

4.3 钻孔倾斜

钻孔倾斜可能是钻杆不直,钻头导向部分太短,或遇到孤石倒木,如发现钻杆偏斜,应减速并提起钻头上下反复扫钻几次,然后转入正常钻进,如遇孤石可用炸药爆破炸除或炸碎。

4.4 混凝土超灌量

钻孔灌注桩超灌量会时常发生。产生超灌量原因主要是由于孔内有一定程度扩孔,此时有一部分混凝土浆扩散到软土中去。笔者认为,为保证工程质量,发现超灌量应按正规浇筑继续灌注,直到灌满为止。

5 结语

钻孔灌注桩适应各种土层条件下施工,灌注桩基础与预制桩及其它基础相比,可不受地层限制,能大量节约钢材和劳动力,可节约50%资金,基本上不用木材,因此,应广泛采用和进一步发展灌注桩。

参考文献

[1]段新胜,顾湘.桩基工程[M].武汉:中国地质大学出版社,1994.

浅谈泥浆护壁成孔灌注施工的通病 篇11

钻孔偏斜是指钻孔不直, 在垂直方向上出现孔位偏移或者较大的孔身倾斜现象, 导致钢筋笼不易吊进, 从而造成灌注桩的承载力不能与设计要求相符, 致使在灌注桩顶部出现附加压力。

造成钻孔倾斜的主要原因有: (1) 灌注桩架固定不牢, 钻杆骨架垂直度不足, 钻机磨损严重, 钻机部件紧固不良, 或钻杆弯曲变形, 接头弯曲。 (2) 土质层软硬度不均匀, 致使钻进时受力不均。 (3) 钻机在钻孔过程中, 有时候会遇到未处理的倾斜基岩或者较大探头石以及大块孤石, 或在不同直径砂卵的石层中钻进, 致使钻头所受到阻力不均匀, 产生钻头偏斜。

防止钻孔倾斜的主要措施: (1) 将灌注桩架安装牢固、做到平稳垂直, 安装钻机之前, 首先对骨架进行水平和垂直校正, 其次检修钻孔设备, 检查钻机磨损程度, 确保钻机部件紧固良好, 无钻杆弯曲变形等不良现象。 (2) 遇到软硬度不同土层, 注意控制进尺, 保持钻进平稳低速。 (3) 当遇到偏斜较大时, 及时填加粘土石子等添加料, 并进行重新钻进, 同时要控制钻进速度, 保持平稳缓慢上下提升, 并反复进行扫孔来纠正钻孔垂直度。 (4) 如果遇到探头石或者孤石, 尽量用钻机对其进行钻透, 并用冲孔机采取低锤密击的方式确保稳固, 将石块击碎, 当遇到倾斜基岩时, 可以投入毛石, 使表面略平, 再进行低锤密击的方法。

2 钻孔坍塌

钻孔坍塌指在钻孔过程中壁孔土层出现不同程度坍落现象。在钻孔过程中, 如果出现孔口突然发生冒气泡现象, 或泥浆面突然出现下降现象, 就表明已经出现钻孔坍塌, 这时, 出渣量明显增加但是却不见钻头进尺, 同时出现钻机负荷明显增加, 也会出现泥浆泵压力突然提高, 导致泥浆泵憋死, 使钻孔施工无法正常进行, 有时会造成钻头脱落, 钻头掩埋等。

造成这种钻孔坍塌的主要原因有: (1) 在提升或下落掏渣筒、冲击锤以及安放钢筋笼时碰撞孔壁, 造成孔壁坍塌。 (2) 没有及时向孔内添加泥浆, 导致孔内泥浆液面低于孔外水位液面, 造成孔内存在承压水, 使泥浆不够或者降低了静系水压力。 (3) 护筒周围没有使用粘土填实紧密, 或护筒埋置太浅造成孔内泥浆液面降低, 致使孔内水压下降, 从而导致坍塌。 (4) 在淤泥、破碎土层、流砂或者松散砂层等地质土层中钻进, 进尺速度太快或停在某一位置空转时间较长, 转速太快, 也容易造成塌孔。

防止钻孔坍塌的主要措施: (1) 在容易造成钻孔坍塌地段投入粘土混合碎石子, 重新钻进, 同时调整泥浆的粘稠比重, 随时关注并调节液面高度。 (2) 在出现轻度或严重坍塌现象后, 填加粘土泥膏等混合料, 然采取后低锤密击方式, 使孔壁坚固后再低速钻进。

3 钻孔漏浆

钻孔漏浆指在钻孔过程中或钻孔后, 出现泥浆向孔外漏失现象, 造成泥浆损失。

造成钻孔漏浆的主要原因有: (1) 存在地下水流动的土层或者此处透水性较强。 (2) 护筒埋设深度不够, 护筒接缝不够严密, 或者填土不够结实, 这种情况漏浆现象会出现在护筒刃脚或者接缝处; (3) 水头过高造成孔壁渗浆。

防止钻孔漏浆的主要措施: (1) 提高泥浆粘稠度或使用粘土倒入孔内, 慢慢旋转, 或者在回填土中掺加卵石、石片等, 多次冲击, 增强护壁的厚度, 使得护壁更加结实。 (2) 在护筒连接缝隙的地方用棉絮进行堵塞将接缝进行封闭, 把水头稳住, 避免泄漏; (3) 在产生泥浆渗漏比较容易发生的土层中可以采用维持孔壁稳固的手段; (4) 施工作业期间, 工作过程中保持护筒内的泥浆高出地下水位一米以上。

4 沉渣过厚

造成桩底沉渣过厚的主要原因有: (1) 清孔过程中工人的认真程度不够, 没有按照施工标准进行施工。 (2) 泥浆的灌注量不够或者泥浆的比重比较小, 使得很难携渣。 (3) 在钢筋笼的吊放过程中, 出现撞击或刮蹭孔壁现象, 泥土出现坍塌。 (4) 清孔结束后, 放置时间较长, 使泥浆大量沉积。

防止沉渣过厚的主要措施: (1) 规范施工作业流程, 提高工人认真程度, 避免人为原因造成沉渣过厚。 (2) 在钻孔作业结束后, 把钻头提高到距离桩孔底部10-20厘米高度, 并保持较慢速度的空转运动, 使得清孔循环时间超过半小时。 (3) 携渣的关键主要是泥浆的比重, 因此作业过程中需要严格控制泥浆的比重以及粘度, 使之符合要求。 (4) 钢筋笼在吊放过程中注意保持垂直下落, 避免刮蹭桩孔内壁, 同时还要注意缩短钢筋笼的连接作业时间。 (5) 钢筋笼吊放作业完结束后, 认真测量沉渣的厚度, 若沉渣厚度超过标准, 便需要使用导管进行第二次清孔, 直到泥浆比重及沉渣厚度同时符合标准后才能可浇筑混凝土。

5 流砂

流砂指钻孔的时候出现大量流沙涌塞孔底的现象。

造成钻孔后桩底沉渣过厚的主要原因包括: (1) 由于孔内水的压力比孔外水的压力校, 同时由于孔壁土质疏松, 造成流砂堵塞孔底。 (2) 存在碎砂土层, 泥浆的密度比较小, 使得孔壁不能形成粉皮, 造成流砂现象。

防止流砂的主要措施: (1) 使孔内水压高于孔外水位0.5m以上, 适当加大泥浆密度。 (2) 流砂严重时, 可抛入碎砖、石粘土、用锤冲入流砂层, 做成泥浆结块, 使其成为比较坚厚的孔壁, 阻止流砂涌入。

6 灌注卡管

灌注卡管是指在灌注混凝土过程中砼流动缓慢, 甚至不流动造成灌注砼过程终止, 无法继续进行的现象。

造成这种卡管的主要原因有: (1) 灌注初期, 由于隔水栓放置不合适, 使得造成灌注过程中管道容易堵管的现象; (2) 混凝土比较粘稠, 或者混凝土中粗石粒较大, 使得混凝土流动性比较差, 造成离析。 (3) 由于灌注机械故障造成混凝土浇筑工作不能连续进行, 存在导管时间较长从而导致卡管。

防止灌注卡管的主要措施: (1) 灌注前认真检查试验灌注机械功能完善, 避免在灌注过程中出现机械故障造成卡管, 使得工作不能继续。 (2) 灌注混凝土初期开始时候, 增加混凝土的搅拌时间, 由于地下的混凝土需要具备完好的和易性, 配合比重需要通过试验确定, 并符合灌注要求, 石粒的最大粒径不能大于导管直径以及钢筋笼主筋最小直径的四分之一, 比并且需要低于四十毫米。 (3) 要求所选择使用的隔水栓的直径匹配导管的内径, 并且具有较严格的隔水性以及封闭性, 从而使得混凝土顺利排出。

7 结束语

上面所述的是泥浆护壁成孔灌注施工过程中比较容易出现的通病, 针对这些问题, 认真分析了发生因素, 同时指出相应处理措施。

摘要：本文详述了泥浆护壁成孔灌注施工中常见的几种质量通病, 并分析了这些问题产生的原因, 指出了与之对应的防护措施。

关键词：泥浆护壁,成孔灌注,施工,防护措施

参考文献