情境單元鉆孔灌注樁施工

情境單元鉆孔灌注樁施工第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工一、施工前的準(zhǔn)備工作鉆孔灌注樁由于其施工速度快，質(zhì)量穩(wěn)定，受氣候環(huán)境影響小，因而被普遍采用。但其施工前的準(zhǔn)備工作十分重要，只有條件充分才能保證施工順利進(jìn)行。

（1）認(rèn)真進(jìn)行施工放樣。用全站儀準(zhǔn)確放出各樁位中心，用騎馬樁固定位置，用水準(zhǔn)儀測(cè)量地面標(biāo)高，確定鉆孔深度。第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（2）根據(jù)地質(zhì)資料，確定科學(xué)合理的鉆孔方法和鉆孔設(shè)備，架設(shè)好電力線路，配備適合的變壓器。若用柴油機(jī)提供動(dòng)力，則應(yīng)購置與設(shè)備動(dòng)力相匹配的柴油機(jī)和充足的燃油。混凝土攪拌機(jī)、電焊機(jī)、鋼筋切割機(jī)，以及水泥、砂石材料均要在鉆孔開始前準(zhǔn)備妥當(dāng)。

（3）埋設(shè)護(hù)筒?？梢圆捎娩撟o(hù)筒，也可以采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制的鋼筋混凝土護(hù)筒。在放樣好的樁位處，開挖一個(gè)圓形基坑將護(hù)筒埋入。護(hù)筒應(yīng)堅(jiān)實(shí)，不漏水，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑稍大20～30cm。護(hù)筒頂標(biāo)高采用反循環(huán)鉆時(shí)其頂部應(yīng)高出地下水位2.0m；采用正循環(huán)鉆時(shí)應(yīng)高出地下水位1.0～1.5m；處于旱地時(shí)，護(hù)筒在滿足上述條件的基礎(chǔ)上還應(yīng)高出地面0.3m。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（4）制備泥漿。鉆孔泥漿由水、黏土和添加劑組成。按鉆孔方法和地質(zhì)情況，一般需采用泥漿懸浮鉆渣和護(hù)壁。除地層本身全為黏性土，能在鉆進(jìn)中形成合格泥漿外，開工前應(yīng)準(zhǔn)備數(shù)量充足和性能合格的黏土和膨潤土。調(diào)制泥漿時(shí)，先將土加水浸透，然后用攪拌機(jī)或人工拌制，按不同地層情況嚴(yán)格控制泥漿濃度。為了回收泥漿原料和減少環(huán)境污染，應(yīng)設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。泥漿性能要求見表4.2.1。第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工

（5）鋼筋籠制作。在鉆孔之前或者鉆孔的同時(shí)要制作好鋼筋籠，以便成孔、清孔后盡快灌注混凝土，防止塌孔事故發(fā)生。鋼筋籠應(yīng)按圖紙尺寸要求以及吊裝和鋼筋單根定長確定下料長度，注意主筋在50cm范圍內(nèi)接頭數(shù)量不能超過截面主筋根數(shù)總數(shù)的50％，加強(qiáng)筋直徑要準(zhǔn)確；箍筋要預(yù)先調(diào)直，螺旋形布置在主筋外側(cè)；定位筋應(yīng)均勻?qū)ΨQ地焊接在主筋外側(cè)。下鋼筋籠前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查，保證鋼筋根數(shù)、位置、凈距、保護(hù)層厚度等滿足要求。第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工二、鉆孔施工方法無論采用哪種鉆孔方法，都要遵循以下一般要求：鉆孔就位前，應(yīng)對(duì)鉆孔的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查，包括場(chǎng)地與鉆機(jī)座落處的平整和加固，主要機(jī)具的檢查與安裝。(2)必須及時(shí)填寫施工記錄表，交接班時(shí)應(yīng)交代鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。(3)鉆機(jī)底座和頂端要平穩(wěn)，在鉆進(jìn)和運(yùn)行中不應(yīng)產(chǎn)生位移和沉陷?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)頂部的起吊滑輪緣、轉(zhuǎn)盤中心和樁位中心三者應(yīng)在同一鉛垂線上，偏差不超過2cm。(4)鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，不符合要求時(shí)要及時(shí)改正。第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工1.沖抓錐鉆進(jìn)沖抓錐是一種最簡單的鉆孔機(jī)械，由三角立架、錐頭、卷揚(yáng)機(jī)三部分組成，如圖4.2.1所示。施工時(shí)使三角立架固定滑輪，繞過滑輪的鋼絲繩下端吊著由三塊鋼錐片組成的錐頭；錐頭張開的最大外圍尺寸與樁孔直徑相同。錐頭對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，放開制動(dòng)，錐頭在自重作用下下落，打入孔內(nèi)土層中。卷揚(yáng)機(jī)將其向上提升時(shí)，通過拉索使錐頭合攏，砂土被封閉在錐體內(nèi)提升至井外。第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工等錐體提升至孔口以上時(shí)，工人及時(shí)在井口放置一塊鋼蓋板，將手推車或其他運(yùn)輸工具放于其上。打開錐頭控制栓，使錐頭張開，土體落入運(yùn)輸車中運(yùn)走。移走鋼板，即進(jìn)行下一輪沖抓作業(yè)，如此循環(huán)鉆進(jìn)。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是所需機(jī)械簡單，成本較低。缺點(diǎn)是施工自動(dòng)化程度低，需人工清運(yùn)渣土，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工速度較慢。適用于砂礫石和砂土地層。

注意：應(yīng)以小沖程穩(wěn)而準(zhǔn)地開孔，待錐具全部進(jìn)入護(hù)筒后，再松錐進(jìn)行正常沖抓。提錐應(yīng)緩慢，沖擊高度一般為1.0～2.5m。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.1沖抓錐鉆孔第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工2.沖擊鉆孔沖擊鉆孔設(shè)備由沖擊鉆頭、三角立架、卷揚(yáng)機(jī)三部分組成，如圖4.2.2所示。該方法適用于砂礫石和巖石地層。其工作原理是：用卷揚(yáng)機(jī)讓鋼絲繩通過三角立架上的滑輪將錐頭提起，然后放開卷揚(yáng)機(jī)，使錐頭自然下落，錐頭的沖擊作用將砂礫石或巖石砸成碎末、細(xì)渣，靠泥漿將其懸浮起來排出孔外。錐體一般為圓柱形，用鋼材制成，錐頭呈字形，利于破碎巖石。一般可先用60～80cm的細(xì)錐頭鉆進(jìn)，然后再用大錐頭擴(kuò)孔至設(shè)計(jì)孔徑。這樣一來可以保證孔壁穩(wěn)定，防止塌孔；二來可以提高功效。卷揚(yáng)機(jī)可以人工操作，也可以選用自動(dòng)操作設(shè)備，因而該方法節(jié)省人力，可以24h連續(xù)作業(yè)，施工效率較高，在工程中普遍適用。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.2沖擊鉆孔第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工施工時(shí)應(yīng)注意以小沖程開孔，使初成孔堅(jiān)實(shí)、豎直、圓順并起導(dǎo)向作用。鉆進(jìn)深度超過鉆錐全沖程后才能施行正常沖擊。若遇堅(jiān)硬漂卵石層，可采用中、大沖程，但最大沖程不宜超過4～6m。鉆進(jìn)過程中及時(shí)排除鉆渣，并添加黏土造漿，防止塌孔和沉積，從而使鉆錐經(jīng)常沖擊新鮮地層。沖擊表面不平整的漂石、硬巖時(shí)，應(yīng)先投入黏土夾小片石，將表面墊平后再鉆進(jìn)，防止出現(xiàn)偏孔、斜孔。第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工3.正循環(huán)鉆機(jī)施工正循環(huán)鉆機(jī)施工如圖4.2.3所示，用鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進(jìn)，泥漿泵將泥漿壓進(jìn)鉆桿頂部的泥漿龍頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿攜帶鉆渣沿鉆孔上升，從護(hù)筒頂部的排漿孔排出至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿流入泥漿池循環(huán)使用。該方法適用于淤泥、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小于10cm且含量小于20％的碎石土。其優(yōu)點(diǎn)是鉆進(jìn)與排渣同時(shí)連續(xù)進(jìn)行，在適用的土層中鉆進(jìn)速度較快。缺點(diǎn)是需設(shè)置泥漿槽、沉淀池等，施工占地較大且機(jī)具設(shè)備較復(fù)雜。第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.3正循環(huán)鉆機(jī)施工第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工4.反循環(huán)鉆機(jī)施工反循環(huán)鉆機(jī)施工如圖4.2.4所示，與正循環(huán)法不同的是泥漿輸入鉆孔內(nèi)，然后從鉆頭的鉆桿下口吸進(jìn)，通過鉆桿中心排出至沉淀池內(nèi)。該方法適用于軟巖、黏性土、砂土以及礫卵石粒徑小于鉆桿內(nèi)徑2／3、含量小于20％的碎石土。其鉆進(jìn)與排渣效率較高，但接長鉆桿時(shí)裝卸麻煩，鉆渣容易堵塞管路。另外，因泥漿是從下向上流動(dòng)，孔壁坍塌的可能性較正循環(huán)法大，為此需用較高質(zhì)量的泥漿。第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.4反循環(huán)鉆機(jī)施工第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.5鉆孔灌注樁施工工藝流程圖第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工三、事故處理由于地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性和施工期間各種因素的影響，鉆孔事故常有發(fā)生。及時(shí)確認(rèn)事故類型，采取補(bǔ)救措施，才能減少損失，保證質(zhì)量。1.塌孔遇鉆孔坍塌時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析，查明原因和位置，然后再進(jìn)行處理。塌孔不嚴(yán)重時(shí)，可回填至塌孔位置以上，采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護(hù)筒等措施繼續(xù)鉆進(jìn)。若塌孔嚴(yán)重，應(yīng)立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾黏土回填，暫停一段時(shí)間使其性能穩(wěn)定后，再采取相應(yīng)措施(加大泥漿濃度、快速鉆進(jìn)等)重鉆。第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工2.孔身偏斜、彎曲一般可在偏斜處吊掛鉆錐反復(fù)掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填黏性土到偏斜處，待沉淀密實(shí)后再重鉆。3.擴(kuò)孔、縮孔孔徑較大或者過小，稱為擴(kuò)孔、縮孔。遇此情況要采取防止塌孔和防止鉆錐擺動(dòng)過大的措施。縮孔是鉆錐磨損過大后焊補(bǔ)不及時(shí)或因地層中有遇水膨脹的軟土、黏土泥巖造成的。前者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊鉆錐，后者則應(yīng)選用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工4.鉆孔漏漿若發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)水頭不能保持，水位下降，證明有漏漿現(xiàn)象，宜采用將護(hù)筒周圍填土筑實(shí)，增加護(hù)筒沉埋深度，適當(dāng)減小水頭高度或采取加入黏土慢速轉(zhuǎn)動(dòng)等措施。用沖擊法鉆孔時(shí)，還可填入片石、碎卵石土，反復(fù)沖擊以增強(qiáng)護(hù)壁。5.梅花孔或十字槽孔多見于沖擊鉆孔，是由于鉆錐的轉(zhuǎn)向裝置失靈，泥漿太稠，鉆錐旋轉(zhuǎn)阻力過大或沖程太小，鉆錐來不及旋轉(zhuǎn)而形成的。應(yīng)采用片石或卵石與黏土的混合物回填鉆孔，重新沖擊鉆進(jìn)。第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工6.糊鉆、埋鉆常出現(xiàn)于正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)中。遇此應(yīng)對(duì)泥漿稠度、鉆渣進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設(shè)備進(jìn)行檢查計(jì)算，并控制適當(dāng)進(jìn)程。若已嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。遇到塌方或其他原因造成埋鉆時(shí)，應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸走埋鉆的泥砂，提出鉆錐。第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工7.卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔時(shí)?？ㄣ@后不能強(qiáng)提，只宜輕提，輕提不動(dòng)時(shí)，可以用小沖擊錐或用沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動(dòng)后再提出。掉入鉆落物時(shí)，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。若落體已被泥砂埋住，應(yīng)先清除泥砂，使打撈工具接觸落體后再進(jìn)行打撈。應(yīng)特別注意的是，在任何情況下，嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入沒有護(hù)筒或其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔中處理故障。當(dāng)必須下入有護(hù)筒或其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔時(shí)，應(yīng)檢查孔內(nèi)有無有害氣體，并備齊防毒、防溺、防塌埋等安全設(shè)施后，才能行動(dòng)。第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工四、清孔在鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，檢查孔徑、樁孔垂直度、樁底地層情況與設(shè)計(jì)是否相符，達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求后，即應(yīng)進(jìn)行清孔。其目的是將孔內(nèi)鉆渣清除干凈，保證孔底沉淀土層厚度滿足要求。清孔方法有掏渣清孔法、換漿清孔法、抽漿清孔法、噴射清孔法等幾種。

掏渣清孔法是用掏渣筒、大鍋錐或沖抓錐清掏孔底粗鉆渣，僅適用于機(jī)動(dòng)推鉆、沖抓、沖擊鉆孔的各類土層摩擦樁的初步清孔。第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工換漿清孔法適用于正循環(huán)鉆孔的摩擦樁。在鉆孔完成之后，提升鉆錐距孔底10～20cm，繼續(xù)循環(huán)，以相對(duì)密度較低(1.1～1.2)的泥漿壓入，把鉆孔內(nèi)的懸浮鉆渣和相對(duì)密度較大的泥漿換出。抽漿清孔法清孔效果較好，適用于各種方法鉆孔的柱樁和摩擦樁，一般用反循環(huán)鉆機(jī)、空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)或真空吸泥泵等進(jìn)行。

噴射清孔法只宜配合其他清孔方法使用，是在灌注混凝土前對(duì)孔底進(jìn)行高壓射水或射風(fēng)數(shù)分鐘，使剩余少量沉淀物漂浮后，立即灌注水下混凝土。第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工五、鋼筋骨架及導(dǎo)管吊裝1.鋼筋骨架鋼筋骨架由主筋、加強(qiáng)筋、螺旋箍筋、定位筋四部分組成，其構(gòu)造應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)檢查合格后，用吊車吊起垂直放入孔內(nèi)，相鄰節(jié)端應(yīng)焊接牢靠，定位準(zhǔn)確。下到設(shè)計(jì)位置后，應(yīng)在頂部采取相應(yīng)措施反壓并固定其位置，防止在混凝土灌注過程中產(chǎn)生上浮2.導(dǎo)管導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，一般選用剛性導(dǎo)管。剛性導(dǎo)管用鋼管制成，內(nèi)徑一般為25～35cm，每節(jié)長約4～5m，用端頭法蘭盤螺栓連接，接頭間夾有橡膠墊防止漏水。第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工導(dǎo)管上口一般設(shè)置儲(chǔ)料槽和漏斗，在灌注末期，當(dāng)鉆孔樁樁頂?shù)陀诰字兴鏁r(shí)，漏斗底口高出水面不宜小于4～6m；當(dāng)樁頂高于井孔中水面時(shí)，漏斗底口高出樁頂不宜小于4～6m。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗(yàn)。吊裝前應(yīng)進(jìn)行試拼，接口連接應(yīng)嚴(yán)密、牢固。吊裝時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)位于井孔中央，并在混凝土灌注前進(jìn)行升降試驗(yàn)。第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工六、水下混凝土的灌注灌注混凝土之前，應(yīng)先探測(cè)孔底泥漿沉淀厚度。如果大于規(guī)定，要再次清孔，但應(yīng)注意孔壁的穩(wěn)定，防止塌孔。運(yùn)至樁位的混凝土應(yīng)檢查其均勻性和坍落度，如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行第二次拌和。二次拌和仍達(dá)不到要求時(shí)不能使用。還要注意：①導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為25～40cm；②導(dǎo)管埋入混凝土中的深度以不小于1m為宜。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度(≥1.0m)和填充導(dǎo)管底部間隙的需要，如圖4.2.6所示。第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工首批混凝土的數(shù)量按式（4.2）進(jìn)行計(jì)算：V≥πd2h1/4+πD2Hc/4（4.2）式中V——首批混凝土所需數(shù)量，m3；h1——井孔混凝土高度達(dá)到Hc時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱需要的高度，m；h1≥γWHW/γc，如圖4.2.6所示；Hc——灌注首批混凝土所需井孔內(nèi)混凝土面至孔底的高度，m；HW——井孔內(nèi)混凝土面以上水或泥漿深度；D——井孔直徑，m；d——導(dǎo)管內(nèi)徑，m；

γW——井孔內(nèi)水或泥漿的密度，kg／m3；

γc——混凝土拌合物的密度，kg／m3；h2——導(dǎo)管初次埋置深度，h2≥1.0m；h3——導(dǎo)管底端至鉆孔底間隙，約為0.4m。第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工圖4.2.6首批混凝土數(shù)量計(jì)算圖4.2.7澆注水下混凝土第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月單元二鉆孔灌注樁施工混凝土灌注方法如圖4.2.7所示。當(dāng)鋼筋籠就位，導(dǎo)管下至設(shè)計(jì)深度，首批混凝土已拌和完畢運(yùn)送至樁位處時(shí)，即可開始灌注混凝土(俗稱灌樁)。首批灌注時(shí)應(yīng)在導(dǎo)管漏斗底口處設(shè)置可靠的防水設(shè)施(一般放置一個(gè)直徑與管內(nèi)孔完全吻合的木球)?；炷恋谷肼┒?，壓住木球向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)管中水從管底壓出，從井口逐漸排向井外，混凝土靠自重和向下沖力壓至孔底。隨著混凝土不斷灌入，孔內(nèi)混凝土面逐漸升高，井內(nèi)積水不斷上升，直至混凝土灌滿全孔，水全部被排出。