钻孔灌注桩施工课件

循环，泵入比重1.03～1.08的泥浆，把孔内泥浆换出，并 捞取沉渣，直至达到设计要求。当泥浆比重在1.05～1.25 ，含砂率≤2％，泥浆粘度在20s以下时，方可提钻进行下 道工序施工。
二次清孔的必要性：
从提钻到灌注混凝土，有时需数小时，导致泥浆静置时间
过长，孔底就会产生沉淀，并且钢筋笼下放过程中也会从 井壁上挂落部分泥块，构成的孔底沉渣厚度可能就会超过 设计要求，如不采取措施就灌注混凝土，很容易引发各种 质量事故。因此，需要在灌筑混凝土前二次清孔。
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2、根据护筒顶标高，孔底标高，并考虑垫木高度， 计算导管所需长度，并对导管进行试拼（标准导管长 度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度 要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节 长度较短的导管，最底节采用单节长度较长的导管。 3、导管安装采用起吊设备配合人工操作，导管安 放时，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步 沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用起吊 设备先将导管放至孔底，然后再将导管提起，使导管 底距孔底约40cm。 4、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度， 用卡盘将导管卡住。 5、每次灌注混凝土后应对导管内外进行清洗。
适用土质：
粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩等。
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正循环钻结构示意图
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③ 反循环钻孔
原理：
反循环钻机与正循环的泥浆循环方式正好相反。 泥浆由孔外流入孔内，用真空泵或其他方法（如空气 吸泥机）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将 吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。
特点：
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钢筋笼吊装完毕后，安置导管并对孔进行二次清
孔，还应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度
等进行检验，合格后应立即灌注混凝土。水下混凝土 灌注时还应注意如下事项： 1、混凝土拌合前，由试验室提供水下混凝土配合比。 2 、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合比，
交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。
反循环钻机排渣能力比较强，但工艺比较复杂， 操作不当容易引起塌孔埋钻，而且反循环钻机价格比 较高。
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反循环钻结构示意图
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④ 旋挖钻机钻孔
适用范围：
主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层，成孔 直径可达1.5～4m，成孔深度可达60～90m，能满 足各类大型基础施工的要求。 意义： 旋挖钻机的施工优势：适用性强，自动化程度 高，劳动强度低，钻进效率快，成桩质量好，环 境污染小，能显著提高工程施工效率和工程质量； 在合理选取施工方法与施工工艺时，还能最大限 度地节省物力、财力、人力等资源，对企业效益 和社会安全具有双赢意义。
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孔底沉渣过厚的原因：
护壁泥浆选用不当；清孔、清渣程度不足；施工 历时过长，施工工序间不紧凑；混凝土初灌量不足。
孔底沉渣过厚的危害：
沉渣过厚会导致桩侧摩阻力与端阻力同时降低， 并且对桩极限承载力影响非常显著，为了确保成桩质 量，必须严格控制孔底沉渣厚度。
孔底沉渣厚度要求：
对端承型桩，不应大于50㎜；对摩擦型桩，不应 大于100 ㎜；对抗拔、抗水平力桩，不应大于200㎜。
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单桩竖向抗拔静载试验
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（九）钻孔事故预防与处理
1.护筒周边冒水的预防与处理措施：
在埋设护筒之前，桩位与四周应选用最佳含水量
的粘土分层夯实，保证护筒高出地面30cm或水面1.0～
2.0m；在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～
1.5m的水头高度；钻头起落时，应防止碰撞护筒；发
现护筒周边冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周
填实加固；若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装
护筒。
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2. 孔壁坍陷的预防与处理措施：
在松散易坍的土层中，适当加深护筒，用粘土 密实填封护筒四周；使用优质泥浆，保证泥浆的比 重、粘度和胶体率，保持护筒内泥浆水位高于地下 水位；搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要 对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快进 度，尽可能缩短沉放时间；成孔后，待灌时间一般 不应大于3h，并控制混凝土的灌注速度，在保证施 工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。 发生孔口崩塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔， 重新埋设护筒再钻；如发生孔内坍塌，判明坍塌位 置，回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔 处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，回填物 沉积密实后再行钻进。
桩顶标高、桩长控制；
防止钻孔过程中的沉渣回流；
钻头导向。
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2、护筒的埋设要求
护筒可用 4～8 ㎜厚钢板制作，也可采用 钢筋混凝土制作。护筒埋设应准确、稳定， 护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50㎜， 顶端高出地面0.3-0.5m，上设溢浆孔。 护筒的内径比桩设计直径稍大。用回转钻 机宜大于10cm，用冲击钻机宜大于20cm。 护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于 1.0m，砂土中不宜小于 1.5m。护筒下端外侧 应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆 面高度的要求。
中间检查
安放钢筋笼、安放导管 灌注水下混凝土 凿桩头
（一）场地准备
钻孔场地应清除杂物、换除软土、
平整压实，场地位于陡坡、水或淤泥中
时，搭设坚固稳定的工作平台，并能承 受施工作业时所有的静、动荷载。 场地准备过程中还需考虑施工设备 能够安全进、出场。
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（二）护筒埋设
1、护筒的作用
定位； 保护孔口，防止地面石块掉入孔内； 保持泥浆水位，防止坍孔；
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3. 缩孔的预防与处理措施：
应采用优质泥浆，降低失水量；成孔时，应
加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，
孔壁形成泥皮后，则孔壁不会渗水，也不会膨胀；
3、混凝土拌合坍落度控制在180～220mm。
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4 、开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为
300～500mm，导管初次埋入混凝土灌注面以下不应少 于0.8m。 5、导管埋入混凝土深度宜为2～6m，严禁将导管提出混 凝土灌注面，并应控制拔管速度，浇筑过程中需设专 人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差。 6 、灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间
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钢筋笼起吊
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钢 筋 笼 机 械 连 接
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钢筋笼焊接
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（七）导管
水下混凝土浇筑宜采用导管法，导管内径一般为 200-300mm，导管连接宜采用螺丝扣。 1、导管使用前需使用气泵进行水密承压试验。对 导管两端安装封闭装置，在试压封闭两端安装进水孔， 向导管内注水，注水至管道另一端出水时停止，应保 证导管内充水达70%以上，将一端注水孔密封，另一端 与空气压力机连接，检查导管连接处封闭端安装情况， 检查合格后压风机充压0.6MPa时，保持压力15分钟。 检查导管接头处溢水情况，对溢水处做好记录，将导 管翻滚180º，再次加压，保持压力15分钟，导管水密 试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力。
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（七）钢筋笼的制作和安装
注意事项：
1. 钢筋骨架一般每隔2～2.5米设置直径14～18毫米的加强箍 2. 3. 4. 5.
6. 7.
筋一道，螺旋箍筋与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定； 分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接、机械等形式连 接，且上下节主筋接头错开50%； 按设计及规范要求，严格设置保护层厚度； 钢筋骨架运输过程中不得使骨架变形； 钢筋骨架起吊设备吊起，并对准护筒中心缓慢下放至设 计标高，就位后应立即固定； 下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁； 声测管埋设位置要准确。
钻芯法 桩身完整 性检测
低应变法 声波透射法 高应变法
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单桩竖向抗压静载试验 单桩承载 力检测 单桩竖向抗拔静载试验 单桩水平静载试验
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凿桩头
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低应变检测示意图
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低应变现场检测
48钻芯法检测源自49声测管布置示意图
将声测管 绑扎在钢 筋笼上
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单桩竖向抗压静载试验
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单 桩 竖 向 抗 拔 静 载 试 验
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护 筒
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（三）泥浆制备
泥浆作用：
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。
泥浆组成及要求：
①钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成，根据不同的地
质条件制备不同性能的泥浆。 ②施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1.0m 以上，在受水 位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位 1.5m 以上； ③在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土； ④浇注水下混凝土前，孔底 500mm 以内的泥浆比重应小于 1.25； 含砂率不得大于 8%；黏度不得大于28s； ⑤在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
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② 正循环钻孔
原理：
正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心 钻杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转 时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上 升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀 净化，泥浆再循环使用。
特点：
排渣能力较弱，钻进速度较慢，钻具的磨损也 较大。但工艺比较简单，容易操作，正循环钻机 价格比较便宜。
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导 管
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（八）灌注水下混凝土
水下混凝土不能直接倾倒于水中。因为当混凝土直接 与水接触时，骨料和水泥会很快产生分离，骨料沉入水
底，水泥悬浮水中。因此水下混凝土的浇注，必须在与
周围环境水隔离的条件下进行，水下混凝土浇筑最常用
的是导管法。
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为确保水下混凝土灌注的顺利进行，混凝土灌 注前首先要准确计算出首批混凝土方量，首批混凝 土的方量按下式确定：
V≥π×D2×(H1+H2)/4+π×d2×h1/4
式中： V－灌注首批混凝土所需数（m3） D－桩孔直径（m） Ｈ1－桩孔底至导管底端间距（一般0.4m） Ｈ2－导管初次埋置深度（大于0.8m） d1－导管内径(m) h1－桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外 泥浆压力所需的高度(m),即h1=Hwγw/γc。其中：Hw-井孔内泥浆 的深度(m)；γw-孔内泥浆的重度(KN/m3)；γc-砼的重度(KN/m3)。