钻孔灌注桩施工工艺及简单模拟动画

钻孔灌注桩施工工艺
• • • • • • • • • • • • 2.8.2.2 水灰比不宜大于0.6。 2.8.2.3 有良好的和易性，在规定的浇筑期间内，坍落度应为16～22cm；在浇筑初期，为使导 管下端形成混凝土堆，坍落度宜为14～16cm。 2.8.2.4 水泥用量一般为350～400kg/m3。 2.8.2.5 砂率一般为45%～50%。 2.9 拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。 2.10 插桩顶钢筋：桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防止插偏和插 斜。 2.11 同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。 2.12 冬 雨期施工： 2.12.1 泥浆护壁回转钻孔灌注桩不宜在冬期进行。 2.12.2 雨天施工现场必须有排水措施，严防地面雨水流入桩孔内。要防止桩机移动，以免造成 桩孔歪斜等情况。 3.1 保证项目： 3.1.1 灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
钻孔灌注桩施工工艺
• • • 5.5 当出现钻杆跳动、机架晃摇、钻不进尺等异常现象，应立即停车检查。 5.6 混凝土浇到接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩和补桩。 5.7 钻孔进入砂层遇到地下水时，钻孔深度应不超过初见水位，以防塌孔。
本工艺标准应具备以下质量记录： • • • • • • • • 6.1 水泥的出厂证明及复验证明。 6.2 钢筋的出厂证明或合格证以及钢筋试验单抄件。 6.3 试桩的试压记录。 6.4 补桩的平面示意图。 6.5 灌注桩施工记录。 6.6 混凝土试配申请单和试验室签发的配合比通知单。 6.7 混凝土试块28d标养抗压强度试验报告。 6.8 商品混凝土的出厂合格证。
钻孔方法 冲击钻孔 正循环回 转钻孔
优点 适用的地层和土质较广泛， 对岩石地质钻进效果好 钻进与排渣同时连续进行， 所以成孔速度较快，钻孔深 度也较大。 排除钻渣连续性好，速度比 正循环快，功效较高，造浆 原材料的用量低于正循环。
缺点 当钻进普通土质时，进度相比较其它方法较慢。 需要设置泥浆池，储浆池等，施工场地较大， 需要大量水和泥浆原料，机具设备较复杂，故 障较多，泥浆较稠，故孔壁护壁泥浆层较厚， 降低柱桩摩擦力。 扩孔率大于正循环，钻机结构复杂，特别是大 直径桩。
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2、钻机选型：钻孔桩成孔方法应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条 、钻机选型：钻孔桩成孔方法应根据地质情况、设计桩长、 件选择钻机类型，同时应考虑施工工期、经济成本等影响因素。 件选择钻机类型，同时应考虑施工工期、经济成本等影响因素。
表：不同钻孔方法钻机的适用范围
钻孔方法 冲击钻孔 正循环回 转钻孔 反循环回 转钻孔 钻斗钻孔 （旋挖） 泥浆作用 浮悬钻 渣、护壁 适用范围 黏性土、砂类土、砾石、漂石、软硬岩层
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• • • • • • • • • • 2.1 工艺流程： 钻孔机就位 →钻孔→注泥浆→下套管→继续钻孔→排渣→清孔→吊放钢筋笼→射水清底→ 插入混凝土导管→浇筑混凝土→拔出导管→插桩顶钢筋 2.2 钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在 机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。 2.3 钻孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进，出土，达到一定深度 （视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续进钻。 2.4 厂套管（护筒）：钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。 2.4.1 套管内径应大于钻头100mm。 2.4.2 套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中心与桩孔中心线偏差 不大于50mm。 2.4.3 套管埋设深度：在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内泥浆面 高出地下水位1m以上。 2.5 继续钻孔：防止表层土受振动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，设计无特 殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。
前言
钻孔灌注桩是采用不同的成孔方法， 钻孔灌注桩是采用不同的成孔方法，在地层中按要求形成 一定形状或断面的井孔，达到设计标高后， 一定形状或断面的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入 井孔中，再灌注混凝土，从而形成桩基础的一种工艺。 井孔中，再灌注混凝土，从而形成桩基础的一种工艺。 目前我国铁路桥梁基础多数均采用钻孔桩基础， 目前我国铁路桥梁基础多数均采用钻孔桩基础，我们张 唐铁路JL 标段所有桥梁均设计为钻孔灌注桩基础， JL唐铁路JL-4标段所有桥梁均设计为钻孔灌注桩基础，因此从 以下几个方面讲一下钻孔桩基础施工质量控制。 以下几个方面讲一下钻孔桩基础施工质量控制。
序号 1 2 钻孔方法 冲击钻孔 正循环回 转钻孔 反循环回 转钻孔 钻斗钻孔 （旋挖） 钻孔原理 用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往复冲击将土石劈裂、劈 碎，部分钻渣挤入孔壁，部分钻渣排出的方法。 用泥浆高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头在回 转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆浮悬，随着泥浆的上升而随泥浆溢 出流至泥浆池，经过泥浆沉淀池沉淀净化，泥浆在循环使用。 同正循环相反，泥浆是通过孔口留入井孔，用真空泵或其他方法将钻 渣从钻杆中吸出，本方法对泥浆的质量要求较低。 利用钻斗和钻杆的旋转使土屑进入钻斗，土屑装满钻斗后，提升钻斗 出土的方法。
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泥浆护壁回转钻孔灌注桩允许偏差 表2-6
注：d为桩Hale Waihona Puke Baidu直径，H为桩长。
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• • • • • • • • • • 5.1 孔底虚土过多：钻孔完毕，应及时盖好孔口，并防止在盖板上过车和行走。操作中应及时清理 虚土。必要时可二次投钻清土。 5.2 塌孔缩孔：注意土质变化，遇有砂卵石或流塑淤泥、上层滞水层渗漏等情况，应会同有关单位 研究处理。 5.3 桩身混凝土质量差：有缩颈、空洞、夹土等，要严格按操作工艺边浇筑混凝土边振捣的规定执 行。严禁把土和杂物混入混凝土中一起浇筑 。 5.4 钢筋笼变形：钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，没有严格按操作规定执行。必须加 强对操作工人的技术交底，严格执行加固的质量措施。 4.1 钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊入桩孔内，应牢固确定其位置， 防止上浮。 4.2 灌注桩施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。 并应检查每根桩的纵横水平偏差。 4.3 在钻孔机安装，钢筋笼运输及混凝土浇筑时，均应注意保护好现场的轴线桩，高程桩，并应经 常予以校核。 4.4 桩头外留的主筋插铁要妥善保护，不得任意弯折或压断。 4.5 桩头的混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。
钻机移 至桩位
泥浆导管
泥浆 泵 泥浆 池
混凝土灌 车 增加钻 泥浆比控杆 钻头和钻 泥浆回 制为1:1.2 杆 流 注意垂直 度
下料 斗 塞在料斗里注 子满混凝土后 移除塞子
确定桩位 安装护筒
深度达到设 计要求后移 除钻头和钻 杆 混凝土面必 须高于导管 底口 测量深 度 下钢筋 下导管洗 笼孔
桥梁钻孔桩基础施工 质量控制
反循环回 转钻孔 钻斗钻孔 （旋挖）
施工震动小，燥声低；最适 在卵石层、硬基岩中钻进困难；沉渣处理困难 （需另配清孔机具）；地质较差且泥浆制备不 宜硬度黏土中干钻；机械安 装简单，施工场地移动方便； 适当时，易发生塌孔； 钻进速度快，施工占地少。
二、钻孔灌注桩施工工序质量控制要点
1、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点 、
目录
一、钻孔方法、原理、适用范围及各种方法优缺点 钻孔方法、原理、 二、钻孔灌注桩工序施工质量控制要点 三、钻孔灌注桩施工可能出现的问题及原因分析
一、钻孔灌注桩成孔方法、原理及优缺点 钻孔灌注桩成孔方法、
1、钻孔灌注桩成孔方法及原理 、 目前钻孔灌注桩成孔方法主要有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环 目前钻孔灌注桩成孔方法主要有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、 回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻孔（旋挖） 回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻孔（旋挖）等多 种钻孔方法。 种钻孔方法。
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• • • • • • • • • 2.6 孔底清理及排渣 2.6.1 在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制 在1.1～1.2。 2.6.2 在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3；在穿过砂夹卵石层或 容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.3～1.5。 2.6.3 吊放钢筋笼：钢筋笼放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢 筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。 2.7 射水清底；在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动 泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。 2.8 浇筑混凝土：停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝 土上面，并同泥浆一同排回贮浆槽内。 2.8.1 水下浇筑混凝土应连接施工；导管底端应始终埋入混凝土中0.8～1.3m；导管的第一节底 管长度应≥4m。 2.8.2 混凝土的配制： 2.8.2.1 配合比应根据试验确定，在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高 10%～15%。
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• • • • 3.1.2 实际浇灌混凝土量，严禁小于计算的体积。 3.1.3 浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。 3.1.4 成孔浓度必须符合设计要求。以摩擦力为主的桩，沉渣厚度严禁大于300mm，以端承力为 主的桩，沉渣厚度严禁大于100mm。 3.2 允许偏差项目，见表2-6。
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本工艺标准适用于工业与民用建筑中地下水位高的软、硬土层泥浆护壁成孔灌注桩工程 1.1 材料及主要机具： 1.1.1 水泥：宜采用325号～425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。 1.1.2 砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。 1.1.3 石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%。 1.1.4 水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。 1.1.5 粘土：可就地选择塑性指数IP≥17的粘土。 1.1.6 外加早强剂应通过试验确定。 1.1.7 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。 1.1.8 主要机具有：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、 混凝土搅拌机、平尖头铁锹、胶皮管等。 1.2 作业条件： 1.2.1 地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。 1.2.2 场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。 1.2.3 制作好钢筋笼。 1.2.4 根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检签字。 1.2.5 要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。 1.2.6 正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。
浮悬钻渣、 黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%）的土、软岩 并护壁 护壁 黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%，粒径小于钻 杆直径的2/3）的土、软岩 黏性土、砂类土、含少量砾石、卵石，砾石，软岩
护壁，地 质条件好 时可不用
3、不同钻孔方法的优、缺点 、不同钻孔方法的优、
2、钻孔桩施工阶段质量控制要点：钻孔、清孔、钢筋笼制作安 、钻孔桩施工阶段质量控制要点：钻孔、清孔、 水下混凝土灌注四个工序。 装、水下混凝土灌注四个工序。
3、钻孔桩季节性（冬季、雨季）施工质量控制要点 、钻孔桩季节性（冬季、雨季）
1、钻孔桩施工准备阶段质量控制要点 、
1.1 技术准备：施工现场核对、施工测量及放样（控制网加密报现场监理复核）、施工 技术准备：施工现场核对、施工测量及放样（控制网加密报现场监理复核）、 ）、施工 技术交底、原材料试验及检验、试桩情况。 技术交底、原材料试验及检验、试桩情况。 1.2 施工调查：主要包括水位情况、地形地貌、地下管线分布情况、临时道路情况及水 施工调查：主要包括水位情况、地形地貌、地下管线分布情况、 电供应情况，对图纸资料要严格进行现场核对； 电供应情况，对图纸资料要严格进行现场核对； 1.3 施工测量；钻孔桩施工放样前应布设测量控制网及水准点；注意：控制网加密完要 施工测量；钻孔桩施工放样前应布设测量控制网及水准点；注意： 进行复测，并报监理审核，满足要求后方可使用。 进行复测，并报监理审核，满足要求后方可使用。钻孔桩施工过程中应经常对控制桩进 行复核，发现问题及时分析原因补救。钻孔过程中护筒顶面标高要抽查复测， 行复核，发现问题及时分析原因补救。钻孔过程中护筒顶面标高要抽查复测，确保桩底 标高和孔深正确。 标高和孔深正确。 1.4 钻机选型：钻机选型应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件进行选择，同 钻机选型：钻机选型应根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件进行选择， 时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素。 时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素。 1.5 场地布置：钻孔场地布置应根据桩基础平面尺寸、钻机作业及移位要求、泥浆循环 场地布置：钻孔场地布置应根据桩基础平面尺寸、钻机作业及移位要求、 系统、混凝土浇注作业、排水系统等情况确定，在旱地上应平整压实、清除杂物， 系统、混凝土浇注作业、排水系统等情况确定，在旱地上应平整压实、清除杂物，确保 施工作业安全，现场布置合理。 施工作业安全，现场布置合理。 1.6人员配备：施工过程中，领工员、安全员、质检员、技术员、试验员应跟班作业，电 人员配备： 人员配备 施工过程中，领工员、安全员、质检员、技术员、试验员应跟班作业， 焊工、起重工等特种作业人员应持证上岗，其它作业工人需进行岗前培训。 焊工、起重工等特种作业人员应持证上岗，其它作业工人需进行岗前培训。