钻孔灌注桩简介

钻孔灌注桩

一、灌注桩施工原理：

现阶段国内水下混凝土灌注桩工程的施工通常采用导管法，我省水资源不足，加上近年来我省交通事业的迅猛发展而立交桥的增多，大部分钻孔灌注桩是在汗地施工。以前我对灌注桩的理解是利用混凝土比重大于孔内泥浆比重和混凝土的流动性灌注的。现在我的理解是，当储料斗内储有足够多（即首批混凝土，可用桥涵施工技术规范中的公式V≥πd2h1/4+πD2hc/4计算）的混凝土或能满足保证能沿导管整个截面下落至埋深导管底口且能持续灌注至埋深导管底口一米以上时抽掉漏斗阀门或剪断吊球钢丝，混凝土在重力作用下沿导管整个截面迅速下落，混凝土重力作用在导管内的水面上，经导管内的水或泥浆传到孔底（导管底口），此时混凝土对孔底（导管底口处）泥浆的压强可用式P=F/S计算，F为混凝土的重力，S为导管截面。由于液体内部向各个方向都有压强，且同一深度的压强都相等。所以此时孔底泥浆向上的压强等于混凝土对孔底泥浆的压强。而孔底泥浆向上的压力可用上述压强公式的变形公式F=PS来计算。经计算可知孔底泥浆向上的压力大于导管外泥浆受到的重力，且在同一直线上。同一直线上方向相反的两个力，力的方向和较大的那个想同，所以孔内泥浆上升流出孔外，导管内混凝土下落至孔底。

计算实例：孔径1.5米，孔深32米，清孔后泥浆比重1.08，导管内径0.25米，导管底口距孔底0.40,拟埋深导管1米，混凝土容重2.45

首批混凝土方量V≥πd2h1/4+πD2hc/4，h1=HwRw/Rc

V≥3.14×（0.25）2×13.49/4+3.14×（1.5）2×1.4/4

V≥0.66+2.47+扩孔率

V≥3.13+扩孔率

混凝土对孔底泥浆的压强为P=F/S，F=G=mg=ρνg=2.45×3.13×10=76.69，S=0.25×0.25×3.14/4=0.05，P=1533.8，即使储料斗不能满足要求按照2方混凝土P=980

孔底泥浆向上的压强同为1533.8或980，向上的压力F=PS，P=1538.8或980，S=3.14×（1.5）2/4—3.14×（0.25）2 /4=1.72，F=1538.8或980×1.72=2645.36或1685.6 孔内泥浆重力

G=mg=ρνg=1.08×[3.14×（1.5）2/4—3.14×（0.25）2 /4] ×34×10

G=631.58

混凝土下落至孔底受到孔底的阻力，因为混凝土有足够的流动性且比重大于泥浆所以改变方向流向孔壁，在受到孔壁的阻力和后续混凝土重力共同作用下改向阻力较小的孔内导管外的上方，即沿导管外孔壁内这部分空间上升。在储料斗内混凝土逐渐减少的同时，混凝土对孔底的压强也逐渐减小。当导管内混凝土对导管底口处的压强等于导管外导管底口深度受到的压强时导管内混凝土面停止下降。即F混/S导=F泥+F混/S孔—S导此时导管内混凝土面高于导管外混凝土面，导管内混凝土面高出导管外混凝土面的高度可用上式h1=HwRw/Rc计算。h1既为高出导管外混凝土的那段高度。Hw为导管外混凝土面以上泥浆的高度，Rw为泥浆比重，Rc为混凝土的容重。

当第二批混凝土下落后,同上述道理，导管内混凝土的重力增加,导管内混凝土对导管底口的压强也增加，导管外混凝土面和泥浆面上升。导管内混凝土持续下落顶托前边的混凝土上升。虽然第一批混凝土接触了泥浆有部分混凝土混入泥沙，但是第一批混凝土已经埋深导管一米以上，泥浆底面在导管底口以上1米以上，因此无法进入导管。第二批混凝土顶托的第一批混凝土并不与泥浆接触。因此，第二批混凝土是可以保证质量的。同理，第三、四……也是可以保证质量的。

当导管埋深至6米时，根据规范规定导管埋深应控制在2—6米，要拆除导管，此时导管底口仍埋在第二批质量好的混凝土中，（需要注意在测量孔内混凝土面时要注意灌注过程中沉积的泥沙和最上层那部分可能与泥浆混合的劣质混凝土会影响你测到实际的混凝土面，）后续混凝土继续顶托第一批和部分第二批混凝土上升。依次类推直至灌注结束。根据规范规定为保证质量要超灌0.5—1米，过后挖出。因此首批与泥浆接触或与泥浆有部分混合的混凝土将被挖出。这样就能保证混凝土灌注桩的质量了。

二、灌注桩施工前准备

1）备用发电设备。要保证工地的备用发电机性能良好，足以应付施工过程中随时可能发生的电网断电情况，以免造成灌注时间过长发生断桩事故。

2）选择合适的混凝土拌和设备。在数量上能够满足连续灌注，宜选用大容量的拌和机械。最好有备用的。

3）混凝土运输设备的选择，应能满足灌注需要。并能保证混凝土质量。

4）场地整理，事先测量标高，对照图纸该填的填该挖的挖。

3）导管的选择和导管的水密承压实验。导管要有足够的强度和刚度，且水密性良好，管壁光滑，导管平直，有密封圈。应进行水密和承压实验，并量测每节长度给每节导管编制序号。

4）储料斗的选择。应能满足首批混凝土灌注的需要。

5）钢筋笼加工焊接检查合格。

6）混凝土的试拌。在施工前要按照标准配合比进行混凝土试拌，调整。以确定施工配合比。7）泥浆:泥浆池应能满足调浆和沉渣的需要。泥浆性能应能满足钻孔施工要求.

三、钻孔中的检查

1）在钻孔过程中要经常检查泥浆比重，保证能起到泥浆护壁和悬浮钻渣的作用。

2）检查钻渣是否与地质报告相符，发现异常要做详细记录，包括层位（即到孔口的距离）和范围（即起止高差）

四、终孔检查:孔径、孔底标高（既孔深）、钻孔倾斜度,一般用按规范自制(直径为钢筋笼直径+100毫米,长度约为直径的4到6倍）检孔器检查）

五）清孔：终孔检查合格后即可清孔。

1）为防止后道工序钢筋笼安放时间过长发生塌孔事故，可采用两次清孔。第一次将泥浆比重（沙性土地质主要降含沙率）降至接近略大于规范规定清孔后泥浆性能指标，待钢筋笼安放合格后用导管进行第二次清孔，清至规范规定值。

2）清孔方法有换浆、抽浆、抽渣等方法，可根据实际情况而定。但无论采用何种清孔方法都必须保持孔内水头，以防止坍孔。清孔后必须从孔内抽取泥浆做性能试验，结果必须符合规范规定。3）不得采用超钻深度的方式来代替清孔。

4）换浆是最常用的清孔方法，根据循环方式不同可分为正循环清孔和反循环清孔。反循环清孔较快，但在易塌地层容易出现坍孔。因此只适合一般地层。正循环清孔较慢，不易出现塌孔，适合所有地层。终孔后各项检查均符合规范和设计要求既可进行清孔。即在不进尺（不继续钻进）利用钻杆循环泥浆。切记不要急于在泥浆池内加清水，更不允许直接向孔内直接加注清水.特别是沙性土地层一定要等泥浆中较粗的沙粒含量降下来以后才能根据情况分阶段的在泥浆池内加适量的清水。沙性土地层清孔原则是先降含沙率，再降泥浆比重。因为泥浆比重降的太快泥浆内悬浮的沙或钻渣就会沉到孔底.

六、钢筋笼安放：若钢筋笼过长就需要分节安放。分节长根据设备吊放高度确定，钢筋笼的连接要顺直不能有弯折，以免钢筋笼底端戳塌孔壁。连接时先让已放入孔中的钢筋笼垂直，再检查吊起的钢筋笼是否垂直。在两节钢筋笼衔接满足搭接长度后先点焊固定，然后再具体焊接。末节钢筋笼下入后要给钢筋笼定位，即钢筋笼中心要与设计桩中心重合。先在护筒上找到事先做好的标记，然后拉十字线让钢筋笼中心与十字线交叉点重合。待重合后设法将钢筋笼位置固定。若钢筋