[分享]18分钟看完钻孔灌注桩施工全过程

发表于2021-04-28     331人浏览     2人跟帖     总热度:713  

钻孔灌注桩:
概念:是指采用不同的钻孔方法,在土中形成一定直径的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中,灌注混凝土形成的桩基础。

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施工主要工序:
场地准备-埋设护筒-制备泥浆-钻孔-清孔-钢筋笼入孔-灌注水下混凝土等。

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成孔         下导管和钢筋笼         灌注水下混凝土        成桩


(一)场地准备
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  • 旱地:平整 、  夯实场地
  • 浅水:筑岛
  • 深水:围囹法



(二)埋设护筒
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 1、护筒的作用:
固定桩孔位置,保护孔口,防止地面水流入,增加孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头的方向。

2、护筒的制作要求:
①护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种,视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm,钢筋混凝土护筒厚8~10cm 。护筒上部设1~2个溢浆孔。

②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20~30厘米;用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30~40厘米。

3、护筒的埋设要求
①钻孔前,在现场放线定位,按桩位挖去桩孔表层土,并埋设护筒。

②埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。

③埋置深度一般情况为2—4米,特殊情况应加深。

④护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求;

护筒入土深度
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埋设护筒
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(三)泥浆制备



泥浆作用:
在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。

组成及要求:
①水:水的PH值7~8之间,不含杂质;

②粘土(或膨润土):塑性指数大于25,粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%,相对密度为1.1~1.5;

③添加剂:
无机:纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉。
有机:丹宁液、拷胶液等降低粘度。

泥浆池
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泥浆护壁成孔灌注桩:泥浆池
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泥浆指标检测仪器
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(四)钻架与钻机就位
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要求
①能够承受钻具和其他辅助设备的重量,具有一定的刚度,具有足够的高度。

②钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,钻架必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷。

③钻架安装就位时,应详细测量,底座应用枕木垫实、塞紧,顶端用缆风绳固定平稳,并在钻进过程中经常检查。


(五)钻孔
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钻孔:

  • 冲击法
  • 冲抓法
  • 旋转法


1、冲击钻机钻孔
钻头:

  • 十字形
  • 管形

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十字钻头
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冲击钻孔的施工要点:
邻孔混凝土达2.5MPa后开钻;开孔小冲程;孔深为钻头高加冲程后正常冲击。
  • 中、低冲程:1~2m:粘性土、风化层、砾砂石等

  • 中等冲程:2~3m:砂卵石等

  • 高冲程:3~5m:基岩、漂石和密实卵石层

  • 分级、扩钻:十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级;管形钻头0.7m以上孔分2~4级。

2、全套管冲抓成孔

  • 特点:无噪音,无振动;不使用泥浆;挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征,对于端承桩,便于现场确定桩长;挖掘速度快,挖掘深度大;成孔垂直度易于掌握;孔壁不会产生坍落现象,成孔质量高。成桩质量高;成孔直径标准,充盈系数很小;清孔彻底,速度快;自行式,便于现场移动。



  • 冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片,通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片张开,锥头便自由下落冲入土中,然后开动卷扬机提升锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣,依次循环成孔。



  • 冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。



  • 适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。


全套管冲抓成孔
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3、正循环钻孔
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,再循环使用。

特点:
排渣能力比较弱, 钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大,但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜。

适用:
粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩

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正反循环成孔,现在是在护筒上拉十字线,是使钻机的钻头对准桩的中心线,等钻机对准后往护筒里放水,采用泥浆护壁进行钻孔。

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正循环钻结构示意图
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4、反循环钻孔
反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反,泥浆由孔外流入孔内,由真空泵或其他方法(如空气吸泥机等)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: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。

适用:同正循环。
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反循环钻结构示意图

5、旋挖钻机钻孔
主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,最大成孔直径可达1.5~4m,最大成孔深度为60~90m,可以满足各类大型基础施工的要求。

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旋挖钻斗


(六)清孔
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目的:
钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底,必须将这些沉积物清除干净,才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合,保证桩的承载能力。

方法:

  • 抽浆清孔
  • 换浆清孔
  • 掏渣清孔
  • 循环排渣


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(七)钢筋笼的制作和安装



注意事项:

  • 钢筋骨架一般每隔2~2.5米设置直径14~18毫米的加强箍筋一道;
  • 钢筋骨架可分段制作;
  • 要确保保护层厚度;
  • 钢筋骨架运输无论采用何种方法,均不得使骨架变形;
  • 钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起,对准护筒中心缓慢下放至设计标高;
  • 下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁;
  • 当最后灌注的混凝土开始初凝时,应立即割断钢筋骨架的吊环。


钢筋笼制作1
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钢筋笼制作2
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起吊
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对准孔位
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对准孔位2
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钢筋笼焊接
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钢筋笼安放就位
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(八)灌注水下混凝土
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  • 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的,故称为浇筑水下混凝土。
  • 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级,必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定。



  • 水下混凝土浇筑常用导管法。



  • 浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,然后剪断悬吊隔水栓的钢丝,混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。




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导管法浇注桩身砼

水下混凝土灌注过程:
浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时,骨料和水泥很快将产生分离,骨料很快沉入水底,而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态,当其下沉时,已凝结硬化。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。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。

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焊吊筋,防止浇筑砼时钢筋笼上浮

灌注要求

  • 导管宜分段制作,每节长2米左右,最下端一节宜为3~6米,采用法兰连接,导管应不漏水、不漏气。
  • 在孔内水面以上20~30厘米处设置隔水栓,待混凝土灌下时,剪断隔水栓的连接绳。
  • 为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求,导管上应采用混凝土储料斗。
  • 水下灌注混凝土应连续进行,严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为2~4米,在任何情况下不得小于1米或大于6米。
  • 导管提升过程中,应保持位置居中,轴线垂直,逐步提升。
  • 混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长,地质条件和成孔工艺等因素合理确定,其最小高度不宜小于桩长的5%,且不小于2米。
  • 在灌注接近结束时,由于导管混凝土柱高度减小,压力降低,而导管管外的泥浆稠度增加,如出现混凝土面上升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。


水下混凝土浇筑专用下料斗
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砼坍落度现场监测
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水下混凝土首灌开始
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北京 石景山区 | 岩土工程

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