泥浆护壁成孔的灌注桩施工工艺.doc

泥浆护壁成孔的灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩
①、施工准备
场地平整：清除场地杂物，平整夯实，并做好泥浆沟池、沉淀池，备齐检测设备。
测量放线：根据控制桩以及钻孔桩桩位坐标，用全站仪准确放出桩位，并做好护桩。经监理工程师复查确认无误后安装钻机。
护筒埋设：护筒采用δ≥6mm钢板卷制，护筒直径分别为1.4m、1.8m，长度为2.5m。钢护筒底部及四周用粘土填筑，并分层夯实；顶面高出地面不小于0.3m，中心竖直线与桩中心线重合，采用实测定位法进行控制。
拌制泥浆：采用拌浆机在泥浆池拌制足够的护壁泥浆。通过现场试验确定泥浆所用粘土及膨润土掺量，确保泥浆质量达到规范要求。
钻机就位：检查并调整底座和顶端的平衡，以免钻进过程中产生位移和沉陷。钻机顶部的起重滑轮、钻头中心与钻孔桩的中心偏差不大于2cm。
②、钻孔作业及清孔
开孔及钻进：开钻前先在孔内灌注泥浆，开孔采用低冲程进行，在确认位置、垂直度等符合标准时，正常钻进。钻孔作业要连续进行。结合地质情况，正常钻进采用中冲程进行。在钻至岩层变化处时，为防止偏孔，用低冲程钻进。在抽渣或停钻后再钻时，由低冲程逐渐向高冲程过渡。掏渣以后，要及时补浆。
成孔检查及清孔：成孔后采用检孔器检孔，以检孔器能顺利沉入孔底为合格，否则采用钻头反复修孔处理，直至合格。成孔后，及时对桩孔的中心位置、孔径倾斜度，孔深等进行测定，符合设计和规范要求后，采用换浆法立即进行清孔。
③、钢筋笼的制作及吊装
钢筋笼在现场加工场地分段制作，采用箍筋成型的方法，在每段钢筋笼两端及中部加强箍筋内围标记主筋位置，把主筋依次与它们焊牢，然后再绑扎螺旋箍筋，并按设计在钢筋笼主筋上焊接定位筋。注意按设计图纸、施工规范和监理要求预埋超声波检测管。
下笼采用人工配合汽车吊分节吊装、焊接接长笼体。下笼要对准孔位慢放、徐落，防止碰撞孔壁而引起塌孔。钢筋笼接长采用单面搭接焊，做到上下节焊接主筋同轴线。钢筋焊接接头要相互错开，同一截面内焊接接头数不超过总钢筋数量的50%。
下笼到位后，检查顶面和底标高，其偏差不得大于5cm，笼中心平面位置偏差不得大于2cm。检查调整合格后牢固定位，防止砼灌注过程中浮笼。
④、灌注水下砼
砼灌注导管采用带有螺纹丝扣的快速接头的φ300mm无缝钢管。使用前进行水密、承压和接头抗拉试验，并逐节编号。导管底端到孔底距离控制在0.25～0.4m之间。
砼灌注前，探测孔底沉淀物厚度。如沉淀厚度超标，须二次清孔，直至符合规范要求。同时严格计算封底砼需要量，一次备足，保证首批砼入孔后，导管埋入砼中的深度不小于1m。水下砼要连续灌注，保证桩内砼面上升≥2.5m/h。导管采用25T吊机及时提升，提升时不得碰撞钢筋笼；并设专人测量、记录导管埋入砼深度，保证正常灌注中埋深为2～6m，谨防断桩。灌注的桩顶高出设计0.5m以上，以保证桩头砼质量。
砼灌注过程中，如发生故障及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师，经研究后按批准的施工方案进行处理，不擅自草率处理。溢出的泥浆引至适当地点处理，防止污染环境或堵塞河道和交通。

1、钻孔桩基础施工
（1）、施工测量
施工前，用全站仪对桥梁中线进行复测。复测以后，钉设墩台中线各主要桩点，保证其精度符合误差的规定，供桥梁、墩台的定位使用。墩台中心定出后，在墩台十字线方向设置护桩，每个方向三个，供施工时恢复墩台中心。水准基点及护桩设于稳固位置，护桩用砼加以保护。
（2）、施工准备
A、施工前，修筑施工便道，确保桩基施工机械进出方便。
B、合理布设钢筋加工棚、水泥库及其它施工用料场地，钢筋及其半成品存放在支架上，用塑料薄膜包裹，防止钢筋生锈，水泥库做好防潮措施。
C、作好孔桩开钻前的临时围护（特别是与即有榆靖高速公路相交段的临时围护）及污水处理排放设施。
D、开钻前，设置桩位护桩，每个方向3个控制桩，用砼进行保护，护桩应设在地势较高，不易浸水和不易破坏的地方。
E、桩位最后定位，用白灰在地面上标出其具体位置。
（3）、场地平整
清除、整平施工场地内的障碍物及坑洼，做好排水设施；做好泥浆池、沉淀池、泥浆沟；备齐各种检测设备。
（4）、埋设护筒
护筒采用δ=8mm钢板制作，内径大于设计桩径0.20m。采用挖埋和振动下沉相结合的方法埋设1.5米深。护筒顶面高出地面50cm以上。周围0.5～1m内用粘土回填夯实，顶面铺垫石碴。为避免护筒在吊运中变形，护筒焊接临时钢管“十”字撑。护筒定位准确,顶面中心误差不大于5mm,倾斜度不大于1%。
（5）、泥浆拌制
钻孔前拌制足够护壁泥浆，控制泥浆粘度为18～22s，相对密度为1.2～1.45，含砂率控制在4%。酸碱度PH值8～11，制浆能力不低于2.5L/kg。
（6）、钻机安装和就位
认真验证桩的中心标桩，正确对准桩心。安装钻机时，一、满足钻机主体的水平精度要求，二、保证钻架、钻杆的垂直要求。安装时，用两台经纬仪在两个方向同时校正垂直精度，钻杆中心与桩位中心水平偏差不大于2㎝。
（7）、钻孔作业
桥梁钻孔均采用泥浆护壁、回旋钻机、正循环法施工。
A、钻孔时先开动泥浆泵，待泥浆循环正常后，再起动钻机慢速回转下放钻头至护筒底，轻压慢转待钻头正常工作后，逐渐加大转速和钻压，进入正常钻进。
B、钻进时适当控制进尺，钻孔作业连续进行，并做好纪录。
钻孔一次成型；在钻孔排渣、提钻或因故障停钻时，将严格保证钻孔内的水位及泥浆的相对密度和粘度，保证钻孔安全。
C、钻进过程中随时对泥浆进行试验，控制泥浆性能；捞取渣样，做好记录，随时观测土层变化情况；
D、钻进中如果遇到软土或砂土等易塌孔的土层中，利用低速钻进、加大泥浆比重、控制孔内水位等方法施工，防止塌孔。
E、随时检查钻机设备，尤其是钻锥是否摆动过大，钻架是否平稳牢固，防止钻进扩孔；
F、钻孔过程中如出现流砂现象时，及时加大泥浆比重，提高孔内压力或投下粘土块，将粘土块挤入流砂层，加强护壁，堵住流砂；
G、孔身偏斜弯曲时，及时分析原因，进行处理。不严重时，
采用在倾斜处吊起钻锥，反复扫孔的方法纠正；偏斜严重、弯孔、梅花孔、探头石出现时，采取回填修孔。
H、发生掉钻时，迅速用打捞叉、钓绳套等工具打捞，任何情况下，严禁施工人员进入没有防护设施的钻孔中处理故障。
I、钻孔全过程在施工日志中进行详细纪录。
（8）、清孔及探孔
A、清孔
钻孔达到设计深度后采用换浆法进行清孔。将相对密度较低的泥浆压入，把孔内的悬浮物以相对密度较大泥浆换出。要确保灌注水下砼前，沉碴不超过容许值0.20m，不得用加深孔底的办法代替清孔。清孔达到质量标准要求时，清孔结束。
B、探孔
当钻孔达到设计深度时,及时对孔径、孔深、偏斜度、泥浆相对密度、孔底沉淀物厚度等进行测定，达到设计与规范后，用钢筋笼测孔器进行检测，能全孔通过，才能下放钢筋笼。
（9）、钢筋笼制作、安放
钢筋笼制作，按设计图纸进行下料、在地面分段制作绑扎好后，用人工配合吊机吊装，并用电焊连接。
A、在制作钢筋笼前认真阅读设计图纸，核准钢筋型号规格。
B、钢筋笼的主筋与加强箍逐点焊接牢固，螺旋箍筋与主筋适
量点焊，必要时，加强箍加设支撑筋，确保钢筋笼在运输、吊装时不
扭曲、不变形。
C、主筋保护层的支撑耳筋设于加强箍附近与主筋焊接牢固，并于四周均匀布。
D、钢筋笼采用汽车吊进行吊装就位。
a.钢筋笼的码放、吊装，应有两点以上吊点。
b.避免变形，可在钢筋笼内壁用麻绳绑扎杉杆。钢筋笼入孔后，解开绑扎活扣，杉杆自行浮起。
c.钢筋笼搭接，要按规范要求满足搭接长度要求，在点焊固定后再进行搭接焊。
d.钢筋笼的安放，由4人在四个方向扶住，慢慢下放、避免钢筋笼卡住或碰撞孔壁。钢筋笼就位后，应采取固定钢筋笼上端口措施防止钢筋上浮。
（10）、钻孔桩混凝土灌注
钻孔桩砼采用导管法进行水下砼灌注。
A、在进行水下砼灌注前，探测孔底沉淀物厚度，严格控制在
规范要求以内；如果沉淀厚度超过规范规定的30cm，将进行二次清孔直至符合规范要求，进行砼施工。
B、砼导管采用直径30厘米的无缝钢管制作，保证内壁光滑圆顺，底节长5米，中间节长3米，采取有螺纹丝扣快速接头。
C、导管吊装采用16T吊机进行施工，吊装时将导管底端到孔底
距离控制在0.25～0.4m。
D、配备水泵，吸泥浆机，高压射水管等设备，以保持井孔水
头和及时处理灌注故障；
E、砼配合比通过试验确定，其强度比设计要求高配一级。水泥用量每方不小于350公斤，混凝土坍落度控制在16～22厘米之间，骨料采用中(粗)砂，砾石保证级配良好，最大粒径不大于4cm。
F、砼采用拌和站拌制，砼搅拌运输车运输，砼输送泵送入孔。
G、砼灌注前，认真计算第一次灌注需要量并一次备足，保证首批砼入孔后，导管埋入砼中的深度不小于1米。以后正常灌注中保持导管埋入砼2～6米之间。
H、灌注过程不得中途停顿，保证每小时灌注量不小于2.5m。导管随灌随拔，并派专人随时测量导管埋入砼的深度，做好记录；
I、提升导管时严禁碰撞钢筋笼。砼面上升到钢筋笼内3～4米后再提升导管，使导管底端高于钢筋笼底端，以免钢筋笼上浮。
J、灌注的桩顶高度保证高出设计标高不小于0.5m，最后桩头凿除浮浆，确保桩头砼质量。
K、施工中造成断桩，立即报告监理工程师，研究补救措施，按批准的施工方案进行施工，决不擅自草率处理。

1、灌注桩清孔的方法有哪几种？应按什么要求进行？
　　清孔方法有一下几种：
　　1、抽浆法
    抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩，但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。
    1）用反循环方法成孔时，泥浆相对密度一般控制在1.1以下，孔壁不易形成泥皮，钻孔终孔后，只需将钻头稍提起空转，并维持反循环5～15min左右就可完全清除孔底沉淀土。
    2）正循环成孔，空气吸泥机清孔。空气吸泥机清孔原理与气举反循环原理相同，但以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管。正循环成孔，砂石泵或射流泵清孔，导管作为砂石泵或射流泵的吸浆管清孔。它的好处是清孔完毕，将特别弯管拆除，装上漏斗，即可开始灌注水下混凝土。用反循环钻机成孔时，也可等安好灌浆导管后再用反循环方法清孔，以清除下钢筋笼和灌浆导管过程中沉淀的钻碴。
　　2、换浆法
    采用泥浆泵，通过钻杆以中速向孔底压入相对密度1.15左右，含砂率＜4％的泥浆，把孔内悬浮钻碴多的泥浆替换出来。对正循环回转钻来说，不需另加机具，且孔内仍为泥浆护壁，不易坍孔。但本法缺点较多，首先，若有较大泥团掉入孔底很难清除；再有就是相对密度小的泥浆是从孔底流入孔中，轻重泥浆在孔内会产生对流运动，要花费很长时间才能降低孔内泥浆相对密度，清孔所花时间太长；当泥浆含砂率较高时，绝不能用清水清孔，以免砂粒沉淀儿达不到清孔目的。
　　3、掏碴法
　　主要针对冲或冲抓法所成的桩孔，采用抽渣筒进行抽渣清孔。
　　4、用砂浆置换钻碴清孔法
　　先用抽渣简尽量清除大颗粒钻渣，然后以活底箱在孔底灌注o．6m厚的特殊砂浆．其相对密度较小，能浮在拌合混凝土之上。采用比孔径稍小的搅拌器．慢速搅拌孔底砂浆，使其与孔底残留钻渣混合。吊出搅拌器．插入钢筋笼，灌注水下混凝土。连续灌注的混凝土把混有钻渣并浮在混凝土之上的砂浆一直推到到孔口，达到清孔的目的。
2、预制桩的使用范围如何？预制桩的打桩顺序如何确定？
    预制桩易以较厚底强风化或全风化岩层、坚硬黏土土层、密实碎石土、砂土、粉土层作桩端持力层，其上覆土层较软弱，不影响预制桩底穿透底地层。
　　1）考虑挤土方向确定打桩方向
    当相邻桩的中心距小于4倍桩的直径时，应拟定合理的打桩顺序。打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：由一侧向单一方向进行（图a）；自中间向两个方向对称进行（图b）；自中间向四周进行（图c）。第一种打桩顺序，打桩推进方向宜逐排改变，以免土朝一个方向挤压，而导致土壤挤压不均匀，对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。对于大面积的桩群，宜采用后两种打桩顺序，以免土壤受到严重挤压，使桩难以打入，或使先打入的桩受挤压而倾斜。大面积的桩群，宜分成几个区域，由多台打桩机采用合理的顺序同时进行打设。

    a）由一侧向单一方向进行；（b）由中间向两个方向进行；（c）由中间向四周进行　
　　2）考虑打桩架移动的方便与否来确定打桩顺序
    打桩顺序确定后，还需要考虑打桩机是往后“退打”还是往前“顶打”。
    退打：当打桩地面标高接近桩顶设计标高时，打桩后，实际上每根桩的顶端还会高出地面，桩顶高出地面往往是难免的。在这种情况下，打桩机只能采取往后退打的方法。此时，桩不能事先都布置在地面上，只能随打随运。
    顶打：当打桩后，桩顶的实际标高在地面以下时，打桩机则可以采取往前顶打的方法进行施工。
3、谈谈锤击沉桩法、静力压桩法工作原理、静力压桩法使用范围及其特点？
    锤击沉桩法的工作原理：锤击沉桩俗称打桩。桩锤是对桩施加冲击，把桩打入土中。打桩机具主要包括桩锤，桩架和动力装置三部分。桩架的作用是将桩提升就位，并在打桩过程中引导桩的方向，以保证桩锤能沿所要求的方向冲击。
　　静力压桩是利用静压力将预制桩压入土中的一种沉桩方法，主要应用于软土地基。
　　静力压桩法的特点
    1）施工时无噪声、无振动，适用于对噪声有限制的市区内作业；
    2）施工引起的土体隆起和水平挤动比打入式桩小，适宜于精密仪器房、堤岸和地下管道多的地区内施工；
    3）由于避免了锤击应力，可减少钢筋和水泥用量；
    4）压桩过程中自动记录压桩力，可以保证桩的承载力并可避免锤击过度而使桩身断裂现象；
    5）压桩设备比较笨重，效率较低，压桩力有限，单桩垂直承载力较低（目前未超过1200KN），对土体适应性有一定局限，只限于压直桩。
4、钻孔灌注桩施工前，桩孔上部应预先埋设护筒，护筒可采用什么材料？护筒的作用？
    钻孔灌注桩的桩孔上部预先埋设符合一定尺寸要求的钢制或混凝土圆筒，即护筒。
    护筒的作用是：
　　1）控制桩位，导正钻具。
　　2）保护孔口，防止孔口土层坍塌。
　　3）提高孔内的水头高度，增加对孔壁静水压力以稳定孔壁。
　　4）护筒顶面可作为测量钻孔深度、钢筋笼下放深度、混凝土面位置及导管埋深的基准面。
    护筒的材料：常用的护筒多采用钢板卷制焊接而成，有时也使用钢筋混凝土护筒。
5、什么是反循环回转钻进？什么是？各自的适用范围如何？
    正循环回转钻进成孔是采用钻机回转装置通过钻杆带动钻头回转切削破碎岩土；泥浆泵泵送的泥浆经过钻杆内腔输送至孔底，悬浮并携带钻渣，再经钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面，实现排渣和护壁。这种泥浆循环方式叫正循环。正循环适用于粘土、粉、细、中、粗砂各类土层，在砂砾、卵石含量少于20％的土层中亦可使用，也可在较软的基岩中钻进，桩径可达φ160cm。正循环回转钻操作简单，在土层中成孔速度很高，目前在桩孔施工中应用仍非常广泛。
    反循环钻进是指循环介质从钻杆与孔壁的环状间隙中进入钻孔，再从钻杆内返回孔口的一种钻井工艺。实现反循环的方法可分为二大类；一是直接压送法，二是抽吸法。反循环回转钻进常用钻头：锥形三翼钻头、筒式捞石钻头、牙轮钻头、潜水钻机成孔原理与正反循环相同，只是钻机是密封的，潜入水中工作。
6、灌注桩钢筋笼的吊放应注意哪些问题？
    在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。