冲击钻钻孔灌注桩施工工艺.ppt

冲击钻钻孔灌注桩施工工艺学习采用桩基础的情况n n建筑物荷载较大，地基上部土层为强度低、压缩建筑物荷载较大，地基上部土层为强度低、压缩性大，不能满足设计要求的软弱土层或采用人工性大，不能满足设计要求的软弱土层或采用人工处理效果不大、不经济或施工困难的软弱土层，处理效果不大、不经济或施工困难的软弱土层，而地基下部不太深处埋藏有坚实地层。而地基下部不太深处埋藏有坚实地层。n n高层建筑或重要建筑，不允许地基有过大沉降或高层建筑或重要建筑，不允许地基有过大沉降或不均匀沉降时不均匀沉降时n n高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时n n地震区，以桩基作为结构抗震措施等地震区，以桩基作为结构抗震措施等工程概况和设计要求n n一一、工程概况工程概况n n1.1.项目名称：项目名称：XXXXXXXXXX住宅楼桩基础工程住宅楼桩基础工程n n2.2.工程规模：占地面积共计约为工程规模：占地面积共计约为XXXXXX平方米。平方米。X X楼地下楼地下1 1层地上层地上1111层，层，X X楼地下楼地下1 1层地上层地上2121层。其中，地下一层为层。其中，地下一层为车库，地上一至三层为车库，地上一至三层为XXXXXXXX，西侧沿街四、五层为办公，西侧沿街四、五层为办公层，东侧四层及四层以上为住宅楼层。建筑面积共计约层，东侧四层及四层以上为住宅楼层。建筑面积共计约为为XXXXXXXX平方米，其中平方米，其中X X楼为楼为XXXXXX平方米，平方米，X X楼为楼为XXXXXXXX平方平方米。米。X X楼设计楼设计XXXX棵桩，棵桩，XX#XX#楼楼XXXX棵桩。棵桩。n n3.3.地质条件：根据地质勘察报告提供的数据，地层情况地质条件：根据地质勘察报告提供的数据，地层情况大致如下：上部土层为砂及粘土，下部岩石部分为微风大致如下：上部土层为砂及粘土，下部岩石部分为微风化石灰岩化石灰岩 n n二、设计要求1.1.根据施工场区的工程地质根据施工场区的工程地质条件和桩基础设计情况，条件和桩基础设计情况，该桩基础工程采用正循环该桩基础工程采用正循环冲击钻进、泥浆护壁成孔、冲击钻进、泥浆护壁成孔、吊车吊放钢筋笼、导管水吊车吊放钢筋笼、导管水下灌注成桩工艺施工。下灌注成桩工艺施工。2.2.钻孔灌注桩全部设计为端钻孔灌注桩全部设计为端承桩。承桩。n n冲击钻成孔灌注桩是用冲击式冲击钻成孔灌注桩是用冲击式钻孔架悬吊钻孔架悬吊冲击钻冲击钻冲击钻冲击钻头（又称冲头（又称冲锤）上下往复冲击，将土层或锤）上下往复冲击，将土层或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥岩层破碎成孔，部分碎渣和泥渣挤入孔壁中，大部分成为泥渣挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆循环带出成孔，然渣，用泥浆循环带出成孔，然后再灌注混凝土成桩。后再灌注混凝土成桩。n n利用泥浆泵使泥浆通过钢丝绳、利用泥浆泵使泥浆通过钢丝绳、钻头而压入孔底，携带钻渣，钻头而压入孔底，携带钻渣，再从孔底经过钻头与孔壁之间再从孔底经过钻头与孔壁之间的环形空间回流至地面的循环的环形空间回流至地面的循环n n端承桩：按承载性状分，为桩端承桩：按承载性状分，为桩形式的一种。桩顶荷载全部或形式的一种。桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担的桩。主要由桩端阻力承担的桩。施工工艺流程图施工工艺流程图测量定位桩位复测埋设护筒位置、垂直度检查钻机就位水平、对中检查冲击成孔孔位、孔径、孔深、垂直度检查第一次清孔沉渣、泥浆性能检查钻机移位下一孔吊装钢筋笼钢筋笼制作安放导管第二次清孔沉渣厚度测量水下灌注混凝土试块制作水中养护抗压试验提导管起拔护筒测量定位测量定位埋设护筒埋设护筒 挖泥浆池挖泥浆池n n1 1、护筒埋设应准确、稳定，、护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不护筒中心与桩位中心的偏差不得大于得大于50mm50mm；2 2、护筒一般用护筒一般用4-8mm4-8mm钢板制作，钢板制作，其内径应大于钻头直径其内径应大于钻头直径100mm100mm，其上部宜开设其上部宜开设1-21-2个溢浆孔；个溢浆孔；3 3、护筒的埋设深度：在粘性、护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于土中不宜小于1.0m1.0m；砂土中不；砂土中不宜小于宜小于1.5m1.5m；其高度尚应满足；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求孔内泥浆面高度的要求 n n作用：保护孔口、定位导向，作用：保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止塌方。维护泥浆面，防止塌方。n n按施工平面布置图要求建立泥按施工平面布置图要求建立泥浆循环系统。浆循环系统。钻机就位钻机就位n n钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、不倾斜，钢丝绳中心与桩位中心偏差不大于10MM冲击钻机冲击钻机n n冲击式钻机是灌注桩基础施工的一冲击式钻机是灌注桩基础施工的一种重要钻孔机械，它能适应各种重要钻孔机械，它能适应各 种种不同地质情况，特别是卵石层中钻不同地质情况，特别是卵石层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机造适应性强。同时，用冲击式钻机造孔，成孔后，孔壁四周形成一层密孔，成孔后，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁，提高桩基实的土层，对稳定孔壁，提高桩基承载能力，均有一定作用。承载能力，均有一定作用。目前常用的冲击钻机有目前常用的冲击钻机有CZCZ系列系列（如表所示），其所有部件装在拖（如表所示），其所有部件装在拖车上，包括电动机、传动机、卷扬车上，包括电动机、传动机、卷扬机和桅杆等，整体牵引。冲机钻孔机和桅杆等，整体牵引。冲机钻孔是利用钻机的曲柄连杆机构，将动是利用钻机的曲柄连杆机构，将动力的回转运动改变为往复运动，通力的回转运动改变为往复运动，通过钢丝绳带动冲锤上下运动。通过过钢丝绳带动冲锤上下运动。通过冲锤自由下落的冲击作用，将卵石冲锤自由下落的冲击作用，将卵石或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏渣筒）排出。渣筒）排出。冲锤（如图所示）有各种形状，冲锤（如图所示）有各种形状，但它们的冲刃大多是十字形的。但它们的冲刃大多是十字形的。CZ型冲击钻机主要技术性能型冲击钻机主要技术性能型号型号钻孔直径钻孔直径 （MM）钻孔深度钻孔深度 （MM）冲击次数冲击次数 （次（次/分）分）提吊力提吊力（KNKN）主机重主机重（吨）（吨）钻机重钻机重（吨）（吨）外型尺寸外型尺寸（MM）CZ-22CZ-220.60.63003004050405020207.57.51.31.38.6*2.3*2.38.6*2.3*2.3CZ-30CZ-301.31.350050040504050303013.6713.672.52.510*2.7*3.510*2.7*3.53PNL-12型泵结构图型泵结构图 n n1.1.防护罩防护罩 2.2.泵体泵体 3.3.叶轮叶轮 4.4.泵盖泵盖 5.5.密封体密封体 6.6.导管导管 7.7.泵轴泵轴 8.8.托架托架 9.9.联轴器联轴器 10.10.电动机电动机 n n泥浆泵是钻机的重要配套泥浆泵是钻机的重要配套产品，用于钻孔作业中循产品，用于钻孔作业中循环泥浆。环泥浆。n n泥浆泵是在钻孔过程中泥浆泵是在钻孔过程中,将将泥浆加压后携带出泥浆加压后携带出井底的岩屑和供给孔底动井底的岩屑和供给孔底动力钻具的动力力钻具的动力,向孔底输向孔底输送和循环钻孔液的往复泵送和循环钻孔液的往复泵.冲击成孔冲击成孔n n开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆，开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆，以保证粘土造浆护壁的可行性。以保证粘土造浆护壁的可行性。n n采用钻孔粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，保持在采用钻孔粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，保持在1.021.021.151.15左右左右n n为防止桩位偏移和斜孔，采取以下措施：为防止桩位偏移和斜孔，采取以下措施：1 1、冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于、冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于20mm20mm，开始低锤（小冲程），开始低锤（小冲程）密击，锤高密击，锤高0.40.40.6m0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下直至孔深达护筒下3 34m4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.51.52.0m2.0m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排除孔以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排除孔外，以免孔内残渣太多，出现埋桩现象。外，以免孔内残渣太多，出现埋桩现象。2 2、在钻进过程中每、在钻进过程中每1 12m2m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。第一次清孔第一次清孔n n终孔后停止进尺，将钻头提离孔底200300mm，保持钻头回转和泥浆循环，泵入比重1.031.08的泥浆，把孔内泥浆换出，并捞取沉渣，直至达到设计要求，泥浆比重在1.051.25，含砂率2，孔底沉渣厚度50mm，漏斗粘度在20s以下，方可提钻下钢筋笼，灌注混凝土。泥浆粘度计和泥浆比重计泥浆粘度计和泥浆比重计n n粘度计：粘度计：粘度计：粘度计：n n1 1 1 1、用途：、用途：、用途：、用途：适用于现场和实验室中测量适用于现场和实验室中测量泥浆的粘度，它是由粘度计中流出泥浆的粘度，它是由粘度计中流出500mm3500mm3的的泥浆所需的时间来计算，单位泥浆所需的时间来计算，单位 为秒为秒.n n22、技术指标：技术指标：技术指标：技术指标：1.1.流出管孔直径流出管孔直径5mm5mm，长，长100mm 2.100mm 2.水值水值150.5s 3.150.5s 3.夹层量杯一端容量夹层量杯一端容量500ml500ml，另一端容量，另一端容量200ml 4.200ml 4.全部仪器包括附全部仪器包括附件，泥浆缸等共重件，泥浆缸等共重2.5kg2.5kgn n比重计比重计比重计比重计n n1 1 1 1、用途：、用途：、用途：、用途：用于现场或实验室内测量泥用于现场或实验室内测量泥浆的重量，单位为浆的重量，单位为g/mm3g/mm3。n n2 2 2 2、特点：、特点：、特点：、特点：NBNB1 1型泥浆比重计是一个型泥浆比重计是一个不等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安不等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的装在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标。指标。n n3 3 3 3、技术指标：、技术指标：、技术指标：、技术指标：n n1.1.测量范围测量范围:0.96:0.963g/cm3 3g/cm3 n n2.2.测量精度测量精度:0.01g/cm3:0.01g/cm3；n n3.3.泥浆杯容量泥浆杯容量:140cm3:140cm3 n n4.4.仪器尺寸仪器尺寸:500(:500(长长)100()100(宽宽)100()100(高高)mm)mm 终孔验收终孔验收n n桩孔终孔，由施工单位自检后，会同甲方代表及现场监理共同对孔径、桩孔终孔，由施工单位自检后，会同甲方代表及现场监理共同对孔径、孔深、桩位垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要求孔深、桩位垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要求进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。n n根据建筑桩基技术规范（根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94JGJ94-94）及设计要求，执行如下质量）及设计要求，执行如下质量标准：标准：1 1、桩位中心允许偏差、桩位中心允许偏差:群桩基础的边桩群桩基础的边桩D/6D/6，且不大于，且不大于100mm,100mm,群桩基础的群桩基础的中心桩中心桩D/4D/4且不大于且不大于150mm;150mm;2 2、孔径偏差不小于设计桩径；、孔径偏差不小于设计桩径；3 3、孔深比设计深度不小于、孔深比设计深度不小于50mm;50mm;4 4、桩孔垂直度偏差应小于、桩孔垂直度偏差应小于1 1；5 5、灌注前孔底沉渣厚度不大于、灌注前孔底沉渣厚度不大于50mm;50mm;6 6、清孔后泥浆密度小于、清孔后泥浆密度小于1.031.031.101.10，含砂率，含砂率66，粘度，粘度171720S20S钻机移位钻机移位 最大起重量最大起重量 （Max.Rated Max.Rated Lifting CapacityLifting Capacity）kg 16000 kg 16000 最大起升高度（最大起升高度（Max.Lifting Max.Lifting HeightHeight）m 29.7 m 29.7 主臂（主臂（Main Boom Main Boom）m 3m 3节节9.8-23.5 9.8-23.5 副臂（副臂（Jib Jib）m 7 m 7 最大起升力矩最大起升力矩（Max.Hoisting Moment)kN.m Max.Hoisting Moment)kN.m 711 711 最大起升速度最大起升速度(单绳单绳)()(Max.Lifting Rope Speed)m/min Max.Lifting Rope Speed)m/min 100 100 回转速度回转速度(Slewing Speed)(Slewing Speed)r/min 2.5 r/min 2.5 外形尺寸外形尺寸(Qutline(Qutline Dimension)m 12.092.53.48 Dimension)m 12.092.53.48 整机重量整机重量(Weight Data)t(Weight Data)t 24.3 24.3 底盘号底盘号(Chassis Model),(Chassis Model),自制自制QY16A QY16A 发动机型号发动机型号(Diesel Model,(Diesel Model,D6114ZG33A)D6114ZG33A)杭发杭发X6130(X6130(上柴上柴6135Q-9A)6135Q-9A)发动机功率发动机功率(Max.Power of(Max.Power of engline)kw/rpm 152/2200engline)kw/rpm 152/2200 154/(162)/2200 154/(162)/2200 吊装钢筋笼吊装钢筋笼n n钢筋笼在起吊和安装过程钢筋笼在起吊和安装过程中，为防止变形可设支撑中，为防止变形可设支撑物，安放入孔时保持垂直物，安放入孔时保持垂直状态，对准桩孔缓慢放入，状态，对准桩孔缓慢放入，避免碰撞孔壁，下笼中若避免碰撞孔壁，下笼中若遇阻碍应停止下放，查明遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高起原因进行处理，严禁高起猛落，强行下放。猛落，强行下放。n n钢筋笼全部入孔后，检查钢筋笼全部入孔后，检查位置是否居中，防止钢筋位置是否居中，防止钢筋笼下沉或上浮，用钢丝绳笼下沉或上浮，用钢丝绳和插杆进行固定。混凝土和插杆进行固定。混凝土灌注完毕后，拆除钢丝绳灌注完毕后，拆除钢丝绳和插杆。和插杆。混凝土灌注混凝土灌注n n待安放好钢筋笼和灌浆导管后，再测量孔底沉渣，若沉渣厚度待安放好钢筋笼和灌浆导管后，再测量孔底沉渣，若沉渣厚度50mm50mm，再用导管进行二次清孔，二次清孔合格后，即灌注混凝土成桩。，再用导管进行二次清孔，二次清孔合格后，即灌注混凝土成桩。n n混凝土灌注混凝土灌注1 1、混凝土水下灌注采用、混凝土水下灌注采用250mm250mm导管，导管街头为丝扣连接，橡胶圈密导管，导管街头为丝扣连接，橡胶圈密封，导管使用前做水密封试验，水压不小于封，导管使用前做水密封试验，水压不小于0.6Mpa0.6Mpa2 2、混凝土灌注前由质检员检查流动性、和易性和坍落度。坍落度应严格、混凝土灌注前由质检员检查流动性、和易性和坍落度。坍落度应严格控制在控制在180180200mm200mm3 3、初灌采用充气球胆做隔水塞、初灌采用充气球胆做隔水塞4 4、应保证足够的砼初灌量，使导管初灌埋深在、应保证足够的砼初灌量，使导管初灌埋深在1.0m1.0m以上以上5 5、灌注应连续进行，严禁中途停工、灌注应连续进行，严禁中途停工6 6、混凝土灌注过程中导管埋深宜控制在、混凝土灌注过程中导管埋深宜控制在2 26m6m，灌注标高控制在比设计，灌注标高控制在比设计桩顶标高高出桩顶标高高出0.50.51m1m，不得过高，亦不得过低。，不得过高，亦不得过低。7 7、灌混凝土时，每棵桩制作砼试块、灌混凝土时，每棵桩制作砼试块1 1组，每组组，每组3 3块，并做好养护。块，并做好养护。检检 测测n n目的：检测桩身缺陷的位置、判定桩身完整性类别n n方法：低应变法中的反射波法类别n n依据建筑基桩检测技术规范（JGJ1006-2003）中有关规定检测