浅论旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺设计说明

1、 浅谈旋挖钻孔灌注桩施工技术一、项目概况本工程上门头航墙、下门头航墩、补水航门航墩为现浇桩基础。套管闸上闸头航墙 100cm，桩长10.5m，共16根；下闸头航墩100cm，桩长16m，共8根。旋挖钻机施工现浇桩成孔，泥浆护墙，混凝土搅拌站搅拌，水下混凝土采用导管法浇筑.二、施工工艺流程图三、施工方法一、施工准备 （一）组织有关人员熟悉、审查施工图纸，公开施工技术。（2）调查收集所需的气象资料、地质资料等。（3）由专业测放人员进行放样工作，绘制具体桩基的放样图。(4)钻机的维护和接近。(5)安排桩基施工的临时设施、供水、供电和道路，保证机械的正常运行。（6）根据施工总方案和施工需求计划的要求，

2、设置临时施工、安装施工机械、设置材料和工具堆放场地等，为正式开工做准备。（7）根据施工现场的用水、用电情况布置临时水、电管线。经计算，桩基工程可提供320KW电力，满足建设需要。（8）组织施工设备进场，根据施工设备需求计划，按照施工计划的要求，组织施工机械、设备、工具进场，按规定的地点和方式存放，并进行相应的维护和试运行。机械设备安装调试正常后，请监理工程师检查并填写设备进场检查表。（九）组织技术人员熟悉图纸及相关资料，参与技术交底和审图，进行首次技术审查，发现问题记录在案，及时向设计院提出修改意见。（10）认真研究工程各轴线与桩位的相对关系，制定放线方案和措施，报监理工程师审查。2.桩位放样

3、正式钻孔前，根据设计图纸和计算坐标，利用全站仪准确放出桩基中心并记录。自检合格后，及时向监理工程师报告。3.泥浆准备 泥浆采用优质粘土掺水制成，制备的泥浆满足：含砂量4%，胶体率96%，泥浆比重1.2。钻井施工时，应随着孔深的增加，及时、连续地向孔内补充泥浆，以保持套管内适当的水头，防止孔壁塌陷。桩孔混凝土浇筑时，孔内溢出的泥浆排入泥浆池，用于下一次桩基钻墙。4.埋盾 钻孔前设置坚固的防水钢套管，套管高1.5m，直径比设计桩径大20cm，顶面高出施工平台约30cm。挖埋保护管时，应将坑底找平，然后通过定位的控制桩放线，在坑底标出孔位中心，然后将保护管吊入坑内，找出保护管中心的位置，用十字线设置

4、位置。在保护管顶部，然后移动保护管，使保护管中心与钻孔中心重合，并用水平仪检查，使保护管垂直。之后，粘土在套管周围对称均匀地回填，并分层压实以防止套管偏斜。套管顶面中心与设计桩位的偏差不应大于该偏差，5cm倾角不应大于1%。为方便泥浆循环，套管顶部预留30cm高宽排泥口。20cm5.钻孔_ 在钻机就位之前，应检查钻机的所有准备工作。钻机安装后，底座和顶部应稳固。检查中心到位后，连接泥浆循环系统，启动泥浆泵循环泥浆2-3分钟，然后开始钻孔。在套管底部低压慢速1.0m钻孔，钻至套管底部后正常开始钻孔。在钻井过程中，钻机不能产生位移或下沉，否则应及时处理。在钻渣、提土或因故停止钻进时，孔内应保持规定

5、的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。在处理孔内事故或因故停止钻孔时，必须将钻头拔出孔外。钻孔前，施工人员必须熟悉地质条件。在钻井过程中，应定期检测泥浆指数，以确定地层，调整钻井参数。钻孔作业应轮班连续进行。交班时，应说明钻井情况及下一班应注意的事项。旋挖钻机采用筒形钻头。施工时钻头下降到孔内预定深度后，转动钻头加压，将旋流土挤入钻管。用钻管填土后，将钻头反转，钻头底部关闭并拔出孔，然后自动打开钻头底部的开关，倒出弃土形成一个孔，在钻孔过程中或钻头出孔后向孔内灌浆，泥浆面不应低于套管底部。6.清理洞口钻孔至所需深度后，使用孔检测器检查孔。孔径、孔垂直度、孔深合格后，立即填写端孔检验证书，经现场监理

6、工程师批准后方可清理孔底，否则应重新清理孔。清孔采用浆液置换法。钻井达到设计标高后，停止进尺，拔出钻头，然后注入净化泥浆，更换孔内含压载泥浆。清孔时，孔内水位应保持在地下水位以上1.5-2度.0m。严禁用增加深度的方法代替清孔。当从孔中取出的泥浆（孔底、孔中部、孔口）的平均值与注入的净化泥浆相近时，孔底的道碴厚度孔测量符合技术规范和设计要求，停止清孔作业，并由监理工程师检查合格的钢笼。清孔完成后，孔底道碴厚度：端承桩不得大于此厚度50mm。7、钢笼骨架的制作与安装对于短桩基础，应将钢笼做成一个整体，一次吊装到位。对于孔深较大的桩基，需要现场焊接钢筋笼，钢筋笼节段长度大于5米，减少现场焊接工作量

7、。钢笼主筋的接头应为单面搭接焊缝，每段接头数量不得超过50% ，接头错开50cm以上。钢筋箍筋和主钢筋全部焊接在一起。钢筋笼的材料、加工、接头和安装均符合要求。钢筋骨架保护层厚度采用圆形混凝土砌块。设置密度按垂直间隔排列2m，每条轨道沿圆周4排列。钢笼制作完成后，由平板车运至现场，由汽车吊安装。为保证骨架在吊装时不变形，对于较长的骨架，吊装前应在加强骨架上焊接横撑，以增强其刚度。采用双点吊装时，第一个吊点的小钩设置在骨架的下部，第二个点的大钩设置在骨架长度的中点与上部第三点之间.对于长框架，在吊装前应在框架内部临时绑两根杉木杆以增强其刚度。吊装时先吊起第一个点，使车架微微抬起，然后与第二个吊点

8、同时吊起。骨架离开地面后，第一个吊点停止，继续吊起第二个吊点。随着第二个吊点继续上升，慢慢松开第一个吊点，直到骨架与地面垂直，停止吊装。拆下第一个吊点，检查车架是否平直，如有弯曲应拉直。骨架入孔时应伸直并缓慢下降，严禁摆动和碰撞孔壁。然后，从下往上，将杉木杆与钢十字支架的绑扎点一一解开。当框架下降到第二个吊点且加强箍靠近孔时，可用木棍或型钢（取决于框架的重量）从加强箍下通过，在孔处临时支撑框架.孔的临时支撑应满足强度要求。将吊钩移至车架上端，取出临时支架，慢慢降低车架，直至车架降至设计标高。将骨架临时支撑在套管口处，然后将第二根骨架抬起，使上下骨架在同一线上进行焊接。所有接头焊接好后，可以沉入

9、孔中，直到所有骨架都安装好。并牢固地定位在孔口处，避免混凝土浇筑过程中出现浮笼现象。对于骨架最上端的定位，定位筋的长度必须由测量的孔口标高计算，定位环或固定杆必须经过复核后焊接。拉动钢笼上的十字准线，找到钢笼的中心。定位钢笼时，使钢笼中心与桩位中心重合。平面位置偏差不大于5cm，底部标高偏差不大于10cm。然后在定位钢架顶部的顶圈下插入两根平行的工字钢或槽钢，在护管两侧（高于护管5cm左右）放置两根平行的枕木，支撑整个定位框架上的枕木优越。钢架生产吊装的允许偏差钻孔桩配筋框架允许偏差序列号物品 目标允许偏差（mm）1帽底以下钢架长度 1002钢架直径1 03主筋间距104肋间距 205马镫间距

10、或螺旋间距 206钢架的垂直度骨架长度1%8 、导管试压及安装 导管压力测试导管采用25-30钢管，每节2 3m，配1 2节11.5m短管。钢管内壁光滑圆润，内径一致，接口严密。所有导管在使用前均应预先组装、编号并经受水密压力和接头拉伸试验。水密性试验的水压不得小于孔内水深的1.5倍，也不得小于浇筑混凝土时导管壁和焊缝所能承受的最大内压p的1.3倍，p=rchc -rwHw式中：p为导管可承受的最大内压（kPa）；rc 为混凝土混合物的重量（24kN/m3）；hc管道中混凝土柱的最大高度（m），以管道全长或预期最大高度测量；rw 为井筒中水或泥浆的重量（kN/m3）；Hw 是井筒中水或泥浆的深

11、度 (m)。导管安装接头均为螺纹连接，并采用橡胶垫片加强密封。导管底部标高按实际孔底挂250-400mm控制。9、二次清孔底泥厚度，底泥厚度应小于或等于5cm。如果沉积物的厚度超过规范要求，则使用导管进行二次孔清洁。10. 浇筑水下混凝土现浇桩的混凝土为C30水下混凝土，由现场35m 3 /h搅拌楼提供，HB80泵与混凝土输送泵管连接，输送至现场。第一批后盖混凝土在落下时具有一定的冲击能量，可以尽可能地冲走桩底泥沙，是控制桩底泥沙、减少工后沉降的重要环节。浇筑完成后，泥浆从导管中排出，要保证导管下口不小于1m进入混凝土的深度。灌注开始后，应以紧凑、连续的方式进行，严禁中途停止工作。在浇筑过程中

12、，应防止混凝土混合料从漏斗顶部溢出或从漏斗外落入孔底，使浆液中含有水泥而变稠凝结，造成检测不准确；注意观察管内混凝土的落差和孔内水位的升降情况，必要时及时测量孔内混凝土面的高度，正确指导导管的起吊和拆除；导管的埋设深度应控制在2-4米以内。同时，应经常检测孔内混凝土面的位置，并立即调整导管的埋深。导管提起时，应保持轴线垂直，位置居中，并逐渐提起。如果导管法兰钩在钢架上，可以转动导管使钢架脱离，然后移动到钻孔的中心。拔管应迅速完成，时间一般不超过15分钟。防止螺栓、橡胶垫、工具等掉入孔中。当心。拆下的管段应立即清洗干净并堆放整齐。导管使用4-8个周期后应再次进行水密性测试。浇筑过程中，当导管内混

13、凝土未满且有空气时，后续混凝土应缓慢浇筑，漏斗和导管不得倒入整个桶内，以免形成高压导管内的气囊和管子节点之间的橡胶垫被挤出，并使导管泄漏。当混凝土浇筑接近设计标高时，需计算所需混凝土量（计算时应估计导管和混凝土输送泵的混凝土量），并通知搅拌楼搅拌为需要避免浪费。浇筑结束时，由于导管内砼柱高度降低，超压降低，导管外含泥浆稠度增加，相对密度增加。如果这种情况下混凝土难以吊起，可在孔内加水稀释泥浆，取出部分沉积土，使浇筑工作顺利进行。拔出最后一根长导管时，拔出速度要慢，以免堆积在桩顶的泥浆挤入导管内形成泥芯。为保证桩顶质量，应在桩顶设计标高以上50cm以上浇筑，以便浇筑后混凝土可拆除。混凝土浇筑前应

14、测试并记录坍落度、含气量和模具入口温度。浇筑混凝土时，每桩应预留三组试件。浇筑时间、砼面深度、导管埋深、导管拆除、出现异常现象等，应由专人记录。四、灌注事故的防治1.进水管水流入管道主要有以下三个原因：第一批混凝土储备不足，或虽然混凝土储备充足，但导管底部与孔底距离过大，混凝土落下后导管底部无法掩埋，使泥水从底部进入。防治方法：如发现导管入水，应立即提起导管，用反循环钻机的钻杆将散落在孔底的混凝土混合料吸出。应使用泥浆泵，或空气吸泥机或液压吸泥。机器和抓斗清理完毕，不得已需要重新钻孔拆除钢筋笼。然后放下骨架、导管，放入第一批储量充足的混凝土，重新灌注。导管接头不严密，接头间的橡胶垫被导管高压气

15、囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝处流入。3、导管提升过快，或检测错误，导管底部超出原混凝土表面，底部涌入泥水。对于和两种原因造成的事故，根据具体情况更换原导管，安装新管；或应使用原导管进行连续冲洗。和抽吸的方法吸出来。如果重新运行管道，必须用潜水泵将管道中的水排干，然后再继续浇筑混凝土。为防止导管外的泥水渗入原浇注的混凝土，泵送后从导管底部翻入，导管应插入混凝土中至足够深度，一般大于此深度200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部排干，因此进行连续灌溉的混凝土应增加水泥用量，待提高稠度后再倒入导管内。原混凝土失去的流动性得到弥补。后浇混凝土可恢复正常配合比。如果混凝土表面低于水面不是很深，

16、初凝时，可在导管底部（专门用混凝土制成）设置防水塞，导管应重新插入混凝土（侧面导管应增加重力以克服水的浮力）。风管灌满混凝土后，将风管轻轻提起，利用新混凝土的重量将底塞压出，然后继续浇筑。如果混凝土表面低于水面不是很深，但已经初步设置，导管不能重新插入混凝土中，可以在原套管的内表面加一个直径略小的钢套管，并用重压或锤击压入原混凝土表面，然后将套管内的水（泥）抽出，去除原混凝土顶面的泥渣和薄弱层，浇注普通混凝土。套管到设计桩的顶部。2.卡管卡管主要有两种类型：1、初灌时水塞卡住；或由于混凝土本身的原因，如坍落度太小、流动性差、夹杂大卵石、搅拌不均匀、运输时离析、管道接头漏水、阴雨天气运输混凝土时

17、不加盖等.，导致混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料浓缩，造成管道堵塞。处理方法：用长棒敲打管道内部混凝土，用吊索摇动管道，或在管道上安装附带的振动器，使止水器落下。如仍不能落下，则必须将导管及其内的混凝土提离钻孔进行清理修整（注意不要让导管内的混凝土掉入井孔内），然后重新吊起导管并重新填充。一旦混凝土混合料落入井孔，必须清除散落在孔底的混合料颗粒。吊装管道时，应注意管道上下重物，并采取可靠措施，防止其倾翻伤人。2.机械故障或其他原因使混凝土在导管中停留时间过长，或灌注时间持续过长。最初浇注的混凝土已经初步凝固，增加了混凝土在管道中落下的阻力，混凝土被堵在了管道中。预防方法是在浇注前仔细检修浇注机，

18、并准备好备用机，出现故障时立即更换备用机；同时，采取措施加快混凝土浇筑速度，必要时可在第一批混凝土中加入缓凝剂，以延缓混凝土浇筑。初凝时间。当浇筑时间较长时，孔内的第一批混凝土已经初步凝固，导管用混凝土堵住。此时应将导管拔出，重新安装钻机，用小钻头将钢笼内的混凝土钻吸出来，并用拳头和抓锤将其拔出。钢骨架一一。然后用掺有砾石的粘土填充井孔，沉降后重新钻孔成桩。3. 折叠如果在灌注过程中发现井筒套管内的水（泥）位突然上升并溢出套管，然后出现直线下降和气泡，应怀疑是塌孔迹象，可以检测到带有探测器探头或扩展测深锤。如果测深锤原本是悬浮在混凝土表面没有取出，现在埋在地下，无法抬起，或者测深仪测得的表面深

19、度没有达到原来的深度，相差很大，可以确认孔塌陷的发生。孔塌的原因可能是保护管脚周围漏水、孔内水位降低、无法保持原有静水压力、重物堆放或机械振动保护管周围，这可能会导致孔塌陷。孔洞塌陷后，应查明原因并采取相应措施，如保持或增加水头、移走重物、消除振动等，防止孔洞继续塌陷。然后用吸泥机将塌孔内的泥土吸出；如果塌陷的孔不继续，可以恢复正常灌注。若孔洞塌陷不止，塌陷部分较深，建议拔出导管、钻出混凝土、同时拔出钢筋，以保持孔位，并然后用粘土和砾石混合回填。为桩重新钻孔。4.埋管埋管的原因一般是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初步凝固，使导管与混凝土之间的摩擦阻力过大，或导管由于管道过度提升而被拉

20、断。预防措施：导管埋深应严格控制在2-6m以内，并经常测量深度，及时指导导管吊装。在风管上安装附加的振动器，在拔管前或长时间停止灌溉时应适当振捣，以免风管周围的混凝土过早凝结；第一批混凝土掺入缓凝剂，加快灌注速度；应提前检查导管接头螺栓是否牢固；提起导管时不要用力拉出。如果发生埋地管道事故，可以先用链轮和千斤顶尝试将其拉出。如仍不能拔出，若不是混凝土初凝导致流动性损失过大，可在已浇筑的混凝土中插入小直径套管，将混凝土表面的泥浆混凝土可用吸泥机吸出；到混凝土表面，即使混凝土表面在水下，也要切断导管；拉出小保护套，然后重新灌注导管。桩身浇筑后，上下断层应进行加固。5.钢笼升起除了一些明显的原因导致钢笼上升外，主要原因是混凝土表面靠近钢笼底部，管子底部低于3m到高于钢笼底部1m.混凝土浇筑速度（m3/min）过快，使混凝土从风管底部掉出并向上反冲，支撑力大于钢笼的重力。为防止钢笼上升，当导管底部低于钢笼底部，1m且3m混凝土表面1m介于钢笼底部和钢笼底部之间时，混凝土浇筑速度应放慢速度，最大允许浇注速度为0.4 m3/min 。同时，还应考虑钢保持架本身的结构和定位方法。具体措施是：适当减少钢笼下端的箍筋数量，可以减