旋挖钻孔灌注桩成孔及质量控制要点简述讲解.docx
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旋挖钻孔灌注桩成孔及质量控制要点简述讲解
旋挖钻孔灌注桩成孔及质量控制要点简述
一、施工工艺流程
平整场地
桩位放样
埋设护筒
泥浆备料
钻机就位
泥浆池
泥浆供应
钻进
出渣外运
终孔质量检查
钢筋笼制作
下钢筋笼
拼装检查导管
安装导管
检查沉渣厚度及泥浆指标，必要时清孔
混凝土制
备及输送
检查混凝土质量及
顶面标高、制作试件
水下混凝土灌注
拔除护筒
凿除桩头
下道工序
二、施工操作工艺
1、测量放线及定桩位
依据设计资料，复核桩位轴线控制网和高程基准点。
确定桩位中心，以中心为圆心、以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好。
2、配置泥浆
钻孔前应拌制足够护壁泥浆，本工程采用优质泥粉为主、少量的粘土为辅的泥浆制备材料，新拌制的泥浆应放置24小时以上或加分散剂，使膨润土充分水化后方可使用。
造孔用的泥浆材料必须经过现场检测合格后，方可使用。
泥浆质量控制主要指标为比重1.1～1.25，粘度18～25s，含砂率≤5％，必要时，加适量的添加剂；泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则。
钻孔过程中要经常测定泥浆技术指标，根据工程钻进需要，随时调整泥浆比重，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀导致塌孔等。
表一：
注入孔口泥浆性能技术指标
项目
技术指标
测试方法
泥浆比重
≤1.10
比重计
表二：
排出孔口泥浆性能技术指标
项目
技术指标
测试方法
泥浆比重
≤1.25
比重计
表三：
清孔后泥浆性能技术指标
项目
技术指标
测试方法
泥浆比重
≤1.20
比重计
3、埋设钢护筒
护筒直径至少比桩径大200-300mm，以便钻头在孔内自由升降，护筒的制作及埋设的原则：
3.1、护筒采用钢护筒，用5mm的钢板制作，其内径大于钻头直径200mm。
护筒顶部应开1~2个溢浆口。
为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧用Φ28钢筋各焊一道加劲肋。
3.2、护筒埋设时要保证护筒中心线与桩中心线重合，且要保证护筒壁上下垂直。
3.3、所有钢护筒埋设后，顶部应高出地面0.2～0.5m，四周用粘土夯实，以防护筒渗漏泥浆。
3.4、护筒埋设时，在护筒顶面挂好十字线，将十字线中心与已标定好的桩中心线垂直对中，保证护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，埋设中保证护筒斜度不大于1%。
护筒埋深不小于2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少0.5m，护筒四周回填黏土并分层夯实。
护筒埋设采用挖埋法；埋设应准确、稳定。
3.5、护筒内存储泥浆使其高出地下水位和保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。
4、钻机就位及钻进
钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移。
根据测量所放桩孔中心，将钻机中心对准桩孔中心，并保证钻杆中心同桩孔中心在同一铅垂线上。
为准确控制钻孔深度，要在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
钻机就位误差：
水平高差不超过3mm；中心偏差不大于15mm。
5、钻孔
成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。
成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。
记录必须认真、及时、准确、清晰。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：
由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。
同时应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。
因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。
钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。
为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。
钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。
钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。
钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。
在进入沙层和卵石层时，应适当减慢进尺速度，提高泥浆的稠度，减小每个钻进回次的进尺量，保证孔壁稳定。
钻进施工时，利用正铲及时将钻渣清运，保证场地干净整洁，利于下一步施工。
钻进达到要求孔深停钻后，注意保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。
孔底沉淤控制：
旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。
前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。
前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。
成孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
应尽快进行钻机移位。
从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在1.5-3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。
若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。
6、成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
6.1孔径和孔形检测
孔径检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前，制作笼式井径器入孔检测，笼式井径器用φ10和φ20的光圆钢筋制作，其直径为0.8m，长度5m。
检测时，将井径器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。
6.2孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。
测锤一般采用锥形锤，锤底直径13cm～15cm，高20～22cm，质量4kg～6kg。
测绳必须经检校过的钢尺进行校核。
检测标准：
孔深、孔径不小于设计规定；钻孔垂直度偏差不大于5‰，沉淀厚度符合设计要求，纵向+20mm；横向0~+50mm。
用测深绳（锤）或手提灯测量孔深及沉渣厚度等于钻孔深的差值，沉渣厚度不超过7.5cm，（支护桩20cm）。
7、清孔
旋挖钻机成孔由于渣土由钻头直接从底部取出，一般情况下均能保证孔底泥浆沉淀厚度小于规定值。
若是泥浆相对密度过大，则可能出现泥浆沉淀过厚，此时应用钻机再抓一斗，且用钻头上下搅动，同时抽换孔内泥浆，保证泥浆含砂率小于2%。
若是下钢筋笼后出现孔底沉淀厚度超标，则可以采用混凝土导管附着水管搅动孔底，同时注水换浆，以达到清孔的目的。
三、钻孔桩常见事故的预防及处理
常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：
5.1坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
5.1.1主要原因
①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
②、由于出渣后未及时补充泥浆，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
③、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
④、在松软砂层中钻进进尺太快。
⑤、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。
⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位。
⑧、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。
⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
5.1.2、坍孔的预防和处理
①发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。
②、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
③、清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。
供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。
应扶正吸泥机，防止触动孔壁。
不宜使用过大的风压，不宜超过1.5～1.6倍钻孔中水柱压力。
④、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
5.2钻孔偏斜
各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。
5.2.1、偏斜原因
①、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进
②、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。
③、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
④、钻杆弯曲，接头不正。
5.2.2、预防和处理
①、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。
②、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。
必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。
③、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
5.3掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。
5.3.1、掉钻落物原因
①、掉钻落物原因
卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②、钻杆接头不良或滑丝。
③、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。
④、转向环、转向套等焊接处断开。
⑤、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
5.3.2、预防措施
①、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
5.3.3、处理方法
掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
5.4糊钻和埋钻
糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。
预防和处理办法：
对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。
对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。
5.5扩孔和缩孔
扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。
在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。
若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。
缩孔原因有两种：
一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。
各种钻孔方法均可能发生缩孔。
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。
5.6钻孔漏浆
5.6.1、漏浆原因
①、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。
②、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。
③、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。
5.6.2、处理办法
护筒漏浆，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。
如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。
如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。
四、质量控制标准
一、钻孔灌注桩的质量控制
本工法必须遵照执行下列标准、规范：
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；
《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）；
表1钻孔灌注桩施工技术、质量保证措施
序号
控制项目
质量标准
主要技术、质量措施
1
桩 位
⑴测量定位误差
⑵竣工桩位偏差
⑴≤10mm
⑵单桩垂直于中心线方向和群桩基础的边桩D/6,且不大于100,条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩D/4,且不大于是150
⑴使用经纬仪和钢卷尺测量
⑵闭合测量,消除误差,及时复核
⑶轨道水平对中,钻机就位对中
⑷保护好控制点
2
孔 径
-0,+0.01D
流塑粘土层、流砂层使用浓泥浆钻进
3
钻 孔
⑴泥浆
⑵钻进参数
⑴及时排放砂性，使用浓泥浆
⑵转速，钻压
按开孔令要求进行施工，开孔速度≤50r.p.m，正常钻进≥50r.p.m
≤35m自重加压，≥40m减压钻进
4
垂直度
≤1%
⑴钻机就位调平、“三点成一线”
⑵护筒埋设周正
⑶钻具同心平直
⑷土层无障碍物，软硬变化孔段要减压钻进
5
孔深
-0—+300mm
⑴基准标高测量精确
⑵钻具、机上余尺丈量准确
6
正循环一次清孔
⑴泥浆
⑵时间，渣厚
⑴泥浆密度≤1.30
⑵40-60min、≤10cm
⑴清孔时间充足
⑵钻头适当转动
7
二次清孔
（1）泥浆
（2）时间 沉渣厚
（3）待灌时间
（1）比重≤1.25，粘度≤28'
（2）40-60min ≤10cm
（3）≤30min
（1）替浆时间充足
（2）浆液逐渐稀释，深度逐渐加深
（3）做好灌注前的辅助工作
二、套筒的质量控制
一、套筒的性能参数检验
a、套筒检验：
套筒装箱时应有保护端盖，套筒的直径和壁厚，螺纹牙型完整，表面不得有裂纹，出厂包装上标明产品名称、规格、型号、数量、制造日期、产品批号、生产厂家，包装内有产品合格证。
同批次、同型式、同材料、同规格的每2000个套筒为一个批次，不足2000个也按一批计，每一批次抽检2%，且不少于20个。
b、检验方法：
内螺纹用专用螺纹塞通规检验，其塞通规应能顺利旋入，塞止规旋入长度不超过3P。
二、丝头检验
1）加工人员逐个目测检查丝头的外观质量，每工作班内生产的丝头作为一批，用环规抽检10%丝头，当抽检不合格时，应用环规逐个检查该批全部丝头，剔除其中不合格丝头，并调整设备至加工的丝头合格为止。
外观质量:
丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀。
外形质量:
丝头有效螺纹数量不得少于设计规定;丝头有效螺纹中径的圆柱度（每个螺纹的中径）误差不得超过0.20mm;牙顶宽度大于0.3P的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长;丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度，且允许误差为+2P。
丝头尺寸用专用螺纹环规进行检测，环通规应能顺利旋入并达到3cm长，环止规旋入长度不得超过3P。
2）自检合格的丝头，由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班内生产的钢筋丝头为一个验收批，随机抽检10%，按下表的方法进行钢筋丝头质量检验，已检验合格的丝头应戴上塑料帽或连接套和保护塞加以保护。
丝头检验标准（单位:
mm）
项目
量具名称
要求
外观
质量
目测
牙形饱满，牙顶宽度超过0.3P（0.25P）的秃牙部分累计长度不应超过二个（一个）螺纹周长。
丝头
长度
卡尺
钢筋丝头螺纹的有效旋合长度用丝头卡尺检测，丝头长度公差为+2p（p为螺距）.
中径
卡尺
误差不大于0.2mm
注：
括弧内数值为镦粗直螺纹丝头检验标准。
五、安全注意事项
1、地面条件。
由于旋挖机的自重大，应平整场地，清除杂物，换除软土或铺垫钢板，钻机履带不宜直接置于不坚实填土上，以防不均匀沉降。
2、钻机施工现场的地上、地下管线，包括自来水、天然气管道、电力、电讯等部门的各种地下管线应及时弄清并排除。
3、钻机施工场地坡度不应大于2。
地耐力不小于100kPa，若是地面松软，要平整压实或垫枕木、垫板，确保场地坚实，场地内要有较好的排水条件。
钻机5m风无高压线，泥浆池、桩孔等作业区要有明显标志及护栏，夜间施工要有足够的照明。
4、卷扬机的钢丝绳应排列整齐，不得挤压，启动后应仔细检查液压系统、油管接头是否漏油，有无异常，当确认无误后方可正式作业
5、如遇大雨、雪、雾和六级以上大风等恶劣气候，应停止作业。
风力超过七级或有强台风警报时，应将钻机顺风向停置，并将立柱下降至地面，动力头降至最底点，雷电天气，人员要远离钻机。
6、保持孔内水头压力，维持孔壁稳定，防止埋钻事故发生。
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