钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑.docx
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钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑
钻孔灌注桩基础支撑柱及水平支撑
（5）施工机械设备选择
根据钻孔灌注桩基础工程概况的数据统计，以桩径、桩长及数量为参考依据，选用工程钻机和旋挖钻机施工灌注桩。
拟投入的主要施工机械设备表见表3.3.2-6（不含Φ2200的钻孔桩施工机械设备，Φ2200的钻孔桩施工机械设备见表3.3.2-3）。
表3.3.2-6拟投入的主要施工机械表
序号
名称
型号
数量
用途
1
工程钻机
GPS-15
10台
桩成孔、清孔
2
泥浆泵
W-320
10台
灌注回灌补浆排污
3
砂石泵
3PNL
3台
反循环排渣
4
污水泵
2PN
3台
抽水、抽废浆
5
泥浆搅拌机
JB50
2台
泥浆制备
6
导管
Φ259
300m
砼灌注
4钻孔灌注桩施工工艺流程
钻孔灌注桩施工的重点内容包括：
测量定位放线，护筒埋设，钻机定位，成孔（泥浆拌制），一次清孔及检测验收，钢筋笼制作与吊装，二次清孔，混凝土灌注，成桩质量检查等。
（1）钻孔灌注桩施工总流程图见图3.3.2-2。
图3.3.2-2钻孔灌注桩施工工艺流程图
（2）钻孔灌注桩施工流程示意简图见图3.3.2-3。
图3.3.2-3钻孔灌注桩施工流程示意简图
5钻孔灌注桩施工方法
（1）定位放线
首先进行场地的平整硬化，在不受桩基施工影响处设置桩基轴线的定位点和水准点，确定桩位。
成孔前，会同有关部门进行复核测量基线、水准基点及桩位，确保准确无误。
根据提供的规划红线与边轴关系定出施工桩位基准轴线，会同监理组织验收，并做好基准点的保护措施，直至竣工验收。
根据桩位控制轴线的基准点，按设计图所示尺寸逐一放桩位，桩位之间尺寸仔细复核以防出错。
定好桩位后，先在桩位控制圆外侧弹出桩位十字线以便控制桩位。
测量放样的仪器设备必须经过检验合格后方能使用。
（2）埋设护筒
为防止钻进施工中护筒外圈返浆造成塌孔和护筒脱落，护筒要埋入自然地面以下1．0m（粘性土）或1．5m（砂土），高出自然地面20cm。
护孔内径比设计桩径大10cm，其中心与桩位中心线偏差不得大于20mm，护筒其垂直度偏差小于1/150。
护筒埋设示意图见图3.3.2.4-1。
图3.3.2-4护筒埋设示意图
钻孔开始前埋设护筒，以保证钻机沿桩位垂直方向顺利工作，同时保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头。
护筒用8mm厚的钢板制作，角钢加固，护筒内径比桩身设计直径大100mm。
护筒埋设牢固密实，在护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水。
护筒设二个溢浆孔，便于泥浆溢出流回泥浆池，进行回收和循环。
（3）钻机就位
钻机就位后，底座必须用水平尺打好水平，达到平整、稳固，以确保钻进中不发生倾斜和移动；转盘中心与桩位中心的允许偏差小于20mm，转盘在四个方向上的水平度误差小于1/300，施工过程中用精密水准仪测量控制水平误差。
（4）成孔施工
钻机钻进开孔时，为防止桩径超径，轻压慢转，达到护筒底下4m时再加速；在易缩颈的粘土层中钻进时，要配合复钻；粉砂中钻进，中压慢转，并加大泵量，在有倾斜状的软硬土层交接处，吊住钻杆，严格控制进尺速度，防止桩孔倾斜。
在发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况时，立即停止钻进，针对不同情况采取相应措施后方可继续施工。
上述方法通过大量工程实践证明是行之有效的，优点在于回转阻力较小，钻进平稳，且有一定的导向能力和钻进效率。
钻孔灌注桩成孔泥浆使用膨润土制作而成，泥浆参数要求见表3.3.2-7。
表3.3.2-7成孔泥浆要求
项次
项目
性能指标
检验方法
1
比重
1.1～1.15
比重计
2
粘度
10～25s
5000/70000漏斗法
3
含砂率
＜6％
4
胶体率
＞95％
量杯法
5
泥皮厚度
1～3mm/30min
失水量仪
6
静切力
1min20～30mg/cm2
10min50～100mg/cm2
静切力计
7
稳定性
＜0.03g/cm2
8
PH值
7～9
PH试纸
由于本工程量比较大，施工现场选择合适位置布置大容量的泥浆池，每台机开挖一至二个小型泥浆池，可直接挖沟将池相连，再辅以泥浆除砂旋流系统，对泥浆进行净化处理。
钻进过程中泥浆经旋流器、沉淀池进行泥浆净化后流回孔内，以降低泥浆的含砂量，确保钻孔内泥浆性能满足施工质量要求。
泥浆循环系统布置见图3.3.2-5。
图3.3.2-5泥浆循环系统布置
（5）第一次清孔
孔底沉渣厚度是灌注桩重要控制指标，孔底沉渣有三方面危害：
增加桩的沉降量，降低桩端承载力；沉渣被卷入砼后，使桩身砼强度降低；灌注砼时沉渣上升，钢筋笼所受压力较大，易将钢筋笼拱起。
因此清孔后的沉渣厚度必须严格控制在规范容许的范围以内。
1）正循环清孔
当钻至设计标高后，停止钻进，并及时用正循环换浆法进行第一次清孔。
具体方法：
在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10-20cm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断地进行，并时常串动钻具，以提高一次清孔效果。
一次清孔的时间根据钻具回落试验孔底沉渣厚度和返浆比来决定清孔是否可以结束；清孔泥浆进浆比重为小于1.15，返浆比重小于1.30，一次清孔时泥浆比重取上限。
手触泥浆无颗粒感觉，且沉渣厚度小于10cm，一次清孔即可结束。
清孔过程中设专人捞渣，换浆时废浆要及时运走，并及时补给足够的泥浆，保持浆面稳定。
2）反循环清孔
泵吸反循环清孔可利用成孔的泵吸反循环系统直接进行。
清孔时将钻头提离孔底50～80cm，输入密度1.10以下的泥浆进行泵吸反循环清孔至符合要求。
清孔时送入孔内的泥浆不得少于砂石泵的排量，保证循环过程中补浆充足。
清孔时泵吸量合理控制，避免过大吸垮孔壁。
如泥浆中含有较大颗粒的砂石，采用反循环清孔，泵吸反循环工艺,见图3.3.2-6，气举反循环工艺,见图3.3.2-7，气举反循环清孔可将30mm左右的石块排出，直至孔内沉渣厚度和泥浆比重符合要求。
1-钻杆；2-钻头，3-旋转台盘；4-液压马达5-液压泵；6-方型传动杆；7-砂石泵；8-吸渣软管；9-真空柜；10-真空泵；11-真空软管；12-冷却水槽；13-泥浆沉淀池
1-气密式旋转接头；2-气密式传动杆；3-气密式钻杆；4-喷射嘴；5-钻头；6-压送软管；7-旋转台盘；8-液压泵；9-压气机；10-空气软管；11-水槽
图3.3.2-6泵吸反循环施工法图3.3.2-7气举反循环施工法
清孔后，将钻具提出孔外，测量其孔深、孔底沉渣、孔径及孔斜，做好详细记录。
（6）钢筋笼施工
钢筋笼制作按设计和规范要求进行，主筋必须平直，规格、数量、尺寸、位置必须准确，箍筋间距要均匀，焊接、搭接长度、搭接位置符合规范JGJ94-94要求，钢筋笼制作尺寸允许偏差：
主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±100mm，钢筋笼保护层厚度±10mm。
1）钢筋笼制作
钢筋笼制作前，对所采用的钢筋进行外观检查，钢筋表面必须洁净，无损伤、油渍、漆污和铁锈等，带有颗粒状或片状老锈的钢筋严禁使用。
钢筋加工前，先行调直，使钢筋无局部曲折。
螺旋箍筋与主筋的连接采用直接点焊固定。
成型钢筋笼平卧堆放，且不得超过二层。
现场使用钢筋必须具有质保书和试验报告，并经现场抽样检测后使用。
钢筋笼制作分两节加工，节内钢筋连接采用机械连接，孔口的钢筋连接采用绑条焊；主筋的搭接以50%错开，单面焊接长度大于或等于10d+20mm。
下节笼上端露出操作平台高度1m左右，主筋焊接部位的污垢予以清除。
上下节笼各主筋位置对正，且上下笼均处于垂直状态进行焊接，焊接时两边对称施焊，并敲去焊渣；焊接完毕后，补足焊接部位的箍筋。
钢筋笼施工时一并把吊筋焊接完成。
具体见图3.3.2-8。
图3.3.2-8吊筋示意图
钢筋笼制作完毕，由质检员检查验收，并填写钢筋笼隐蔽检查验收记录。
2）钢筋笼安装
起吊时采用两台汽车吊起吊，主吊保证垂直吊，起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，且吊点对称。
钢筋笼设置3个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形，端部吊点在笼子中心。
详见图3.3.2-9。
图3.3.2-9钢筋笼吊装示意图
钢筋笼运转过程中，防止高起猛落，须用双吊车起吊，以防止弯曲和扭曲变形（因直径大自重亦较大），吊放钢筋笼入孔时，注意勿碰孔壁，防止坍壁和将泥土杂物带入孔内。
先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，逐段焊接逐段放下，吊入后校正位置垂直，勿使相互扭转和变形，各节焊接连接以前，须使上下节笼各主筋位置相对校正，且上下笼保持垂直状态，焊接时两边对称施焊。
为保证钢筋笼的安放深度符合设计标高，安放前由施工员测定具体标高尺寸。
为防止灌注混凝土时钢筋笼移位及上浮现象发生，钢筋笼下到设计位置后必须固定好，笼顶、底标高偏差在±50mm之间。
钢筋笼吊放时，确保钻孔和钢筋笼的同心度。
钢筋笼在起吊、运输和安装中采取措施防止变形。
钢筋笼孔口焊接时，对准桩孔中心缓慢下放，防止钢筋笼左右摇晃，以防止碰撞孔壁。
钢筋笼入孔后在孔口将其固定，以确保钢筋笼的保护层厚度。
钢筋笼入孔时，先在护筒上作标记，保持主筋在孔内的正确位置，钢筋笼下吊时以此为基准，严格按施工图纸施工。
钢筋笼入孔遇阻时，不得强行下入，分析、查明原因并采取相应的措施进行处理。
（7）导管安装及二次清孔
根据桩径、桩长和灌注量合理选择导管、起吊运输等机具设备的规格型号，导管直径依据所灌注桩钢筋笼直径确定，保证钢筋笼直径大于导管接头外径100mm以上。
导管吊入孔时，将橡胶圈或胶皮垫安放周整、严密，确保密封良好。
导管在桩孔内的位置保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。
导管底部距孔底（孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞及首批砼为度，一般为300~500mm，以便隔水栓顺利排出，隔水栓采用球胆。
导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置。
当钢筋笼安装完毕后，尽快安放导管，进行第二次清孔。
吊放导管时，位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。
二次清孔：
第二次清孔利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，二次反循环清孔的泥浆比重小于1.10，返浆比重小于1.15，工程桩沉渣厚度小于10cm，清孔时间一般控制在20分钟左右。
二次清孔结束后，由施工员进行孔底沉渣的测试，在满足沉渣厚度控制指标后，会同建设单位、监理单位进行验收，合格后及时签证，并及时进行下道工序——混凝土灌注。
（8）混凝土的供应与灌注
本工程采用商品混凝土，按设计要求订购混凝土。
混凝土运输到现场后必须进行坍落度检测。
依据孔深、孔径确定初灌量，初灌量不小于规范要求。
在灌首批砼之前最好先配制0.1~0.3m3水泥砂浆放入滑阀（隔水塞）以上的导管和漏斗中，然后再放入砼，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助砼重量排出导管内的水，使滑阀（隔水塞）留在孔底，灌入首批砼。
首批砼灌注正常后，连续不断灌注砼，严禁途中停，为此在灌注前需作好各项准备工作，同时根据实际需要配备发电机一台，以防停电造成事故。
在灌注过程中，经常用测锤探测砼面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。
探测次数一般不少于所适用的导管节数，并在每次起升导管前，探测一次管内外砼面高度。
遇特别情况（局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大时的桩孔等）增加探测次数，同时观察返水情况，以正确分析和判定孔内的情况。
在水下灌注砼时，根据实际情况严格控制导管的最小埋深，以保证桩身砼的连续均匀，不使其可能裹入砼上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象。
对导管的最大埋深，则以能使管内砼顺畅流初出，便于导
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