钻孔桩基施工及质量控制
2017-07-31
1施工方法
钻孔桩采用正循环旋转钻机造孔（配备反循环设备）、钢护筒锁口、泥浆护壁，汽车吊下钢筋笼，用运输车将混凝土输送至施工墩附近，然后由混凝土输送泵或吊车配合完成混凝土浇筑成桩。根据桩基数量、工期要求配备4台KP-1000型和6台KP-1500型旋转钻机。
2施工步骤
2.1.施工准备
2.1.1水中平台搭设
水中钻孔桩，施工前须搭设施工平台。采用工作船配打桩船打入Φ55钢管桩作为平台立柱，在上面铺设型钢、方木等组成工作平台。打桩机械用BVP-600振动锤。施工完毕的钢管桩采用12#槽钢交叉连接成整体，以增加平台的刚性和稳固。平台面应保持水平，以利护筒下沉。
2.1.2场地平整
将场地检平，清除杂物，更换软土，在夯填密实土层上横向铺设枕木，然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。
2.2.钢护筒制作与埋设
选用厚6mm的钢板，使用卷板机加工制作成长3m直径比桩径大0.2m钢护筒。水中护筒做成两节，均用钢板作成两个半圆，用螺栓拧紧连接，中间夹4mm橡胶垫防漏水。测量定位后，在平台上设置导向架，采用振动桩锤将护筒沉入淤泥层并接长至钻机下部固定。陆地上钢护筒采用栽桩法埋设，护筒口高出地面30cm，孔口周边用粘性土分层夯实。
2.3.泥浆循环系统布置
泥浆循环系统主要由泥浆池、沉淀池、高压泥浆泵和溢流沟组成。泥浆池布置在墩位附近就地开挖，用土蓬布隔水防漏，用编制袋装土堆码围挡。钻孔及清理泥浆池时排水、清渣并装入泥浆收集罐运至指定地点处理。
选用优质粘土在孔内制备钻孔泥浆。
造浆所选用的粘土应满足下列技术要求：
胶体率 含砂率 造浆率
≥95% ≤4% 0.008m3/kg
（4）泥浆性能指标应满足下列技术要求：
泥浆相对密度 粘度 含砂率 胶体率 失水率
1.1～1.2 17～18s ＜4% ＞95% ＜20mL/30min
2.4.钻孔
（1）钻机在就位之前，应检查钻孔前的每一项准备工作，其中主要是对机械设备进行检查与维修。
（2）把钻机安置就位以后，必须使底座与顶端保持平稳，不能出现位移或者沉陷。
钢护筒中心与钻机转盘中心位置偏差不能够大于2cm。
2.5.清孔作业
终孔经检验满足要求后，及时进行二次清孔。第一次清孔在孔深达到设计孔底标高后，钻头在孔底1.5米范围内上下缓慢活动，泥浆继续循环约2小时，并适当加入清水降低泥浆比重，泥浆指标满过要求：
相对密度l.05～1.2、粘度17～20S、含砂率＜4‰之后，再将钻头提出。第二次清孔在钢筋笼和混凝土灌注导管安装后，先将泥浆管和风管从混凝土灌注导管中插入孔底，然后盖上闷头，开动泥浆泵，让泥浆循环，直到孔底检测沉渣厚度满足规范要求。
2.6.钢筋笼的制作与安装
（l）钢筋笼在车间分节制造，现场对接。钢筋笼的制作要使钢筋笼安装顺利，每节钢筋笼连接必须顺直。钢筋笼绑扎顺序是将主筋间距等距离布置好，待固定住架立筋后，再按规定的间距设箍筋，架立筋与主筋用电焊焊好，并在钢筋笼内增设临时支撑，以免钢筋笼在运输、安装过程中变形。
（2）将钢筋笼运至桩位处，用吊车起吊安放钢筋笼，下笼时，为了保证钢筋笼的顺直，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢筋笼逐节下放焊接时，使上下两截标记互相重合。上、下两节进行错位搭接，接头错开50cm以上，钢筋采用10d单面焊，钢筋笼下到标高后，用4根φ16mm钢筋将钢筋笼焊在支承分配梁上，以防止钢筋笼下沉或上浮。
（3）吊入钢筋笼时应对准孔位轻放、慢放，如果出现阻碍时，需要随起随落与正反旋转进行下放。如果没有效果，应当及时停止下放，找出原因，有针对性的进行处理。钢筋要底起慢落。以面碰到孔壁而发生塌孔。下放过程中，要注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，应马上停放，检查是否坍孔。
（4）钢筋骨架的保护层按每2 米高一圈设置4个环向定位钢筋。
2.7.灌注水下混凝土
用吊机辅助下放水下混凝土浇注导管，并做好记录，导管下完后，接上砂石泵，进行二次清孔，二次清孔完毕，灌注混凝土前，检测孔底沉渣厚度及泥浆指标，直至达到规范要求，经监理工程师检查、签字后，拆除砂石泵，装上料斗，采用拔球法浇筑桩基水下混凝土。
3钻孔桩施工技术措施
3.1.钻孔过程的施工技术措施
钻孔桩施工的事故有孔壁坍塌，施工机具掉入桩孔，钢筋上浮、压曲，混凝土浇注失败等。在施工时有可能产生事故，因此应制定周密的计划，防止事故的发生。万一发生事故，往往导致灌注桩质量降低，给桩身留下致命的隐患，所以必须采取切实的措施，防止事故的发生。特别是在浇注混凝土时发生的事故，如果处理得不及时，混凝土就将产生凝结硬化，导致事态的急剧恶化，因此应根据准确的判断，迅速采取防范措施。当产生事故时，应准确地掌握事态，不单是当时的事态，还应研究后果是否能继续施工等问题。当判断有可能给桩身留下隐患时，必须研究能否继续施工，或根据当时情况采取补救措施。另外，、很重要的一点就是明确记载事故的情况以及采取的措施等，这就是作为将来查明事故的原因，防止事故再度发生的重要资料。
（1）防止孔壁的坍塌
①当安设护筒时，必须注意其垂直度；
②对于反循环施工方法，关键在于泥浆管理的合适与否，泥浆的各项性能指标必须满足设计要求。
③发生孔壁崩塌事故时，应认真查明原因，采取措施之后方可继续施工。如果在沉放钢筋骨架之底发生坍塌，大多数都是因伟钢筋骨架的垂直度不好或产生弯曲所引起的，所以，在安放钢筋骨架时需要特别注意。
另外，也绝不能忽略孔内水位的微小变化。在沉放钢筋骨架之后再排除坍塌的土砂，一般可用射水搅拌，然后用空气升液法、砂泵等把搅混了的砂浆抽出。于此同时控制好射水压力，以防过大破坏钻孔。
（2）防止钢筋骨架出现上浮
在浇灌混凝土的过程中，钢筋骨架有时会出现上浮，对于已经下放到设计要求的深度位置的钢筋骨架，在浇灌混凝土的过程中，钢筋骨架比所定位置高了出来，其原因及对策如下。
①因长时间中断浇灌混凝土使孔内混凝土开始硬化，预防措施是掺加缓凝剂，初凝时间不小于整桩浇筑时间。
②导管埋深太大，混凝土与钢筋接触高度增大，灌注混凝土的冲击力顶托混凝土与钢筋一起上升，预防措施是控制导管埋深，一般为2～4m。
③集料斗口处混凝土溢出来而流失。流失的混凝土发生离析，石子、砂、水泥分别掉下，如果落到钢筋的周边，石子和砂子将一起与钢筋共同产生上浮。从混凝土质量管理这点上来看，也必须严加防止。
3.2.水下混凝土施工技术措施
下导管前应做水密试验，确认导管不漏水才能下入孔中，并做好导管长度及节数记录；混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性，坍落度等情况，如不符合要求，应进行第二次拌合，如仍达不到要求，不得使用，混凝土应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成混凝土翻浆离析或孔内水回流造成混凝土质量事故；灌注过程中，应经常保持孔内水头，防止坍孔；灌一车混凝土测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深，埋深一般应2～4m，不超过6m；灌注桩顶部标高较设计预加1.0米，在孔内混凝土面测3个点。
参考文献：
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