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1、建筑灌注桩施工 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望内内容提要容提要泥浆护壁成孔灌注桩施工泥浆护壁成孔灌注桩施工第二节第二节 灌注桩施工灌注桩施工第四章第四章 桩基础工程桩基础工程泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩二、泥浆护壁成孔灌注桩二、泥浆护壁成孔灌注桩 泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔是是利利用用泥泥浆浆保保护护稳稳定定孔孔壁壁的的机机械械钻钻孔孔方方法法。它它通通过过循循环环泥泥浆浆将将切切削削碎碎的的泥泥石石渣渣屑屑悬悬浮浮后后排出孔外，适用于有地下
2、水和无地下水的土排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层层。成孔机械成孔机械有潜水有潜水钻钻机、冲机、冲击钻击钻机、冲抓机、冲抓锥锥等。等。泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注桩桩的的施施工工工工艺艺流流程程：测测定定桩桩位位、埋埋设设护护筒筒、桩桩机机就就位位、制制备备泥泥浆浆、机机械械(潜潜水水钻钻机机、冲冲击击钻钻机机等等)成成孔孔、泥泥浆浆循循环环出出渣渣、清清孔孔、安安放放钢钢筋筋骨架、骨架、浇浇筑水下混筑水下混凝土。凝土。（一）（一）埋设护筒和制备泥浆埋设护筒和制备泥浆 钻钻孔孔前前，在在现现场场放放线线定定位位，按按桩桩位位挖挖去去桩桩孔孔表表层层土土，并并埋埋设设护护筒筒。护护筒筒
3、高高2m2m左左右右，上上部部设设1 12 2个个溢溢浆浆孔孔，是是用用厚厚4 48mm8mm钢钢板板制制成成的的圆圆筒筒，其其内内径径应应大大于于钻钻头头直径直径200mm200mm。护护筒周筒周围围未用粘土未用粘土紧紧密填密填实实。护护筒筒的的作作用用是是固固定定桩桩孔孔位位置置，保保护护孔孔口口，防防止止地地面面水水流流入入，增增加加孔孔内内水水压压力力，防防止止塌塌孔孔，成成孔孔时时引引导导钻头钻头的方向。的方向。在在钻钻孔孔过过程中，向孔中注入相程中，向孔中注入相对对密度密度为为1.11.11.51.5的泥的泥浆浆，使，使桩桩孔内孔壁土孔内孔壁土层层中的中的孔隙渗填密孔隙渗填密实实，
4、避免孔内漏水，保持避免孔内漏水，保持护护筒内水筒内水压稳压稳定；泥定；泥浆浆相相对对密度大，加大了孔内的水密度大，加大了孔内的水压压力，可以力，可以稳稳固孔壁，固孔壁，防止塌孔；通防止塌孔；通过过循循环环泥泥浆浆可将切削的泥石渣可将切削的泥石渣悬悬浮浮后排出，起到携砂、排土的作用后排出，起到携砂、排土的作用。钻孔灌注桩-护筒埋设泥浆制备：泥浆制备：泥浆的作用泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造
5、浆，排粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在渣泥浆的密度应控制在1 11 11 13g3gcm3cm3；在其他；在其他土层中成孔，泥浆可选用土层中成孔，泥浆可选用高塑性高塑性(Ip17)(Ip17)的粘土的粘土或或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在密度应控制在1 11 11 13 g3 gcm3cm3；在穿过砂夹卵；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在在1 13 31 15 g5 gcm3cm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定施工中
6、应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度度181822s22s、含砂率不大于、含砂率不大于8 8、胶、胶 体率不小体率不小于于9090，为了提高泥浆质量可加入，为了提高泥浆质量可加入外掺料外掺料，如，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。浆、泥渣应按环保的有关规定处理。（二）（二）成孔成孔 (1)潜水钻机成孔潜水钻机成孔 潜水钻机成孔潜水钻机成孔示意示意图图如如图图所所示。示。潜潜水水钻钻机机是是一一种种旋旋转转式式钻钻孔孔机机，其其防防水水电电机
7、机变变速速机机构构和和钻钻头头密密封封在在一一起起，由由桩桩架架及及钻钻杆杆定定位位后后可可潜潜入入水水、泥泥浆浆中中钻钻孔孔。注注入入泥泥浆浆后后通通过过正正循循环环或或反反循循环环排排渣渣法法将将孔孔内内切切削削土土粒粒、石石渣渣排排至至孔孔外。外。潜水钻机成孔排渣有潜水钻机成孔排渣有正循环排渣正循环排渣和和泵举反循环泵举反循环排渣排渣两种方式，如图所示。两种方式，如图所示。v正循环排渣法正循环排渣法:在在钻钻孔孔过过程中，旋程中，旋转转的的钻头钻头将碎将碎泥渣切削成泥渣切削成浆浆状后，利用泥状后，利用泥浆泵压浆泵压送高送高压压泥泥浆浆，经钻经钻机中心管、分叉管送入到机中心管、分叉管送入到
8、钻头钻头底部底部强强力力喷喷出，与切削成出，与切削成浆浆状的碎泥渣混合，携状的碎泥渣混合，携带带泥土沿泥土沿孔壁向上运孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。动，从护筒的溢流孔排出。v泵举反循环排渣法泵举反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。正循环回转钻机成孔工艺反循环回转钻机成孔工艺(2)冲击钻成孔冲击钻成孔 冲冲击击钻钻机机通通过过机机架架、卷卷扬扬机机把把带带刃刃的的重重钻钻头头(冲冲击击锤锤)提提高高到到一一定定高高度度，靠靠自自由由下下落落的的冲冲击击力力切切削削破碎岩层破碎岩层或冲击土层成孔。或
9、冲击土层成孔。冲冲击击钻钻头头形形式式有有十十字字形形、工工字字形形、人人字字形形等等，一般常用十字形冲击钻头。一般常用十字形冲击钻头。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲冲击钻击钻机就位后，校正冲机就位后，校正冲锤锤中心中心对对准准护护筒中筒中心，在冲程心，在冲程0.40.40.8m0.8m范范围围内内应应低提密冲，并及低提密冲，并及时时加入石加入石块块与泥与泥浆护浆护壁，直至壁，直至护护筒下沉筒下沉3 34m4m以后，以后，冲程可以提高到冲程可以提高到1.51.52 2.0m.0m，转入正常冲击，随时，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。测定并
10、控制泥浆相对密度。施工中，施工中，应经应经常常检查钢丝绳损检查钢丝绳损坏情况，卡机坏情况，卡机松松紧紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。(3)冲抓锥成孔冲抓锥成孔 冲冲抓抓锥锥锥锥头头上上有有一一重重铁铁块块和和活活动动抓抓片片，通通过过机机架架和和卷卷扬扬机机将将冲冲抓抓锥锥提提升升到到一一定定高高度度，下下落落时时松松开开卷卷筒筒刹刹车车，抓抓片片张张开开，锥锥头头便便自自由由下下落落冲冲入入土土中中，然然后后开开动动卷卷扬扬机机提提升升锥锥头头，这这时时抓抓片片闭闭合合抓抓土土。冲冲抓抓锥锥整整体体提提升升至至地地面面上上卸卸去去土土渣渣，依依次次循循环
11、环成成孔。孔。冲冲抓抓锥锥成成孔孔施施工工过过程程、护护筒筒安安装装要要求求、泥泥浆浆护护壁壁循循环环等等与与冲击成孔施工相同。冲击成孔施工相同。适适用用于于松松软软土土层层(砂砂土土、粘粘土土)中中冲冲孔孔，但但遇遇到到坚坚硬硬土土层层时时宜换用冲击钻施工。宜换用冲击钻施工。（三）（三）清孔清孔 验验孔孔是用探是用探测测器器检查桩检查桩位、直径、深度和孔道情况；位、直径、深度和孔道情况；清清孔孔即即清清除除孔孔底底沉沉渣渣、淤淤泥泥浮浮土土，以以减减少少桩桩基基的的沉沉降降量量，提高承载能力。提高承载能力。泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔清清孔孔时时，对对于于土土质质较较好好不不易易坍坍塌塌的的桩桩
12、孔孔，可可用用空空气气吸吸泥泥机机清清孔孔，气气压压为为0.5MPa0.5MPa，使使管管内内形形成成强强大大高高压压气气流流向向上上涌涌，同同时时不不断断地地补补足足清清水水，被被搅搅动动的的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。对对于于稳稳定定性性较较差差的的孔孔壁壁应应采采用用泥泥浆浆循循环环法法清清孔孔或或抽抽筒排渣，清孔后的泥筒排渣，清孔后的泥浆浆相相对对密度密度应应控制在控制在1.151.151.251.25。(四四)浇筑水下混疑土浇筑水下混疑土 泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注混混凝凝土土的的浇浇筑筑是是在在水水中中或或泥泥浆浆中
13、中进进行的，故称为浇筑水下混凝土。行的，故称为浇筑水下混凝土。水水下下混混凝凝土土宜宜比比设设计计强强度度提提高高一一个个强强度度等等级级，必必须须具具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。备良好的和易性，配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用导管法。水下混凝土浇筑常用导管法。浇浇筑筑时时，先先将将导导管管内内及及漏漏斗斗灌灌满满混混凝凝土土，其其量量保保证证导导管管下下端端一一次次埋埋入入混混凝凝土土面面以以下下0.8m0.8m以以上上，然然后后剪剪断断悬悬吊吊隔隔水水栓栓的的钢钢丝丝，混混凝凝土土拌拌和和物物在在自自重重作作用用下下迅迅速速排排出出球球塞塞进进入水中。入水中。（五）常见工
14、程质量事故及处理方法（五）常见工程质量事故及处理方法 泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌，斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂孔壁坍塌，斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂等。等。孔壁坍塌孔壁坍塌 指成孔过程中孔壁土层不同程度坍落。主指成孔过程中孔壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨要原因是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架架 时碰撞护筒及孔壁；护筒周围未用粘土时碰撞护筒及孔壁；护筒周围未用粘土紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔，塌孔处理方法：一是在孔壁低等造成塌孔，塌孔处理方法：一是在孔壁坍塌段用石
15、子粘土投入，重新开钻，并调整坍塌段用石子粘土投入，重新开钻，并调整泥浆容重和液泥浆容重和液 面高度；二是使用冲孔机时，面高度；二是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再正常冲击。正常冲击。偏孔偏孔 指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜。偏孔指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜。偏孔的主要原固是桩架不稳固，导杆不垂直或土层软的主要原固是桩架不稳固，导杆不垂直或土层软硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由于导向不严硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由于导向不严格或遇到探头石及基岩倾斜所引起的。处理方法格或遇到探头石及基岩倾斜所引起的。处理方法为：将桩架重新安装
16、牢固，使其平稳垂直：如孔为：将桩架重新安装牢固，使其平稳垂直：如孔的偏移过大；应填入石子粘土，的偏移过大；应填入石子粘土，重新成孔；如重新成孔；如有探头石，可用取岩钻将其除去或低锤密击将石有探头石，可用取岩钻将其除去或低锤密击将石击碎；如遇基岩倾斜，可以投入击碎；如遇基岩倾斜，可以投入 毛石于低处，毛石于低处，再开钻或密打。再开钻或密打。孔底隔层孔底隔层 指孔底残留石渣过厚，孔脚涌进泥砂或指孔底残留石渣过厚，孔脚涌进泥砂或塌壁泥土落底。造成孔底隔层的主要原因塌壁泥土落底。造成孔底隔层的主要原因是清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇是清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。主要塌孔落土。主要 防止方法为；做好清孔防止方法为；做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工时注意保护孔壁。工时注意保护孔壁。（六）、习题（六）、习题1）p7113