斜钻孔灌注桩施工技术

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1、斜钻孔灌注桩施工技术中铁十六局集团三公司1、适用范围斜钻（挖）孔灌注桩适应的土层和水文地质条件基本上与竖桩相同。但较紧密的卵石、漂石和需 要爆破开挖的岩层不适宜于斜桩施工。因斜孔较竖孔易坍塌，故对护筒和护壁泥浆性能的要求较竖 直孔为高。钻孔斜桩长度目前在30m以内，直径可达1.2m，斜度可达7:14:1。挖孔斜桩长度目前 在15m20m内，直径可达1.6m，桩底直径扩大为2.4m，斜度可达300 （1.732 : 1）。2、机具设备2.1 钻机凡是设有钻杆联结钻锥、上端伸出孔外并且由井口以上的机体施加旋转动力（扭矩）或反弹力的 钻机，均可用于斜桩钻孔。故正、反循环回转和用钻杆联结钻锥上端伸出孔

2、外导向（具有反弹力）的 潜水钻机，均可用于钻斜孔；而冲抓锥、冲击锥和用钢丝绳升降的潜水钻机以及虽有钻杆而钻杆不 承受扭矩作用的潜水钻机则不能用于钻斜孔。2.2 钻杆因钻斜孔时的扭矩较竖孔的为大，同时钻斜孔还使钻杆产生弯矩，斜度越大，产生的弯矩也越 大。因此，钻斜孔的钻杆应比钻竖孔的钻杆有较高的强度和刚度，防止扭断和挠曲，以免影响钻孔 斜度或发生停钻、掉钻等事故。一般可采取截面尺寸较钻竖孔为大的钻杆，并在钻杆两端焊接钢板 加劲。2.3 钻锥一般可使用钻竖孔的钻锥，但以采用带上下导向圈的圆笼式钻锥为好。2.4 导向筒为了保证按要求的斜度钻进和减少钻杆的挠曲，须在钻杆外周设一个长1.5m2.5m、直

3、径等于 钻孔的导向筒。它用卡圈联结于钻杆，钻进时随钻孔下降。它的位置和数量：当钻孔深度小于10m 时，设置一个于孔探一半处的钻杆上。当钻孔深度每增加10m，应增设导向筒一个。2.5 护筒为保证开钻斜度准确，埋设的护筒形状应规则，长度不宜小于2m3m；护筒直径只宜比钻锥直 径大2cm-3cm，两端各0.5m处可作成喇叭口，使钻锥易于通过；护筒埋置的斜度宜稍大于桩的设 计斜度，埋筑要紧密。当地下水渗流漏失大或上层土质很差时，为防止坍孔及保持孔中水位，应增加护筒入土深度， 并宜用钢筋混凝土护筒。3、钻孔工艺斜桩钻孔的工艺与竖直桩大致相同，差别在于钻机设置斜度的方法。有些钻机的钻架可以任意 调整斜度，

4、用来钻斜孔比较方便，而有些钻机的钻架不能任意调整斜度，现将其设置斜度和钻孔的 方法介绍如下。3.1 钻机斜度的设置 钻机就位后，将机首撑脚粱垫高，机尾不动。根据转盘与护筒顶面的高差，按桩的设计斜度算 出护筒中心到转盘中心的水平距离。然后在护筒腰拉好十字中心线，一面垫高机首，一面测量转盘 中心位置，当接近要求的位置后，将钻机的中间撑脚放下，微动撑脚螺丝使其顶住工作台的方木， 调整斜度和钻架的垂直面。在钻进过程中，由于撑脚的下陷和因钻杆自重及钻头受到阻力，可能发生机架斜度逐渐变陡或 左右偏移等情况。工作中应采用加大钻架斜度的办法来解决。例如设计斜度为1:5即20%，将其值 增大2成为22的斜度来设

5、置钻架。斜度设置示意如图3-1。中间撑脚转盘轮斜桩轴线大方木托板11滚筒图3-1钻机斜度安置示意钻架后轮轴（后轮卸下）装配式桁架上述这种斜度设置时，应使钻架上的钻杆卡口、护简和导向筒中心在同一斜度线上。该线宜较 桩的设计斜度约增加1%3%,以使钻孔完成后，其斜度基本上符合设计斜度。原设计斜度较小或 桩较短时，斜度线增加值采用低值，反之采用高值。为保持钻架的稳定，钻架就位后，供移架用的底部滚筒应取掉，换垫以木楔并固定好。转向滑 轮应设在钻架底部斜桩的后向，不宜设在前向。钻架顶部须用风缆拉住。3.2 斜孔的放样 斜孔中轴线在不同标高处的平面位置是不同的，因此放样时必须配合水平测量。测出放样平面处的

6、标高，算出相应于该标高的桩孔中轴线位置，订设放样桩，并固定在结构物上。钻架就位时，应测量定位门洞处的标高，计算并调整定位门洞的位置，使与要求的中线符合。3.3 钻进当一个墩（台）有竖斜两种孔时，宜先钻竖孔。 插第一锥时，要按照设计斜度的要求把锥头位置插准。护筒内暂不加泥浆，以便察看。下锥时 要在斜孔高的一边用绳拉住钻杆或钻锥，然后缓慢地下锥钻进。钻架下层工作台的两扇活门盖方向须设在斜孔上下方向。下锥后，即把下方一扇门关上。使钻 杆顺着它下落。待钻锥落定，位置无误后，关好上方的活门盖，准备钻进。起锥时，先揭开上方的活门，后揭开下方的活门。因起落钻锥时总是靠着下方孔壁上下，经常刮去下方孔壁土，使钻

7、孔口成为椭圆形，故须注意 用绳拉钻杆起落钻锥。钻斜孔的泥浆相对密度和粘度等指标要求比竖孔的高一些，在松软粘土质砂、粘土、细粒土砂 层中，泥浆相对密度可用1.2，水头 1.5m 左右。也可掺入适量的碱及水泥等以改善泥浆性能。斜度偏差有两种情况：一是倾斜偏差，即斜度变陡；二是与桩垂直的平面的轴线偏位。应经常 检查导向筒情况，钻头也最好采用导向装置，如使用带上下导向圈的笼式钻等。钻斜孔的劳动组织和钻进速度与竖桩基本相同。4、斜度和孔径测定斜孔钻进过程中，应经常测定孔的斜度和孔径（如图4-1 所示），如偏差过大，应及时纠正。测绳吊环小滑轮电亍水平仪测量架钻锥法兰盘0127无缝钢管 锥形接头 加固钢板0

8、 219无缝钢管:. 0 40钢管吊环祛兰盘崔形钢板 ”/B4十钢板-0 40钢管钢板调节螺栓 钢板5:1坡度4.1 钻孔斜度测量斜度测量可用 JSDS1 型晶体管电子水平仪。电子水平仪由接收器和感受器两部分组成。测量 时先在笼式钻头上安放测量架，测量步骤如下：（1）将感受器装在笼式钻锥的测量架上，感受器的电缆接通到地面的接受器。（2）用钢丝绳（并绑以皮尺）把钻头放人钻孔内，先上、下升降一次，在接收器上观察读数的变化。如所测斜度超过仪器的测量范围时，可将初读数调整为+1Q以扩大测量范围。（3）为防止钻头升降时产生偏斜，应在钻头紧靠钻孔下壁的上下支撑处各绑一块约lkN的压重 块，使钻头沿钻孔下壁

9、升降时不致发生转动。（4）测量时每米斜长测一读数，先降后升为一个循环，测两个循环得四个读数，取平均值。 由于向上提时钻头卡壁会引起误差，故上升时可多升50 cm，然后下降至预定位置读数。4.2 孔径检测方法（1）在钻头上安装孔径测量管三根，测量上、左、右三个方向的孔径。 因钻头紧靠下壁，而下壁一般不易坍塌，故下壁方向可不装置测量管。（2）测量管的下端铰接在钻头上面，上端联以弹簧，并用测绳通过转向伸出钻孔外。（3）当钻头到达测点位置时，收紧测绳，使测量管紧贴孔壁，读记测绳的伸长值。从测绳伸长 值与半径关系的标定曲线即可查得所测点的半径值。如图 3-1所示作为实例，则伸长尺寸与半径的关系曲线如图4

10、-2。读测量绳松紧的差值（即伸长尺寸），从曲线 上即可查得该测点的半径，如伸长值为8 时，其 半径即为 60，伸长值为10 时，其半径为62.9等 等。5、钢筋骨架就位安设钻孔斜桩一般不是全护筒 （护筒不延伸到 孔底），将钢筋骨架放人时，会向孔的下壁陷进， 故就位时应有导向设备。简单的导向设施是在钢 筋骨架的下侧主筋上绑扎混凝土托块，其尺寸大 小应使钢筋压在孔壁的重力不致陷入孔壁内。一 般宽 20cm25cm,长 50cm60cm，厚 6cm7cm （厚 度可按保护层确定），如图 5-1。托块位置和数量： 离骨架下端50cm左右设第一道，每道沿骨架圆周 设23个，向上每隔3m4m设一道（设计有

11、规定 时服从设计）。托块数目不宜过多，因太多将妨碍 混凝土向上漫升，最好把托块做成橄榄形，以减 少对混凝土的阻力和夹积泥浆。钢筋骨架底端焊一圈箍筋，并在主筋外侧底U二_ =:-L_ _ -=二.-一二二-=7二二-=端加焊圆拐，作为馄凝土托块的前导。此外还有用3根无缝钢管 和1个半圆钢板组成的钢筋骨 架导向架，如图5-2所示。钢 管的上端设有销子，以防钢管 向下掉落并可作为吊钩用，用 16钢筋插入3根钢管下部 的横孔中，并用木楔塞紧定 位，将3根钢管连系起来。钢 管的长度与钢筋骨架相等。一在钢管上端用钢丝绳溜 住，在半圆背后绑好千斤绳。 把导向架吊高到它的底部刚 好能插进钻孔时即停止，然后缓慢

12、沉人钻孔中，最后把它的顶端固定于脚手架上。钢筋骨架即可吊 起沿导向钢管滑入孔底。导向架钢管钻孔壁钢筋骨架口vi J托导向架的架子，搁在护筒口外图5-2钢筋骨架导向架6、灌注混凝土的导管就位为了便利导管的下放并控制位置，可用下列几种方法：(1) 在钢筋骨架上设置弧形托 如图6-1所示。在钢筋骨架内的底段和中段的下缘各焊设孤形托，注意下放钢筋骨架时不可弄错了弧形托的方位。设置了弧形托后，导管就可基本上居于钻孔中央，并且防止了提导管时法兰接如图6-2所示，导向鼓焊在第二节导管(由孔底向上数)的上端。它用3mm厚的钢板制成，其两 端内径等于导管外径。导管法兰用60mm等边角钢弯曲焊成，法兰之间垫橡皮圈

13、。(3) 在钢筋骨架内设导向钢管它的构造原理近似于图5-2。在钢筋骨架内设23根钢管，钢管间用扁铁电焊连接后搁置在骨 架箍筋上。导管的法兰顺钢管滑向孔底。（4）木半球堵窘导管下口当钢筋骨架较短或不设骨架时，可用木半球堵塞导管下 口下沉导管，防止导管下口插进土内堵塞混凝土灌注。导管 放定后，用绳吊一铁棍从导管内把木球撞脱浮出，木半球有 若干个通水小孔，可减少导管下沉时的水浮力。以上各法以第（2）法较好，做一导向鼓可通用于所有 斜桩。第（4）法可配合其它三法使用，也可单独使用。7、斜桩混凝土的灌注钻孔斜桩水下混凝土的灌注与竖桩相同。斜桩混凝土灌注时测深方法：比较理想的方法是将测深 仪探头固定在导管外允许最大埋深处。现常用的方法是将测 绳穿过导管上下两个导向鼓旁的测深绳孔内（见图6-2），下 面的导向鼓设置在导管底端以上2m3m处，测深绳下端系 一测深锤，上端由测深员拽着，根据手对锤重的感觉，判断 混凝土顶面是否到达锤底，然后按绳长可得出混凝土已灌注 的深度。混凝土灌注快结束时，可用铁管带活盖铁盒插人混 凝土内取样鉴别，方法同竖桩混凝土灌注。图6- 2带导向鼓的导管图（mm）2003年9月