全套管钻机施工工艺_secret

《全套管钻机施工工艺_secret》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全套管钻机施工工艺_secret（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、摘要： 在工程质量控制上，桩基分类主要是按承载性状分类成摩擦型桩和端承桩。灌注桩桩基工艺根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等进行选择。液压全套管钻孔灌注桩又称贝诺特桩应用范围很广，是一种机械性能良好、成孔深、孔径大、速度快、振动小、噪声低、无需泥浆护壁， 无需高压电源， 适应各种不同类型土层的能力强， 能够进行嵌岩作业，成桩质量稳定的现场灌注桩。并比同条件下其他灌注桩施工进度快，成桩质量高， 是一种有发展前途的新桩型。关键词：桩基，灌注桩，液压全套管钻孔灌注桩，质量保证绪论：灌注桩的成孔质量是保证灌注桩质

2、量的重要一环，施工时应根据桩径、桩长、土质和地下水位等情况合理选用成桩工艺。成孔后应对每一根桩的孔位、孔径、孔深、垂直度和孔底沉渣或虚土进行检查，成孔质量的容许偏差值应满足有关国家和行业质量的标准。液压全套管钻孔灌注桩施工进度快，成桩质量高。一、桩基分类在工程质量控制上， 桩基分类主要是按承载性状分类成摩擦型桩（摩擦桩和端承摩擦桩）和端承桩（端承桩和摩擦端承桩） 。摩擦桩是指在极限承载力状态下， 桩顶荷载由桩侧阻力承受； 端承摩擦桩是指在极限承载力状态下， 桩顶荷载主要由桩侧阻力承受； 端承桩是指在极限承载力状态下， 桩顶荷载由桩端阻力承受； 摩擦端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩

3、端阻力承受。二、灌注桩桩基工艺选择和钻孔桩常见事故原因分析及处理桩型与成桩工艺应根据建筑结构类型、 荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等进行选择，通过多重方案比较，确定一技术、经济合理、 安全适用的桩型和成桩工艺。灌注桩桩基工艺选择详见下表成桩工艺选择参考表。 钻孔桩常见事故原因分析及处理参见附录一。成桩工艺选择参考表桩径 mm穿越土层桩端进入持力层地下对环境水位影响孔一季非软底般淤自中质节自中中振桩长粘泥重间岩有成桩方法性重间间硬密动性和碎湿有碎石m以排粉 砂冻 湿有有粘 实以无桩身扩大端土淤石陷砾石和和土 土土 陷硬砂

4、性 砂上下浆及泥土性石土风噪挤膨性夹夹土土其质黄夹化音胀黄层层密填土土层岩土土土石长螺旋钻孔灌注桩300600/ 12无无无干作短螺旋钻孔灌注桩300800/ 30无无无钻孔扩底灌注桩300600800 1200 30无无无业法机动洛阳铲成孔灌注桩300500/ 20无无无非人工挖孔扩底灌注桩1000 200016004000 40无无无挤土潜水钻成孔灌注桩500800/ 50无有无成泥浆反循环钻成孔灌注桩600 1200/ 80无有无桩回旋钻成孔灌注桩600 1200/ 80无有无护壁法法机挖异型灌注桩400600/ 20无有无钻孔扩底灌注桩600 120010001600 20无有无套管贝

5、诺特灌注桩800 1600/ 50无无无护壁法短螺旋钻孔灌注桩300800/ 20无无无部分挤土成桩法冲击成孔灌注桩600 1200/ 50有有无钻孔压注成型灌注桩300 1000/ 30无有无振动沉管灌注桩270400/ 24有无有锤击沉管灌注桩300500/ 24有无有锤击振动沉管灌注桩270400/ 20有无有挤土挤土灌平底大头灌注桩350400450450 15有无有成桩沉管灌注同步桩400/ 20有无有注桩法夯压成型灌注桩325、377460700 24有无有干振灌注桩350/ 10有无无爆扩灌注桩3501000 12有无有弗兰克桩6001000 20 有无有（表中符号表示比较合适；

6、表示有可能采用；表示不宜采用。）注：引自李寓、薛文碧编著建筑桩基础工程便携手册P18 2003 年 6 月三、液压全套管钻孔灌注桩施工从上表中可以看出，液压全套管钻孔灌注桩又称贝诺特桩（ Benote 桩）应用范围很广。1、特点及使用范围贝诺特桩的施工特点是：、不用泥浆护壁，避免了泥浆的配制和储运作业；、挖掘时可直观地判别土质和岩性特征，便于确定桩长；、成桩直径和挖掘深度大，速度快；、成桩质量高，垂直度偏差小，使用套管成孔，孔壁不会坍落，避免了泥浆污染钢筋和进入混凝土的可能性， 同时避免了桩身混凝土与土体间形成残存泥浆隔离膜（泥皮）的弊病；再清孔彻底，孔底残渣少，提高了桩的承载力；成孔扩孔率小

7、， 与其它成孔方法比较， 节约混凝土； 、施工无噪声、无震动，作业面干净，现场文明，钻机为自行式，现场移动方便。贝诺特桩适用于各类土质， 在风化岩层、 卵石层及砂土层中亦可使用，特别适于狭窄场地使用，还可用于打斜桩；但不宜用于有地下水或承压水、厚度超过 5m的细砂层，因为易出现严重抱管或孔底涌砂现象而成桩困难。2、机具设备采用主要成孔机械为： MT型贝诺特钻机，型号有 MT-120、MT-130、MT-150、MT-200 型（数字表示钻孔直径，以 cm 计），配套机具设备有：第一节套管、标准节套管、吊车、装载机、翻斗车、真空泵、钢筋加工机械、混凝土搅拌机、砼罐车、混凝土浇筑导管等。3、施工工

8、艺方法要点、贝诺特桩施工工艺程序为： 放线定桩位钻机就位立第一节套管挖掘、推进、连接套管（成孔）测量孔深钻机移至下一桩位清孔吊放钢筋笼浇筑混凝土、提升导管成桩。、钻机就位后，在自重力、夹持机构回转力及压力的复合作用下，先将第一节套管沉入土中，然后在上边连接第二节套管，利用落锤抓斗将套管内的土体抓出孔外卸在地面上， 用装载机装入翻斗车运出场外、随着套管的下沉不断连接套管，直至钻到要求深度。、对不同土层采用不同的挖掘方式，对于软弱土层（ N 5），应使套管超前下沉，超出孔内开挖面 11.5m，使落锤抓斗仅在套管内挖土，以便于控制孔壁质量和开挖方向； 对于一般土层（N630），开挖时使套管超前下沉

9、300mm；对于坚实砂土、大卵石层，应超前下挖 200300mm，以便于套管下沉；对于特坚硬土层（ N30）及强风化岩层，应先用十字冲击锤将硬土层或岩层破碎， 再用落锤抓斗将碎块抓出孔外，使超挖 1.5m 左右；但以不超过十字锤本身高度为宜，以避免造成桩孔偏斜。、管内挖土应连续进行，必须中断挖掘时，用液压摇管装置继续摇动套管， 防止套管外侧土壤因重塑固结而将套管挤紧， 给继续下套管造成困难。对一般土层摇动压力控制在 0.3 0.5kN/cm2。、桩长较长时，钢筋笼分节制作、安装，采用焊接连接，主筋外侧焊定位耳环，每节不少于两个。装设时，防止钢筋与套管卡在一起，拔管时使钢筋笼上拱。、混凝土采用导

10、管法灌注。四、工程实例1、工程概况某特大桥全长1800.9m，单幅共 60 跨，跨径 30m。桥梁下部为桩柱式结构，上部为先简支后连续预应力砼箱梁。中墩采用排架墩承台灌注桩基础，桥台为栅墙埋置式，承台为双排灌注桩基础。桥台灌注桩直径 1000mm，桩长 20.15m；中墩灌注桩直径1500mm，桩长 20.26m26.71m。合计 130 根桩基。特大桥场地地层主要为耕土、第四系全新冲洪积物及太古代三屯营组混片麻岩。自上而下划分为六个工程地质层，表层为耕土、素填土、杂填土，层厚0.4 2.4m，工程性质差。第层细砂分布较连续，层厚0.7 3.1m，厚度变化不大，工程性质差。第层卵石分布连续，层

11、厚1425m，厚度大土质较均匀，工程性质较好。第层卵石分布连续，层厚5.8 21.5m，厚度大土质较均匀，工程性质好。第层强风化混合片麻岩工程性质好，层厚 1.9 8.0m。第层中风化混合片麻岩工程性质良好。工程施工采用了冲击钻机、冲击反循环和液压全套管钻机钻孔等工艺。2、全套管钻机施工法简介主要设备介绍序号机械名称型号 产地额定功率 (kW)设备状况数量或容量 (m) 或吨位 (t)（台）139kW，2000r/min, 自重 30t1.全液压套管钻机VRM2000最大搓管直径 2000mm良好1（磨桩机）德国最大搓管深度 60m最大搓管扭矩 300KN m神钢 BM800336kW，210

12、0r/min, 自重 80t2.履带起重机最大起重量 80t ，最大作业半良好1日本径 18m，最大起吊高度 18m，工艺简介全套管钻机（又称磨桩机）是一种机械性能良好、成孔深、孔径大、速度快、振动小、噪声低、无需泥浆护壁，无需高压电源，适应各种不同类型土层、 能够进行嵌岩作业， 成桩质量稳定的现场灌注桩施工机械。它所采用的成桩施工方法（全套管施工法） ，是跟管取土钻进法，即用该机的液压摇动装置并辅以加压， 使钢套管反复边做圆周摇动边压入， 从而较大幅度地减少钢套管与土层间的摩阻力， 同时锤式抓斗不间断地抓取土，如此钻至设计深度；续后测定孔深，放入钢筋笼，按适宜的工艺要求灌注砼即可成桩。工艺特

13、点比较该工法与采用泥浆护壁的钻 （冲）孔及其它干作业等大直径灌注桩的施工方法相比，成桩工艺方面的优势比较明显：采用液压系统，不需高压电源，噪声影响较低，无振动影响；钢套管护壁，避免了孔壁坍塌， 可紧邻建筑物成桩。 可克服诸如卵（漂）石层、杂填土中的碎（块）石等地下障碍。成桩尺寸易于控制，纵向桩身大小相近；灌注砼量与成桩直径相近。根据抓斗取土深度，可确切分清土层，选择合理的桩长。 孔内所取泥土含水量较低， 方便外运，而且无泥浆污染环境的忧虑； 施工现场整洁文明， 市区内施工极为适合。 7、液压驱动，履带行走，全套管跟进，冲抓成孔，速度快，效率高。 8、当需进行桩端嵌岩时，可采用十字冲锤进行冲击跟

14、进，扩大了适用范围。成桩质量特点从灌注桩的质量来看， 全套管工法成桩的特点在于：可以避免由于泥浆护壁造成的泥皮和沉渣对灌注桩承载力削弱的影响， 使桩的侧摩阻力得到保证； 也使桩的抗拔力较其他桩型有一定的提高， 并能很好的保护环境。施工质量高，由于钢套管的作用，避免了灌注桩可能发生的缩颈、露筋、断桩、砼离析等质量问题。当进行桩端夯击扩底作业时，桩的竖向承载力比干作业桩和泥浆护壁桩高； 若干成孔能排干地下水，也可进行井下人工扩底作业，增大桩端面积，获取较高的承载力。全套管工法的施工机械由磨桩机、取土设备、钢套管、牵引吊车组成，柴油发电机提供动力。3、全套管钻机施工、施工工艺详见附录二。、施工工艺钻

15、孔：场地平整，清除施工范围内的电线、电缆、地下水管等障碍物，以便安全快速施工。钻机定位、埋设护桩、钻机定位装置能保证中心偏差小于 1.0cm。其中最为重要的是保持第一、二节套管的垂直度，它是保证质量的关键。压进底部套管，并用水平尺或测量仪器检查其垂直度，待底部套管被压入一定深度（约 1.5m）后，用护桩检查套管中心与桩中心偏差，保证偏差值小于 1.0cm。边摆动套管边用冲抓斗冲抓取土，并将套管垂直压入土中。依次连接其他套管，重复上一步工序直到钻挖深度符合设计要求，并准确记录钻孔原始资料。若钻挖到坚硬岩层时， 先用冲击锤将岩层破碎， 再用冲抓斗取渣，然后再将套管钻进，直到钻挖深度符合设计要求。清

16、孔：由于本钻机钻孔不需泥浆护壁，属于清水类桩类，其清孔用沉渣桶静置法或直接用抓斗清渣便可符合设计要求。终孔验收：由于本钻机采用全套管跟进钻孔，套管的外径为设计桩径，因此不会出现缩径和扩孔现象，钻孔深度直观、沉渣量少，孔径、孔深、沉渣量很好保证并符合设计要求。吊装钢筋笼：本钻机自备80t 履带吊车，可采用三点、四点吊装法，操作安全灵活，钢筋笼不易变形、弯曲，很好的保证顺直度。安装砼导管和工作平台：本钻机自配30cm 快卡式、密水性好的水下砼导管70m和 3.5m3、1.0m3 的大、小漏斗各 1 个，卡门式开关1 个。工作平台可用 50mm钢管搭设，高 7.5m、宽 4.0m，分三层以便于工作。

17、灌注水下砼：灌注前保证导管底部距孔底 3040cm，并保证首斗砼埋管深度大于 1.2m，砼连续灌注，砼质量达到水下灌注、泵送砼的规范要求。 设专人负责测量孔内砼面高度， 严格控制导管和套管埋深保证在 24m范围内，随着灌注量的增加， 慢慢同步的提拔导管和导管，每次提拔导管和套管的高度不宜过大，约 50cm即可。当导管和套管被提拔到一定高度时（约 7.5m），即可拆除导管和套管，加快拆管速度，减少拆管时间。继续灌注，重复以上步骤，直到灌注高度达到设计要求，并认真记录灌注原始资料。准确计量超灌高度，本钻机施工大约超灌 60cm即可。钻机撤离桩位，清洗保养，继续就位开钻下一孔。、质量措施及结构为确保

18、工程质量，在设计和具体施工过程中，采取了如下措施：（ 1）、防止钢筋笼随同套管一起抬起： 将原设计桩基钢筋笼的主筋净保护层由 5cm调整为 8cm，保证套管内壁与钢筋笼外表之间的距离；钢筋笼制成后，在其底部焊上十字型钢筋，将预制混凝土块放置于交叉的底部上，作为坠重压载；随时检查套管尺寸，灌注砼后，用水彻底清洗套管； 仔细检查制成的钢筋笼尺寸， 钢筋笼搭接时不应有弯曲的现象；套管锁销清洁并全部拧紧，使其不松动，拧紧后敲打检查；在钢筋笼上安装间隔垫块，但间隔块要少，以利于保持最小的摩擦力；重复地夹持和松开夹紧装置，使套管摇晃使其向一方向转动1-2 次，以消除摩擦阻力。（ 2）、成孔后，灌注砼进行清

19、孔。清孔方法有用冲抓头抓土、用潜水泵吸出和用空气吸泥机吸出。潜水泵固定在距孔底 30cm 以上的高处，在吸水的同时，不断地供水，使管中的水面大致保持不动。（ 3）、钻机在完成挖掘、 灌注砼和拔出套管之前保持不停地摇摆（在土壤压力很小时， 可不需要这种连续性地摇晃； 如果砂层中大量渗水，要连续使套管摇摆使砂层致密） 。保证挖孔的垂直度，精确安装套管的导架，垂直沉入第一节套管，用水平尺测验。（ 4）、在一般情况下，机械连续不断保持作业，直到桩基完成。特别是在松软地质作业时，由于松土的反作用压力大，拔管较困难，因此在挖孔和灌注砼过程中要不停地摇摆套管。在不可避免的情况下，停止套管的摇摆时，仔细进行土

20、壤勘测，掌握摇摆停止时的土层压力，根据挖掘孔周围的土压力每隔若干小时摇晃套管一次。 如作业终止时，套管周围的摆动压力为 0.3 0.4kN/cm2，且按正常作业的规定晃动套管，则套管拔出没有问题。（ 5）、桩孔挖到支承地基上时，特别注意对孔底的挖掘。不管支承地基的土质有多好，如孔底处理不当，会导致结构最初沉陷，即使沉陷量很小，但对桩柱影响很大。因此要完全收集与卸除挖出的土。清理孔底积土时，将冲抓斗慢慢地放在孔底，操纵抓斗冲挖几次，直到集土完全清除为止。套管钻机所施工的 39 根桩基经交通建设质量监督处试验检测中心采用低应变反射波法检测均为 I 类桩桩身结构完整， 桩身混凝土波速正常，桩长达到设

21、计要求。结论及建议全套管冲抓式液压磨桩机是目前国外应用很广的钻孔灌注桩施工技术，也是国内外钻孔灌注桩先进的一种大直径灌注桩型式， 实践证明，比同条件下其他灌注桩施工进度快， 成桩质量高（超规范标准），是一种有发展前途的新桩型。1、钻机自带工作动力（ 336kW柴油机）、不需外供电源，液压驱动、扭矩大、履带行走，就位、移位方便快速。2、全套管跟进，冲抓式钻挖孔，不需泥浆护壁，能很好地保护环境，并能适应复杂多变的各类地层。3、钻孔速度快，每天能独立完成30m钻孔，吊装钢筋笼，协助灌注砼的施工任务。能适用1.0 2.0m 桩径。4、施工质量高，能有效地防止流砂、塌孔、缩径、扩径、露筋、断桩等事故，成

22、桩质量I 类桩达到 98以上。参考文献表 江正荣主编 建筑地基与基础施工手册P395 2005 年 6 月附录部分：附录 1 钻孔灌注桩常见事故原因分析及处理事故类型主要原因防止措施事故后处理对策下落、提升淘渣筒和放置钢筋竖直下落、 提升淘渣筒， 小笼时碰撞扰动孔壁；扩筒太心轻放钢筋笼保护孔壁；加短，周围未用粘土塞紧； 孔内强护筒固定措施； 提高孔内不严重者，对承载力浆位低于土面， 或孔内水位低孔壁坍塌浆位高程或水位高程；选择予以折减，严重者重于地下水位； 泥浆质量差， 易优质膨润土泥浆，重复应新布桩或补桩沉淀，相对密度小； 地层条件用；改变浆液比重， 投重晶差，流砂、淤泥层厚；钻进过石粉；控

23、制钻进速度快；扰动孔壁灌注混凝土过程中孔壁坍塌改变施工工艺。 加速浇注混不严重者核算其实际或内挤；地层条件差、流砂、凝土进程， 缩小成孔与浇注承载力； 严重者补桩，桩身缩颈、夹泥和淤泥层厚； 钢筋笼外混凝土离混凝土之间的停孔时间；改以两根较小直径者代断桩析，充填不紧密； 混凝土浇注变混凝土坍落度，掺外加替原来一根直径较大中断，导管上拔时管口脱离混剂；严防导管管口超出混凝者，等代补桩；补锚凝土面，泥土挤入桩位土面高程杆静压桩混凝土导管接头止水不严密；及时更换导管管段连接处混凝土导管漏水，混凝土初灌过小， 导管埋入深的止水接头和密封垫圈；清已出事故的桩处方法度过浅，冲洗液从管口浸入管除管内残存混凝

24、土， 洗净管同上；还可在严重离混凝土严重离析内；导管上拉速度过快， 冲洗内壁；冲洗已浇混凝土面，析段补压浆加固液随混凝土面浮浆涌入管内吸出沉渣， 重新浇注混凝土隔水塞制作粗糙； 导管内壁不改进隔水塞制作工艺，修正及时处理新浇混凝土混凝土导管堵塞平直，变形过大， 使隔水塞卡导管内壁平直度和外形与已浇者界面的结合住桩身布筋过密，筋间净距过加强钢筋笼制作的质量控小，混凝土粗骨料难以挤出笼制；改变布筋方式， 可双筋一般不作特殊处理，桩身蜂窝、麻面、外，混凝土局部严重离析； 笼并在一起，加大筋间净距；严重者对露筋处喷砂露筋体制作和焊接不直， 笼与孔壁加设笼外导向钢筋， 使笼对浆保护间隙过小或过大， 有的

25、贴紧孔中；改变混凝土坍落度壁，保护层缺损桩头部位相当长一下段混凝土离析， 一直浮浆过必须将浮浆段全部清桩段只见浮浆不见厚，随着浇注混凝土过程愈来注意灌注混凝土的每环节，除，重新浇注混凝土，粗骨料，浮浆基本愈厚，最终集中停留在桩头部防止混凝土离析及时超灌混凝土，将无强度位相当深度内浮浆上挤到引孔中来钢筋笼定位措施不力， 受二次混凝土质量较好者不清孔淘渣筒和导管上下的碰加强钢筋笼定位措施；设置予处理；若为水平承钢筋笼上浮或下沉撞和导管上下的碰撞或拖带高程监测器监视其位置；一载桩，则要校核内弯而移动；初灌混凝土时冲力使有动静，采取复位措施矩是否超标，采取补笼身上浮强措施桩底沉渣太厚，形泥浆相对密度较小，孔壁坍用反循环钻孔， 用正循环清已成事实的厚沉渣可塌，清渣力度不足； 放置钢筋孔；缩短停孔时间， 清孔后用钻孔后压浆法挤密成悬浮吊脚柱笼时碰撞使土掉落立即浇注混凝土沉渣并使改性或外挤注：杨克己等编著实用桩基手册P113 2004年 11 月场地平整附录2全套管钻机施工工艺制定报批施工方案桩位测量放样钻机就位对中压入第一节套管校核垂直度抓斗取土，套管跟进测量孔深清除虚土终孔验孔安装钢筋笼筑岛或搭设施工平台钢筋笼制作制作砼试件试件标准养生试件强度试验放入导管灌注砼，逐次拔管测定砼面钻机移位配置混凝土