一级建造师《公路工程实务》讲义(二十一)

钻孔桩施工方法

2)钻孔桩施工方法

①钻孔桩施工准备：施工前应进行场地平整，清除杂物，钻机位置处平整夯实，准备场地，同时对施工用水、泥浆池位置、动力供应、砂石料场、拌合机位置、钢筋加工场地，施工便道，做统一的安排。

②钻孔桩测量放线

③埋设护筒：护筒因考虑多次周转，采用3～10mm钢板制成，护筒内径，使用旋转钻机时比桩径大20～30cm，使用冲击钻时比桩径大30～40cm，为保持水头护筒要高出施工水位(或地下水位)1.0—2.0m，无水地层护筒宜高出地面0.3—0.5m，为避免护筒底悬空，造成坍孔，漏水，漏浆，护筒底应坐在天然的结实的土层(或夯实的黏土层上)，护筒四周应回填黏土并夯实，护筒平面位置的偏差应不超5cm。

④选择钻孔机械。

⑤泥浆制备：泥浆应选用塑性指数Ip>10的黏性土或膨润土。

⑥钻孔灌注桩成孔：

●将钻机调平对准钻孔，把钻头吊起徐徐放人护筒内，对正桩位，启动泥浆泵和转盘，等泥浆输到孔内一定数量后，方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时，应慢速推进，待导向部位全部钻进土层后，方可全速钻进正循环钻机开孔时，应先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入孔内一定数量后，方可开始钻进。

●钻孔应连续进行，不得间断，视土质及钻进部位调整钻进速度。开始钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层中时，应低档慢速钻进。钻进过程中，要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上，泥浆如有损失、漏失，应及时补充，并采取堵漏措施。钻进过程中，每进2～3m应检查孔径、竖直度，在泥浆池捞取钻渣，以便和设计地质资料核对。

●钻进时，为减少扩孔、弯孔和斜孔，应采用减压法钻进，使钻杆维持垂直状态，使钻头平稳回转。

●终孔检查合格后，应迅速清孔，清孔方法有抽浆法(适用于孔壁不易坍塌的柱桩和磨擦桩)、换浆法(用于正循环钻机)、淘渣法(适用于冲抓、冲击、成孔，掏渣后的泥浆相对密度应小于1.3)。清孔时必须保证孔内水头、提管时避免碰孔壁。清孔后的泥浆性能指标，沉渣厚度应符合规范要求。

●不论采用何种方法清孔排渣，都必须注意保持孔内水头，防止坍孔。

⑦成孔检查：清孔后用检孔器测量孔径，检孔器的焊接可在工地进行，监理工程师检验合格后，即可进行钢筋笼的吊装工作。

⑧钢筋笼骨架：焊接时注意焊条的使用一定要符合规范要求，骨架一般分段焊接，长度由起吊设备的高度控制，钢筋笼的接长，可采用对焊或套管冷挤压连接等方法，钢筋笼安放要牢固，以防在混凝土浇筑过程中钢筋浮起，钢筋笼周边要安放圆的混凝土保护层垫块。

⑨混凝土灌注：水下混凝土采用导管法进行灌注，导管内径一般为25～35cm，导管使用前要进行闭水试验(水密、承压、接头抗拉)，合格的导管才能使用，导管应居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起，导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上，导管底部距桩底的距离应符合规范要求，一般0.25—0.4m，导管顶部的贮料斗内混凝土量，必须满足首次灌注剪球后导管端能埋入混凝土中0.8—1.2m，施工前要仔细计算贮料斗容积，剪球后向导管内倾倒混凝土宜徐徐进行，防止产生高压气囊。施工中导管内应始终充满混凝土。随着混凝土的不断浇入，及时测量混凝土顶面高度和埋管深度，及时提拔拆除导管，使导管埋人混凝土中的深度保持2—6m之间。

混凝土的坍落度应满足设计要求，混凝土浇筑应连续进行，为保证桩的质量，应留比桩顶标高高出0.5～1.0m左右的桩头，处于干处的桩头，可在混凝土初凝后，终凝前清除。
⑩施工记录：技术人员应对钻孔灌注桩各项原始记录及时进行整理签认。

⑩环保措施

3)挖孔桩施工方法

①准备工作：平整场地→放中桩(包括护桩)→布置排水沟→桩位顶上搭雨棚→安装提升设备→修整出渣道路。

②孔口开挖及衬砌：在地面按衬砌处理挖深lm，安放模板，浇筑C15(或C20)混凝土形成井圈，井圈上口即井台座比周围地面高出20—30cm，以避免井口进水，开挖采用人工十字镐，用人力绞车提升出渣，每开挖lm衬砌lm，衬砌厚度15—25cm，当开挖中遇到岩石可采用风钻或凿岩机钻炮眼小药量电引爆的浅眼爆炸法施工，要在炮眼附近加强支护，防止振坍孔壁，爆破后再采用人工清凿继续开挖，以这种方式循环进行施工，直至桩底设计标高。注意每次混凝土衬砌浇筑前都要将内模定位一次，以保证桩的垂直度和水平位置。

③为保证施工安全，所有作业人员都必须配戴安全帽、安全带。挖孔工作暂停时，孔口必须加盖。

④孔内通风：通过φ50的塑料管不断的将新鲜空气运到孔底，中间停工再复工前将井底的空气也要彻底抽换。每次爆破后应随即进行通风排烟清孔,检查孔内无毒后，施工人员再下孔操作。孔深超过l0rn时，应经常检查孔内二氧化碳浓度，如超过0.3％，应增加通风措施。

⑤排水：孔内如渗水量不大，可以采用人工排水，当挖到桩底时，可在桩位的一角挖集水坑，用潜水泵抽水，渗水较大应边施工边采用抽水坑抽水，如同一墩台有几个桩孔同时施工，可以安排超前井挖，使地下水集中在一孔内排除。一般说混凝土衬砌有较好的防水作用，是挖孔桩护壁支撑的首选施工方案。

⑥吊装钢筋笼及灌筑桩身混凝土。

● 当桩孔内基本无水时，采用常规的混凝土浇筑方法

●当孔内渗水较快，但还能快速抽干渗水的桩孔，采用简易导管法施工。混凝土浇筑的准备工作就绪，用潜水泵进行孔内抽水，当抽到孔内水深只剩l0cm左右时，提出潜水泵，立即向漏斗和导管内泵送混凝土，待导管内混凝土充满到漏斗面上时，用导链将导管出口，使导管内的混凝土迅速填充孔底并上升包围住导管提升20cm，继续浇灌混凝土，当混凝土不再向孔底流动而上升到漏斗面上时，提升导管，使混凝土继续灌注，依照此方法循环，当到一定高度时(接近导链顶)，就拆除上面一节导管，随着混凝土面的不断上升，导管陆续拆除，当达到桩顶设计标高以上10～20cm时，即可排出表面积水，使用插入式振动器对混凝土表面加以振动，清除表面浮浆。此法留的桩头较短，混凝土的坍落度应控制在16～18cm左右。

●当渗水量很大(>6mm／min时)，抽水施工有困难时，应采用钻孔灌注桩的水下混凝土浇筑法施工。

(4)管柱基础

1)概述

①管柱基础适用于深水，有潮汐影响，岩石起伏不平，无覆盖层或覆盖层很深的河床，(不适用于有严重地质缺陷的地区)，水位的变化对管柱施工影响不大，如下沉管柱，钻岩及灌注水下混凝土可不受水位限制，全年均能施工。

②管柱基础形式，基本上分为两类，一类是管柱下沉至坚硬的岩层，与岩层固接或铰接，成为柱式管柱：另一类管柱下沉至密实的土层，藉柱底承压力与桩周磨擦力共同受力，成为磨擦管柱。

③管柱有钢筋混凝土管柱，预应力混凝土管柱及钢管柱三种，前者适用于人土深度小于25m下沉振动力不大场所。

②保证灌注水下混凝土的整体、密实性，应采取下列措施。

●导管埋入混凝土中深度至少lm以上，2—4m为宜。

●混凝土坍落度采用18～20cm，收尾时用20～22cm

③围堰内抽水应在封底混凝土达到规定强度后进行抽水。

●抽水前对钢板桩与导环之间的所有空隙用硬木楔或铁片进行填塞，水下部分由潜水员进行。

●刚开始抽水时，可利用吸泥管进行抽水，等抽不上来时，再将水泵放人围堰内抽水，同时应配备从堰外向内灌水的水泵，一旦发生变形立即向堰内灌水，保持内外平衡。待检查处理后再抽水。

●抽水过程中，须派专人对钢板桩和内导环进行观察，同时由专门人员进行堵漏，堵漏工作堰内外同时进行，堰内用棉絮，堰外用细煤碴和木屑混合物倒人漏水部分。

(5)沉井基础施工

1)施工前准备

①详细调查了解水文地质情况，对沉井下沉所通过的地层地质构造，土层深度，特性，地勘孔位(每个沉井应至少有两个钻孔)，以及河道通航，流水，高水位等各项水文资料。

②清理场地

①筑岛：分无围堰的土岛和有围堰的岛(用砂夹卵石填筑)

●土岛：适用于浅水，流速不大的场所，筑岛用料为砂及砾石，其外侧边坡不应陡于1：2。为避免冲刷迎水面应堆码草袋。

●围堰筑岛：各种围堰形式详见桩基施工。

②混凝土及钢筋混凝土沉井制作常用方法：在岸滩式浅水中修造沉井，采用筑岛法施，在深水中修造沉井，采用浮式沉井施工。

③筑岛法施工沉井的制作

●筑岛：依据设计图纸和桥位测量基线桩定出筑岛中心桩，整平，填实，筑岛顶面应高出施工水位0.5m以上。

●铺设垫木

●沉井模板安装

模板安装顺序为：。

●沉井混凝土灌筑，养护及拆模

●沉井接高注意事项：接高时底节顶面应高出地面0.5～1.0m，应在下沉偏差允许范围内接高。

当沉井底节在偏斜状态时，严禁竖直向上接高，接高时各节的竖向中轴线应与下面的一节重合，外壁应竖直。

3)沉井下沉

①沉井下沉主要是通过从井孔内挖土，清除刃脚下阻力，依靠自重克服井壁摩擦力下沉。

②排水开挖下沉：在稳定的土层中，渗水量小于lm3／(㎡·h)，可采用排水开挖下深。

③不排水开挖下沉具体要求：

●井内挖土深度，一般根据土质而定，最深不应低于刃脚下2m。

●尽量加大刃脚对土的压力。

●通过粉砂，细砂等松软地层时，不宜以降低井内水位而减少浮力的办法，促使沉井下沉。应保持井内水位比井外高1～2m以防止流砂涌向井内，引起沉井倾斜。

●除了纠偏外，井内的土应由各井孔均匀清除，各孔内高差不超过50cm。

④抓土下沉施工

⑤吸泥下沉

4)沉井的施工测量

①沉井顶面中心测量：在岸上导线点利用红外线测距仪，直接测出沉井中心位置或利用预先设置的基线三角网进行交汇法测出沉井中心位置，根据中心位置检查沉井各点下沉中的偏差，在施工中予以纠正。

②刃脚标高测量

●沉井下沉前求出刃脚假定标高，下沉接高时，将刃脚底面标高返至沉井顶面。

●接高测量。

●下沉深度测量。

5)沉井基底清理

①沉井下到设计标高后，应进行基底清理以便封底。

②排水清基

6)沉井封底

①可分为排水封底和不排水封底两种，依据井底渗水情况选用。不排水封底有三种方法：垂直导管法灌注水下混凝土，堆土灌浆法和装袋法灌注水下混凝土。

②导管法灌注水下混凝土：其施工方法与钻孔桩水下混凝土基本要求相同，一般采用一根或多根导管混凝土时(或依次灌注)。

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