一种钻孔灌注桩施工工艺.pdf

本发明涉及一种土木工程中的桩基施工工艺，尤其涉及一种钻孔灌注桩施工工艺，该工艺中在软土层段将钢护筒沉设至致密土层的上表面，利用钢护筒护壁，然后采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机干成孔，在致密土层段更换为带机锁式钻杆的旋挖钻机成孔，这样可以有效地避免钻孔偏斜和桩体扩径，提高了桩体质量和作业效率；致密土层段若为地下水较多的地质，成孔时采用泥浆护壁，成孔完毕静置一段时间后，采用筒形旋挖钻斗捞取桩底沉渣；若致密土层为基本无地下水或地下水很少的地质，成孔时采用干成孔，这种施工工艺不但可以避免坍孔，而且降低了泥浆的排放量，减少了对环境的污染。

1.  一种钻孔灌注桩施工工艺，它包括如下步骤：(1)沉设钢护筒；(2)成孔；(3)清除沉渣；(4)下钢筋笼；(5)下导管，清孔；(6)灌注混凝土；(7)拔出钢护筒；其特征是：所述步骤(1)中钢护筒下端沉设至致密土层的上表面，步骤(2)的成孔分阶段进行：在软土层段采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机成孔，在致密土层采用带机锁式钻杆的旋挖钻机成孔。

2.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述钢护筒为内径比桩径大100mm、壁厚≥8mm、长度≥7m的钢板螺旋焊管，钢护筒上部带有溢流口。

3.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述带摩阻式钻杆的旋挖钻机的钻头采用旋挖钻斗，带机锁式钻杆的旋挖钻机的钻头采用螺旋钻头；上述钻头的直径与桩孔内径大小相等。

4.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述软土层采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机干成孔；所述致密土层段若为地下水较多的地质，成孔时采用泥浆护壁；若致密土层为基本无地下水或地下水很少的地质，成孔时采用干成孔。

5.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述的钢筋笼分节下放，两节钢筋笼之间在孔口采用搭接焊。

6.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述导管下端口距离孔底0.3～0.5m，二次清孔时通过导管输入的泥浆密度≤1.15。

7.  根据权利要求1所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：所述步骤(6)中灌注混凝土时导管下端装上隔水塞，混凝土的最小初灌量需满足导管底端埋入混凝土中的长度≥0.8m，混凝土灌注过程中要保证导管始终埋于混凝土中≥2m，灌注过程式中每次提升导管的高度≤5m，最佳提升高度为2.5m。

8.  根据权利要求7所述的钻孔灌注桩施工工艺，其特征是：步骤(6)中使用的混凝土的坍落度为18～22cm，其中的含砂率为45％～50％，水灰比例为0.5～0.6；混凝土中骨料的最大粒径不大于导管直径的1/8和钢筋最小净距的1/4且≤40mm。

一种钻孔灌注桩施工工艺
技术领域：
本发明涉及的是一种土木工程中的桩基施工工艺，尤其涉及一种钻孔灌注桩施工工艺。
背景技术：
目前，在桩基施工中，常采用的成孔方法为回转钻机、泥浆护壁成孔，回转钻机适于用软土层，采用该工艺，一方面成孔周期长，在限定时间内需投入大量的成桩机械作业，造成施工场地狭小，另一方面，在成孔过程中软土层部位易出现塌孔现象，成孔后桩体扩径现象严重，桩底沉渣不易清除，降低了桩体质量；对于软土层下卧有风化岩层的地质条件，若采用该工艺，当钻头遇到较大孤石、探头石时，易造成钻孔偏斜，此时需填入土石(砂或砾石)重新钻孔，极大地降低了作业效率；成孔整个过程采用泥浆护壁，泥浆排放量较大，对环境造成一定的污染，这是现有技术所存在的不足之处。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种用旋挖钻机代替回转钻机的施工工艺，施工过程中针对软土层采用钢护筒进行护壁，同时对于软土层和致密土层可以更换不同的钻头，避免了坍孔和桩体扩径，提高了桩体的质量和作业效率，且在致密土层成孔时若采用泥浆护壁的工艺，因其成孔周期短，仅在二次清孔阶段采用循环泥浆，泥浆排放量小；若采用干成孔时不用泥浆护壁，这较回转钻机成孔极大地降低了泥浆的排放量，减少了环境污染。
本方案是通过如下技术措施来实现的：该钻孔灌注桩施工工艺包括如下步骤：(1)采用机械手沉设钢护筒至致密土层的上表面；(2)成孔；(3)清除沉渣；(4)下钢筋笼；(5)下导管，清孔；(6)灌注混凝土；(7)采用机械手拔出钢护筒；所述步骤(2)的成孔分阶段进行：在软土层段采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机成孔，在致密土层采用带机锁式钻杆的旋挖钻机成孔。
上述钢护筒为内径比桩径大100mm、壁厚≥8mm、长度≥7m的钢板螺旋焊管，钢护筒上部带有溢流口。
上述带摩阻式钻杆的旋挖钻机的钻头采用旋挖钻斗，带机锁式钻杆的旋挖钻机的钻头采用螺旋钻头；上述钻头的直径与桩径大小相等。
上述软土层采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机干成孔；致密土层段若为地下水较多的地质，成孔时采用泥浆护壁，成孔完毕静置一段时间后，采用筒形旋挖钻斗捞取桩底沉渣；若致密土层为基本无地下水或地下水很少的地质，成孔时采用干成孔。
上述的钢筋笼分节下放，两节钢筋笼之间在孔口采用搭接焊。
上述导管下端口距离孔底0.3～0.5m，清孔时通过导管输入的泥浆密度≤1.15。
上述步骤(6)中灌注混凝土时导管下端装上隔水塞，混凝土的最小初灌量需满足导管底端埋入混凝土中的长度≥0.8m，混凝土灌注过程中要保证导管始终埋于混凝土中≥2m，灌注过程式中每次提升导管的高度≤5m，最佳提升高度为2.5m。
上述步骤(6)中使用的混凝土的坍落度为18～22cm，其中的含砂率为45％～50％，水灰比例为0.5～0.6；混凝土中骨料的最大粒径不大于导管直径的1/8和钢筋最小净距的1/4且≤40mm。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中在软土层段将钢护筒沉设至致密土层的上表面，采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机干成孔，在致密土层段更换为带机锁式钻杆的旋挖钻机成孔，这样可以有效地避免钻孔偏斜和桩体扩径，提高了桩体质量和作业效率；所述致密土层段若为地下水较多的地质，成孔时采用泥浆护壁，若致密土层为基本无地下水或地下水很少的地质，成孔时采用干成孔，这种结构不但可以避免坍孔，而且降低了泥浆的排放量，减少了对环境的污染。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明：
图1为本发明具体实施方式的工艺流程图。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
本方案的钻孔灌注桩施工工艺包括如下步骤：
(1)沉设钢护筒：采用机械手将钢护筒就位，调整好位置和垂直度后，振动下沉至致密土层的上表面，钢护筒为内径比桩径大100mm、壁厚≥8mm、长度≥7m的钢板螺旋焊管，且钢护筒上部带有溢流口。
(2)成孔：在软土层段采用带摩阻式钻杆的旋挖钻机干成孔，成孔时使用的钻头为旋挖钻斗，旋挖钻斗的直径与桩径大小相等，通过旋挖钻斗将钢护筒内的软土取出；在致密土层段更换为带机锁式钻杆的旋挖钻机成孔，此时采用的钻头为螺旋钻头，钻头的直径与桩径大小相等，致密土层段若为地下水较多的地质，成孔时采用泥浆护壁，成孔完毕静置一段时间后，采用筒形旋挖钻斗捞取桩底沉渣；若致密土层为基本无地下水或地下水很少的地质，成孔时采用干成孔。施工过程中应控制旋挖钻的下钻速度，如φ800mm的桩径，旋挖钻斗和螺旋钻头的升降速度宜保持在0.7～1m/s，避免加压过大造成钻头损坏掉落构件在桩孔内，同时可以保护钻杆正常使用。
(3)清除沉渣：成孔至设计标高后，移开旋挖钻机，将该桩孔静置一段时间，然后用旋挖钻斗将桩底沉渣清出桩孔。
(4)下钢筋笼：钢筋笼分节下放，先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，焊接采用搭接焊，逐段焊接逐段下放，下放时校正位置使其垂直，防止碰到孔壁引起坍壁和将泥土杂物带入孔内，钢筋笼下放到设计位置后必须固定好，笼顶、笼底标高偏差在±50mm之间。
(5)下导管，清孔：导管节口采用丝口连接，并加垫密封圈，导管下端口距离孔底0.3～0.5m，清孔时通过导管输入的泥浆密度≤1.15。
(6)灌注混凝土：灌注混凝土时导管下端装上隔水塞，采用球胆隔水塞，混凝土的最小初灌量需满足导管底端埋入混凝土中的长度≥0.8m，混凝土灌注过程中要保证导管始终埋于混凝土中≥2m，灌注过程式中每次提升导管的高度≤5m，最佳提升高度为2.5m，混凝土的坍落度为18～22cm，其中的含砂率为45％～50％，水灰比例为0.5～0.6，水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，初凝时间≤1.5h，强度等级在325以上的水泥，混凝土中骨料的最大粒径不大于导管直径的1/8和钢筋最小净距的1/4且≤40mm，其中的粗骨料宜选用坚硬的卵砾石和碎石，细骨料宜采用级配良好的中、粗砂；为提高和易性，在混凝土中加入减水剂、缓凝剂和早强剂等外加剂；混凝土浇筑完毕进行捞渣，即检查混凝土完成面是否达到设计标高。
(7)采用机械手拔出钢护筒：混凝土浇筑完毕，拆除导管后，通过机械手的机械臂端部的振动，缓缓拔出钢护筒。
(8)桩孔回填：工程桩浇筑完毕24小时后，利用挖掘机将桩孔进行回填。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。