冲击成孔灌筑桩施工工艺

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1、冲击成孔灌筑桩施工工艺一、工程概况南广铁路工程NGZQ-3标段沙子桥区段，位处于溶洞溶洞发育地带，溶洞形状各异，错落无序，规模大处溶洞呈多层分布。在桩基础施工前，除根据设计提供的初勘、施勘地质资料外，还应进行补勘、电磁波层析CT探测等多层次勘察。根据溶洞的不同特点,拟采取冲击钻机成孔并配合相应的施工方案，确保成孔、成桩的可靠性。二、主要施工工艺和技术要求2.1概要冲击成孔灌筑桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用泥浆循环法排渣，然后再灌筑混凝土成桩。其特点是：设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁

2、较坚实、稳定，坍孔少，不受施工场地限制，无噪声和振动影响等，因此被广泛地采用。但存在掏泥渣较费工费时，不能连接作业，成孔速度较慢，泥渣污染环境，孔底泥渣难以掏尽，使桩承载力不够稳定等问题。适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土，则要十分慎重，对地下水大的土层，会使桩端承载力和摩阻力大幅度降低，不宜使用。2.2机具设备主要设备为简易的冲击钻机。它由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒以及3~5t双筒卷扬机（带离合器）等组成。所用钻具按形状分，常用有十字钻头和三翼钻头两种；前者专用于砾石层和岩层；后者

3、适用于土层，沙子桥所用皆为十字钻头。钻头和钻机用钢丝绳连接，钻头重4t，钻头直径1.25m。转向装置是一个活动的吊环，它与主挖钢绳的吊环联结提升冲锤。2.3主要施工工艺和技术要点（1）冲击成孔灌筑桩施工工艺程序是：场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌筑水下混凝土→成桩养护。（2）成孔时应先在孔口设圆形6~8mm钢板护筒，它的作用是保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止坍方。护筒内径比钻头直径大200mm，深1.5m，如上部松土较厚，宜穿过松土层，以保护孔口和防止塌孔。然后使冲孔机就位，冲击钻

4、应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4~0.6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按表1选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3~4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5~2.0m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。各类土层中的冲程和泥浆密度选用表表1项次项目冲程（m）泥浆密度（t/m3）备注1在护筒中及护筒脚下3m以内0.9～1.11.1～1.3土层不好时宜提高泥浆密度，必要时加入小片石和粘土块2粘土1～2清水或稀泥浆，经常清理钻头上泥块3砂土1～21.3～1.5抛粘土块，勤冲勤掏渣

5、，防坍孔4砂卵石2～31.3～1.5加大冲击能量，勤掏渣5风化岩1～41.2～1.4如岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石使之略平，然后低锤快击使其成一紧密平台，再进行正常冲击，同时加大冲击能量，勤掏渣6塌孔回填重成孔11.3～1.5反复冲击，加粘土块及片石（3）冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的粘土层，亦可采取自成泥浆护壁，方法在孔内注满清水，通过上下冲击使成泥浆护壁。每冲击1~2m应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。排渣使用泥浆循环法。将输浆管插入孔底，泥浆在孔内向上流动，将残渣带出孔外，本法造孔工效高，护壁效果好，泥浆较易处理，但对孔深时，循环泥浆的压力和流量要求高，

6、较难实施，故只适于在浅孔应用。（4）在钻进过程中每1~2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。（5）在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升降波动造成对护筒底口处的冲刷，同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。（6）成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁碗测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，使密度控制在1.15~1.25之间。（7）清孔后应立即放入钢筋笼，并固定在孔口钢护筒上，使其在浇筑混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后应立即

7、浇筑混凝土，间隔时间不应超过4h，以防泥浆沉淀和坍孔。混凝土浇筑一般采用导管法在水中浇筑。2.4施工常遇问题及预防、处理方法1.桩孔不圆，呈梅花形（！）原因：钻头的转向装置失灵，冲击时钻头未转动泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难冲程太小，钻头转动时间不充分或转动很小（2）处理措施：经常检查转向装置的灵活性；调整泥浆的粘度和相对密度；用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整