第三节 混凝土灌注桩施工
[目的要求]
了解: 钻孔机械设备, 干作业成孔灌注桩施工工艺, 泥浆制备方法，泥浆护壁成孔灌注桩施工常见工程质量事故及处理方法，挖孔灌注桩施工工艺。
熟悉：护筒的作用及要求，水下浇筑混凝土方法，沉管桩施工中常见问题的分析与处理。
掌握：沉管灌注桩施工工艺。
[讲授重点] 沉管灌注桩施工工艺。
[讲授难点] 沉管灌注桩施工工艺。泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺。
[讲授内容]
一、钻孔灌注桩施工
(一)钻孔机械设备
目前常见的钻孔机械有：全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机(即贝诺特钻机)。
1．全叶螺旋钻孔机
全叶螺旋钻孔机(图2—18)由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为300mm～800mm，钻孔深度8—12m。配有多种钻头，以适应不同的土层.

图2—18 全叶螺旋钻孔机
1一电动机；2一变速器；3一钻杆；4一托架；5一钻头；6一立柱；
7一斜撑；8一钢管；9一钻头接头；10一刀板；11一定心尖
2．回转钻孔机
回转钻孔机由机械动力传动，配以笼头式钻头，可以多档调速或液压无级调速，在泥浆护壁条件下，慢速钻进排渣成孔，灌注混凝土成桩。设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。该机的最大钻孔直径可达2．5 m，钻进深度可达50—100 m，适用于碎石类土、 砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。
3．潜水钻机
潜水钻机(图2—19、2—20)适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩层，不宜用于碎石土层中。这种钻机以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜在孔底，耗用动力小，钻孔效率高，电动机防水性能好，运转时温升较低，过载能力强，钻架对场地承载力要求低，可采用正循环、反循环两种方式排渣。缺点是：钻孔时采用泥浆护壁，易造成现场泥泞；采川反循环钻孔时，如土体中有较大石块，则容易卡管；容易产生桩侧周围土层和桩尖土层松散，使桩径扩大、灌注混凝土超量。

图2——19 潜水钻机示意图
1一钻头；2—潜水钻机；3—电缆；4一护筒5—水管；6一滚轮；7一钻杆；8一电缆盘；9一卷扬机；10一10kN卷扬机；11一电表；12一起动开关

图2-18 潜水钻 l一泥浆管；2—防水电缆：3一电动机；4—齿轮减速器；5—密封装置；6—钻头；7—合金刃齿；8—钻尖
4．钻扩机
钻扩机是钻孔扩底灌注桩的成孔机械。常用钻扩机是双管螺旋钻扩机，它的主要部分是由两根并列的开口套管组成 的钻杆和钻头，钻头上装有钻孔刀和扩孔刀，用液压操纵，可使钻头并拢或张开。开始钻孔时，钻杆和钻头顺时针方向旋转钻进土中，切下的土由套管中的螺旋叶片送至地面。当钻孔达到设计深度时，操纵液压阀使钻头徐徐撑开，边旋转边扩孔，切下的土也由套管内叶片输送到地面，直到达到设计要求为止。
5．全套管钻机
该机由法国贝诺特公司首先开发和研制而成，故又称为“贝诺特钻机”，它在成孔和混凝土浇筑过程中完全依靠套管护壁。钻孔直径最大可达2．5m，钻孔深度可达40m，拔管能力最大达到5 000 kN。
全套管钻机按结构形式可分为两大类：整机式和附着式，全套管钻孔机施工具有以下优点：
(1)除了岩层以外，任何土层均适用；
(2)挖掘时可确切地分清持力层土质，因此可随时确定混凝土桩的深度；
(3)在软土中，由于有套管护壁，不会引起塌方；
(4)可钻斜孔，用于斜桩。
不足之处是：机身庞大沉重，套管上拔时所需反力大，由于套管的摆动使周围地基扰动而松散。


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