1、冲击钻施工工艺 一、适用范围冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石层；也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层施工，而后者往往是回旋钻进和其他钻进方法施工困难的地层。桩孔直径以600-1500mm，深30-50m为宜。 二、冲击钻机分类 1.一拉得（俗称） 配备有钻架及起吊、冲击全套设备。如图,2.磕头虫（俗称）,三、冲击锥的原理 1.冲击锥的组成 冲锥由锥身、刃脚和转向装置三部分组成。如下图。 钻身提供冲锥所必须的重力和冲击动能；刃脚位于冲锥的底部，为直接冲击、破碎土、石的部件；转向装置舍于锥顶，和起吊钢丝绳联结，是使冲击锥能冲击成圆孔的关键部件。2.原理 转向装置的工作原
2、理:钻进时,借吊起冲锥的钢丝绳在悬重作用下,顺钢丝捻扭的相反方向转动,带动冲锥转动一个角。与冲锥下落置于孔底，钢丝绳松弛后不受力后，又因钢丝绳的弹性，带动转向装置扭转过来。当再提起冲锥时，它又沿上述方向转动一个角度，这样就能冲成完整的圆桩孔。,四、冲孔灌注桩的特点 优点 1、用冲击方法破碎岩土，尤其是破碎有裂隙的坚硬土和大的卵石所消耗的功率小，破碎效果好；同时，冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固； 2、在较大的卵石层、漂砾石层中施工成孔率较高； 3、设备简单、操作方便，钻进参数容易掌握，设备移动方便，机械故障小。 4、钻进时孔内泥浆循环的作用，使得悬浮钻渣循环至地面排除，并保持了孔壁稳定，
3、泥浆用量小。 5、冲进过程中，只有提升钻具时才需动力，钻具自由下落是不消耗动力的，能耗小。和回转钻相比，当设备功率相同时，冲击钻能施工较大直径的桩孔。 缺点 1、利用钢丝绳牵引冲击头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提放钻头和掏渣土上，钻进速度较低。随桩身加深，掏渣时间和孔底清渣时间相对较长。 2、容易出现桩孔不圆的情况，扩孔l率较高。 3、遇岩层不均匀时容易出现斜孔、卡钻等事故。 4、由于冲击锤能量的限制，孔深和孔径均比回旋钻施工适应性小。,五、施工工艺流程,六、成孔工艺 1.钻孔定位施工过程中采用联测、复测方法以控制桩位。测量给定孔位中心点后，钉一中心木桩，在木桩顶钉一铁钉确定孔位中心点
4、，再按“十字线”法向四周返出四个点钉“骑马桩”，并记录与中心点的距离，当中心桩挖掉后以这四个点测量孔位中心点，确保孔位准确无误。 2.埋设护筒 冲孔灌注桩护筒一般采用钢护筒，也有部分采用钢筋混凝土结构的，护筒作用 1）定位； 2）保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内； 3）保持泥浆水位（压力），防止坍孔； 4）桩顶标高控制依据之一； 5）防止钻孔过程中的沉渣回流。 护筒必须进入原土200mm；回填必须对称进行，以免护筒跑位；保证桩位位置地下无障碍物。 3.钻机就位钻机就位平、稳、对、正等，铅锤吊对位、水平尺操平，钻机基础稳固。冲击钻就位应对准护筒中心，要求偏差不大于20mm，钻机就位后，进行孔位
5、复测，复测完毕合格后方可进行施工,4.冲击成孔 泥浆的作用： 1）成孔过程中，泥浆的作用除了护壁外，就是向外带渣体，冲击钻成孔，因为大颗粒是用捞筒向外捞的，泥浆的作用主要是带小渣粒。 2）清孔时，通过泥浆向外带渣，几乎是泥浆的唯一作用。 。泥浆指标,桩基泥浆实际有三大控制指标：比重、稠度、含沙（渣）量。 比重 清孔时泥浆应不断置换,在保证不塌孔的前提下,尽量降低泥浆的密度、粘度。清孔时泥浆密度宜为1.151.2 。根据现场地质情况，要求控制沉渣，比重1.25左右为宜。 泥浆的比重越大，孔壁越安全。片面的降低含沙量而不断的抽取泥浆会造成泥浆的稀释，如果泥浆的比重小于1.1，接近1的时候，这时的孔
6、是十分危险的，随时都会塌孔，后果很严重。 稠度稠度和比重在一定程度上越大，越有利于孔壁的安全，其悬浮能力和排渣能力越强，但是这个量越大，施工的成本越高，能耗也越高。同时，含泥砂量亦会大，其附着于钢筋上而影响与砼间握裹力。 含砂（渣）量泥浆的沉渣是一个时间相关的量，如果在灌注的阶段，比如终孔到灌注的2小时内不超过5cm就可以灌注，不影响施工质量。 含沙量越大就越容易沉渣，所以施工时要控制其量小于8%。但是如果片面的追求含沙量低于8%的标准，就会影响到泥浆的比重。在端承类灌注桩的施工中，沉渣的厚度不能超过5cm，如果超过5cm就会影响到灌注桩的端承效果及钢筋与砼间握裹力。,指标量测 1）泥浆比重测
7、定1002型比重仪其结构如图,图1 泥浆比重称1. 泥浆杯；2.杯盖；3. 水平泡；4.刀架；5.支座；6. 游动砝码；7.挡臂；8. 横梁；9. 调重管,测定步骤：校正比重称先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，使多余清水从盖上小孔溢出，擦干泥浆杯周围的水珠，把游码移到刻度1，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，则可在调重管内取出或加入重物来调整。倒出清水，擦干，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，让多余泥浆溢出，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动游码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。游码左侧所示刻度即为泥浆比重。,2）粘度测定一般采用ZMN-2型马式漏斗粘度计， ZMN-2型马式漏斗粘度计由
8、锥体马式漏斗、六孔/cm（16目）滤网和1000ml量杯组成， 如图，锥体上口直径152mm，锥体下口直径与导流管直径4.76mm， 锥体长度305mm，漏斗总长56mm，筛底以下的漏斗容积1500ml。测定步骤：用手握住漏斗呈直立位置， 食指堵住导流管出口。取被测泥浆试样，经滤网注于 漏斗锥体内直到泥浆的水平面至达筛网底面 止（此刻刚好是1500ml）。放开食指，同时 启动秒表记时，直到观察标准946ml量杯刻 线时止，记录流出泥浆的秒数，以秒数记录漏斗粘度结果。校验方法：马式漏斗使用一段时间后，必须进行必要的校验，其校验方法按使用方法步骤进行。在213条件下将清水1500ml注于漏斗内，若
9、流出946ml（1夸脱）的清水为260.5秒，或流出1000ml的清水为280.5秒，即为合格。,3）泥浆含砂率测定 泥浆含砂率是指泥浆中不能通过200号筛网（相当于直径大于0.74mm）砂子体积的百分比。 LNH型泥浆含砂率测定器由过滤筒，漏斗和玻璃量筒组成，如图所示。 测定方法： 在玻璃量筒内加入泥浆（20毫升或40毫升），再加入适量水不超过160毫升，用手指盖住筒口，摇匀，倒入过滤筒内，边倒边用水冲洗，直到泥浆冲洗干净，网上仅有砂子为止。 将漏斗放在玻璃量筒上，过滤筒倒置在漏斗上，用水把砂子冲入玻璃量筒内，等砂子沉淀到底部细管后，读出含砂量体积，计算出砂子体积的百分含量。,4）胶体率测定
10、瓶 胶体率表示泥浆中粘土颗粒分散和水化的程度。 仪器：胶体率测定瓶（也可以用100毫升量筒代替）。 测定步骤： 将100毫升泥浆装入胶体率测定瓶中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。 胶体率以百分数表示 5）PH值的测定方法 比色法 用广泛试纸。撕下一小条PH试纸，浸入泥浆滤液或泥浆中，观察其颜色变化，并与比色板颜色相比，相一致即为泥浆的PH值。 用PHS-2型酸度计测试法。 冲击成孔 开孔:开钻应先在孔内灌注泥浆,始终保持孔内的水位高出地下水位1.5米2.0米,并低于护筒顶面0.3米以防溢出,掏渣后及时补水. 在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘
11、土和小片石（粒径不大于15厘米）用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复冲击23次。 开孔或钻进遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石的比例按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。,注意事项： 冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时，宜采用高冲程（1米），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程（0.75米）。冲程过高，对孔底振动大，易引起塌孔。在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时，宜采用中冲程。在易塌孔或流砂地段宜采用小冲程并应提高泥浆的粘度和相对密度。 在通过漂石或岩层如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲
12、击钻进，防止发生斜孔、塌孔事故。 要注意均匀地放钢丝绳的长度，一般在松软土层每次松绳5厘米8厘米在密实坚硬的土层每次松绳3厘米5厘米。应注意防止松绳少，形成“打空锤”使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程降低钻进速度严重时使钢丝绳纠缠发生事故。 掏渣：一般在坚硬密实的土层没小时纯钻进小于5厘米10厘米、松软地层每小时纯钻进小于15厘米30厘米时，应进行掏渣。或每进尺0.5米1米时掏渣一次，每次掏渣45筒，或掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。 清孔 孔内泥浆清孔保证孔内泥浆性能指标符合要求：粘度小于28秒，比重小于1.20Kg/L，含砂量8
13、%，孔底沉渣50mm。 清孔的方法：1、抽浆法 2、换浆法 3、掏渣法,七、事故处理 1.孔壁坍塌原因：泥浆浓度不够，护筒埋深不够，成孔速度太快，孔内水位高度不够，在地质不好的情况下处理不及时。技术措施：在松散的砂土、碎石土钻进时，控制钻进速度，选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆；确定护筒埋设已进入硬土层；钻进时及时补充泥浆，保证孔内水位高于承压水位。 2.斜孔原因：当遇到岩面倾斜，一边软一边硬，如稍有不注意就会造成斜孔。技术措施：在有倾斜状的软硬地层钻进时，往孔内填入片石，使孔底表面略平，先进行低锤快击造成一个较紧密的平台后，再提高锤正常冲击加快速度。 3.沉渣过厚原因：泥浆指标不符合要求，含砂率过大；下放钢筋笼时间过长或钢筋笼碰撞孔壁，造成塌孔。技术措施：清孔时严格控制泥浆指标，保证清孔后，孔内泥浆各项指标符合设计要求；尽量缩短下放钢筋笼的时间，应徐徐放下，不得快速冲下，如,钢筋笼下放完毕后，孔内沉渣扔超出要求，应采取二次清孔的方法，直至沉渣符合要求为止。 4.断桩原因：导管提升过猛，其再次插入混凝土时将泥浆带入；混凝土浇筑时间长或混凝土浇筑中间停顿时间长，而导致初凝混凝土破坏，使泥浆进入。技术措施：注意提拔导管不可过猛，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握埋管深度，避免塞管及导管脱离混凝土面；做好混凝土供应工作，保证混凝土的连续供应。,
