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1、桥梁钻孔灌注桩及承台施工方案与技术措施 3.1 施工总体部署 本工程施工部署的基本原则为:把握重点、发挥优势、各个击破、平行施工 1)把握重点(1)确保业主招标文件的总体和阶段性的工期和质量要求,考虑本工程涉及交叉施工和相邻标段的施工计划组织,应根据业主对施工总体进度的计划安排,合理安排本标段的施工计划。(2)确保主线施工,确保节点工程施工。(3)确保施工过程中现况交通干线的交通畅行。(4)确保施工现场现况各种管线的安全与正常运行。2)发挥优势(1)作为我单位重点工程,充分发挥我单位的人才、设备、物质、资金各方面的优势。(2)充分发挥我单位善于突击作业及综合作战能力强的优势。3)各个击破 设立
2、现场项目经理部,由我单位具有多年桥梁施工经验的路桥高级工程师担任项目经理,配备具有多年桥梁施工经验的项目副经理及项目总工程师,并精心挑选处在路桥施工第一线的强有力的技术人员组成青年突击队,配合项目经理共同来完成施工任务。项目经理部下设道路作业队,桥梁作业队及附属工程作业队。各作业队根据工程进度需要,由项目经理部统一指挥,各自独立安排施工。达到各个击破的目的。4)平行施工 根据业主招标文件对工期要求的实际情况,分流水段平行施工,尽量缩短工期。5)施工段划分及施工力量部署(1)划分施工段考虑的主要因素:根据施工的主线的安排,分别划分施工段落,分别安排专业作业队伍,并按照以上两个层次制订网络计划。本
3、工程现浇预应力砼箱梁施工为制约工期的关键部分,所以必须突出桥梁现浇部分的施工安排。现浇箱梁工作提前安排,确保混凝土强度达到设计要求。(2)施工段落划分 施工力量部署 本工程设桥梁专业作业队3 个,钢结构作业队 1 个,桩基施工作业队 3 个,下部结构施工队 3 个,沥青路面作业队 1 个。沥青路面工程作业队:负责全部桥面沥青砼的施工。3.2 施工准备 为了保证工程能够在尽可能短的时间内正式开工,我单位在投标的同时,从思想上做好充分的准备工作,使人员、设备、机具、材料资金和技术等方面整装待发,当我方接到业主的中标通知后,能够马上组织进场,并立即开展各项工作,在业主和监理工程师的指导下举行必要的开
4、工仪式后,掀起大干的高潮。1)人员准备 按照投标所确定的项目经理部主要组成人员,建立健全组织机构。在投标期间,本项目主要组成人员已安排就位,正在其他项目部工作的人员已经安排进行交接工作,各桥梁及路基专业劳务队伍已经优化选择完毕,在接到中标通知后可立即进入施工现场,进行前期准备工作,少数人员可随施工机械同时进入施工现场,做好前期准备工作,保证工程按期顺利开工。2)机械准备 我单位拟在本工程中投入的机械设备在投标期间已经安排就绪,前期工程施工机具及器材在接到中标通知书后可以马上开到工地施工现场,保证工程能按时开工并立即进入实战状态。随着工序的进展,我们将陆续及时的调运所需机械,确保满足工程施工进度
5、的需要。主要机械设备进场计划见 附表一 拟投入本项目的主要施工设备表 3)材料准备 在投标期间,我们已对各种材料供应方做了充分的了解,部分主要材料已与有关供应方草签了供应协议,在接到中标通知书后,我们将根据总体施工进度计划的要求提出详细的材料供应计划,并能从材料供应方提前得到满足施工进度要求的材料供应,从而保证工程项目连续施工和满足项目施工工期的要求。4)技术准备(1)在投标期间,组织本项目部的有关技术人员熟悉招标文件及设计图纸,并根据要求做好编制详细的施工组织设计和施工进度计划及分部分项工程施工方案的技术准备工作,从而保证该项目能在业主规定的开工日期正式开工。(2)准备齐全与本工程相关的标准
6、图集、施工技术规范、规程、标准等各种有关的技术书籍。(3)设工地试验室,配备各种与施工有关的检测仪器、仪表等检测设备,配备理论知识与实验经验丰富的人员,执行实验工作,接受监理工程师监督。(4)做好施工相关的各种外加剂、特殊材料的订货准备及有关人员的技术培训工作。根据施工资源计划要求,提前落实建筑材料、构配件施工机械设备的加工或定货工作。(5)做好新技术、新设备、新材料、新工艺等四新成果的引用安排及科研计划安排工作。(6)做好施工测量坐标点及水准点的引入。按照施工总平面布置图的要求,做好工程施工轴线控制网的测量定位及复核工作。(7)在遵守国家及郑州市有关质量技术标准的前提下,建立健全质保体系、编
7、制工程项目的创优计划。(8)认真贯彻 ISO9002 质量管理体系标准,执行我公司质量体系程序文件,编制本工程的质量计划。5)生产准备(1)临时用水,用电 本工程临时供水及生活用水计划使用市政自来水,接驳点与业主协商而定,用100 焊管埋入地下,连接方式为焊接,并外缠玻璃布涂刷热沥青作保护。其中办公区、木工房应单独设消火栓头,拟建工程边应设一个消火栓甩头采用70焊管。管线敷设完毕应进行水压试验,消防管水压不得小于 1.2Mpa,其它不小于 0.6Mpa。现场临时供电按工业与民用供电系统设计规范和施工现场临时用电安全技术规范设计并组织施工。根据临时用电负荷变化大的特点,本工程选用一台 500KV
8、A 的变压器并考虑到意外停电因素影响,现场配置两台 120KW 及两台75KW 发电机组,以保证生产生活的正常进行。(2)临时道路、排水、围挡 按施工平面布置图设置临时道路。工程项目的顺利进行,在很大程度上取决于合理的施工平面布置,保持各设备的布局及施工现场道路的畅通将是至关重要的。加强总平面管理首先要建立总平面管理责任制;其次严格实施平面和道路交通管理,各种作业场地、机具、材料都按划定的区域和地点操作或堆放,车辆进出场路线也按规划图的布置,避免管理混乱。按平面布置图的要求设置工地临时排水系统,首先规划施工现场排水区域使雨水有组织汇流至就近沉淀池内,经过多级沉淀后,流至市政雨水管网。泵车冲洗用
9、水经过二级沉淀池后,排放至市政污水管网。工地厕所为水冲式,在厕所外设化粪池,根据情况定期进行清掏。本工程围挡均采用定型、钢制、可周转使用的彩钢围墙板,高度宽度18001800。(3)生产性暂设工程安排 做好钢筋堆放及加工场模板堆放场现场试验室等区域的场地硬化工作,同时作好大型机械设备的基础施工和安装并及时调试,以便为下一步顺利施工创造条件。3.3 钻孔灌注桩施工 根据招标文件显示的地质情况及我公司对当地地质情况的了解,该施工区域以粉土及粉质粘土为主,桥梁设计采用的是钻孔灌注摩擦桩,桩径 1200mm1500mm,计划采用旋挖钻机进行钻孔灌注桩的施工。靠近河道或施工场地比较大的桥梁钻孔桩基础可以
10、采用回旋钻机成孔。旋挖钻成孔施工法,又称钻斗施工法。成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边,镶焊切削刀锯,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内,钻头装满后提出孔外卸土,如此循环形成桩孔。旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点;缺点是在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工,回转阻力大,钻进效率低,容易糊钻。适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层。1)旋挖钻机施工钻孔灌注桩 (1)旋挖钻机不同与常规钻机的特点 编号 区别 旋挖钻机 回旋钻机 1 成孔工艺不同 用筒式钻头成孔,将
11、斗齿切削下来的土直接装进筒式容器内,然后由钻杆提出。用梳齿钻头、滚刀钻头等将土切削,通过循环泥浆带出孔口。2 就位方式不同 履带式行走体系移动方便,就位仅需几分钟,钻机整体置于履带上进行钻孔作业。通过吊车或人工简易方法就位,对原地面要求高,辅助工作时间长 3 施工需求能源不同 由自带的柴油发动机输出动力来完成钻机的行走移动和钻进工作 依靠现场提供大功率电源来完成钻孔工作,4 钻进工效不同 钻杆为液压伸缩式,与钻头相连,可快速下钻和提钻,使钻进速度快,效益高。钻杆间通过栓接或销接,每钻进到一定深度,就必须人工加一节钻杆,速度慢、效益低。5 自身稳定性的可调程度不同 自身稳定性通过底盘伸缩式履带调
12、整,机体垂直度,钻杆垂直度,成孔垂直度通过电子监测元件控制,操作手可直接读取,操作起来简易方便 自身稳定性和垂直度依靠垫在钻机下面的方木和楔块通过人工来调整,成孔垂直度只有在成孔后可测设。6 使用的泥浆不同 由澎润土、烧碱、纤维素根据不同地质按一定比例组成化学泥浆,泥皮薄,护壁作用好,并可重复利用,环境污染小。造浆材料一般为桩体自身土质,遇到砂性土加些粘土或澎润土即可。(2)旋挖钻机的适用范围 从对地层的适宜性来讲,既适用于粘性土,也适用于砂性土,还适用于强度不高的风化岩。从钻孔的方式来讲,既可以湿钻,也可以干钻。从钻孔桩的类型来讲,既可以钻直孔,也可以钻斜孔,最大桩径可达2.5m,最深桩长可
13、达 100m。从施工空间来讲,不需要提供较大的工作面即可作业,这是其他钻孔灌注桩所无法比拟的。缺点是对于流塑状态的粘性土和松散的砂性土,则必须解决泥浆问题,并慎重选用。旋挖钻成孔施工的主要配套机械设备 序号 设备名称 型 号 数 量 用 途 1 旋挖钻机 德国 bg25 8 台 钻孔 2 装载机 zlm40e 2 台 铲运弃渣 3 吊 车 16t 3 台 下钢筋笼,导管,砼灌注 4 泥浆车 8M3 10 台 泥浆外运 5 运渣车 20M3 6 台 钻渣外运 6 电焊机 30kw 12 台 焊接钢筋笼 7 砂石泵 6ps 3 台 清孔 8 泥浆泵 3pnl 12 台 成孔排污 9 震动筛 4 台
14、 化学泥浆的净化,重复利用 10 发电机 75kw 2 台 备用电源 11 全站仪 1 套 测量放线 12 水准仪 4 套 测量放线(3)旋挖钻的施工工艺 工艺原理 旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上,以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源,利用筒式钻斗底部的斗齿,在液压油缸的加压下钻进,切削土体,并压入容器内,然后由钻杆提出筒式钻头,至孔口后快速回转倒土。护壁泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成,并随着旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内,起到静压护壁作用,以保证水头压力,如此反复循环完成成孔作业。成孔达到设计深度和质量要求后,安装钢筋笼和导
15、管,灌注水下混凝土。工艺框图如图所示:旋挖钻施工工艺流程图 桩位放样 埋设护筒 钻进作业 钻机就位 制备泥浆 清孔 连续补充泥浆 钢筋笼制作 安装隔水栓 导管试拼检验 灌注水下混凝土 安装导管 下钢筋笼 桩孔验收 二次清孔 由流程图可知,旋挖钻孔灌注桩的特别之处在于制备泥浆和补充泥浆,在钻孔过程中,要制备符合性能指标的泥浆,同时要及时补充泥浆,以确保孔内水头压力,防止塌孔。(4)旋挖钻施工操作要点 桩位的测量放样 采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。桩位用10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm(四周填以水泥砂浆或混凝土来保护)作为桩的
16、中心点,然后在桩位周围做上标记,既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。埋设护筒 护筒的作用为固定桩位,引导钻头方向,隔离地面水流入孔内,保证孔内水位高出地下水位或施工水位,增加水头高度,保护孔壁不坍塌,确保成孔质量。a、护筒的要求 护筒选用整体式钢制护筒,壁厚58mm,高度3m,内径180cm。为了增加护筒的刚度,防止周转使用中的变形,在护筒的上口和中部的外侧各焊一道加劲肋。由于整个钻孔桩处于黄河高漫滩区,地下水位较高,故在施工前先用水平仪测出原地面标高、地下水位的高度,在埋设护筒时,护筒的顶端均高出地下水位2.0m以上,以增加孔内水头压力。b、护筒的埋设 在埋设护筒前,首先对场地进行平整,垫
17、高、清除杂物。施工中,护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机,使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一,然后在钻杆顶部带好筒式钻头,在钻头的端部临时连接一扩孔器,使成孔直径可达 165cm,深度略小于护筒的埋深,然后用吊车吊起护筒并正确就位,用旋挖钻杆将其垂直压入土体中,从钻头连接扩孔杆至钻进挖深到安放好护筒仅需15分钟。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回,使护筒中心与桩位中心重合,并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。经确认护筒平面位置的偏差不大于50mm,倾斜度的偏差不大于1%,则将其四周用粘土填实,准备下一道工序的施工。钻孔 a、钻机就位 旋挖钻机底盘为伸缩式
18、自动整平装置,并在操作室内有仪表准确显示电子读数,当钻头对准桩位中心十字线时,各项数据即可锁定,勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在 2cm内。b、调制泥浆:泥浆调制的好坏是钻孔桩施工是否顺利的一个关键性指标,经过反复实验,本大桥用泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成,其各组成成分性能和用量如下:膨润土:主要成分为蒙脱石,分钙土和钠土,使用时加入纯碱改造成钠土用于配浆。他具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。烧碱(Na2CO3):调整泥浆的ph值,使其保证在810的偏碱性范围内,以保证水化膜的厚度,提高泥浆的胶体率(
19、稳定率)和稳定性,降低失水量,同时避免了因ph值过小而引起钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度,也避免了ph值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。纤维素(cmc):增加泥浆粘性,使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。钻孔中化学泥浆性能指标和用量如下 膨润土 纯碱 占用土量 纤维素 占用土量 水 m3 相对密度 粘度pa.s 酸碱性ph 胶体率(%)砂率 (%)1t 5kg 0.5 kg 13 1.08-120 19-23 8-10 95 6-8 c、泥浆循环系统的布置 根据现场实际情况,在每排墩身中间场地设置一个造浆池和泥浆净化、循环系统,以满足造浆需要。d、钻进
20、 当钻机就位准确,泥浆制备合格后即开始钻进,钻进时每回次进尺控制在60cm左右,刚开始要放慢旋挖速度,并注意放斗要稳,提斗要慢,特别是在孔口58m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正,而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆,使孔内水头保持一定高度,以增加压力,保证护壁的质量。同时,做好整个过程中的钻进记录,随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。在钻孔过程中,根据不同的地质情况,主要用了以下四种钻头:挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。挖土钻头:是最常用的钻头,在钻头底部有两扇仅可向斗内方向打开的合叶门。当钻进时,斗齿切削孔底土,经合叶门将土压入斗中,当回次进尺
21、完成提升钻头时,斗内的土在自重作用下将两扇门关紧,防止土掉入孔内。出孔口后,通过钻杆上压盘挤压钻头上弹簧螺杆,使合叶门打开到出斗中土。挖砂钻头:用于钻进砂性土地层,也可用于孔底清渣。整体结构与挖土钻头基本一样,只是在底部为双层,双层底可以相对旋转一个角度,实现进土口的打开与关闭。钻进时进土口为打开状态;进尺结束,钻头反向旋转一个角度,进土口关闭,钻头成完全密封状态,将土取出。这主要是基于砂性土无粘结力而设计。筒钻:整体结构与挖土钻头基本一样,只是底部没有封口。主要用于施工孔内的两层胶结岩层,该岩层整体性好,强度大,利用桶钻的剪压作用,破坏岩层的整体性,从而达到进尺的目的。与螺旋钻配合使用效果更
22、佳。螺旋钻头:依靠螺旋叶片之间的空间收集从孔底切削的土体,主要用于钻进胶结层,由小及大,循序渐进,达到破坏胶结层的整体性,从而达到进尺的目的。与桶钻配合使用效果更佳。另外,对于粘性土,特别适宜干法钻进。弃渣外运与钻进同步进行,每从孔内出几桶钻渣,就用装载机及时的外运至弃渣场,以减少现场施工干扰,减少弃渣对桩孔的压力,确保施工现场的文明和质量安全。e、清孔、检孔、成孔验收 清孔:根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高,计算出钻孔深度,用测绳检测孔深,到位后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞取沉渣,直到其厚度符合规范和设计要求,然后注入纯度较高的化学泥浆,置换出孔内的钻孔泥浆,保证清孔后的各项指标符合现场
23、实际地质情况的需要。检孔:主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用22的钢筋加工制作,其外径等于设计桩径(150cm),长度为6m。检测时,将检孔器吊起,把测绳的零点系于检孔器的顶端,使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上,慢慢放入孔内,通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底,表明钻孔桩成孔质量合格,如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象,则需重新下钻头处理。2)回旋钻机施工钻孔灌注桩:(1)回旋钻机钻孔灌注桩施工流程 钻机就位钻孔成孔质量检测清孔安装钢筋笼安装水下混凝土导管二次清孔检查签证灌注桩桩身混凝土成桩质量检
24、测 钻孔桩施工工艺流程图 钻机就 位 钻 进 清 孔 测 量 孔 深、斜 度、孔 径 吊 放 钢 筋 笼 安 装 导 管 制 作 钢 筋 笼 运 至 孔 位 拔 除 护 筒 灌 注 水 下 砼 测 量 砼 面 高 度 输 送 砼 商 砼 平整场地 桩位 放 样 埋设护 筒 配 制 泥浆设 泥 浆 泵 开 挖 泥 浆 池、沉 淀 池 护 筒 制 作 二 次 清 孔 (2)施工准备 a、施工平台:场地无水时,清除现场杂物,将桩基位置整平夯实,埋设钢护筒后,钻机就位即可进行钻孔作业,护筒埋设深度应高出地面30cm。b、桩位测定:采用全站仪坐标法测定桩孔位置。依据设计图纸与技术规范的要求,结合施工实际
25、面向大里程方向从左向右进行桩位放样,并在其四周定出四棵不易受到破坏的护桩,以便进行护筒的准确定位。c、修建循环泥浆池,以供泥浆循环使用,同时修建蓄浆池,待完工后清除现场,以免多余泥浆溢出污染环境。d、护筒埋设 为固定桩位、导向钻头、隔离水、保护孔口及提高孔内水位、增加对孔壁的静压力以防坍塌,于钻孔前埋设护筒。护筒采用钢板制作,内径比设计桩径大20cm。护筒采用人工开挖埋、护筒中心线与桩中心线重合。护筒平面位置偏差不大于 5cm,倾斜度偏差不大于1%。护筒底部与土层相接处用粘土夯实,护筒外面与原土之间也要用粘土填满夯实,严防地表水顺该处渗入。沉入时采用锤击并辅以筒内除土的方法。护筒高度高出地面0
26、.3m 或水面 1.02.0m。当钻孔内有承压水时,应高于稳定后的承压水位2.0m 以上。护筒底端埋置深度根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,埋置深度2.04.0米,特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。护筒连接处保证筒内无突出物,且耐拉、压,不漏水。e、泥浆制备 泥浆由粘土和水拌合而成,粘土采用以水化快、造浆能力强、粘度大的优良膨润土。造浆粘土的技术指标拟控制在相对密度 1.031.06、粘度 1720Pa.s、胶体率大于 98%、含砂率小于 2%、造浆能力不低于 2.5L/kg。泥浆的性能与指标应满足比重、粘度、含砂率、胶体率、pH 值的规范要求。泥浆须试验全部性能指标,钻进中
27、应随时检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等,并填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后及时运走。泥浆性能指标控制表 钻孔 方法 地层情况 泥浆性能指标 相对 密度 粘度(s)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥 皮 厚 静切力(Pa)酸碱度 PH 反 循 环 一般地层 1.021.06 1620 4 95 20 3 12.5 810 易坍地层 1.061.10 1828 4 95 20 3 12.5 810 卵石土 1.101.15 2035 4 95 20 3 12.5 810 f、钻机就位 采用反循环钻机施工,钻机通过施工便道运到施工现场。钻机安装就位时,详细测量,
28、底座用枕木垫实塞紧,并在钻进过程中经常检查。在钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,钻机必须保持平稳,不发生位移、倾斜和沉陷。(3)钻孔 a、钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进速度、钻进压力及适当的泥浆比重。b、开钻时,应将钻头提高距孔底20-30cm将真空泵加足清水,启动真空泵把水引到泥石泵后,启动泥石泵把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循环,启动钻机慢速钻进。当一节钻杆钻完时,停止转盘,并使反循环延续工作至孔底沉渣基本排净(约1-3min),然后关闭泥石泵接长钻杆,经检查一切正常后继续钻进。在粘土中钻进时,用一档转速,
29、放松吊绳,自由进尺。在砂砾层中钻进时,采用一、二档转速,并控制进尺,以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。c、安排钻孔顺序时,相临两孔不能同时进行钻孔作业,一孔灌注混凝土完成24小时后其邻孔才能开始钻孔作业。d、钻孔作业连续进行,经常对钻孔泥浆抽检试验,不符合要求时及时调整。e、孔内水头始终保持在高出孔外水位线或地下水位线1.01.5m,加强护壁,防止塌孔。停钻时,钻头提离孔底2.0米左右,防止出碴口被堵塞。接长钻杆时,接头一定要完好,防止漏气、漏水和掉钻头等事故的发生。f、开始钻进时,适当控制进尺,使初期成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。钻进过程中,每进尺5-8m,检查外孔直径和竖直度。
30、用圆钢筋笼吊入孔内,使圆笼中心与钻孔中心符合,如上下各处无挂阻,则说明钻孔直径和竖直度符合要求。g、正常钻进时参考地质资料掌握土层变化情况,每钻进2m或地层变化处,及时捞取钻碴取样,判断土层,记入钻孔记录表,并与地质资料进行核对。根据核对判定的土层及时调整钻机的转速和进尺。若钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有明显差别时,及时上报,待批准后再行施工。h、当钻孔深度达到设计要求时,应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查,确认满足要求后,立即填写终孔检查证,并经监理工程师认可,方可进行孔清理和灌注水下混凝土的准备工作。(4)第一次清孔 钻孔深度达到设计标高后,采用外径 D 等于钻孔桩钢筋笼直径加
31、100mm 且不大于钻头直径,长度不小于 4D 的钢筋检孔器吊入钻孔内对孔深、孔径孔型进行检查,符合规范及设计要求后报请监理工程师复查,签认后应迅速清孔,清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求,为灌注砼创造良好的条件。达到规范要求的清孔标准后,即可停止清孔。钻孔质量标准 序号 项 目 允 许 偏 差 1 孔 径 不小于设计孔径(150)2 孔 深 不小于设计孔深 3 孔位中心偏差 不大于 50mm 4 倾 斜 度 不大于 1%5 灌注混凝土前孔底沉渣厚度 不大于 30cm(5)钢筋笼制作、运输、吊装和声测管的埋设 a.钢筋笼制作:按图纸设计的桩加强筋内
32、直径做一圆形转盘,先在圆盘上按设计直径成型待用。按设计尺寸作好加强筋,并标出主筋位置。先把主筋调直摆放在平整的工作台上,并标出加强筋的位置。使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记,扶正加强筋,使加强筋和主筋垂直,然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋,接着在骨架两端各站一人转动骨架,将其余主筋逐根焊接。主筋在加强筋全部点焊之后,接着就套入螺旋筋,按设计位置将螺旋筋绑扎在主筋上,再点焊牢固。b.钢筋笼的运输:钢筋笼用吊车,人工配合平车运输,在平车上加托架,钢筋笼内加临时斜撑保证运输过程中不变形。c.吊装钢筋笼:钢筋笼吊装前先检查孔底深度是否符合要求;孔壁有无防碍钢筋笼吊放和正确就位的情况
33、。吊放时避免骨架碰撞孔壁,防止泥土等杂物带入孔内,在钢筋笼外侧每隔11.5m 绑扎混凝土垫块或焊接钢筋耳环,以保证骨架外混凝土保护层厚度。钢筋笼采用分节吊放。为防止骨架变形,采用两点吊,起吊前在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强骨架刚度。起吊时,先提骨架下部的第一吊点,使骨架稍提起在上部第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点,直到骨架在地面垂直,停止起吊。在整个吊装过程中保证钢筋笼骨架顺直、不变形,。当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁。骨架进入桩孔后,由下而上逐个解去绑扎松木杆。当前一节的钢筋骨架接近最上方的加强箍筋时,用方木或型钢穿过加强箍筋
34、的下方,将钢筋骨架临时支撑于孔口,然后吊放第二节钢筋骨架,使上、下两节骨架位于同一竖轴心线上,在孔口进行焊接。采用单面搭接焊,单面搭接焊的焊缝长度不小于 10 倍的钢筋直径,同一截面内主筋的接头数量不超过主筋总数的 50%,而相邻钢筋接头错开一定距离(35d 长度,不小于 50cm)。如此循环,使骨架降至设计标高。吊放后校正轴线位置,并与定位钢筋骨架焊接固定,以免在灌注混凝土时钢筋笼移动或发生浮笼现象。钻孔桩钢筋骨架制作安装允许偏差 序 号 项 目 允 许 偏 差 1 主筋间距 10mm 2 箍筋间距 20mm 3 骨架外径 10mm 4 骨架倾斜度 0.5%5 骨架保护层厚度 20mm 6
35、骨架中心平面位置 20mm 7 骨架顶端高程 20mm 8 骨架底面高程 50mm d.声测管的埋设:在钢筋笼加工的同时按图纸设计要求埋设声测管。在每个基桩内均匀布设 3根声测管,3 根声测管按平面夹角 120 度等间距布置,绑扎在基桩加强箍筋上。接头处用706.5 钢管焊接,接头处及底部保证密封良好,顶部用木塞封闭,防止砂浆、杂物堵塞管道,下端用钢板焊牢不得漏水。(6)导管的制作与安装 导管用325mm,壁厚 3mm 的无缝钢管制作,每节长 2.06.0m,配 12节长 0.51.m 短管,导管采用丝扣连接,并垫橡皮圈,使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验,保证导管不漏水。导管内壁光滑,
36、内径大小一致,连接牢固,在压力作用下不漏水。导管上口接漏斗,在接口处设置隔水栓,以隔绝混凝土与导管内水的接触。隔水栓用直径较导管内径小 34cm 的沙包,外面包裹编制袋以保证密封严实。以粗铁丝悬挂在导管上口且隔水球能在导管内滑动自如。导管安装后,其底部距孔底应有 400500mm 的空间。砼浇注支架用型钢制作,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置砼漏斗。(7)第二次清孔 在第一次清孔达到要求后,由于安放钢筋笼及导管,在这段时间内,孔底又会产生沉淀,所以钢筋笼及导管就位后,利用导管进行第二次清孔。清孔方法采用抽浆法,以导管作为吸泥泵的吸浆管清孔。清孔标准是孔深达到设计要求,孔底泥浆密度 1.0
37、31.10,复测沉碴厚度不大于 30cm,粘度 1720pa.s,含砂率2%,胶体率98%,清孔完成后,立即灌注水下砼。(8)灌注水下砼 混凝土的配制及运输 混凝土的配制:a、拌和站和各种计量器具经过严格标定。b、在称量前,对计量设备进行再次校核。c、严格按照经代表处和驻地监理工程师批准的配合比选用各种材料。d、现场测定砂石料的含水量,精确计算出各种材料的用量。e、按规定严格称好各种原材料后,往拌和机内顺序加入石子、砂、水泥。开动拌和机,将材料拌和均匀,在拌和过程中将水徐徐加入,全部加料时间不宜超过 2min。水全部加入后,继续拌和约 2min,保证混凝土拌和均匀。f、在搅拌地点和浇筑地点分别
38、取样检测混凝土的坍落度。水下混凝土的配制除应满足一般混凝土的配制要求外,还应注意以下事项:水泥的初凝时间不宜早于 2.5 至 3.5 小时。混凝土的拌制严格按照总监代表处及驻地监理工程师批准的混凝土配合比进行拌制混凝土。施工中所用的碎石,最大粒径不可大于导管内径的 1/61/8 和钢筋最小净距的 1/4,最大粒径不超过 4cm,最小粒径不宜小于 5mm,并应有良好的级配。为使混凝土有较好的和易性和流动性,砂率宜采用 4050%,水灰比宜采用0.40.5,并使拌合机卸出的拌合物到进入导管时坍落度为1822cm为宜。每根基桩的混凝土灌注应保证在该根基桩首批灌注的混凝土初凝以前完成。混凝土搅拌时必须
39、严格按试验室配合比通知单操作,不得擅自修改。配合比中各种材料用量应计量准确,计量误差在设计及规范允许范围内。雨季施工期间对砂石每天测定含水率,以便调整用水量。混凝土运输:通过新修的施工便道通向每根基桩,采用多辆搅拌式混凝土运输罐车连续输送混凝土,在运输途中慢速均匀搅拌,保证混凝土运至浇注地点后不发生离析。灌注混凝土时在每个交叉路口安排专人负责指挥交通,确保施工道路畅通无阻,以保证连续不间断运输和灌注混凝土。漏斗容积的确定:首批灌注混凝土的数量,要保证将导管内水全部压出,并能将导管初次埋入混凝土 1.0m 深。按照这个要求计算第一斗连续浇灌混凝土的最小用量,从而确定漏斗的尺寸大小及储料槽的大小。
40、漏斗和储料槽的最小容积 V(立方米)的计算:V=h1d2/4+HcD2/4 h1=Hww/c 式中:Hc导管初次埋深加开始时导管离孔底的间距(m);h1孔内混凝土 Hc 高度时,导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度(m);Hw孔内水面到混凝土面的水柱高(m);w、c孔内水及混凝土的重度;d、D导管及桩孔直径(m);漏斗顶端高出桩顶 3m,以保证在灌注最后部分混凝土时,管内混凝土能满足顶托管外混凝土及其上面的水重力的需要。灌注桩身混凝土:采用混凝土搅拌运输车运输,由进料斗进料,连续灌注,一气呵成,避免任何原因中断,随灌随提升导管,同时用一台吊车配合吊放、拆卸导管。每车均检查混凝土的均匀性和坍落
41、度,符合规范要求后,再开始灌注。首批混凝土的灌注数量应满足导管初次埋入砼深度不小于1.0m,并能填充导管底部的间隙和使水不可能重新流入导管。砍球前,导管距孔底的高度要适当,一般取4050cm。灌注时隔水栓预先用铁丝悬吊在混凝土漏斗下口,当有足够混凝土储存于漏斗后,剪断铁丝,使漏斗中储备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落,将导管内水挤走,混凝土沿导管下落至孔底堆积,并使导管埋在混凝土内首次埋深1米,此后向导管灌注混凝土。首批混凝土灌入后,立即测探孔内混凝土面高度,计算出导管埋置深度,如符合要求再进行正常浇筑。混凝土灌注连续进行,随灌注随拔管,并尽可能缩短拆除导管的时间,当导管内混凝土不满时,应徐徐浇注
42、,防止在导管内造成高压空气囊,压漏导管。在浇筑过程中,应保持孔内水头,防止坍孔,同时保持导管出口在混凝土中的标准埋深。在灌注过程中,由专人随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管埋深,提管时保证导管埋入混凝土面内26m深度。防止导管提升过猛,管底提离混凝土面或埋深太小。同时也要防止导管埋入过深,而造成导管内混凝土压不出或导管被混凝土埋住,不能提升,从而造成断桩。灌注混凝土过程中,制作试件三组,标准养护,试验7d、28d龄期强度,以检验桩身的质量。灌注的桩顶标高应比设计高0.51.0m,多余部分在接桩前凿除,以保证桩顶混凝土的质量。施工现场配备 1 台 50KW 发电机,紧急停电时备用,保证在任何
43、情况下都能顺利灌桩。钻孔桩质量控制标准 项 次 检 查 项 目 规定值或允许偏差值 检查方法和频率 1 混凝土强度(MPa)在合格标准内 按评定标准附录 D 检查 2 桩位(mm)50 全站仪或经纬仪:每桩检查 3 孔深(m)不小于设计 测绳量:每桩测量 4 孔径(mm)不小于设计孔径(150)探孔器:每桩测量 5 倾 斜 度(mm)1%桩长,且不大于 500 用侧壁(斜)仪或钻杆垂直法:每杆检查 6 沉淀厚度(mm)不大于 30cm 沉淀盒或标准测锤:每桩检查 7 钢筋骨架标高(mm)50 水准仪:测每桩骨架顶面高程后反算 3)钻孔及水下混凝土灌注过程中异常事故及处理办法(1)沉碴厚度超标
44、原因:清孔泥浆比重过大,含砂率过大,胶体率小。处理办法:控制清孔后的泥浆比重小于1.20,同时保证泥浆的粘度、含沙量等满足规范要求,并进行二次清孔,直到满足设计要求为止。(2)坍孔 坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。原因如下:泥浆比重不够或泥浆性能不符合要求,使孔壁未形成泥皮,导致孔壁渗漏。孔内水头高度不足,支护孔壁压力不够。护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面尤其是覆盖层或较差土层受水浸泡软化或钻机装置在护筒上由于振动使孔口坍塌、扩展成较大坍孔。在松软砂层中钻进,进尺太快护壁不好。钻头旋转速度过快,空转时间太长。清孔后泥浆
45、比重、粘度等指标降低,反循环清孔,泥浆吸出后未及时补浆。起落钻头时碰撞孔壁。预防及处理原则 保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。在覆盖层或砂土层加大泥浆比重和稠度,使孔壁泥皮厚度可靠,减小失水量。保证钻孔时有足够的水头高度,不同土层选用不同的转速和进尺。保持孔口周围排水良好,尤其是表层土较差区域保持干燥无积水,并避免重载扰动。起落钻头时对准钻孔中心插入。坍孔事故发生后,回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上12m,回填土层稳定后重新钻孔。(3)钻孔偏斜和缩孔 偏斜、缩孔原因 钻孔过程中遇到较大的孤石或探头石,在扩孔较大处钻头摆动偏向一方。没有采用减压钻进或钻进时速度过快,成孔造成偏斜。钻杆刚度
46、不够,钻杆弯曲接头不正,钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。在软地层中钻进过快,水头压力差小,造成缩孔。预防和处理 安装钻机时使底座水平,起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条竖直线上,并经常检查校正。坚持采取减压低速钻进。钻杆接头逐个检查,及时调整。遇有斜孔、偏孔时,用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况,在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。(4)掉钻 主要原因:钻进时强提强扭、钻杆接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入孔中,另外由于操作不当,也易使铁件等杂物掉入孔内。预防和处理:小铁件可用电磁铁打捞。钻头的打捞应视具体情况而定,主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥
47、平钩等器具。(5)水下混凝土灌注时导管进水 其主要原因有:首批混凝土储量不足,或导管底口距孔底间距过大,混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。处理方法:将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清除,重新灌注或拔出钢筋笼,重新清孔。(6)导管卡管 主要原因 初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因如坍落度过小、流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中运混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料集中造成堵塞。机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土的下落阻力,混凝土堵在
48、管内。预防措施:准备备用机械、掺入缓凝剂,做好配合比,改善混凝土的性能。处理办法:拔管、吸渣重灌或拔出钢筋笼,重新清孔。(7)埋管 导管无法拔出成为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深,须及时提升导管,控制埋深。(8)水下混凝土灌注时坍孔 发生坍孔后,查明原因采取相应措施,如保持或加大水头,排除震动等防止继续坍孔,然后用吸泥机吸除孔中砾土,如不继续坍孔可恢复正常灌注,如坍孔不停止、坍孔部位较深,宜将导管和钢筋笼拔出。保存孔位回填粘土重钻。在钻孔过程中除以上几种主要事故外,还须注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等。4)钻孔灌注桩加固(1)清孔 试桩应严格按照相关规范进行二次清孔,二次
49、清孔在下导管后进行,二次清孔采用气举反循环或泵吸反循环,二次清孔后的孔底沉渣厚度100mm,二次清孔完成后,立即灌注水下砼。(2)注浆管制作与安装 桩端后注浆 利用声测管作为底注浆管,声测管布置3根,呈等边三角形,声测管为57钢管,顶端高出地面500mm,并用堵头封严,防止泥浆等杂物进入,超声波检测后进行桩端注浆。3根57钢管绑扎布置在钢筋笼内侧,随钢筋笼一起下入孔底,选取两个声测管作为注浆管,2根注浆管下部分别用三通联接1根内径为25带钢丝的柔性高压塑料管,注浆喷头绕桩身环形布置,注浆喷头管的外侧打孔后缠防水塑料袋密封,两根中一根作为备用管,主注浆管出现意外注浆失败时使用。压力注浆流程见下图
50、 压力注浆工艺流程图 成 孔 预埋注浆管下钢筋笼 清 孔 制作注浆管 浇筑混凝土成孔 注浆管开塞 压力注浆 拌制水泥浆 桩侧后压浆 桩长 45m 及以上的设置 3 道侧注浆阀,桩长 45m 以下的设置两道,按照以下原则布设注浆阀:最下面一道距离桩低 12m-18m、最上面一道距离桩顶8m-15m,每道侧注浆阀竖向间距为 12m,每道注浆阀对应一根注浆钢管,注浆管采用DN25 钢管,钢管绑扎布置在钢筋笼外侧,随钢筋笼一起下孔,注浆管端部用三通联接注浆喷管,注浆喷管为 1 根25 带钢丝的柔性高压塑料管,绕桩身环形布置,沿钢筋笼外侧布置,在喷头管的外侧打孔后缠塑料袋密封。开塞 灌注桩后注浆施工中,