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1、桥梁工程桩基施工监理实施细则 (一)钻孔灌注桩 1.钻孔灌注桩施工监理程序 2.钻孔灌注桩施工前准备监理要点(1)检查原材料质量:原材料质量如水泥、砂、碎石、钢筋等,需经试验检验合格后方可同意使用。(2)复核承包人砼配合比设计 承包人应在开工前 35 天完成混凝土配合比设计,监理试验室要对承包人的设计配合比进行复核验证,报总监理工程师审批后才允许使用。(3)检查承包人施工机械 施工机械主要是钻机、砼拌和机、发电机、砼运输浇筑机械,监理工程师应对施工用机械详细审查:数量、性能、规格型号等,对于不能保证施工技术要求的机械决不能使用。应要求承包人有足够的备用机械以及零部件。(4)复核承包人的测量放样
2、 测量监理工程师应对承包人的测量放样所用的基线控制桩以及标高控制点进行复测,并对桩位进行逐桩复核。(5)审批开工报告 承包人在完成施工前准备工作即可申报开工,开工申请报告应包括:施工组织设计、施工方案,材料、机械准备情况,质量保证措施,安全环保措施,施工进度计划等。应特别注意审查钻孔工艺及砼灌注工艺,必须确保灌注桩钻孔与灌注达到质量要求,监理工程师通过严格审核后如确认具备开工条件,可同意开工。3.施工阶段监理要点(1)检查护筒埋设 护筒结构、尺寸及埋设应符合公路桥涵施工技术规范JTG/T3650-2020 要求。护筒长度应适应地层的情况且应保证孔口不塌为限,一般不小于 2m,软基地层应增加护筒
3、长度。护筒的顶标高应高出地面 30cm 或水面 1.0-2.0m,应高出承压水位 2.0m 以上。检查护筒位置;检查护筒中心位置,允许 5cm 偏差。检查护筒顶标高:护筒顶标高应作为测量孔深的基准。测量工程师应严格复核护筒顶标高,用以控制孔深及孔底标高。(2)钻孔作业检查 开钻前,测量监理工程师应对钻盘中心进行再次复核后才能开钻,这一点对于水中桩基尤为重要。开钻前应检查钻头高度、直径,钻杆长度。开钻前,要检查钻架有无倾斜、位移,护筒有无位移,要保证钻头对中。钻进过程中应随时检查:a.孔倾斜度:保证钻孔倾斜度不超过规范要求:b.孔深:随时记录钻孔深度的地层变化情况,尤其要检查核实地质变化层界面的
4、标高,以便与图纸地质剖面图相核对;保证桩基嵌入岩层深度。c.了解钻进过程中是否有塌孔现像,并应有详细记录。钻孔灌注桩钻进的注意事项 a.无论采用何种方法钻孔,开孔的孔位必须准确。开钻应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。b.采用正、反循环钻孔(含潜水钻)均应采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力,而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的 80%。采用冲击钻钻孔时,必须控制钻头的提升高度、中心偏位等相关问题,勤检查勤修正。c.在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外
5、。d.按设计图纸、规范要求,对孔的竖直度进行检查,不符合要求,必须做进一步的处理。(3)钢筋笼的制作与安装检查 钢筋笼的制作,必须按照设计图纸配筋,钢筋笼的绑孔、焊接应符合规范规定的要求,特别注意主筋接头的布置,必须错开。钢筋笼按照设计要求设置保护层。(如采用超声波检测桩基时声测管布设间距要对等,声测管安装牢靠顺直,接管处不得渗漏,管底焊接密闭)。钢筋笼应在沉放前分段制做,监理应检查钢筋主筋的长度、根数、规格,检查钢筋笼螺旋筋间距、钢筋笼直径以及保护层的设置。对预先加工的钢筋笼段作检查验收后,方可同意沉放。钢筋笼连接采用焊接,为便于钢筋笼同心连接,主筋在加经时接头应弯制成规定角度,采用单面焊时
6、,焊接长度不小于 10d,采用双面焊时不小于 5d,焊接应饱满平整,采用“5”字开头的焊头,严禁使用 422 焊头。应控制焊接速度,以防塌孔。本合同段桩基钢筋笼链接均采用机械连接,钢筋笼在制作、运输、安装时均应注意丝扣的防护,确保质量。钢筋笼沉放到位后,要检查顶面标高和轴心位置,钢筋笼准确安放定位后,应固定牢固,防止钢筋笼掉落孔底以及移位。(4)清孔作业检查 清孔要求 a 清孔要求符合钻孔成孔质量标准表。b 清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。c 在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方
7、可灌注水下混凝土。清孔时注意事项 a 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,可根据具体情况选择使用。b 不论采用何种清孔方法,在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止坍孔。c 无论采用何种方法清孔,清孔后应从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验。清孔完毕后,监理检查控制内容:a 孔深:(用测绳测量)b 孔径:用检孔器(孔规)放到孔底,监理员旁站 c 孔倾斜度(由监理员检查)d 泥浆比重,粘度及含砂率检查(监理员用仪器检查)泥浆性能应符合 公路桥涵施工技术规范 关于“成孔质量标准”的要求见附表。e 沉淀层厚度检查 以上各项检查合格,可以沉放钢筋笼和导管,在灌注砼前,要重测孔深,并计算
8、沉淀层厚度,在沉淀层厚度超标时,必须重新清孔,直到合格为止。(嵌岩桩沉渣厚度不大于设计规定,嵌岩深度不小于设计要求)(5)水下砼灌注的旁站监理 在灌注桩施工之前,结构监理工程师应到现场检查各项准备工作,检查内容包括:导管安装:检查导管直径、接头密封性能,不得漏气漏水,必要时应做密封试验。对导管接头还应做接头抗拉试验。导管下口至孔底距离宜为 2540cm;在桩基灌注混凝土之前,监理工程师还应检查以下内容 a 漏斗检查:漏斗容量应能保证封底并满足埋填导管深度不得小于 1 米;漏斗安装高度要求漏斗底距泥浆面的高度应为 24 米;检查漏斗口是否设有可靠的止水设施等。b 拌合现场准备就绪,拌制砼坍落度、
9、和易性均应符合要求,运输过程中不发生离析。在灌注过程中,应保证砼灌注连续进行,不得中断,导管埋深在 2.06.0m 范围内。出现问题时,现场及时处理。现场监理应做好以下记录:a 按时抽检砼坍落度和砼抗压强度试块,对砼坍落度不合格、和易性不好的砼,不准用于灌注,以防卡管断桩;b 记录灌注砼的方量和相应的砼顶面标高,记录分析扩颈、缩颈等情况;c 记录是否有塌孔等异常情况;d 发现钢筋笼上浮等异常情况应及时调整灌注速度,并报告结构监理工程师处理;e出现卡管断桩等情况时,结构监理工程师应到场参与事故处理,并及时通报发包人。砼灌注结束检查 灌注结束时应检查砼的超灌高度,砼顶面应高于设计标高高出不小于 5
10、0cm。记录理论用量和实际砼用量,检查钢筋笼是否上浮。4.成桩质量检验(1)测桩前,由测量监理工程师检测桩顶标高和平面位置,结构监理工程师应逐桩检查桩头,并按设计要求频率指定测试桩位。(2)砼质量无破损检测 灌注混凝土质量检验按设计要求进行,设计无要求时,一般采用无破损检测方法检查,无破损检测必须由专门的具有专业资格的单位来检查。监理工程师有责任对受委托单位的资质和业绩做审查,测试单位应具有省部级资格审查证书,不具备资质和能力的单位不应委托。(3)钻孔灌注桩合格标准 钻孔灌注桩完成后应如下表内规定要求进行检查验收,鉴定是否合格。5.钻孔灌注桩施工安全监理要点(1)施工作业区域应设置警戒区。(2
11、)钻孔桩位旁须设置安全警示标识牌,禁止无关人员靠近。(3)钻孔灌注桩使用的泥浆池周边须设置围栏。(4)临近堤防及其它水利、防洪设施施工应符合先关部门的有关规定。(5)山坡上钻(挖)孔灌注桩施工应清除坡面上的危石和浮土;存在裂缝的坡面或可能坍塌区域采取必要的防护措施。(6)停止施工的钻、挖孔桩,孔口应加盖防护,四周应设置栏杆及明显的警示标志,夜间应悬挂示警红灯。(7)钻机等高耸设备应按规定设置避雷装置。(8)操作人员的安全防护用品(安全帽、雨鞋等)必须配置到位。(9)钢筋笼下方应采用专用吊具。钢筋笼孔口连接时,孔内钢筋笼应固定牢靠。作业人员不得在钢筋笼内作业,安全带不得扣挂在钢筋笼上。(10)钻
12、孔完毕后下放钢筋笼时,吊车须有专人指挥。(11)浇筑混凝土时,孔口应设防坠落设施。(12)灌注混凝土拆卸导管时须有专人指挥,拆除的导管、吊斗在回旋半径内严禁站人。(13)施工场地及行走道路应平坦坚实,满足钻机正常工作和移动的要求。(14)钻机安设应平稳、牢固。(15)发生卡钻时,不得强提,应查明原因并处理。(16)停转时,钻头、钻杆应置于孔外安全位置。(17)钻机电缆线接头应绑扎牢固,不得透水、漏电;电缆线不得浸泡于水、泥浆中,不得挤压电缆线及风水管。(18)冲击钻机的卷扬机应制动良好,钻架顶部应设置行程开关,钢丝绳应无死弯和断丝,安全系数不应小于 12;钢丝绳夹数量应与钢丝绳直径相匹配,并应
13、设置保险绳夹。6.水下混凝土灌注方法 本总监办所辖标桥桩基多,将会遇到孔底、孔壁渗水量大,有可能采用水下混凝土工艺灌注,混凝土采用集中拌和,混凝土搅拌罐车运输和混凝土输送泵输送,用汽车吊车或卷杨机提升导管。(1)混凝土原材料质量及配合比符合规范要求。(2)作业场地整洁,各项材料储量满足施工要求。(3)搅拌站、搅拌罐车、输送泵、电力设施调试正常,且有备用,劳动力分工明确,保证混凝土浇注的连续。(4)灌注前检查孔底沉渣、泥浆指标,符合规范及设计要求后方可灌注水下混凝土(5)安装导管顶口料斗和球阀,首批混凝土数量必须且能满足导管首次埋深(1.0m)和填充导管底部的需要。混凝土利用搅拌运输罐车运输至料
14、斗进行灌注。(6)首批混凝土下落后,将连续浇注。浇注过程中注意保持孔内水头,并以测绳勤测孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深,使之控制在规范规定内。(7)为防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底 1.0m 左右时,降低灌注速度当混凝土升至钢筋笼底口 4.m 以上时,提升导管,使导管底口高于钢筋笼底口 2.0m 以上,方可恢复正常灌注速度。(8)水下混凝土灌注过程中,导管提升应确保垂直、缓慢,以防碰撞钢筋笼或将导管拔超孔内混凝土面,确保混凝土灌注至桩顶设计标高以上 1.5m。整桩混凝土灌注应快速、连续,以保证桩头质量。(9)混凝土灌注结束后,一方面核对混凝土灌注量,另一方面探测桩头混凝土位
15、置,确保混凝土面在控制范围内。(10)及时填写混凝土灌注纪录。(三)旋挖钻孔成桩 1.旋挖钻孔成桩施工监理(1)泥浆制备监理 旋挖钻机的特点:与传统的正反循环钻机相比,旋挖钻机具有成孔速度快的特点,其工艺优点为:孔壁不会产生泥皮。因为成孔过程一直都受钻斗的刮擦;在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力,提高桩的质量。缺点:因为不能形成泥皮,护壁性不好,容易缩径、垮孔。在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,采用澎润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如
16、果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。要充分发挥泥浆的作用,其指标的选取是非常重要的。就要求在实际工程的施工中,根据工程地质具体情况,合理地控制不同土层中泥浆的指标。稳定液的原材料:稳定液应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。主要指标为密度、粘度、PH 值、含砂量等。对当地的粘土进行调查,控制泥浆的粘土应选用粘粒含量大于 50%,塑性指标大于 20,含砂量小于5%,二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为 3-4 倍的粘土为宜。稳定液的配合比 应按地基土的状况、钻机和工程条件来定
17、。一般 100L 的水需加8kg 的膨润土,对于粘性土层,膨润土可降低到 34kg。由于情况各异,稳定液的性能指标和配合比,必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化。稳定液粘度的选取 钻斗钻成孔法为了防止孔壁坍塌,所用稳定液的必要粘度参考值如表 2。泥浆池的设置 根据现场桩长和桩位布置情况,合理集中设置泥浆池,泥浆储备量应满足钻机速度要求,对泥浆进行循环利用,对泥浆池进行安全围护,减少泥浆漫流造成环境污染。(2)钻头的类型及应用的监理 旋挖钻头实际上就是一个盛土的筒式容器,只是在斗的下侧焊接切削土壤的刀片或刃口。随着旋挖钻进工艺的推广应用,旋挖钻机施工遇到沙层、硬岩基层、卵砾石层等各种复
18、杂地层,旋挖钻机的应用也受到了一定限制。在施工中根据地质报告反馈的地层选用不同的钻头,可以提高施工效率,节约生产成本。钻具选用不合适会导致钻具消耗增加,浪费设备动力能源,还可能会因成孔速度慢而导致孔内事故。钻头的类型很多,常用分为两大类。回转钻头:a.单底土斗 b.双底捞砂 斗嵌岩钻头:a.短螺旋钻头 b.嵌岩筒钻 c.牙轮钻头 钻具应有一定的刚度,在钻进中或其他操作时,不产生移动和摇晃,钻具的安装应符合生产厂家的标准。施工前,根据施工地质情况选用合理的钻具。在一般地层情况下可选用摩擦钻杆和回转钻头,也就是第四纪地层。施工时可配用短螺旋钻头、回转斗,嵌岩钻头等各种规格的钻头。根据不同的土壤、地
19、质条件选择应用的钻具:回转钻头,适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。嵌岩螺旋钻头,适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。岩心回转斗,适用于风化岩层及有裂纹的岩石。钻头规格据实际工程的情况选购选配。钻斗的斗齿前角选取 旋挖钻机工作时的压力、扭矩传递为:压力:动力头油缸动力头钻杆钻头切削刀;扭矩:动力头马达动力头转盘钻杆钻头切削岩土。从整个旋挖钻机工作过程来看,将钻机的动力转变为施工所需的压力和扭矩的大小,在每台钻机出厂以后就已经确定下来,而传输过程中的压力和扭矩的利用率则取决与钻杆和钻头,钻斗的关键参数是斗齿刃前角,对于相同的地层使用同一钻进扭矩,不同的斗齿刃
20、前角度,钻进效率不同。因此,只有选择合适的刃前角,才能提高进尺效率。经过大量的试验:对于硬度较小的第四地层、强风化层和少冰冻土层,钻比较松软的地层时斗齿刃前角应稍大些,选取 4565为宜;钻比较硬的地层时斗齿刃前角应稍小些,选取2545为宜。(3)旋挖钻机钻杆结构及其应用的监理 使用旋挖钻机钻孔,首先遇到的是地质情况(地层硬度)。现把地层硬度由软到硬排列如下:a.淤泥层;b.泥土、(泥)砂层;c.卵(漂)石层;d.强风化岩层;e.中风化岩层;f.弱风化岩层;g.微风化岩层;h.基岩层。钻杆的类型 根据钻孔时采用的钻进加压方式不同,钻杆分为三种类型:摩擦加压式钻杆(简称:摩擦杆)、机锁加压式钻杆
21、(简称:机锁杆,又称:凯式钻杆)和组合加压式钻杆(简称:组合杆)。摩擦式钻杆(见图 1)一般用于较软地层的钻孔施工,可钻进淤泥层、泥土、(泥)砂层、卵(漂)石层。机锁式钻杆(见图 2 和图 3)不但可用于软地层,也可用于较硬地层施工。机锁式钻杆可钻进淤泥层、泥土、(泥)砂层、卵(漂)石层和强风化岩层。钻杆的提升和伸放 钻杆在完全缩进状态被安装到旋挖钻机上,整根钻杆的重量通过最内一节杆的扁头和提引器相连接作用在主卷扬钢丝绳上。最内一节杆通过焊接(或安装)在其上的圆盘和安装的弹簧、弹簧座(托盘)将其它各节杆托起(弹簧座的外径与一杆钢管外径相同)。钻杆下放(伸出):钢丝绳下放,钻杆由于自重整体下降,
22、1 杆在动力头内键套内滑动下降。当 1 杆上的减振环碰到动力头上平面时,1 杆被动力头托住,停止下降;钢丝绳继续下放,其余各节杆在重力作用下一起继续下降。当第2节杆的挡环碰到1杆下管内键上端面时,2 杆被 1 杆挡住,停止下降;钢丝绳继续下放,其余各节杆在重力作用下一起继续下降。当第 3 节杆的挡环碰到 2 杆下管内键上端面时,3 杆被 2 杆挡住,停止下降。如此继续,直到各节杆全部伸出,将安装在最里边一节杆方头上的钻具下放到孔底。由此可见,各节钻杆的伸出(下放)是由外向里进行的。钻杆提升(缩进):(以 5 节杆为例)每次钻进结束后,钢丝绳提升,5 杆带着钻具一起向上提升,同时 5 杆向 4
23、杆内缩进。当 5 杆完全进入 4 杆内时,安装在 5 杆上的弹簧座(托盘)将 4 杆托起,带着4 杆一起上升,同时 4 杆、5 杆一起向 3 杆内缩进。如此继续,直到5、4、3、2 各节杆全部缩进 1 杆内,并且 1 杆也被弹簧座托起在动力头内键套内滑动上升,直至钻杆和钻具全部提出地面。由此可见,各节钻杆的提升(缩进)是由内向外进行的。钻杆扭矩传递和加压原理 钻机在钻孔作业时,钻杆要将动力头的两个作用力传递给钻具,一个是圆周方向的旋挖扭矩 M(圆周力 F);另一个是轴向的加压力 N。把这两个作用力从第 1 节钻杆传递给第 2 节钻杆;第 2 节钻杆传递给第 3 节钻杆最末一节钻杆传递给钻具。这
24、两个作用力的传递是靠外面一节杆下部的内键和其里面一节杆的外键相互作用完成的。由于摩擦杆和机锁杆加压力传递的作用原理不同,故分开论述。下面均以第1、2 节钻杆为例论述各节钻杆传递旋挖扭矩和加压力的原理。注:在使用机锁钻杆时,要警惕钻杆每节的锁点是否解开,建议在每次每斗上提前将根据钻进深度逆向旋转。也可按每节钻杆一圈逆旋,如第三节已抽出就三圈,即可有效的保证每节的锁点解开。(4)旋挖钻进成孔工艺的监理 钻进成孔:旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩
25、土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。成孔中,按试施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度,通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。每次弃土后,钻头重新置入时严格控制同心度,防止偏孔和超挖。做好每钻进循环的岩
26、土渣样的取样、留样,标明在孔桩的位置和取样时间,做好现场地质素描,及时填写钻孔记录表。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。(5)旋挖钻机气举反循环全断面硬岩成孔的工艺原理 反循环钻具适合于坚硬地质和岩层。刀具一般为:牙轮滚刀和楔齿滚刀。有全截面反循环钻具和环面反循环钻具。工艺原理。旋挖钻机气举反循环又称气压反循环。其基本原理是压缩机通过旋挖钻机动力头下面的随动气龙头及配套送气管路将压缩
27、空气送至孔底牙轮或滚刀钻头的气水混合室,并使空气与钻头吸渣管内的水合物,从而形成比重小于吸渣管外泥水混合物的气水混合物。在不同比重形成的压力的作用,吸渣管内的气水流挟带岩屑派离孔底沉淀在钻头上部集渣筒内或直接排到孔外沉淀池内。沉淀析出的水以自流的方式向钻头与孔壁的环状间隙直至孔底,形成往复循环。工艺特点 适应旋挖钻机加压能力大特点,钻进效率较其他钻进方式高;旋挖钻机采用气举反循环钻进工艺,孔底大块岩石渣都能排离孔底,无岩石二次破碎现象,钻进效率高;钻进过程中,钻头切削具冷却效果好,提高钻头所以寿命;工艺操作比较复杂,需要人员较多,并且要求技术比较熟练。旋挖钻机全断面硬岩成孔的工艺设备条件 a.
28、设备条件 旋挖钻机气举反循环岩石钻进设备主要由空气压缩机气压在0.7,气量在 5 立方以上为宜,随动气龙头送风及排渣管路系统.孔底全断面钻进牙轮滚刀钻头。b.孔璧条件 旋挖钻机气举反循环由于是孔底局部循环,细小岩粉不能沉淀在储藏筒内,往往在孔底形成粥样粉浆,岩粉浆循环扰动使得孔壁难以形成泥皮护壁,所以本工艺要求在地质比较稳定的条件下使用.在孔壁不稳定,如有松散层,流沙层的情况下,要求下钢或尼龙护筒到基岩面上,以防塌孔形成孔下事故.设备的安装 a.气龙头的安装 气龙头到达现场后,应立即焊接吊耳与钻机动力头运动件相连,同时焊接反扭杆,使气龙头中间外圈侧耳与钻机杆或动力头机座相连,传递气龙头旋转时的
29、反扭矩。气龙头进气口也应用快速接头和胶管与空气压缩机相连。b.进气胶管的连接 将胶管的快速接头分别焊接于气龙头出气口阀门下接头和钻头气管接头上,中间用合适长度的胶管相连,形成进气通道。钻进工艺参数 a.加压力 旋挖钻机工作效率取决动力头扭矩与加压,对于滚刀钻头,原则上加压力越大工作效率越高,但要考虑钻机的加压能力及钻杆的承受能力。b.转速 旋挖钻机钻进硬质时转速以 815 每分钟为宜,不可过快或过慢,过缓侧钻进效率太低,或快侧造成孔底泥浆涡动或大,冲刷孔壁,同时容易使钻机钻杆摆动过大造成损坏。c.空压机气量及气压 空压机排出的气压及气量以能形成孔底循环即可,不可太大,过大使孔底泥浆循环过快,冲
30、刷孔壁,同时容易使岩渣不易沉淀。钻进时气压以大于孔底液柱压力一个大气压即可,如孔底液柱 30M,气压调整 4 即可,钻进时气量以不超过 5 立方/分钟为宜。注意事项 a.钻头下孔前必须检查滚刀或牙轮使之转动灵活,检查钻头各焊接部位无裂纹。如发现滚刀或牙轮轴承损坏及时更换;刀座及钻头筒有磨损及时补焊,防止发生孔下事故。b.钻头孔底应保证无异物,如有掉落物,提前打捞,否则滚刀或牙轮合金刚容易崩落,或刀头及牙轮不能完全接触岩面导致钻头失效。c.钻头在初入岩时应轻压慢转,待孔底不平岩面扫平后施压钻进以防止孔斜及钻头损坏。d.为防止气道阻塞,钻头入水前通气循环,钻头出水后停止通气。必要时可关闭气阀门避免
31、泥浆倒灌。e.钻机用其他方式钻进,把气龙头反扭杆卸下,以延长气龙头寿命。f.气龙头的保养很重要,定期注油。如发现漏气,既更换密封件。g.气龙头避免强烈撞击,在开合旋挖斗时,缓慢进行。h.孔底细小岩粉不能沉淀于钻头筒内孔底形成粥状泥浆,长时间钻进时,应定期更换泥浆或稀释,钻头清洁确保掘进效率。(6)钻孔完成后成桩施工工艺及质量通病控制 钻孔完成后成桩施工工艺监理 A.钢筋笼制作与安放 a.钢筋笼制作必须按设计图纸要求精心加工。b.钢筋的品种,钢号及尺寸规格应符合设计要求,其制作偏差符合下列规定:主筋间距:10mm、箍筋间距:20mm、钢筋笼直径:10mm、钢筋笼长度:50mm、主筋弯曲度:1%、
32、钢筋笼弯曲度:1%。c.分段制作的钢筋笼,主钢筋接长采用镦粗直螺纹连接,封闭箍和加强环采用单侧搭接焊,焊缝长 10d,主筋接头应错开,在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的 50%,螺旋箍筋应大部分与主筋点焊,增加钢筋笼的强度。d.扎口焊接时,上下主筋位置对正,保持钢筋笼上下轴线一致。e.钢筋笼保护层要求:钢筋笼入孔时应对准孔位轻放慢慢入孔,钢筋笼入孔后应徐徐下放,不得左右转动,严禁高起猛落强行下放;焊接部位表面污垢应先行清除;钢筋笼下放孔内符合要求后,可将主筋点焊于孔口护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔口,以使钢筋笼定位和防止窜动。B.下导管(水下砼灌注必须加导管,防止砼离析)。下导管时要注意丝
33、扣间的密封圈是否完好,如有破损马上更换。C.下灌注导管后,二次清孔,确保孔底沉渣厚度符合规范要求。清孔(清除孔底沉渣);端承桩孔底沉渣不得大于 10cm;摩擦桩孔底沉渣不得大于 30cm;D.该循环方式为正循环清孔,适用于小口径孔(一般小于1000mm);大口径桩清孔多采用泵吸反循环和气举反循环。E.灌注砼混凝土至桩顶标高 a.对灌注导管要检查其圆满度,垂直度及其连接密封性,按期对导管进行水封试验。b.下入孔内导管的底部距孔底 300-500mm,并做好记录。c.隔水塞用和导管口径相符的皮球。保证足够的初灌量,保证埋深 0.81.5m,连贯灌注时埋深 2-6m,灌注应连续进行。d.派专人测量导
34、管的埋入深度,并作好记录。灌注混凝土过程中,要经常探测混凝土面上升高度,检查埋管深度。混凝土上升到骨架底口 4m 以上时,再提升导管,使导管底口高于钢筋笼骨架底部 2m 以上,可以恢复灌注速度,保持正常的埋管深度,灌注接近桩顶时,要保持足够的导管高度,采用接入短导管等措施,水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程 1.01.5m(此高度是根据该地层裂隙发育等情况暂定,具体由设计、监理及发包人方确定),以便清除浮浆,确保混凝土桩身质量。拆除导管之前测量混凝土面高程,以保证灌注混凝土达到设计高程。e.导管提升应保持居中,防止挂碰钢筋笼,拆下的导管要及时冲清干净。f.灌注砼时充盈系数控制在 1.1。根据试桩
35、砼充盈系数为 1.3,但此地层灌注砼时充盈系数可能会大于 1.1。g.接近桩顶时,由于导管内砼高度减少,压力降底,管外泥浆稠度比重增加,出现灌注困难,应提高漏斗高度。h.砼灌注完成时,适时拨出护筒,并做好孔口防护,防止发生意外事故。i.浇筑混凝土时,按设计及规范要求数量留置混凝土试件,测定 28d 强度。桩的检测 利用超声波检测桩身的完整性。桩身完整性经检测达到设计要求即为合格。施工过程常见质量通病及防治 A.塌孔 在钻进过程中塌孔:如果是轻微塌孔,不影响正常钻进可以不处理;如果塌孔严重不能再继续钻进,则需要回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。在灌注过程中塌孔:在保证孔内水头的同时,应采用吸泥机
36、吸出踏入孔中的泥土,如不再继续塌孔,可恢复灌注,如仍塌孔不停止,则需要拔出导管钢筋笼,回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。当旋挖钻在易塌孔地区作业时,首先要保证配制的泥浆各项指标均符合要求,再次在钻进过程中,尽量做到慢进尺,尽量避免钻进过程中钻头对孔壁的碰撞,破环护壁泥皮,同时应减少钻头内钻渣掉入孔内破坏泥浆的配比。B.导管进水 由于首盘混凝土封底失败或者灌注过程中导管接头不密封导致导管进水,或者灌注过程中将导管拔脱进水。当封底失败时,应及时将导管、钢筋笼拔出,用旋挖钻将孔底混凝土掏出,重新安装钢筋笼、导管,清孔合格后重新灌注。导管接头不密封需要换合格导管灌注,换导管和导管拔脱都需要在继续灌注之
37、前,用捞浆桶或者泥浆泵等将二次安装的导管内的泥浆清除干净,注意精确计算好导管埋深,确保再灌注的顺利。灌注前应检查好导管的密封性,安装导管时要检查密封圈是否垫好,确保导管密封性良好。严格计算好首盘封底的混凝土方量,确保有足够的混凝土封底,灌注过程中准确测量导管埋深,避免导管拔脱。C.浮笼 在灌注过程中发现钢筋笼上浮时,应立即减缓灌注速度,在保证导管有足够埋深的情况下,快速提升导管,待钢筋笼回到设计标高位置,再拆除导管。如导管埋深不够不能拆除导管时,则将导管快速提升(注意不要将导管拔脱),然后再缓慢放下导管,如此反复多次,直至钢筋笼回到设计标高位置。为防止钢筋笼上浮,在钢筋笼安装好后将其固定在钢护
38、筒上;其次在灌注过程中应准确测量好混凝土顶面高程,当混凝土快进入钢筋笼时,应减缓灌注速度,并严格控制导管埋深。D.卡管 在混凝土灌注过程中,混凝土在导管中下不去,首先应借用吊车的吊绳抖动导管,或者安装附着式振捣器使导管中混凝土下落。以上方法均不起作用时,则应该将导管拔出,清理导管内堵塞的混凝土后重新安装导管,清理干净导管内的泥浆后重新灌注。灌注过程中要求严格控制好混凝土的和易性、坍落度来避免卡管。E.偏孔 a.偏孔现象的类型 急剧偏孔:一般情况是由地质造成,由于岩层风化程度,岩石分布不均匀等,下放钻斗到孔内某一位置是钻斗突然被卡住,或钻杆突然偏向一侧,说明孔内某一位置突然偏差。缓慢偏差:下放钻
39、斗时随着孔深的延长,第一节钻杆靠向护筒一侧而偏离中心,说明孔内是朝着一个方向缓慢偏差,靠的越近孔偏的越多。无规律偏差:随着钻杆下放,第一节钻杆左右摇晃,或在干孔钻进时可直视孔内无规则螺旋式偏差现象,这种偏差现象多数是由全、强风化岩层,由于钻斗钻进时受力不均匀而导致纵向偏差。b.偏孔现象的预防:了解地质:考察工程时通过地质报告、岩芯取样、地理环境等,详细了解地质情况。旋挖钻机所处位置地面要平整,由于受地形限制的,应将履带用木块垫平;钻机回旋清零,深度清零。把钻斗对准桩的中心,把变幅切换到加压即可开钻。钻斗:通过试挖实践验证,确定钻机操作程序和工艺,钻进易偏位的底层时可使用后浮动。螺旋钻斗就比双底捞沙斗能更好地预防偏差,原因是螺旋钻斗的钻进阻力小,在加上先导钻进方式可有效预防偏孔。优化钻斗:尽可能地优化钻斗,让其钻斗降低钻进阻力,特别是中心先导尖具有定位作用,可有效预防偏孔。导向钻斗:可在螺旋钻斗或双底钻斗钻体上方焊接与孔径相符的2 米长的护筒,通过加长钻斗导向钻机,此方法可有效预防偏孔。操作:控制浮动、保持钻斗每一次入孔精准和钻杆垂直,控制加压、钻速、放缓钻机速度可有效降低偏差。钻进方式:通过振动和负载判断当前地质情况,而改变钻进方式:比如切削钻机、破碎式钻机、拨动式钻进和碾磨式钻进,通过改变钻进方式也可有效预防偏孔。