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故对车库东西侧外墙下桩基进行了设计变更,采用钻孔灌注桩施工。
钻孔桩桩长29m,直径550,桩顶标高-4.7m,桩底标高-33.7m,共24根;
试桩桩长33.4m,桩顶标高-0.3m,共2根。
承压桩单桩承载力设计值为1040KN,桩基持力层为⑦2粉砂层。
钻孔桩平面布置图及配筋图见设计图。
钻孔灌注桩采用正循环泥浆护壁成孔、二次清孔、导管浇筑水下混凝土成桩的施工方法。
3.项目周边情况
图1-1现场照片(基坑西侧)
图1-2现场照片(基坑东侧)
4.工程地质特性
本工程位置属Ⅲ类建筑场地(非液化),地面高程约4.200(黄海),相对标高±
0.000相当于绝对标高4.80m。
有一南北向的暗浜区,底部含大量垃圾及淤泥,呈高压塑性,土性不佳;
桩基位于⑦2粉砂层上,比贯入阻力平均值为Ps=14.72MPa。
场地的环境类型属Ⅱ类,土壤内有潜水和承压水,承压水赋存于⑤1层粘土及⑤2层粉土中,潜水年变化幅度为1m左右,常年最高潜水位埋深0.5m左右。
5.编制依据
a)A-9-13-2地块宾馆项目施工图纸;
b)建设部《工程建设标准强制性条文》(城市建设部分);
c)《地基与基础工程施工质量验收规范》(GB50202-);
d)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-);
e)《钻孔灌注桩施工规程》(DG/TJ08-202-);
f)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-);
g)业主、监理单位提出的要求;
h)施工单位类似工程的施工经验和相关技术参数。
第二章施工方案
1.施工部署
根据现场实际情况,桩数不多,工作面较小,计划投入一台钻机进行钻孔灌注桩的施工。
钻孔灌注桩施工应满足间距大于4倍桩径或前后施工间隔时间大于36小时的要求,根据设计图纸得出,本工程钻孔桩间距均大于4倍桩径,故成孔顺序为依次钻进成孔。
2.施工工艺流程
本工程钻孔灌注桩施工采用正循环回转钻进工艺和快速导管水下灌注砼成桩技术施工,桩机采用GPS—10型,钻进与排渣同时连续进行,成孔速度较快,钻孔深度较大。
正循环成桩施工工艺流程如图2-1所示:
图2-1正循环成桩施工工艺流程框图
3.工期安排
计划钻孔开工时间为3月5日,工期暂定15天。
4.主要施工方法
4.1.施工准备
施工准备流程如下:
场地平整→放线定桩位→设置泥浆池循环系统→接通水电→安装设备、装配桩机、制备泥浆→埋设护筒→桩机就位→开钻。
4.1.1.场地平整
施工前清除设计桩位范围场地的杂物、障碍物,平整硬化施工场地。
并调查钻孔桩施工范围内有无地上、地下管线和构筑物,及时与有关单位协商,经同意后方可进行管线改移或加固处理。
4.1.2.测量放线
根据设计图纸计算各桩位的坐标,并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。
经复核无误后在场区内实地放出,同时以桩中心为交点,在纵向和横向方向埋设好控制桩,桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行下步施工。
4.1.3.护筒埋设
护筒的作用:
固定桩孔位置,保护孔口,防止地面水流入,增高孔内水压力。
每个承台桩护筒一次性埋入,护筒定位好外围用填土固定,护筒以外部分浇筑10㎝C15混凝土垫层作为桩机垫木支承,垫层浇筑完毕开挖泥浆槽。
本工程采用钢护筒,埋设护筒的技术要求:
1)护筒采用10mm钢板卷制焊接而成,护筒内径为比桩径大20厘米;
2)护筒的顶部应高出地面0.3米以,顶端开设2个溢浆口;
3)埋入深度应超过杂填土的深度,护筒底口埋进原土深度不应小于0.3米;
4)护筒埋设位置应准确,其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20毫米,并应保证护筒垂直偏差不大于0.5%;
5)开挖埋设护筒时,护筒周边应分层填筑粘土并夯实,防止漏水;
6)护筒内的水位必须做到稳定,水位宜略高出地面,并宜高于孔外水位0.8米以上。
4.1.4.钻机就位
钻机安放前,先将桩孔周边用方木垫平,确保钻机安放到位机身平稳,钻机就位时应确保机架的天车、转盘中心桩位中心在同一铅垂线上,其对中误差不得大于20mm;
钻机就位后,测量钻机平台标高来控制钻孔深度,避免超钻或少钻。
同时填写报验单经监理工程师对钻机的对中、平台水平、钻杆垂直度检查验收同意后,方可开始钻孔。
正式钻孔前,钻机要先进行运转试验,检查钻机的稳定和机况,确保后面成孔施工能连续进行。
4.1.5.泥浆配制和管理
1)泥浆配制
本工程灌注桩采用黏土泥浆,其黏土含胶体率不得低于95%,含砂率不得大于4%,造浆能力不低于2.5L/kg。
制浆前,先将黏土打碎,使其易于成浆,缩短搅拌时间,黏土在水中浸透并搅拌均匀,对新制泥浆和再生泥浆设专人使用专用设备、仪器进行质量控制。
其主要技术指标如表2-1所示。
表2-1泥浆技术指标
序号
名称
新制泥浆
循环再生泥浆
废浆测量
仪器(方法)
1
密度(g/cm3)
1.06~1.10
1.10~1.25
1.30
密度称
2
黏度(s)
18~28
23~30
>30
漏斗法
3
失水量(ml/30min)
≤20
30
失水量仪
4
泥浆厚度(mm)
≤3
≤5
>5
5
含水量(%)
≤4
≤8
>8
量杯法
6
pH值
8~10
≤11
>11
pH试纸
同时为防止意外情况或成孔期间对泥浆指标进行调整,备用一定量的膨润土或黏土。
特殊地层泥浆密度:
砂层为1.2~1.3,砂卵石为1.3~1.5。
2)泥浆管理
为了尽量减少场地占用和泥浆污染,本工程灌注桩施工时沉淀池、循环池、制浆池采用厚度为10mm的钢板焊制的2.0m×
2.5m×
6.0m的敞口水柜,每只容积为30m3。
每台桩机配备同规格的水柜三只、并用软管把泥浆池连接在一起。
成孔施工时孔口流出的泥浆经砂石泵抽到沉淀池,经沉淀后再到循环池,循环池到孔内形成一个循环系统,如图4所示。
在成孔施工过程中,加强对泥浆的性能指标的检测和控制。
根据钻到不同地层的地质情况,适时调整泥浆指标,并做好施工记录。
在施工期间确保泥浆循环畅通,沉淀池的沉渣和废浆用泥浆罐车运到指定地点,保证有足够的容积满足成孔施工的需要。
图2-2正循环钻孔泥浆循环示意图
4.2.钻进成孔
在正式施工前先行在基坑边做二根试成孔,观察试成孔情况以及孔壁稳定情况,试成孔桩径及桩长同设计工程桩直径及桩长,成孔后孔壁观察12个小时,以此确定工程桩成孔后至混凝土浇注最长允许时间。
1)正确开钻
开钻时应稍提钻杆,在护筒内打浆,启动泥浆泵循环,待泥浆均匀后方可开始钻进,进尺应适当控制。
开始钻进时应慢速推进,先轻压慢钻,钻至刃脚下1米后,方可按土层情况进入正常工作状态后,可逐渐增大转速调整钻压。
2)正常钻进
在钻进中应采用减压钻进,即钻机的主吊钩宜始终吊住钻具,不使得钻具的全部重量由孔底承受,以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔的现象。
钻进过程应视进尺及孔内返出土渣样合理控制调整钻进参数(见表2),钻压、钻速、进尺均应随土层不同而予以调整:
在普通粘性土中,宜采用中等转速、自由进尺、大泵量、稀泥浆钻进;
在软粘土及砂类土中,宜选用平底钻头,采用控制进尺、轻压低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进;
在低液限硬粘土中钻进时,因土层太硬,会引起钻头跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象,易使钻机超负荷而损坏。
宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进。
加接钻杆时应先停止钻进,将钻具稍提离孔底,待泥浆循环1-2分钟,然后停泵加接钻杆,每钻进一节钻杆前应备好下一节钻杆,并随即接驳上节以便迅速继续钻进,避免停歇过久,直至符合设计深度为止。
钻进过程中应注意检查护壁泥浆的粘度和失水量,泥浆循环是否适宜,钻机有无摇晃跳动,否则应及时纠正,钻头难进、摇晃跳动大时可能遇硬层,应即略微提起钻头,至摇晃跳动消失后,尽量慢钻进入,穿过硬层后方可正常钻进。
如提高到地面仍跳动时,便是机械故障,应立即修复后再钻。
表2-2钻进参数表
钻进参数地层
钻压(MPa)
转速(r/min)
钻进速度(m/h)
淤泥质层
10~20
20~40
4~8
黏土层、硬土层
10~25
30~50
3~6
黏土和混卵砾石层
5~10
5~8
风化基岩
10~30
0.5~1
4.2.1.主要施工技术措施
1)根据地质条件,钻孔用钻头选用带导向圈的三翼钻头,该型钻头因带导向圈,故钻进平稳,导向性能好,扩孔率小。
钻头使用前应检查磨损状况,以确保成孔孔径达到设计要求,否则应对钻头予以修补;
2)钻孔开始前应充分做好准备工作,钻孔应一次不间断地完成,不得无故停钻;
3)钻机定位应准确、水平、稳固,钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差应不大于20毫米;
4)钻孔时应注意检查,发现偏斜及时纠正,纠正办法可将钻头提升至开始偏斜处慢进削正;
5)注意钻机操作是否正常,倘若有跳动、摇晃或钻进困难,可能是钻头遇硬土或不均匀的土质,一边软一边硬,碰撞摇动所致,这样要放慢进度,使有充分时间削去硬土然后再正常钻进;
6)注意泥块影响钻头。
如转速高、钻进快、泥浆比重大、削出泥块未成浆,产生阻力大,就有可能使马达超载而损坏,或抽水泵齿轮磨损,钻管折断等危险,发现时应立即调整泥浆比重;
7)注入孔内的泥浆应按照不同地层地质条件,采用不同性能泥浆,当孔内返出泥浆比重大于1.3g/cm3时,停止使用泥浆;
8)钻孔过程中应严格控制护筒内外水位差,必须使孔内水位高于地下水位;
9)发现轻微塌孔现象时,应即提起钻头,调整泥浆比重和孔内水头,如严重塌方或遇砂类土层,应投入粘土重新再钻,并注意勿触撞孔壁,塌壁与钻进速度和土质有关,如土质好,钻进速度快,时间短则一般很少塌孔,故施工过程中,应灵活掌握钻进速度。
10)施工过程应做好施工原始记录;
11)钻孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大于12小时(按试成孔孔壁稳定时间)。
4.2.2.清孔
清孔应分二次进行,第一次清孔在成孔深度达到设计要求时立即进行,利用成孔钻具直接进行,清孔时先将钻头提离孔底10-20cm,注入相对密度较低的优质泥浆换浆清孔,清孔完毕后,采用井径井斜仪对成孔质量进行检测。
检测标准:
孔深不小于设计深度、垂直度<0.5%、沉渣≤50mm、泥浆相对密度≤1.10。
第二次清孔在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行,安装清孔器并与砂石泵连接,利用泵吸反循环进一步将孔底沉渣吸出,同时逐步降低孔内泥浆密度。
二次清孔后泥浆指标应达到下述要求:
●泥浆密度:
控制在1.10以内;
●含砂率:
小于4~8%;
●泥浆黏度:
小于25S。
●二清后孔底沉淤不大于50mm。
4.3.钢筋笼
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- 循环 钻孔 方案