钻孔桩设备选用及的施工方法Word格式.docx
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本桥共2个桥台,32个直线桥墩,58个曲线桥墩,-1#到37#为曲线桥墩,38#到53#为直线桥墩,54#到72#为曲线桥墩,73#到88#为直线桥墩。
本线路上跨京广铁路。
二、钻孔桩设备类型
钻孔桩成孔的方法可分为冲击钻孔、回转钻孔和旋挖钻孔。
1、冲击钻机
冲击钻孔主要适用于卵(漂)石土、岩层中钻孔。
其主要机具设备大致分为两类:
一类为冲击钻孔整套设备,本身配有钻架、起吊及冲击等设备;
一类为由带有离合器的双筒卷扬机组成的简易冲击钻具,其钻架由简易杆件组成。
按照泥浆的循环方式,冲击钻又可分为冲击正循环钻和冲击反循环钻。
2、回转钻机
回转钻孔可分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔。
其特点是泥浆循环方式不同,压入泥浆为正循环,抽泥浆为反循环。
正循环适用于黏土,粉土,细,中、粗砂等各类土层;
反循环适用于黏性土、砂性土、砂卵石和风化岩层,但卵石粒径不得超过钻杆内径的2/3,且含量不大于20%。
3、旋挖钻机
旋挖钻机适用于砂性土、砂卵石和风化岩层,目前国内常用的为德国生产的BG系列旋挖钻机和意大利生产的R系列旋挖钻机。
三、方案比选
冲击钻的垂直度比较好,但是由于冲击力较大,容易塌孔,充盈系数偏大,冲击振动对周围声音较大,影响人们休息。
动力功率大,耗电量高,再则钢丝绳消耗大。
成孔速度慢,效率低。
回旋钻施工无噪音,无震动,无挤压;
机具设备简单,操作方便,费用较低,但成孔速度慢,效率低,用水量大,泥浆排放量大,污染环境,扩孔率较难控制。
旋挖钻成孔速度快、质量高。
该钻机为全液压驱动,电脑控制,能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度,最大限度地保证钻孔质量。
伸缩杆不仅钻孔传递回钻力矩和轴向压力,而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降,快速卸土,以缩短钻孔辅助作业的时间,提高钻孔进效率。
环保特点突出,施工现场干净。
履带底盘承载,接地压力小,适合各种工况,在施工场地内行走移位方便,机动灵活。
自带柴油动力,缓解施工现场店里不足的矛盾,并排除了动力电缆造成的安全隐患。
同时该钻机配合不同钻具,适用于干式(短螺旋)或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业,还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等,实现多种功能。
国内的专家认为:
旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。
本桥采用旋挖钻进行施工,力争在保证质量、工期、安全的情况下产出最佳的效益,所采用的旋挖机为德国宝峨公司BG15。
四、旋挖钻施工工艺
1、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、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成,并随着旋挖钻进入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,安装钢筋笼和导管,灌注水下混凝土。
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泥浆,同时要及时补充泥浆,以确保孔内水头压力,防止塌孔。
2、施工工艺流程图
旋挖钻机工艺流程图
2、施工方法
2.1场地平整
根据设计要求合理布置施工场地,先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实;
钻机不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生沉陷;
钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。
2.2桩位放样
测定桩位和地面标高。
桩位放样时,桩的中心允许偏差在50mm在之内,倾斜度不大于1%,并在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,以供随时检测桩中心和标高。
2.3护筒埋设
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。
护筒采用5mm厚钢板制成,其内径大于钻头直径0.2m。
采用挖埋或压埋的方法沉设钢护筒,护筒埋深深度根据地质情况进行埋设,一般为2m至4m,护筒顶部应高出施工地面0.5m。
护筒埋深达到要求后,应在钢护筒周围对称地、均匀地回填粘土,夯实,以保证其垂直度及不位移、不下沉、不掉落。
其顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
2.4钻孔泥浆
造浆材料选择优质膨润土,它具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回钻阻力小,造浆能力大灯优点。
不能使用孔内原土造浆护壁,膨润土作为泥浆原料一般为用水量的8%,造浆前应根据泥浆性能指标的要求做泥浆配合比的试验,现场按照泥浆配合比用制浆机拌制泥浆并存入储浆池。
新制备的泥浆必须检测其全部性能指标,方法如下:
(1)相对密度可用泥浆相对密度计测定:
其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆,然后置于支架上,移动游码,使杠杆呈水平状态,读出游码左侧所示刻度,即为泥浆的相对密度。
入孔泥浆比重可为1.1~1.3。
(2)黏度可用标准漏斗黏度计测定:
其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆,通过过滤网滤出砂粒后,将700ml泥浆注入漏斗,然后使泥浆从漏斗中流出,流满500ml量杯所需的时间(s),即为所测泥浆的粘度。
入孔泥浆黏度为16~22s。
(3)含砂率可用含砂率计测定:
把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处,加清水至标有“水”的刻线处,堵死管口并摇振,再加清水于侧管中。
摇振后再倒入滤筒中。
反复之,直至测管内清洁为止。
然后用清水冲洗筛网上所得的砂子,剔除残留泥浆。
再把漏斗套进滤筒,然后慢慢翻转过来,并把漏斗嘴插入测管内。
用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内。
待砂子沉淀后,读出砂子的百分含量。
新制泥浆不大于4%。
泥浆池的大小为长×
宽×
高=10m×
4m×
2.5m,每两个墩共用一个。
2.5钻孔
在钻孔作业之前需要对桅杆进行定位设置,首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机的显示器显示桅杆工作画面。
从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。
调整桩机位置使钻头中心对准桩体中心控制桩,记录该时控制室显示器上的桩心坐标。
在读出桩心坐标后,桩机原则上在埋设护筒前,不再移动。
在钻进过程中,随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况,严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。
开钻前应在护筒内存进适量泥浆;
开钻时宜低档慢速钻进,钻至护筒下1m后在以正常速度钻进,但是在孔口5~8m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,整个钻进过程中不能进尺太快,以保证有充足的护壁时间,钻头起、落速度均匀,不得过猛或骤然变速。
施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆。
钻孔过程中要经常检查钻斗尺寸,以防过大磨损减小孔径。
施工中根据钻头提土情况判断土层结构,及时合理地调整泥浆性能指标,遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度,保持孔内水头高度,尽量减轻水压对孔壁的影响,同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。
软岩及土层中利用旋挖斗一次成孔;
硬岩中先用螺旋钻头成小孔,然后用旋挖斗举行扩挖成孔。
2.6清孔
当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,进行孔底清理。
清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量重要环节,通过清孔确保桩孔底沉碴、比重、含砂率等指标符合规范要求,保证砼成柱质量。
根据不同地质条件,采用换浆法清孔,同时注入净浆或清水保持孔内水位。
孔内排出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s,浇筑水下砼前孔底沉渣厚度不得大于30cm。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
2.7钢筋笼制作及安装
(1)钢筋笼制作:
单桩钢筋笼连续制作,当一条生产线上整根钢筋笼制作完成后,即报监理工程师检查验收,合格后分节解开放到存放场存放。
钢筋笼的钢筋采用双面搭接焊或闪光对接焊,加工时要确保主筋位置准确,下端整齐,每一截面上接头数量不超过50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接;
同时按照设计图纸的要求加骨架耳环,控制其与孔壁的间距,钢筋笼分段长度不宜少于18米,以减少现场焊接工作量。
现场焊接须采用单面帮条焊接。
(2)钢筋笼运输及安装:
钢筋笼在生产场地内加工完毕后,分节吊装、施工便道,由专用运输汽车运输至施工现场。
骨架安装采用汽车吊,为保证钢筋笼起吊时不变形,每节钢筋笼亦可采用多点起吊;
起吊时,先提第一点,使骨架稍提起,再与第二吊同时起吊。
待骨架离开地面后,第一吊点停吊,继续提升第二吊点。
随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。
解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。
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。
当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口,可用木棍或型钢(视骨架轻重而定)等穿过加强箍筋的下方,将骨架临时支承于孔口,孔口临时支撑应满足强度要求,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,全部接头焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。
在钢筋笼上端均设置吊环,以免在灌注混凝土过程中发生掉笼或浮笼现象。
(3)声测管安装:
当桩长大于40m时为了检测钻孔桩质量,在钢筋笼制作时,根据设计要求安装超声波检测管。
钢筋笼按设计图纸绑扎成型后,在钢筋笼内侧圆周布置声测管,各管路套丝后用管箍连接,顶部接长至与施工平台平齐并封闭。
声测管安装垂直度容许偏差不大于0.5%,且接头处孔壁过渡圆顺光滑。
声测管底部采用钢板封闭。
2.8导管安装
采用钢导管灌注,管内径为30cm。
导管使用前进行试拼试压,不得漏水,试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
中间节为2.5m,配1~3节1~1.5m的短管,导管接头采用螺旋连接套连接或恰口直接连接。
钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。
按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。
导管安装后,其底部距孔底有0.3~0.5m的空间。
2.9浇筑水下混凝土
混凝土采用自动计量集中拌合站拌合,混凝土罐车运输。
在浇筑前首先检查混凝土的塌落度及和易性,当塌落度满足要求,才可进行浇筑。
料斗蓄满后开始灌注,在灌注过程中应确保料斗内始终有料。
计算和控制首批封底混凝土数量,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注,导管埋入混凝土的深度不小于1.0m,一般控制在2.0~4.0m。
如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故。
灌注过程中要连续进行,中途不得停歇,若必须停歇,停歇时间不超过30min,每根桩混凝土的浇筑尽量控制在8h内,每小时浇筑高度不宜小于10m。
边灌注混凝土边提升导管和边拆除上一节导管,使混凝土处于流动状态。
拆除导管动作要快,时间一般不宜超过5min。
已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。
循环使用导管4~8次后应重
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