钻孔灌注桩的施工工艺及施工要点Word文件下载.docx
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将要测放桩号的点位坐标输入到全站仪中,全站仪就可以计算出控制点位与测放点位的距离与角度。
(4)放点
调整全站仪使镜头方向指向测放点位的方向,误差在2”左右以内,将棱镜立于测放点位附近,不断调整棱镜的位置,是全站仪对准棱镜头,然后通过全站仪测距后给定的移动距离移动棱镜,直到全站仪经过测算后给定的移动距离1mm左右以内为止,再将木桩或钢桩钉在棱镜架设处并喷漆,此时一个桩的桩位即投放完成。
3.2.2人工挖探坑
施工厂区内地下管线复杂,为保证管线安全及施工正常进行,在钻孔桩施工前需进行人工挖探坑探明管线准确位置,并加以保护后方可施工钻孔桩。
探坑深度不小于2.0m(挖到原状土),如果2.0m以下仍然为回填土,不能确定管线位置的,必须继续挖,直到原状土或确定管线位置为止。
为保证施工安全必须浇注混凝土护壁,探坑开挖至1m后必须开始施做混凝土护壁,严防土质疏松导致孔口坍塌。
3.2.3符桩
符桩的过程大致与放桩相同,略有不同的是桩位标识是安放在人工挖探坑后的盖板上,以便钻机中心对准标识准确下钻。
符桩也是施工准备中的一个重要环节,不可忽视。
3.2.4护筒埋设
护筒采用钢护筒,根据不同的钻孔径用4mm钢板制成内径比钻孔直径大0.1m~0.2m的钢护筒,护筒埋设一般要高出地下水位1.0m~2.0m,并高出施工地面至少0.3m,护筒在黏土层中不宜小于1.0m;
砂土中不宜小于1.5m,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求,如果采用旋挖钻机开挖护筒埋设深度不应小于2.5m。
并且要求坚固、不漏水。
钢护筒顶端留有宽0.4m、高0.2m的出浆口,桩位经测设确定后,先挖探坑,确认没有管线后进行护筒埋设,护筒外围用粘土填筑夯。
护筒采用钻机压入,位置应准确,其中心线与桩中心线对齐,允许偏差不大于20mm,并应保证护筒的垂直度,倾斜率不大于L%(L为护筒的全长)[4]。
3.2.5泥浆制备
一、泥浆制备技术要求
使用的泥浆用泥浆用优质膨润土制作。
泥浆技术指标见表3-1所示。
表3-1泥浆技术指标表
项目
名称
新制泥浆
循环再生泥浆
废弃泥浆
1
比重(g/cm
)
1.06~1.10
1.10~1.25
≥1.25
2
粘度(s)
18~28
25~30
>
30
3
失水量(ml/30min)
≤20
≤30
﹥30
4
泥皮厚度(mm)
≤3
≤5
﹥5
5
含砂量(%)
≤4
6
PH值
8~10
≤11
﹥11
制备好的泥浆还应达到以下要求:
(1)及时采集泥浆样品,测定性能指标。
对新制备泥浆要进行第一次测试,使用前进行一次测试,钻孔过程中再测试一次,钻孔结束后在泥浆面下1米及孔底以上0.5米处各取泥浆样品进行测试。
泥浆回收、处理后各测试一次。
(2)储存泥浆每8小时搅拌一次,每次搅拌泥浆或测试必须进行记录。
(3)新鲜泥浆制作好搁置24小时后,经测试各项指标合格方可正式使用。
回收泥浆必须经过振动筛处理,性能指标达到要求后方可循环利用。
(4)施工中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。
二、泥浆循环系统
环泥浆循环系统由泥浆池、沉淀池、泥浆输出管、泥浆回收管、制浆机、活动振动筛、除渣设备等组成,并应设有排水排废浆等设施,循环系统如图3-2。
图3-2泥浆循环系统图
3.2.6混凝土配合比及灌注机具
一、混凝土的配合比
因混凝土是在水下灌注,因此混凝土应该具有良好的和易性和流动性,且易于在导管中流动,又不易于离析,因此需要对混凝土的粗细骨料和外加剂严格要求。
对混凝土的材料要求如下:
水泥:
采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级不宜低于32.5级,用量不低于370Kg/m
,水泥的初凝时间不早于2.5h。
细骨料:
应选用级配合理,质地坚硬,颗粒洁净的天然中粗砂。
、
粗骨料:
宜选用坚硬卵砾石或碎石,骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6至1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不应大于40mm。
外加剂:
为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土掺入减水剂、混凝剂、早强剂等外加剂。
二、主要机具设备
主要机具设备:
向水下输送混凝土用的导管;
导管进料用的漏斗;
隔水胆与混凝土挡板;
输送混凝土用的搅拌车等。
各设备主要参数如下:
导管内径为20cm,分段制成,导管间通过导管端部的螺丝口导管套筒连接。
导管每节长度2.5m,最上部的三节导管从上到下依次为0.5m、1.0m、1.5m。
漏斗为5mm厚的钢板制成,容积大于1m3。
隔水胆采用篮球内球胆,直径为20cm,即同导管内径,混凝土挡板采用3mm厚圆形钢板,略大于漏斗下口。
第三节主要施工过程和施工要点
3.3.1钻孔施工
一、钻机就位
钻孔选用德国产的低噪音、无污染、高效率、特备适合坚硬岩层宝峨BG25C钻机成孔,该钻机采用全断面取芯钻机工艺,即采用特别的“筒式”钻具,将一次性全部抓入筒中,成孔速度可达10~15m/h。
钻机就位前应先检查钻机底座和顶端是否平衡,检测作业区承载力是否满足钻机施工要求,保证在钻进过程中不产生位移和沉陷;
钻机就位后对应钻杆中心和垂直度进行复测,其偏差不应大于2cm。
对钻杆垂直度的复测是一项必不可少的工作,垂直度的校核可用全站仪进行。
二、钻进
成孔采用“跳二打一”施工步骤,即每隔2根桩进行钻孔施工,这样做可以避免因孔间距过小而造成的踏孔现象,同时也可以避免大范围移动机械造成工时延后。
钻进前应先测算出设计孔深,设计孔深的计算步骤如下:
首先用水准仪测出护筒顶标高,护筒顶的测量方法为:
将水准仪立于将要测量的护筒附近位置处,架稳调平,塔尺立于高程控制点处,调整水准仪镜头竖直中心线
,读取并记录水平中心线所指示的读数(后视读数),然后将塔尺立在护筒边沿上,和前述方法一样读取读数(前视读数),则:
护筒顶标高=控制点高程—前视读数(3-1)
下面计算设计桩底标高:
设计桩底标高=设计桩顶标高—设计桩长(3-2)
计算设计孔深:
设计孔深=护筒顶标高—设计桩底标高(3-3)
以二号承台的桩孔为例,其设计桩顶标高为41.242m,设计桩长为23.25m,带入公式(3-2)得:
设计桩底标高=41.242m-23.25m=17.992m
经测量该桩的护筒顶标高为43.721m,带入公式得:
设计孔深=43.721-17.992m=25.729m。
钻进工艺及要求为:
(1)旋挖钻机钻孔时,先在钢护筒内注入泥浆,开始慢速钻进,使护筒刃脚处有坚硬的泥皮护壁,钻进深度超过护筒下2m后,即可按正常速度钻进。
泥浆经沉淀池沉淀后回收循环利用。
钻进要随时监测泥浆比重及泥浆中含砂情况,记录钻进中的有关参数及地质情况,以核对地质资料。
(2)钻进达到要求孔深停钻时,仍要维持泥浆正常循环,直到钻渣含量小于4%为止。
起钻时应注意操作轻稳,防止拖刮孔壁,并向孔内补充适量的泥浆,稳定孔内水头高度。
(3)为保证孔深要求,避免超欠挖,当钻机在钻孔过程中仪器显示已达到设计标高时,需要在用测绳复制。
钻进过程中还应随时注意控制仪表,以控制钻杆垂直度。
(4)钻进过程中,每进尺2~3m,应检查钻孔直径和竖直度,检查工具可用圆钢筋笼(外径D等于设计桩径,高度3~5m)吊入孔内,使钢筋笼中心与钻孔中心重合,如上下各处均无挂阻,则说明钻孔直径和竖直度符合要求。
(5)钻进时如孔内出现踏孔、涌砂等异常情况应立即将钻具提离孔底,保持泥浆高度,吸除坍落物和涌砂;
同时向孔内输送性能符合要求的泥浆,保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔。
3.3.2清孔
一、清孔要求
清孔应分二次进行。
第一次清孔在成孔完毕后立即进行,采用钻机的掏渣筒清孔;
第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行,采用泥浆循环置换法清孔。
清孔过程中观测孔底沉渣厚度,孔底沉渣厚度不大于100mm时即可停止清孔,并保持孔内水头高度,防止坍孔事故。
二、第一次清孔
由于旋挖钻机采用筒式掏渣,应严格控制其钻进深度,严禁超深
。
清孔采用抽浆清孔法,即在终孔后停止进尺,利用泥浆泵持续泵压5至15min,使孔底沉渣随泥浆基本排除,达到清孔要求为止,并同时掺入相对比重较小的泥浆(含沙量小于4%),以保持稳定的水位。
三、第二次清孔
在安放钢筋笼及导管后,准备灌注水下混凝土前,由于这段时间间隙较长,孔底又会产生一部分沉渣,所以待安放钢筋笼及导管就绪后,利用泥浆循环,将孔内沉渣带出孔外。
3.3.3钢筋笼的制作和吊装
一、制作钢筋笼
钢筋笼的成型采用加强箍筋成型法,其绑扎顺序大致是先主筋等间距布置好,待固定住架立筋后,再按设计的间距安设箍筋。
箍筋、架立筋与主筋之间的接点可用电弧焊接。
加强箍筋与全部主筋焊接并在下端焊加强箍筋一道,并将箍筋及架立筋预先牢固地焊接到钢筋笼的端部上,这样当钢筋笼插到孔底时,可有效地防止架立筋插到桩端处的地基中。
钢筋笼主筋采用机械连接,接头的外漏丝扣不得超过一个完整扣,主筋连接在同一断面的接头率不大于50%。
钢筋笼下端0.2m范围内主筋稍后内侧弯曲呈倾斜状。
钢筋笼制作允许偏差见表3-2
表3-2钢筋笼制作允许偏差
序号
允许偏差(mm)
检验方法
主筋间距
±
10
用尺量
箍筋间距
20
钢筋笼直径
钢筋笼整体长度
50
续表3-2
主筋弯曲度
﹤1%
为确保桩身混凝土保护层厚度,在主筋外侧安设混凝土保护层砂浆垫块,垫块制成圆饼状。
钢筋笼的制作过程中还有一个十分重要的环节就是吊筋的安装,安装吊筋的目的是为了固定钢筋笼,使其处在预先设定的平面上。
安装吊筋前需要计算吊筋的长度。
吊筋长度的计算方法如下》
首先计算出桩顶至护筒顶距离。
由于设计桩顶标高为已知量,护筒顶标高可通过高程控制点测出,则:
桩顶至护筒顶距离=护筒顶标高-设计桩顶标高(3-4)
已知护筒顶距离就可以很容易的计算出吊筋长度:
吊筋长度=桩顶至护筒顶距离-0.9m+0.1m+0.15m(3-5)
式(3-5)中0.9m为笼顶端与设计桩顶的距离,0.1m为吊筋上端吊环的高度,0.15m为吊筋与主筋的搭接长度。
仍以二号承台的桩孔为例,其护筒顶标高为43.721m,设计桩顶标高为41.242m,代入公式(3-4)得:
桩顶至护筒顶距离=43.721m-41.242m=2.479m
吊筋长度为:
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