钻孔桩施工作业指导书Word格式文档下载.docx
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泥浆原料宜选用优质粘土,有条件时,可优先采用膨润土造浆。
为了提高泥浆的粘度和胶体率,可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠,其掺量由试验决定。
7、检验试验:
造浆后应试验全部性能指标,钻进中,应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表,见附表1。
第二章钻孔
根据本标段桥梁地层情况、钻孔直径与深度、工期和设备条件,决定采用冲击钻机钻孔,故本作业指导书重点介绍冲击钻机钻孔。
一、钻机安装及钻孔
1、钻机安装就位时,底座与顶端应平稳,钻进中不应产生移位和沉陷,钻机顶端应用缆风绳对称拉紧,钻头或钻杆中心与护筒顶面的偏差不得大于5cm。
2、钻机钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5m~2.0m;
在冲击钻进中取碴时和停钻后,应及时向孔内补水,保持一定的水头高度。
3、钻进时,起落钻头速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,孔内出土,不得堆积在钻孔周围,钻头提出孔口时应防止碰撞护筒,孔壁拆除钻杆力求迅速;
因故停钻时,孔口应加护盖,有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上,其他钻机钻头提出孔外,以防埋钻;
冲击钻孔时,为防止邻近孔壁被振动坍塌和影响邻孔已灌注砼的凝固,应待邻孔砼灌注完并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻,时间相隔亦不少于24小时。
4、冲击钻机钻孔在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头,在粘性土、砂类土层中宜用管形钻具;
吊钻的钢丝绳必须选用软性,优质,无死弯和无断丝者,安全系数不应小于12,钢丝绳与钻头的联结必须牢固,主绳与钻头的钢丝绳搭接时,两根绳直径应相同,捻扭方向必须一致。
5、冲击法造孔时,应采用小冲程开孔,使初成孔坚实、竖直、圆顺,能起导向作用,并防止孔口坍塌,钻时深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常的冲击;
坚硬漂、卵石和岩层应采用中、大冲程,松散地层应采用中、小冲程;
钻进过程中,必须勤松绳、少量松绳,不得打空锤,勤抽渣,使钻头经常冲击新鲜地层;
每次松绳量应根据地质情况、钻头形式、钻头质量决定。
6、钻进时应经常检查钻头转向装置。
7、钻孔时,应经常检孔,更换新钻头前必须检查到孔底,方可放入新钻头。
8、钻进时应有备用钻头,轮替使用;
钻头直径磨耗超过1.5cm时应及时更换、修补。
9、钻孔应一次成孔,不得中途停顿,钻孔达到设计高度后,应对孔位、孔径、孔深、孔形等进行检查,并及时填写钻孔施工记录和规范要求的记录表,详见附表2。
二、钻孔异常情况处理
1、钻孔中发生坍孔后,应查明原因和位置,进行分析处理。
坍孔不严重者,可加大水泥浆比重继续钻进;
严重者回填重钻。
2、出现流砂现象后,应增大泥浆比重,提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖投下。
用冲击法造孔时可投黏土块,用钻头冲击黏土块挤入流砂层,加强孔壁,堵住流砂。
3、弯孔不严重时,可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进。
发生严重弯孔、梅花孔、探头石时,应回填修孔,必要时反复几次修孔。
冲击法修孔,应回填硬质角棱的石块,并多填0.5m。
4、出现缩孔时,可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法,恢复孔径。
5、发生卡钻时,不宜强提。
应查明原因和钻头位置,采取晃动大绳或钻头以及其措施,使钻头松动后再提起。
6、发生掉钻时,应及时摸清情况,查明原因,采取措施,尽快处理。
如钻头被埋住,应首先清除流砂,再进行打捞。
第三章清孔及水下灌注
一、清孔
钻孔达到要求深度,经检查符合要求后,立即进行清孔,清孔后灌注水下砼前,孔底沉渣厚度不大于设计和规范要求,当设计未规定时,柱桩不大于10cm,摩擦桩不大于30cm。
清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、桩的类型、机具设备条件和土层情况决定,一般有:
1、掏渣清孔法:
适用于冲击、冲抓成孔的各类土层摩擦桩。
终孔后经冲击钻头冲击,使孔内泥浆、钻渣用投入水泥形成混合物,然后用掏渣工具掏渣。
清孔质量要求较高时应辅以高压水管孔底射水;
2、换浆清孔法:
适用于正、反循环旋转钻孔的摩擦桩,终孔后停止进尺,将钻头提离孔底10cm~20cm,空转,保证泥浆正常循环,以相对密度较低(1.1~1.2)之泥浆压入,置换出孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆;
3、抽浆清孔法:
清孔比较彻底,适用于各种方法钻孔的柱桩和摩擦桩。
一般用反循环钻机、空气吸泥机、水力吸泥机或真空吸泥泵等进行。
4、无论采用何种清孔方法,在清孔时,必须及时向孔内注入纯泥浆或清水,保持孔内水头、防止坍孔。
5、柱桩应用抽浆法清孔,并在孔底吊放取样盒以检查孔底在灌注水下砼前沉淀渣土厚度。
用换浆法和掏渣法清孔后,孔口、孔中部和孔底提出的泥浆指标平均值应符合质量标准。
柱桩在浇筑水下砼前,应射水(或射风),冲射孔底3~5min,翻动沉淀物,然后立即浇筑水下砼,射水(风)压力应比孔底压力大0.05Mpa,不得采用加深孔底深度的方法代替清孔。
二、钢筋笼的加工及吊装
钢筋笼的加工工艺参照《钢筋加工及焊接作业指导书》施工,钢筋笼吊装入孔时主筋与加强箍筋必须全部焊接且宜整体吊装入孔,当条件困难时,可分段入孔,上下两段应保持顺直接头应符合有关规范规定钢筋笼入孔后,应牢固定位。
三、水下砼拌制
砼所用原材料必须经检验合格,使用矿渣水泥时应采取防离析措施,水泥的初凝时间不宜早于2.5h,其强度等级不宜低于42.5,粗骨料优先采用卵石,若采用碎石时,宜适增加含砂率,骨料最大粒径不得大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,且不应大于40mm,细骨料采用级配良好的中砂,砼配合比的含砂率宜采用0.4~0.5,水灰比0.5~0.6,坍落度应采用18~22cm,砼拌合物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中应无显著的离析、泌水现象,砼运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求,应进行二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时不得使用。
四、水下砼的灌注
水下砼灌注用由钢制的刚性导管进行。
导管使用前应试拼,并进行必要的水泌、承压和接头抗拉试验。
水密试验的水压不小于孔内水深1.5倍的压力,承压试验时水压不小于由计算而得的导管壁受的最大内压力。
导管内壁应光滑圆顺、内径一致。
直径一般为20~35cm,按桩径大小选用。
试拼后应编号并自下而上标示尺度。
导管法兰盘接头处宜加锥形活套,底节导管下不得有法兰盘。
导管上口设储料槽和漏斗。
漏斗底口高出井孔水面或桩顶的必需高度通过计算取得,但不宜小于4~6米。
导管下口至孔底的距离一般为25~40cm。
钻孔桩所需首批砼数量应能满足导管初次埋深(≥1.0m,且不得大于3m)和导管底部埴充的需要,其所需砼数量应根据计算确定。
(公式:
V≥πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4),漏斗和储料槽需有足够的容量,一般应保证首批砼的存储。
在漏斗底口处设置严密可靠的隔水设施。
灌注砼前,应探测孔底泥浆厚度,如大于规定值须再次清孔,首批灌注的砼初凝时间不得早于灌注桩全部砼完成的时间。
当砼数量较大,灌注需用时间较长时,可通过试验在首批砼中掺入缓凝剂,以延迟其凝结时间。
水下砼灌注要连续进行,并尽可能缩短拆除导管的时间,中途间隔不得超过30分钟。
当导管内砼不满时,应徐徐灌注,防止在导管内造成高压空气襄。
在灌注过程中,要经常探测孔内砼位置,及时调整导管埋深,导管埋深一般不小于2m、不大于6m。
当导管为卡口式、砼中掺有缓凝剂、灌注速度快、导管坚固和起吊能力足够时,可适当加大埋深。
探测孔内砼面位置,应采用精确器具。
用测锤时,锤重不小于4kg,为锥形。
为防止钢筋骨架被砼顶托上升,灌注砼面接近钢筋骨架时,导管保持较大埋深,导管底口与骨架底端保持较大距离,并放慢灌注速度以减小砼冲击力;
砼面进入骨架一定深度后,适当提升导管,使骨架在导管下口有一定埋深,但导管埋入砼深度不小于2m。
地面及桩顶以下整体式刚性护筒在灌注砼后立即拔出;
地面以下拆卸的护筒等砼强度达到5.0Mpa后可拆除。
全护筒(套管)灌注时应逐步提升护筒,提升后护筒内砼高度不小于1m,但也不宜过高。
灌注的桩顶标高应预加一定的高度,以便清除浮浆。
一般应高出设计1.0m,加高部分可在基坑开挖后、强度不高时凿除,但应防止损坏桩身,在砼浇筑过程中应设专人,经常测量导管埋深并记录,详见附表3。
钻孔灌注桩施工工艺流程图
五、砼灌注桩基础故障处理、缺陷原因及防治措施
1、在水下砼灌注过程中发生故障,应根据条件及时进行处理。
(1)首批砼灌注后导管进水时,应吸出已灌砼,重新灌注。
(2)在砼面处于孔内水面下不深的情况下导管进水时,可采取底塞隔水的方法,并外加一定压力重新插入导管恢复灌注。
(3)灌注不久发生导管堵塞时,用长杆冲捣或振动器振转动导管。
处理无效时、拔出导管,吸出已灌砼,吊出钢筋骨架,清孔重灌。
2、砼灌注桩基础缺陷及防治措施
★桩底地基承载力不足
原因:
桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:
这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
★缩径(孔径小于设计孔径)
塑性土膨胀。
成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀,如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
★桩底沉渣量过大
检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
1、认真检查,采用正确的测绳与测锤;
2、一次清孔后,不符合要求,要采取措施:
如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。
在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。
二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。
二次清孔优点:
及时有效保证桩底干净。
★钢筋笼上浮
1、当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;
2、由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
1、灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;
2、当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
★断桩与夹泥层
1、泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;
2、灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。
导管提漏有两种原因:
a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。
b.因泥浆过稠,如果估算或测砼面难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;
3、灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;
4、导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
防治方法:
1、认真做好清孔,防止孔壁坍塌;
2、尽可能提高混凝土浇注速度:
a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。
B.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;
3、提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;
4、灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
第四章、质量、环境、职业健康安全保证措施
一、质量目标和措施
(一)质量目标:
工程质量合格率为100%,单位工程优良率达到90%以上,顾客满意率98%。
钻孔桩砼质量应符合:
1、强度符合要求,无离析等现象。
2、无断层或夹层。
3、桩底标高不高于设计标高、沉淀厚度不大于设计规定和规范要求。
4、桩头凿除后无残余松散层和薄弱砼层。
5、嵌入承台内的桩头及锚固钢筋长度符合设计要求。
(二)质量保证措施
1、严格执行公司制定的《程序文件》、《管理手册》和《管理规定》中各项规定。
2、项目部成立以指挥长,总工程师为组长和副组长的质量管理领导小组,由质检工程师和工点技术人员主抓落实。
3、对所有施工人员进行岗前培训,树立全员质量意识。
4、砼原材料必须经检验合格后方可施工,严禁不合格品进入施工现场。
5、试验人员应坚持原材料抽检,并对各种计量设施定期检校,确保计量准确,严格控制砼坍落度及其和易性,对不合格品不能用于桩基施工。
6、技术人员对每道工序进行仔细检查,建立严格的自检、互检、交接检报验制度,作到上道工序示检查下道工序不施工,并应积极作好各项记录。
二、环境目标和措施
项目部成立环境保护领导小组,由指挥长、副指挥长分别任正副组长,安质科具体落实,严格执行国家和地主有关环境法律法规和制度。
环境目标,指标和预控措施见表4。
钻孔灌注桩施工环境目标和指标及预控措施表表4
目标
指标
预控措施
噪声排放
施工现场场界噪声:
昼间<
85dB夜间禁止施工
1、真执行公司《环境保护管理制度》;
2、监督检查砼拌合站是否进行封闭〔封闭材料要有隔音效果〕
3、合理安排施工工序,未经批准禁止夜间施工;
4、技术人员应对地场界噪声进行监测并做好记录;
5、做好施工现场施工人员,噪声环保学习,增强环保意识。
施工现场无粉土
现场目测无扬尘,现场地面坚实无浮土
1、工便道必须硬化路面;
2、便道应随时洒水;
3、搅拌站砂子石子应准确堆放整齐,水泥库必须封闭。
严格控制固体废物产生
施工现场禁止废物长期存放及时将废物运出现场,到指定现场无固体废物存在。
1、灌注桩基和剩余的或不合格的砼应运出施工现场到指定地点。
2、加强职工环保学习,使环保活动贯穿工程施工的再一个环节。
污水排放达标
污水排放符合国家规定化学需氧量〔COD〕的标准
1、搅拌站,洗车处应设置沉淀池。
2、桩所用泥浆应积极做到循环利用,对废弃泥浆应妥善处理。
施工现场夜间无光
夜间施工照明灯罩使用率达100%
现场照明灯必须配定向照明灯罩不得射入居民家。
2、未经批准禁止夜间施工。
三、职业健康安全目标和管理措施
(一)职业健康安全总目标
1、员工因工死亡率小于0.17‰;
2、员工因工重伤率小于0.6‰;
3、员工因工职业病发生率小于0.5‰;
(二)职业健康安全管理措施
1、项目部成立职业健康安全管理领导小组,由指挥长、副指挥长分别任正、副组长,安全科具体落实,施工现场设置专职安全员。
2、施工人员和管理人员进行职业健康安全岗前培训,做到人人心里有效。
3、对重要工种应实行持证上岗,严禁带病作业
4、对未灌注的桩基应设置井盖,并有明显标志
5、既有线施工应建立值班制度。
泥浆试验记录表附表1
工程名称
墩台号
桩号
施工单位
泥浆原料
测定时间
试验项目
泥浆指标
年月日
比重
黏度
含砂率
胶体率
PH值
孔外造浆
孔内造浆
工序检查
清孔检查
试验员:
施工负责人:
钻孔记录表附表2
起迄时间
设计桩径
设计孔深
钻孔方法
设计孔底高程
护筒顶高程
钻头形式
设计桩底高程
钻头直径
时间
工作项目
钻进深度(m)
孔底高程
记事
起
止
本次
累计
注:
记事栏中应:
(1)绘制桩位示意图;
(2)记录成孔检查情况。
记录:
水下砼浇筑记录表附表3
墩台号
桩号
成孔孔底高程
浇筑前孔底高程
桩顶设计高程
钢筋笼高程
每盘砼数量(m3)
设计砼数量(m3)
测量时间
砼面高程(m)
底口高程(m)
埋入深度(m)
浇筑砼
附注
导管
套管
累计盘数
累计数量(m)
记录:
施工负责人:
注:
1附注栏中应绘桩示意图;
2采用套管钻时,应增列套管底口高程和套管埋入深度。
工程名称:
胶济铁路ZH-3
施工单位:
中铁十二局集团第三项目部
有效标记:
编制人:
编制日期:
发放编号:
持有者:
目录
第一章施工准备…………………………………………………1
一、施工现场准备…………………………………………………1
二、测量放样………………………………………………………1
三、埋设护筒………………………………………………………1
四、泥浆制备………………………………………………………2
第二章钻孔………………………………………………………2
一、钻机安装及钻孔………………………………………………3
二、钻孔异常情况处理……………………………………………4
第三章清孔及水下砼灌注………………………………………5
一、清孔……………………………………………………………5
二、钢筋笼加工及吊装……………………………………………6
三、水下砼拌制……………………………………………………6
四、水下砼灌注……………………………………………………6
五、砼灌注桩基础故障处理、缺陷原因及防治措施………………8
第四章质量、环境、职业健康安全保证措施……………………12
一、日标和措施……………………………………………………12
二、环境目标和措施………………………………………………12
三、职业健康安全目标和措施……………………………………13
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