旋挖钻钻孔施工工法Word格式文档下载.docx
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设备名称
规格型号
单位
数量
技术状况
拟用何处
1
吊车
25T
台
良好
钢筋笼吊装、灌注混凝土
2
泥浆泵
3PNL
钻孔
3
旋挖钻机
YTR260
4
导管及灌注平台
套
灌注混凝土
5
砼运输车
9m3
辆
6
砼浇注
钢筋对焊机
UN1-100
钢筋加工
7
钢筋切断机
GQ40A
8
电焊机
BX1-500
9
钢筋调直机
10
混凝土搅拌机
HZS90
混凝土加工
11
变压器
500KVA
施工现场用电
12
拓普康全站仪
GTS-720
测量放样
13
水准仪
DS3
测量
14
坍落度桶
混凝土检测
15
工程用温度计
个
16
内径2.2m护筒
桩基施工
17
测绳
100m
条
测量孔深
2、人员配备
所有人员培训合格后,方能上岗作业。
特殊作业人员必须持证上岗。
根据工程进度要求,可设多个班组,每班组的人员配备情况如下:
岗位
人数
备注
技术员
专职安全员
工班长
钻机操作兼施工记录人员
质检人员
试验人员
测量人员
普工
钢筋工
电焊工
吊装工
7工艺流程和操作要点
7.1施工工艺流程
图7.1钻孔灌注桩(旋挖成孔)工艺流程
由工艺流程图可知,采用旋挖成孔时,由于钻斗需要多次上下往复作业摩擦孔壁,容易发生坍孔事故,因此在钻孔过程中,要制备符合性能指标的高质量泥浆,同时要及时补充泥浆护壁,以确保孔内水头压力,防止坍孔。
7.2操作要点
7.2.1合理布置施工现场,清理场地内影响施工的障碍物,低洼处用粘土回填,达到“三通一平”,挖好泥浆循环池。
7.2.2钻孔前使用全站仪采用逐桩坐标法施放桩位点,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内,待监理验收合格后方可进行成孔施工。
。
7.2.3设置护筒:
根据桩位点设置护筒,护筒的内径应大于钻头直径200~400mm,护筒位置应埋设正确稳定,护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm,倾斜度的偏差不大于1%,护筒与坑壁之间应用粘土填实。
施工中,护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。
首先正确就位钻机,使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一,然后在钻机副卷扬机带好筒式钻头,再用吊车吊起护筒并正确就位,用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。
护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回,使护筒中心与桩位中心重合,并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。
护筒的埋设深度:
在粘性土中埋深1m,在砂土中不宜小于1.5m。
护筒高出地面30cm,随即注入泥浆,并应保证孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。
7.2.4钻机就位:
钻机就位应保持平稳,不发生倾斜、位移,钻头对准孔位进行开孔。
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内有仪表准确显示电子读数,当钻头对准桩位中心十字线时,各项数据即可锁定,勿需再作调整。
钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在2cm内。
7.2.5泥浆配制
根据孔位处各地层土的性质、图纸和规范的要求,选择优质的PHP泥浆进行钻孔,确保泥浆指标满足钻孔要求。
根据钻孔需要的泥浆数量设置合适尺寸的泥浆池进行造浆、储浆、泥浆循环。
泥浆性能指标应满足下表要求:
钻孔桩泥浆性能指标表
项目
指标
膨润土的最低浓度
8%
泥浆的最小粘度(500/500ml)
25s
失水率的限度(0.3N/mm2)每30min
20ml
PH值最高限度
11.0
泥浆原料及配比可采用:
水:
膨润土:
碳酸钠:
羧甲基纤维素=5000g:
400g:
2g:
0.2g。
7.2.6旋挖钻进:
当钻机就位准确,泥浆制备合格后即开始钻进,钻进时每回次进尺控制在60cm左右,刚开始要放慢旋挖速度,并注意放斗要稳,提斗要慢,特别是在孔口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,而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆,使孔内水头保持一定高度,以增加压力,保证护壁的质量。
7.2.7清孔:
终孔后应及时清孔,以免使钻渣沉淀增多而造成清孔困难,清孔用换浆法。
在清孔时应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆,保持孔内水位。
泥浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准后,拆除钻杆,移开钻机准备检孔。
测深用的测绳应定期检验并进行长度校正。
严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。
清孔必须配备滤砂器进行清孔。
清孔应达到以下标准:
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重1.03~1.1,含砂率小于2%,粘度17~20Pa·
s;
孔底沉渣厚度不大于10cm。
7.2.8检孔先采用检孔器进行自检,检孔器长度为9m。
实际使用检孔器直径为179cm。
成孔质量标准
允许偏差
孔的中心位置(mm)
100
倾斜度(mm)
小于1/300桩长
孔深(mm)
不小于设计孔深
孔径(mm)
不小于设计孔径
沉淀厚度(mm)
不大于100
7.2.9钢筋笼的制作和安装
7.2.9.1钢筋笼的制作
(1)钻孔桩钢筋笼分段制作、安装,每节段长度可为18m和24m。
制作,按照设计尺寸做好加劲圈,标出主筋位置,然后将主筋依次点焊在加劲筋上,要确保主筋与加劲筋相互垂直、不变形并在加劲圈钢筋上焊接十字钢筋支撑,同时安装吊装衬套。
钢筋笼主要连接形式为电弧焊和直螺纹套筒连接,其接头质量必须符合相关规范要求。
声测管用钢丝绑扎在加劲圈内,同时焊接U型筋固定。
(2)钢筋笼节段主筋对接采用机械连接。
制作安装时主筋接头按50%错开,接头错开长度不小于100cm。
加强筋与主筋间采用焊接连接,箍筋采用钢丝绑扎在主筋上。
为避免钢筋笼运输过程中变形过大,可按一定间隔设置三角加强筋,在下放时拆除。
钢筋焊工必须持考试合格证上岗。
(3)钢筋笼加工时要确保主筋位置准确,并在钢筋笼外侧按设计用钢筋安装保护层。
间距为2m,径向均布4个,整个桩所有垫块按梅花形布置。
(4)钢筋笼起吊时应避免变形。
(5)钢筋笼骨架制作安装要求见下表。
钻孔桩钢筋骨架制作安装标准
允许偏差(mm)
检验方法
钢筋骨架尺寸
长
±
尺量:
按骨架总数的30%抽查
直径
弯起钢筋的位置
20
每骨架抽查30%
箍筋间距
每构件检查5~10个间距
受力钢筋间距
每构件检查2个断面
保护层厚度
尺量
钢筋骨架底面高程
50
水准仪测骨架顶面高程反算
(6)存放及运输过程中,按分节情况进行分类编号,并将钢筋笼垫高,防止钢筋骨架粘上泥土、油污及水锈污染。
(7)钢筋骨架起吊时,吊机操作应平稳、缓慢,避免落钩时速度过快,导致钢筋笼冲击变形。
并对吊点处加劲圈增设十字形或三角形支撑,防止吊点处骨架变形。
(8)起吊过程中不得造成钢筋笼产生残余变形。
(9)钢筋焊接前,必须根据施工条件进行试焊,合格后方可正式施焊。
焊工必须持证上岗。
焊接接头以每300个接头,抽验一组。
试验室随即抽检,现场监理见证,作业队配合。
7.2.9.2钢筋笼的安装
(1)钻孔桩成孔检验合格后,即开始钢筋笼的吊装施工。
为保证钢筋笼起吊时不变形,每节钢筋笼可采用多点起吊。
钢筋笼下放时需严格检查钢筋笼保护层,确保其满足设计要求。
(2)两节笼对接时,按照钢筋标记进行安装,使各钢筋的对位准确,上下节中心线保持一致。
在钢筋笼的接长、安放过程中,始终保持骨架垂直;
(3)钢筋笼安装过程时采取有效措施确保钢筋笼准确定位和防止碰撞孔壁,当下放困难时,应查明原因,不得强行下放。
不得将变形的钢筋笼放入孔内。
对接时工效要衔接迅速,尽量减少作业时间,力争快速下笼。
(4)钢筋笼安装到位后及时用吊筋吊住,防止脱落。
(5)声测管接长时应将接头处管内毛刺处理干净以免影响测桩探头下放。
套管与声测管焊接时必须保证连接紧密、牢固,防止漏水堵管。
每节钢筋笼下放到位后,将声测管内灌满清水,等待5min检查水面是否下降,水面如无下降说明声测管及连接完好,可继续安装钢筋笼。
若漏水则应对每节声测管接头和管壁进行检查,直至找到破损处进行处理后方可继续下放钢筋笼。
声测管底口用钢板焊牢固,顶口用薄钢板点焊,以免灌注水下混凝土时掉入杂物,影响桩基检测。
声测管要与钢筋笼牢靠固定,防止在钢筋笼下放及混凝土灌注时偏位。
(6)吊筋的长度应通过标高计算确定,钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合,并对钢筋笼位置、标高进行复核。
钢筋笼制作及安装施工流程图
钢筋原材报验
钢筋原材进场
钢筋笼声测管制作
钢筋原材加工
钢筋笼半成品报验
钢筋笼长线法制作
钢筋笼分节段运输
钢筋笼接头处报验
钢筋笼安装、下放
钢筋笼定位、声测管密封检查
钻孔桩钢筋骨架允许偏差
箍筋、横向水平钢筋螺旋筋间距
钢筋骨架长
钢筋骨架直径
弯起钢筋位置
骨架保护层厚度
7.2.10下导管
7.2.10.1、导管试压
根据实际桩径、孔深选择钢导管直径。
采用吊车分节吊装,丝扣式快速接头连接。
导管吊装前先试拼,并进行水密性试验,试验压力不小于孔底静水压力的1.3倍,同时不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍。
P=γc*hc-γw*Hw
其中P——为导管可能受到的最大压力(kPa)
γc——混凝土重度,取24kN/m3
hc——导管内最大混凝土高度,以导管全长计(m);
γw——水的重度取10kN/m3
Hw——孔内水的深度(m)
例如:
本桩长45米,实测现场原地面标高到桩孔空钻2米,实钻深度为47米,计算得P值为658kPa,测试压力达855.4kPa。
试验方法:
将导管连接好,一端封堵,一端连接空压机,注入70%以上的水,压力表加压至855.4kPa,翻转导管数次,15分钟内,无水流出,即说明导管满足水下灌注桩的要求。
7.2.10.2、导管接口应连接牢固,封闭严密,同时检查拼装后的垂直情况与密封性。
导管接头要做抗拉试验,试验拉力不小于导管可能承受的最大提升力的1.3倍。
根据桩孔的深度,确定导管的拼装长度,吊装时导管位于桩孔中央,并在浇筑前进行升降试验。
7.2.10.3、下导管前,现场技术员要根据孔深和导管单节长度,进行配算,保证导管底口距孔底距离控制在25厘米-40厘米之间。
7.2.10.3二次清孔:
将头部带有1m长管子的气管插入导管内,气管底部与导管底部最小距离2m,压缩空气从气管底部喷出,如能使导管底部在桩孔底部不停的移动,就能全部排出沉渣。
灌注混凝土前的孔底沉渣厚度应满足要求。
7.2.11水下混凝土灌注
1混凝土加工
所有原材料在使用前均由一定资质的检测机构进行试验检测,检测结果满足规范、标准要求。
混凝土拌和由搅拌站统一拌制,上料、出料设备均需采用电子计量,且计量器具定期检定合格。
混凝土拌和一般每两方为一盘,每盘的搅拌时间为1.5~2.0min,其坍落度和温度在搅拌及浇筑地点分别检测,以浇筑地点为准。
2、混凝土运输
混凝土采用混凝土运输车经施工便道运输至施工现场。
3、封底混凝土
首次封底混凝土要保证导管埋置深度不小于1米,封底混凝土量由现场技术员根据导管悬空和最小导管埋深1米的要求,现场计算。
计算方法如下:
V≥πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4
其中V——灌注首批混凝土所需数量;
D——桩孔直径;
H1——导管悬空高度,一般取0.4米;
H2——导管初次埋深,取1米;
d——导管内径;
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度(m),即h1=Hwγw/γc。
4、灌注过程中,严格控制导管埋深(埋置深度控制在2~6m),防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。
施工过程中技术人员全过程盯控旁站,填写灌注记录表,每灌注一车混凝土测量一次孔深,计算导管埋深,确定拔出导管节数。
5、灌注混凝土时,要保持孔内水头,防止出现坍孔。
6、为防止浮笼,当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部1米时,应降低混凝土灌注速度,当灌注混凝土面高于钢筋笼底口4米以上时,提升导管,使导管底口高于钢筋笼底口2米以上,即可恢复正常灌注速度。
7、桩身混凝土灌注顶面一般高出设计桩顶0.5~1.0m,以保证混凝土强度,多余部分承台施工时必须凿除,残余桩头无松散层。
8、灌注过程中,应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理,不得随意排放,污染环境及河流。
9、钻孔过程中,现场取样混凝土试件进行标准养护,每根桩取三组。
7.2.12桩基检测
桩基检测的方法:
声测;
检验数量:
全检。
墩、台所有桩基施工完毕后,开挖承台基坑,破除混凝土桩头至设计标高。
切割声测管上端口钢板,用测绳栓住20厘米长钢筋头试探声测管是否堵塞,如堵塞可使用高压水管冲通,确认声测管贯通到桩底后,采用木塞临时封堵,防止掉落杂物堵塞钢管。
联系第三方检测单位进行测桩。
如声测管不能贯通至桩底,则需要对桩进行取芯试验。
7.3施工中注意的问题
7.3.1在易缩径的淤泥质粘土和易垮孔的松散杂填土地层和沙层以及严重透水地层必须使用长护筒或全护筒护壁,下护筒的方式有两种:
振动锤下护筒和动力头驱动器下护筒。
振动锤下护筒:
用汽车吊或履带吊吊挂电动或液压振动锤夹持护筒,通过高频振动使护筒周边沙土液化,在护筒重力作用下使护筒插入土层。
该方法的优点是下放和起拔护筒速度快,在成孔时可用干式成孔法或天然水,降低造浆成本。
但在埋设开始时需注意调整护筒的垂直度。
动力头驱动器下护筒:
利用动力头反正转搓动和加压油缸加压使护筒切入土中。
操作方便,并能确保护筒埋置夯实性,缩短挖坑埋置时间,提高成孔效率。
7.3.2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,通常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,所以泥浆的比重在起到保持这种压力差方面具有关键作用。
如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。
7.3.2.1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。
其中膨润土的质量标准参见《钻井液材料规范》GB/T5005-2001。
泥浆用粘土应选择粘粒含量大于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。
稳定液的主要材料见表1。
表1稳定液的主要材料表
材料名称
成分
主要使用目的
水
H2O
稳定液的主体
膨润土或粘土
以蒙特土为主的粘土矿物
稳定液的主要材料
重晶石
硫酸钡
增加稳定液相对密度
CNC
羧甲基纤维素钠盐
增加粘性、防止孔壁剥落
腐殖酸族分解剂
硝基腐殖酸钠盐
控制稳定液变质及改善已变质的稳定液
木质素族分解剂
铬铁木质素磺胺酸钠盐(FCL)
碱类
Na2CO3及NaHCO3
渗水防止剂
废纸浆、棉子、锯末等
防止渗水
7.3.2.2稳定液的配合比
应按地基土的性状、钻机和工程条件来定。
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3~4kg。
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(表2)。
表2稳定液的主要性能指标
泥浆的最小粘度(500/500ml)
失水率的限度(0.3N/mm2)每30min
PH值最高限度
7.3.2.3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3。
表3钻斗钻成孔法稳定液的必要粘度参考值
土质
必要粘度(s)(500/500cc)
砂质淤泥
20-23
砂(N≥20)
23-25
砂(N<10)
>45
混杂粘土的砂砾
25-35
砂(10≤N<20)
25-45
砂砾
7.3.3钻进成孔:
旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土,并将原状岩土装入钻斗内,然后再由钻机卷扬机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进时的垂直度,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。
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。
8质量要求
本工法严格遵照以下文件中的质量要求:
(1)河南省交通规划勘察设计院的施工图纸及业主相关的文件;
(2)合同及补遗书相关内容;
(3)国家现行有关工程施工验收规范、规程、条例及标准:
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000);
《公路水泥混凝土试验规程》(JTJ053—94);
《公路工程集料试验规程》(JTJ058—2000);
《公路勘测规范》(JTJ061—99);
《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076—95)。
9安全保证措施
9.1、安全目标
无重大人员伤亡事故;
无重大塌方坠落事故;
无等级火灾事故;
无道路交通责任事故;
9.2安全生产组织机构
坚持“管生产必须管安全”的原则,成立以项目经理为组长、项目副经理、总工程师为副组长、工程技术部、安全质量部、物设部等部门负责人为组员的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作。
安质环保部负责项目安全监察和日常工作。
施工现场按施工人员的1~3%配置安全员,专职负责所有员工的安全和治安保卫工作。
队设专职安全员,工班设兼职安全员,形成全员参加的安全体系。
安全保证体系框图
9.3、安全保证措施
9.3.1确保人身安全的管理措施
加强对员工的安全教育,增强安全意识,提高防范能力。
严格按照有关劳动保护法律、法规和地方有关劳动保护条例、规定及业主发布的有关安全生产的要求执行,确保安全生产、生产必须安全。
所有员工上岗前做到按规定进行岗前培训,持证上岗,遵章守纪,严格按
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