天津现代城A区旋挖钻机成孔灌注桩施工方案文档格式.docx
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提出孔外的钻渣,装入自卸汽车运走。
(1)本工程采用SR280旋挖钻机成孔,钻机最大钻深96m,最大钻孔直径2500mm,动力头最大输出扭矩285kN.m,本工程最大钻深90m左右,最大钻孔直径1300mm,钻机可以满足钻进要求。
(2)本工程土质以粘土、粉质粘土及砂层为主,采用筒式钻头进行钻进。
为保证孔径满足设计要求,每桩开孔前应复测钻头直径满足设计要求。
(3)钻孔前,调平钻机,保持钻机垂直稳固。
开钻前将钻头着地,进尺深度调整为零。
(4)钻进时原地顺时针旋转开孔,然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进压力,初钻压力控制在90kPa左右,钻速先慢后快。
(5)当钻杆充满钻渣后,停止下压及回旋,逆时针方向转动动力头,稍向下送行,关闭钻头回转底盖。
缓慢上提钻斗,避免钻头碰撞孔壁。
提离孔口后,钻机自身旋转至自卸车处,用动力头顶压顶杆,将底盖打开,倾卸钻渣。
然后关闭底盖,旋回孔位,对准孔位慢慢将钻斗放至孔底钻孔,重复进行。
(6)当出现钻杆跳动,钻机摇晃,钻不进尺等异常情况时,立即停机提钻检查,查明原因妥善处理后再钻,直至钻至设计深度。
(7)在钻进过程中应随时注意土层变化,对不同土层采用不同的旋挖速度,使其达到最佳进尺。
在砂土中,应注意控制旋挖速度,同时提高孔内水头。
(8)钻进过程中要随时不断补充泥浆,使孔内始终保持高于地下水位1~1.5m的水头高度,同时应根据土质情况调整泥浆配方和比重。
钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣,即一次清孔。
当孔壁泥浆皮沉淀较厚时,可用扫孔钻头上下往复,扫刷孔壁。
(9)成孔达到设计高程后,对孔深、孔径、孔壁、垂直度、沉淀厚度等进行检查,合格后方可进入下一道工序。
3成孔垂直度控制措施
(1)钻机就位前应对场地地坪进行硬化,防止钻机在旋挖过程中由于振动产生沉降或移位。
(2)在钻孔作业之前现将桅杆进行垂直度零位设置,通过电脑显示器随时观察桅杆前后左右的垂直度变化情况,随时进行调垂。
调垂分为自动调垂和手动调垂两种方式,在桅杆相对零位±
5o范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;
而桅杆超出±
5o范围时,只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂。
(3)由于导向桅杆刚度较大,遇到软硬地层变化时,不容易发生偏斜。
(4)钻进过程中,当土层软硬明显变化时,必须对钻机的旋挖速度进行控制,防止钻头跑偏。
4泥浆制备及管理
(1)旋挖钻机采用静态泥浆护壁,即随着钻孔深度的增加及时向孔内补充配置好的泥浆,通过钻头对泥浆的搅拌作用,泥浆在循环过程中在孔壁形成泥皮,对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌,因此旋挖钻机施工前必须采用优质膨润土人工制备泥浆。
制备泥浆采用优质粘土、膨润土及外加剂,其配比为水:
膨润土:
粘土:
NaOH=1000:
100:
60:
1.5。
泥浆可循环使用,必要时作净化处理。
(2)钻进过程中注入孔内泥浆的性能指标:
泥浆比重为1.10~1.15;
粘度为18~25s;
含砂率≤1%;
胶体率≥95%。
(3)施工过程中随时检测泥浆的各项性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用,避免发生施工事故。
(4)施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上。
(5)在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇筑水下混凝土。
(6)旋挖钻在开钻前应在施工场外选择钻渣、废弃泥浆堆积场地,旋挖钻在钻进过程中带出的孔渣用挖土机装车,自卸汽车运往堆积场地。
经常对沉淀池、储浆池进行清理,清除沉砂、积淤,对不符合要求的泥浆应及时排放到废浆池外运排放,确保泥浆质量。
废弃的泥浆在处理时确保不影响环境及居民生活。
5保证孔径、孔壁稳定措施
(1)试成孔直径φ1200mm,采用筒式钻头进行钻进。
(2)通过钻头对泥浆的搅拌作用,泥浆在循环过程中在孔壁形成泥皮,对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌;
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。
所以在钻进过程中应严格控制泥浆指标,确保注入的泥浆比重控制在1.10~1.15;
钻进过程中应经常检测泥浆的指标。
(3)钻进过程中要随时不断补充泥浆,使孔内始终保持高于地下水位1~1.5m的水头高度,同时应根据土质情况调整泥浆配方和比重。
6清孔措施
(1)第一次清孔:
当旋挖钻机钻至设计标高时更换带有活门的筒形钻清理沉渣,第一次清孔孔底沉渣不大于100mm。
(2)第二次清孔:
钻杆拆卸完毕后项目部将及时安放钢筋笼及导管,进行第二次清孔,缩短中间间歇时间,第二次清孔采用气举反循环清孔。
清孔时严格控制泥浆参数,确保循环注入的泥浆比重为1.10~1.25,粘度18~25s,含砂率不大于1%,孔底沉渣厚度不大于50mm。
第二次清孔时间一般控制在60min左右,清孔结束后,泥浆比重控制在1.05~1.2,粘度17~20s,含砂率小于2%,孔底沉渣厚度小于50mm。
7钢筋笼制作及吊放
(1)为减少钢筋笼制作和吊装时发生变形,控制单节钢筋笼制作长度不大于25m。
试桩3和锚桩1需做至地面,钢筋笼长度约为90m左右,分4节加工制作;
其余试桩和工程桩,按设计桩长制作,钢筋笼长度为55~65m,分3节加工制作。
(2)为保证钢筋笼的成型刚度,钢筋笼加劲箍φ14偏小,应改为φ20,间距2.0m。
(3)钢筋笼主筋采用机械连接,加强箍筋、螺旋箍筋与主筋的连接采用点焊连接,焊接满足规范要求。
(4)钢筋笼安装采用2台履带吊进行双机抬吊,一台主吊,一台辅吊。
吊装前应准确计算好吊点位置。
(5)起吊时,应先进行试吊,如钢筋笼稳定后无明显变形可直接起吊。
如发现变形较大,应马上把钢筋笼放回地面,重新设置吊点位置,重新起吊。
(6)操作时主吊吊车在上端采用铁扁担起吊钢筋笼,同时辅助吊车起吊钢筋笼底部,使钢筋笼上端起吊过程中,其底部脱离地面。
待钢筋笼完全脱离地面,通过钢筋笼自然下垂,且相对稳定后,将其与辅助吊车分离,然后垂直缓慢下入孔中。
钢筋笼吊装作业
(7)钢筋笼对接及调垂控制措施:
①分节钢筋笼连接采用机械连接。
为保证每根钢筋对接准确,钢筋笼制作时应在地面进行预对接,消除钢筋对接偏差,保证孔口连接的可靠性。
②为保证对接后钢筋笼垂直,所有主筋应垂直对接,对接好后应对称、均匀循环拧紧连接套筒,确保钢筋笼在连接过程中不发生弯曲,整体垂直。
③为确保钢筋笼主筋保护层满足设计及规范要求,保证钢筋笼居中就位,制作时应沿钢筋笼主筋每隔4m设置一组3块保护层垫块,沿钢筋笼四周均匀布置在同一截面上。
8水下混凝土灌注
(1)钢筋笼安放完毕后,应立即安放导管。
导管安放前应准确计算好导管总长度。
导管上口应高出地面50cm左右,底口距离孔底0.30~0.50m,保证隔水球胆顺利下落。
导管底节长度不宜小于4m。
(2)导管安放完毕后应进行第二次清孔,第二次清孔30min内必须灌注水下混凝土,否则应重新清孔。
(3)试桩施工前,应对水下混凝土进行试配,试配混凝土试块强度应提高两个等级。
由于桩3、桩4需要插入钢管柱,为确保钢管柱顺利插入,混凝土应掺加缓凝剂。
(4)混凝土灌注前应计算首次混凝土灌注量,首次混凝土灌注后,导管埋置深度应不小于1.0m。
(5)混凝土灌注应连续、快速进行,不得中断,并随时检测孔内混凝土上升高度,计算导管的埋置深度,适当提升和拆卸导管,以确保导管埋置深度在2~6m之间。
混凝土灌注时,导管应经常上下串动,防止堵管并保证混凝土密实。
(6)根据设计要求,桩3、桩4及试桩4桩顶以下10m范围内混凝土设计强度等级由C45更换为C60,因此,混凝土灌注过程中应及时测量C45混凝土面上升高度及导管埋深,当C45混凝土灌注至桩顶以下9m左右位置时应及时更换C60混凝土继续灌注,此时导管底口控制在桩顶以下12m左右位置,导管埋深控制在3.0m左右。
混凝土灌注时,10~12m范围内基本是C45和C60混凝土混合区。
为保证桩顶混凝土满足C60强度等级,C60混凝土应超灌高度不少于1.0m,桩顶标高以上混凝土应超灌不少于4.0m。
混凝土变换前混凝土变换后
混凝土强度等级变换示意图
(7)为确保桩顶混凝土强度达到设计要求,必须严格控制最后一次混凝土的灌注量,其超灌高度应不小于1.0m,并控制充盈系数不小于1.1。
9预埋设备预埋方案
建议本方案由检测单位编制。
钢筋笼制作时,对于需要预埋的检测设备,项目部将配合检测单位做好预埋,检测设备预埋前,检测单位应对项目部进行相关技术交底,以免预埋错误或遗漏。
二、钢筋笼调垂方案
详见本方案的第一章第7节“钢筋笼制作及吊放”内容。
三、钢管柱后插法施工方案
钢管柱定位校正架定位安装→静压桩机就位→起吊钢管柱喂桩机→校正钢管柱中心和垂直度→钢管柱压送→起吊送管器将钢管柱压至设计标高→调节定位螺栓,再次校正钢管柱中心→钢管柱顶部与定位校正架焊接固定→钢管柱内充填混凝土→钢管柱周围回填碎石→拆移钢管柱定位校正架→起拔护筒→成品钢管柱保护
钢管柱安放工艺流程图
2钢管柱定位校正架定位安装
桩身混凝土灌注完成后应及时将钢管柱定位校正架定位安装,控制校正架四边中心“十字”线记号与桩位十字控制线吻合,确保校正架中心与桩位中心一致。
测量定其四角标高,确保定位校正架安装水平,然后将其与地面预埋螺栓连接牢固。
3静压桩机就位
静压桩机就位时,桩机夹持装置中心应对准桩位中心,并将桩机机身调平。
4钢管柱安放及定位调垂
(1)钢管柱采用双机抬吊,单机就位,与钢筋笼吊放原理类似。
吊车在上端采用铁扁担吊起钢管柱垂直对准桩机夹持装置中心,缓慢放入夹持装置,钢管柱下口进入井口定位校正架。
同时,校正钢管柱中心与桩中心一致,确保对中准确。
井口定位校正架兼做定位、调垂功能。
钢管柱起吊示意图
(2)为确保钢管柱的垂直精度,在钢管柱上安装北微传感公司生产的BWH527双轴倾角传感器,通过电脑全过程监控钢管柱在插入过程的垂直精度,确保钢管柱垂直度满足1/600(0.095o)。
BWH527双轴倾角传感器测量精度达到0.005o。
BWH527双轴倾角传感器示意图
(3)钢管柱中心和垂直度调整完毕,吊车吊起钢管柱依靠钢管柱自重将钢管柱缓慢送达混凝土顶面。
钢管柱压入过程中应平稳缓慢,双轴倾角传感器随时检测钢管柱的垂直度,根据钢管柱垂直度变化情况可轻微调整。
(4)钢管柱底口到达混凝土顶面后,静压桩机即可夹持钢管柱,由双轴倾角传感器重新复测钢管柱的垂直度,满足垂直度要求后即可继续下压插入至设计标高。
(5)钢管柱顶距地面都有一定的距离,因此,钢管柱制作时,应制作工具柱,工具柱具体尺寸为:
工具柱长=自然地坪标高-管顶标高+400mm。
基坑开挖后,将工具柱割除。
(6)由于静压桩机夹持装置底口距自然地坪约1.5m,应制作一根同直径送管器套在钢管柱顶,将钢管柱压入预定标高,送管器长度2.5-3.0m,送管器与钢管柱连接示意图见下图。
送管器与钢管柱连接示意图
(7)调整定位校正架定位螺栓,确保钢管柱中心与桩位十字控制线中心一致,拧紧定位螺栓,确保钢管柱定位准确。
然后钢管柱顶部与定位校正架焊接固定,防止钢管柱向上反弹。
5钢管柱内混凝土填充
(1)为防止灌注钢管柱内混凝土时对钢管柱产生扰动,桩身混凝土终凝后(约48小时)再灌注钢管柱内混凝土。
(2)钢管柱底口封死,钢管柱内充填混凝土为C60微膨胀自密实混凝土,采用导管法干作业施工。
混凝土掺加膨胀剂补偿收缩,避免钢管侧壁脱粘现象。
6钢管柱周围回填碎石、起拔护筒
钢管柱内充填混凝土灌注完毕后,即可采用碎石将钢管外侧空隙回填密实。
碎石的粒径不宜大于25mm,回填时应将钢管柱上口封死,防止落入杂物。
碎石沿钢管柱周围均匀对称填入,防止对钢管柱挤压,造成变形。
四、钢管柱混凝土填充方案
本工程钢管柱采用先插法施工,钢管柱底口封死,钢管柱内充填混凝土为C60自密实混凝土,采用导管法干作业施工。
五、工程桩记录资料
工程桩每根桩都有完整记录,包括定位放线记录、成孔记录、钢筋笼制作安放记录、混凝土灌注记录、钢管柱安插记录、钢管柱混凝土充填记录、钢管柱周围回填记录、桩底后压浆记录等。
六、后注浆施工方案
后注浆施工流程图
2注浆管制作及安装
(1)后压浆导管应采用φ38x3mm无缝钢管,采用套管焊接连接。
注浆管沿钢筋笼加强箍筋内侧均匀布设2-3根注浆管代替钢筋笼主筋,注浆管与钢筋笼加强筋焊接连接。
(2)注浆管安装:
压浆管随钢筋笼下入孔内,下笼前必须测定孔深。
管路连接时焊接密闭。
每下完一节注浆管,必须在管内注清水检查管路的密封性能。
(3)注浆阀应能承受1MPa以上静水压力,并具有逆止功能。
注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的刮撞而不致使注浆阀受损。
注浆管注浆口做法注浆管接头做法注浆管喷浆头做法
3注浆施工参数
(1)注浆水泥采用425普通硅酸盐水泥。
(2)浆液水灰比为0.55.
(3)桩端终止注浆压力为3MPa.
(4)注浆流量不宜超过75L/min.
(5)单桩注浆量:
桩1、桩2为1.6T,桩3为2.5T,桩4为2.1T。
(6)后注浆作业开始前应进行注浆试验,并将试验结果提供给设计单位,优化并最终确定注浆参数。
4后注浆作业起始时间、顺序及速率
(1)注浆作业应于成桩48小时后开始,不应晚于成桩30天。
(2)注浆作业与成孔作业点距离不宜大于8-10m。
(3)应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆.
(4)对于群桩应先外围后内部。
5注浆终止条件
(1)注浆总量及注浆压力均达到设计要求。
(2)注浆总量已达到设计值的75%,且注浆压力超过设计值的1.2倍。
6注浆施工技术措施
(1)做好水泥浆配比,确保浆液水灰比为0.55。
(2)注浆施工时,应严格控制水灰比和单桩注浆量,对于注浆量未达到预定要求的桩,采取从临桩进行加大压浆量的措施处理。
(3)当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或桩周围串浆,应改为间歇注浆,间歇时间宜为30-60min,或低调浆液水灰比。
(4)水泥压入量达到设计值的75%,泵送压力不足预定压力的75%时,应调小水灰比,继续压浆满足预定压力。
7压浆施工中出现的问题和响应措施
(1)喷头打不开
压力达到10MPa以上仍然打不开压浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另一根管中补足压浆数量。
(2)出现冒浆
压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止压浆;
若从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近了设计要求,可以停止压浆;
若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,第2天待原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
(3)单桩压浆量不足
压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,注浆时先注周围桩形成一个封闭圈,再注中间桩,能保证中间桩位的压浆质量,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。
九工程桩施工导则
工程桩施工导则将在试成孔和试桩施工结束后,根据试成孔和试桩施工过程及检测结果进行编制,用于指导成桩施工。
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