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场地平整→桩位放样→护筒埋设→钻机就位→复验桩位→钻孔→成孔至设计高程→提钻→桩底检查→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→灌注砼→拔除护筒。
(如下图)
回旋钻施工工艺流程图
五、施工准备
1、对段内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测,去除有侵蚀性的水源。
桩基施工采用水源已经过实验检测。
2、在桩基施工前,将钻机移动范围内的场地平面整平,清除杂物,换出软土,夯打密实,并保证工作平台的标高应高出施工期间最高水位或地下水位0.5m~1.0m。
六、钻机的准备、调试
1、钻机基本就位后,调平安稳,将转盘、钻杆轴线对准桩位竹片桩,对准误差控制在3cm以内,再调整钻架、钻杆,使钻杆垂直度控制在1%以内。
2、安装泥浆搅拌机、高压泥浆泵、输注浆管路、水电接头、闸阀、仪表等。
辅助设备安装应满足规范要求
七、施工工艺方法
1.施工测量
1.1根据设计图纸,进行图纸会审,关于桩基坐标计算,要求两人同时分别计算,第三人复核,坐标计算无误,方可使用。
1.2桩基施工放样时,后视距离要大于放样前视的距离,不满足时更换测量基准点。
测量时要求技术人员认真负责,小心谨慎,协调配合。
前、后视时必须用三脚架,严禁使用单杆棱镜。
桩基放样点位精度小于3㎜,桩橛顶钉上铁钉表示桩基中心位置。
1.3现场测量放样时要进行换手测量,即换测量人员、换仪器、换测量方法。
两次点位一致时,才能进行桩基施工。
1.4每次桩基放样时,顺便将桥墩中心位置定好,放样结束后必须用钢尺拉各个桩橛间相互尺寸是否和设计图纸一致。
1.5完善技术交底制度,现场已放样的桩橛位置及高程要形成书面文字,附简易图,交予现场技术负责人或施工负责人,双方签字认可,交底资料妥善保存。
1.6桩基放样后,通知监理工程师现场验收,验收合格才可以进行桩基施工。
1.7测量记录要详细、明了,具有可追溯性,字迹工整。
要注明放样时使用的基准点、已放样桩基的里程和编号以及测量方法、测量数据,同时还要注明测量日期、使用仪器型号、测量人员名单等。
2.护筒埋设
本桥护筒直径分别为0.9m、1.5m,护筒高2米,采用8mm的钢板卷制而成.护筒内径比桩径大10cm,高出施工原地面0.2-0.3m。
护筒埋设的意义:
护筒埋设工作是钻机施工的开端,护筒平面位置与竖直度准确与否,护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水,对钻机成孔、成桩的质量都有重大的影响。
埋设钢护筒采用人工配合机械的方式,通过定位的控制桩放样,把钻机钻孔的位置标于坑底。
再把钢护筒吊放进坑内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。
同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒竖直。
此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土,要分层夯实,达到最佳密实度,以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,夯填时要防止钢护筒偏斜。
护筒上口绑扎木方对称吊紧,防止下窜。
护筒的制作及埋设的原则:
⑴、护筒采用钢护筒,长度2m左右,钢板厚度8mm。
⑵、护筒埋设时要保证护筒中心线与桩中心线重合,且要保证护筒壁上下垂直。
⑶、所有钢护筒埋设后,顶部应高出地面0.2-0.3m,四周用粘土夯实,以保护桩孔顶部土层不致因机身振动而导致坍孔。
⑷、护筒埋设位置必须准确,保证护筒的垂直度和水平度,护筒中心线与桩中心重合,平面允许误差50mm,护筒倾斜度不得大于1%,埋设后将护筒边0.5~1.0m范围内的土挖掉,夯填粘性土至护筒底0.5m。
⑸、为增加护筒刚度防止变形,在护筒上下端各焊一道加劲肋。
桩基护筒用人工开挖埋设于密实粘土层中。
护筒埋设完成后钻机就位,并将钻头准确对准桩位,钻机用缆风绳四周加固牢靠稳定。
3.钻孔
护筒埋设完毕并将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放人护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔,先用低档慢速钻进,钻至护筒以下1米后,再调为正常速度。
钻进过程中,注意土层变化,以便及时对不同地层调整钻速。
在砂土、软性土等易坍孔的土层中,采用低档慢速。
钻孔应连续进行,不得间断。
开始钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层中时,应低档慢速钻进。
钻进过程中,每进2-3m应检查孔径、竖直度,在泥浆池捞取钻渣,以便和设计地质资料核对。
钻进时,为减少扩孔、弯孔和斜孔,应采用减压法钻进,使钻杆维持垂直状态,使钻头平稳回转。
终孔检查合格后,应迅速清孔,清孔时必须保证孔内水头、提管时避免碰孔壁。
清孔后的泥浆性能指标,沉渣厚度应符合规范要求。
4.钢筋笼制作、安装
4.1钢筋骨架制作:
钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法分节制作,用槽钢和钢板焊成组合胎具。
将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧,按胎模凹槽摆焊主筋和箍筋,全部焊完后,拆下上横梁、立梁,滚出钢筋骨架,然后吊起骨架搁于支架上,套入螺旋筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固,最后安装和固定声测管。
为了防止桩基吊装和施工过程中变形,按照图纸设计要求设置加强箍,在桩基每隔2米设置一道加劲箍,为了增加刚度用Φ25钢筋在其内加三角加强。
4.2钢筋骨架的存放、运输与现场吊装
4.2.1钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。
存放时,每个加强筋与地面接触处都垫上等高的方木,以免生锈或沾上泥土。
每组骨架的各节段要排好次序,挂上标识牌,便于使用时按顺序装车运出。
钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。
采用汽车运输时要保证在每个加强筋处设支承点,各支承点高度相等。
4.2.2钢筋笼入孔时,由吊车采用两点起吊。
第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间。
应采取措施对起吊点予以加强,以保证钢筋笼在起吊时不致变形。
吊放钢筋笼入孔时应对准孔口,保持竖直,轻放、慢放入孔,入孔后应徐徐下放,不宜左右旋转,严禁摆动碰撞孔壁。
若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理,严禁高提猛落和强制下放。
第一节骨架放到最后一节加强筋位置时,穿进工字钢或钢管,将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢或钢管上,再起吊第二节骨架与第一节骨架连接,如此循环,使骨架下至设计标高。
骨架最上端的定位,必须由测定的护筒顶标高来计算定位筋的长度。
钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正,反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上,完成钢筋笼的安装。
钢筋笼定位后,及时浇注混凝土,防止坍孔。
5.导管安装
导管是灌注水下混凝土的重要工具,丝扣力度达到要求,并对导管从下到上进行编号且记录每节导管的长度,安装导管时注意不得碰撞钢筋笼,导管可在钻孔旁预先进行分段拼装,在吊放时再逐段拼装,分段拼装时仔细检查,变形和磨损严重的不得使用,导管内壁如粘附有灰浆和泥砂要擦拭干净。
6.灌注混凝土
6.1采用直升导管法进行混凝土的灌注。
导管用直径300mm的钢管,壁厚3mm,每节长2.0~2.5m,配1~2节长1~1.5m短管。
导管使用前,进行抗拉、承压试验。
下导管时应防止碰撞钢筋笼,导管支撑架用型钢制作,支撑架支垫在钻孔平台上,用于支撑悬吊导管。
混凝土灌注期间用吊车吊放拆卸导管,混凝土灌注过程中,导管埋深一般控制在2m-6m以内。
6.2混凝土施工采用混凝土搅拌运输车运输混凝土、混凝土运输车就位后直接放料到漏斗中,特殊地段采用输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。
考虑到本标段桩径较大、桩长等因素,混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18~22cm之间。
6.3灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。
在整个灌注过程中,导管埋入混凝土的深度一般控制在2m-6m以内。
6.4灌注水下混凝土时,随时探测钢护筒顶面以下的孔深,并计算所灌注的混凝土面高度,以控制导管埋入深度和桩顶标高。
测锤法:
用绳系重锤吊入孔中,根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的灌注深度。
测砣一般制成圆锥形,锤重不宜小于4kg,测绳采用质轻、拉力强,遇水不伸缩,标有尺度之测绳。
6.5施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。
拆除导管动作要快,拆装一次时间一般不宜超过15min。
要防止工具掉入孔中,注意安全。
已拆下的导管要立即清洗干净,堆放整齐。
八、施工注意事项
钻进过程中,要及时掌握钻孔深度,根据地质层变化,及时调整钻进压力、钻进速度,以防钻进不利地层时塌孔。
钻进中随时注意地层变化,在地层变化处均应留取渣样,判断地质类别,记入记录表中,并与设计院提供的地质剖面图相对照。
钻渣渣样编号保存,以便分析备查。
九、施工中常遇问题及处理措施
1.钻孔桩成孔质量保证措施
1.1成孔时为防止偏孔,施工前要注意做好场地平整、压实工作;
钻机安置就位稳定牢固,钻架要竖直;
同时注意埋好护筒,选用性能好的泥浆;
钻具要保持垂直度、刚度、同心度,防止钻机跳动、钻杆晃动等。
”
1.2旋挖钻成孔时,为保持孔壁稳定,防止坍孔,护筒要埋深、埋正,护筒底部与周围用粘土夯实,护筒顶面高出地下水位1.5m-2.0m,在松散的粉砂土层钻进时,应适当控制钻进速度,不宜过快。
1.3保持桩的垂直度:
保证钻机基础的坚实,钻机就位时,保持机座水平;
钻进过程中,用仪器定期对桩位和钻机进行检测,如出现位移和沉陷,及时地调整;
成孔后,用检孔器对桩孔进行检测,检测时保持检孔器中心和桩位中心一致。
2.保证钢筋笼不上浮的措施
为了保证钢筋笼在浇注混凝土的过程中不产生上浮,在钢筋笼吊装到位后,采取以下措施保证钢筋笼的稳定:
2.1为了保证钢筋笼安放位置正确,做到不上浮、不偏,吊放时要用2根φ50mm钢管叉住、卡牢;
将钢筋笼顶端弯成勾并用连接筋焊接到钢护筒上,确保钢筋笼的位置准确的情况下,将钢筋笼固定牢固,并确保钢护筒的稳定。
2.2在钢护筒的上端用型钢压住护筒,型钢可以与周围的钻孔平台联成一体,形成一个整体以稳定钢筋笼,保证其有一个稳定的体系,护筒顶面高出地下水位1.5m-2.0m。
2.3桩基混凝土灌注应注意选用合适的坍落度,确保混凝土的坍落度在18-22cm之间,必要时适当添加聚羧酸减水剂,下部可利用混凝土的坍落度大与下冲力使混凝土密实;
当混凝土面接近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度。
放慢浇筑速度,以减少混凝土向上的冲击力,待混凝土灌注深度达到2米左右应减少导管的埋深,并加快浇筑速度,以增加钢筋笼埋深。
当混凝土面高于钢筋笼底2-4m后即可恢复正常的浇注速度。
2.4在拔导管过程中,始终要保持导管处于居中状态,防止导管下口倒挂钢筋笼,造成钢筋笼上浮。
3.混凝土浇注过程中的质量保证措施
3.1卡 管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。
卡管有以下两种情况:
3.1.1由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、雨天运送混凝土未遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。
如仍不能下落时,则需将导管连同其内的混凝土提出钻孔,重新钻孔。
3.1.2机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。
其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;
同时采取措施,加速混凝土灌注速度,可在混凝土中加入缓凝剂以延长混凝土的初凝时间。
3.2坍 孔
钻孔中防止坍孔的措施:
(1)、护筒的埋设深度要确保穿透淤泥质软土层,做好护筒底部密封。
(2)、控制钢筋笼安装垂直度,安放钢筋笼时,需对准钻孔中心竖直插入,严禁触及孔壁。
(3)、紧密衔接各道工序,尽量缩短工序间隔。
3.3埋 管
导管无法拔出成为埋管,其原因是:
导管埋入混凝土过深,或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩擦阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。
预防办法:
应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6~8m;
在导管上端安装附着式振捣器,拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣,使导管周围的混凝土不致过早的初凝;
根据配合比初凝时间的确定,加速灌注速度;
导管接头螺栓事先应检查是否稳妥;
提升导管时不可猛拔。
若埋管事故已发生,初时可用链滑车、千斤顶试拔。
如仍拔不出,凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况,可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面泥渣;
派专业人员下至混凝土表面,在水下将导管齐混凝土面切断;
拔出小护筒,重新下导管灌注。
此桩灌注完成后,上下断层间,应照下面所述方法予以补强。
如果桩基断层较深,无法弥补时,只能按照规范要求处理。
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