钻孔桩施工工艺及常见问题处理方法Word文档格式.docx
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护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m,护筒顶部高出施工水位1.5m~2.0m左右(同时高出地面0.5m),其高度满足孔内泥浆面的要求。
陆地、浅水中桩基护筒埋设采用挖埋法,水中桩基护筒埋设采用打入法,利用平台上钢制导向架导向和振动沉桩锤打入,必要时辅以射入下沉。
埋设应准确、稳定,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。
护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m,保护桩孔顶部土层不致因钻头(钻杆)反复上下升降、机身振动而导致坍孔。
图2-1钻孔桩施工工艺图
1.3泥浆制备
用造浆机制浆,并储存于泥浆池中。
钻孔施工时,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,以保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,经沉淀后循环利用。
1.4钻孔施工
⑴冲击钻孔
①开孔前在护筒内多放一些粘土,并加适量粒径不大于15cm的片石,用小冲程冲砸。
钻进0.5~1m时,再回填粘土或注泥浆,继续以低冲程钻孔,如此反复二、三次,必要时,多重复几次。
待钻至护筒下3~4m后,方可进行正常冲击。
根据碴样判别土层地质,砂卵石土采用中等冲程,漂石和坚硬密实的卵石层,采用高冲程。
②冲击成孔采用粘土泥浆护壁,根据地层地质变化调整泥浆比重,保证钻进过程中孔壁的稳定。
整个钻进过程中,始终保持孔内水头高度。
不同的地质采取不同的冲程,冲击过程中要勤抽碴,勤检查钢丝绳和钻头磨损情况。
③抽碴
破碎的部分钻碴和泥浆一起被挤进孔壁,大部分钻碴用掏碴筒清出孔外,冲击一定时间后,提出冲击钻头,换上掏碴筒,掏取钻碴。
掏碴后及时向孔内添加泥浆,以维护水头高度。
1.5清孔
⑴终孔检查后,要立即清孔,不得停歇过久。
⑵采用抽碴法清孔。
清孔时,及时向孔内注浆。
灌注混凝土前用吸泥法进行二次清孔,利用简易吸泥机将高压空气经风管射入孔底,使沉淀物随强大的气流经吸泥管排出孔外。
沉碴厚度满足设计要求。
1.6钢筋笼加工及安装
⑴钢筋制作时,用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距,根据钢筋骨架设计长度的不同,采用整体或分节制作和安装。
⑵钢筋骨架用吊车起吊安装,在运输和起吊中,要保证钢筋笼不变形,起吊时采用两点吊法。
在吊起后,如发现有弯曲要整直,当进入孔口后,将其扶正慢慢下降,严禁摆动碰撞孔壁,直至下到设计标高,同时要保证钢筋骨架中心位置符合设计要求。
骨架顶端要支撑和加固,支撑系统要对准中线,防止浇注混凝土时钢筋骨架上浮、倾斜和移动。
⑶钢筋骨架四周外侧,事先按设计要求焊接定位钢筋,以保证钢筋保护层厚度满足图纸要求。
1.7混凝土浇注
(1)砼采用200~300mm钢导管灌注,采用吊车分节吊装,丝扣式快速接头连接;
灌注前,对导管进行水密、承压和接头抗拉试验。
(2)安装储料斗及隔水栓,储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求,封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m,首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定,将砼搅拌运输车内的混凝土倒入入封底料斗内,由专人统一指挥,待全部准备好后将隔水栓拉起进行封底,同时砼搅拌运输车快速快速反转,加快出料速度。
(3)灌注开始后应紧凑连续的进行,不得中断,同时要防止混凝土从漏斗内溢出或从漏斗外掉入孔底,在灌注过程中技术人员经常检查孔内混凝土面的位置和混凝土质量,掌握拆除导管时间,严格控制导管埋深,防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。
使导管埋入混凝土内的深度始终保持在2~6m,并作好灌注记录。
测深时采用专用测绳及测锤进行,每测一次用钢尺检查深度,以钢尺测量为准,探测至砼面时手感有石子碰撞测锤为准,否则为砂浆或沉渣。
(5)灌注砼时,要保持孔内水头,防止出现坍孔。
(6)桩身砼灌注顶面高出设计桩顶高程1.0m,以保证桩头质量。
1.1.8桩基检测
施工过程中,对每个工序认真做好施工试验、记录,并在成桩以后配合监理工程师进行桩的检验。
成桩后按设计要求对桩基进行成桩质量检测和评价,检测方法符合《铁路工程桩基无损检测规程》(TB10218-99)的规定。
严格按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设【2005】160号)标准办理。
附录:
钻孔桩施工过程质量问题、原因分析、预防措施及处理措施
1、如何防治钻孔灌注桩发生偏斜?
1、质量问题及现象
1)成孔后不垂直,偏差值大于规定的L/100。
2)钢筋笼不能顺利入孔。
2、原因分析
1)钻机未处于水平位置,或施工场地未整平及压实,在钻进过程中发生不均匀沉降。
2)水上钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态,在钻孔过程中,钻机架发生不均匀变形。
3)钻杆弯曲,接头松动,致使钻头晃动范围较大。
4)在旧建筑物附近钻孔过程中遇到障碍物,把钻头挤向一侧。
5)土层软硬不均,致使钻头受力不均,或遇到孤石,探头石等。
3、预防措施
1)钻机就位前,应对施工现场进行整平和压实,并把钻机调整到水平状态,在钻进过程中,应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。
水上钻机平台在钻机就位前,必须进行安装验收,其平台要牢固、水平、钻机架要稳定。
2)应使钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上,并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆。
3)在旧建筑物附近施工时,应提前做好探测,如探测过程中发现障碍物,应采用冲击钻进行施工。
4)要经常对钻杆进行检查,对弯曲的钻杆要及时调整或废弃。
5)使用冲击钻施工时冲程不要过大,尽量采用二次成孔,以保证成孔的重直度。
4、处理措施
1)当遇到孤石等障碍物时,可采用冲击钻冲击成孔。
2)当钻孔偏斜超限时,应回填粘土,待沉积密实后再重新钻孔。
2、在钻孔过程中发生缩孔怎么办?
当使用探孔器检查成孔时,探孔器下放到某一部位时受阻,无法顺利检查到孔底。
钻孔某一部位的直径小于设计要求,或从某一部位开始,孔径逐渐缩小。
1)地质构造中含有软弱层,在钻孔通过该层中,软弱层在土压力的作用下,向孔内挤压形成缩孔。
2)地质构造中塑性土层,遇水膨胀,形成缩孔。
3)钻头磨损过快,未及时补焊,从而形成缩孔。
1)根据地质钻探资料及钻井中的土质变化,若发现含有软弱层或塑性土时,要注意经常扫孔。
2)经常检查钻头,当出现磨损时要及时补焊,把磨损较多的钻头补焊后,再进行扩孔至设计桩径。
当出现缩孔时,可用钻头反复扫孔,直到满足设计桩径为止。
3、在钻孔过程中发生坍孔如何处理?
在钻孔过程中或成孔后井壁坍塌。
1)由于泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水;
或护筒埋置较浅,或周围封堵不密实而出现漏水;
或护筒底部的粘土层厚度不足,护筒底部漏水等原因,造成泥浆水头高度不够,对孔壁压力减少。
2)泥浆相对密度过小,致使水头对孔壁的压力较小。
3)在松软砂层中钻孔时进尺过快,泥浆护壁形成较慢,并壁渗水。
4)钻进时未连续作业,中途停钻时间较长,孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2m,降低了水头对孔壁的压力。
5)操作不当,提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁。
6)钻孔附近有大型设备作业,或有临是时通行便道,车辆通行时产生振动。
7)清孔后未及时浇注砼,放置时间过长。
1)在钻孔附近,不要设临时通过便道,禁止有大型设备作业。
2)在陆地埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,在护筒周围也要夯填粘土,并注意夯实,护筒周围要均匀回填,保证护筒稳固和防止地面水的渗入。
3)水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒沉穿於泥及透不层,护筒之间的接头要密封好,防止漏水。
4)应根据设计部门提供的地质勘探资料,根据地质情况的不同,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻进速度。
如在砂层中钻孔时,应加大泥浆稠度,选用较好的造浆材料,提高泥浆的粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。
5)当汛期或潮汐地区水位变化较大时,应采取升高护筒,增加水头或用虹吸管等措施保证水头压力相对稳定。
6)钻孔时要连续作业,无特殊情况中途不得停钻。
7)提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁.
8)若浇筑准备工作不充分,暂时不要进行清孔,清孔合格后要及时浇筑砼。
9)供水时不得将水管直接冲射孔壁,孔口附近不得集聚地表水。
4、在钻孔过程中钻头被卡住怎么办?
钻头在钻孔内,无法继续运转。
1)孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。
2)下钻头时太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻头倾倒卡在并壁上。
3)坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。
4)出现缩孔后,补焊后的钻头尺寸加大,冲击太猛,冲锥被吸住。
5)使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时,冲程量过大,或泥浆太稠,冲锥被吸住。
1)对于上下能活动的卡钻,可以采用上下轻微提动钻头,并辅以转动钢丝绳,使钻头转动,以便提起。
2)下钻时不可太猛。
3)对钻头进行补焊时,要保证尺寸与孔径配套。
4)使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大,以防锥头倾倒造成卡钻。
1)当土质较好或在石质孔内卡钻时,可以采取小爆破振动使钻头松动,以便提起钻头。
2)钻头被卡住时,可上下左右试着进行轻提,将钻锥提起。
3)用千斤顶或滑轮组强提,但应注意孔口的牢固,以防孔口坍塌。
5、如何避免钻孔灌注桩护筒底部孔壁坍塌?
孔壁坍塌;
钻机倾斜。
1)护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足,在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。
2)由于提供的地质钻探资料不祥,使护筒底产处于淤泥或砂层少。
3)护筒直径较小。
4)地表水渗入护筒外围填土中,造成填土松软。
1)护筒底部应回填至少50cm厚的粘土,当土质为砂性土时护筒周围0.5-1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。
2)根据设计部门提供的地质资料,护筒底部应穿过淤泥和砂层。
3)护筒直径应大于设计孔径20-30cm(有钻杆的正反循环钻)、30-40cm(无钻杆的潜水电钻或冲击钻)。
4)护筒出浆孔处应用粘土夯填,同时应保持出浆顺利,周围不得有积水,避免护筒周围泥土流失,造成坍孔。
1)水中钻孔发生护筒底部坍塌时,应将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。
2)护筒底部坍塌时,应先将钻机移位,然后拔出护筒,按要求回填粘土并夯实,重新下护筒并对护筒周围回填粘土夯实,必要时应加长护筒,然后才能重新钻孔。
6、如何防止钢筋笼在?
起吊后,钢筋笼发生过大的扭转或弯曲变形。
1)当钢筋笼较长时,未加设临时固定杆。
2)吊点位置不对。
3)加劲箍筋间距大,或直径小刚度不够。
4)吊点处未设置加强筋。
1)钢筋笼上每隔2-2.5m增设一道加劲箍筋,在吊点位置应设置加强筋。
在加强筋上加做十字交叉钢筋来提高加强筋的刚度,以增强抗变形能力,在钢筋笼入井时,再将十字交叉筋割除。
2)钢筋笼尽量采用一次整体入孔,若钢筋笼较长不能一次整体入孔时,也尽量少分段,以减少入孔时间;
分段的钢筋笼也要设临时固定杆,并备足焊接设备,尽量缩短焊接时间;
两钢筋笼对接时,上下节中心线保持一致。
若能整体入孔时,应在钢筋笼内侧设置临时固定杆整体入孔,入孔后再拆除临时固定杆件。
3)吊点位置应选好,钢筋笼较短时可采用一个吊点,较长时可采用二个吊点。
若钢筋笼发生严重扭曲变形时,则必须将钢筋笼拆开重新制作。
7、钢筋骨架就位后,如何将钢筋骨架固定,使其不下沉,不偏位?
钢筋笼就位后突然下沉;
钢筋笼中心偏位。
1)钢筋笼固定不牢固或固定措施不得当。
2)测量定位出现误差或在灌注砼过程中,导管碰撞钢筋笼。
3)在施工过程中,桩位控制点未采取保护措施,出现人为移动。
1)在钢筋笼定位后,将钢筋笼牢固固定在位于护筒之上的垫木上。
垫木应该用20cm×
20cm×
300~400cm长方木根。
2)护筒周围的回填土要夯实,防止护筒移位。
3)测量定位要准确,要用控制桩进行复测核,复核无误后方可进行水下砼灌注。
对于下沉或偏心的钢筋笼,在浇筑砼前或未浇筑至钢筋笼时,可用吊车将其吊起进行复位。
8、如何保证钢筋笼下上浮?
1)在灌注砼地钢筋笼上浮。
2)在,钢筋笼上浮。
1)当灌注的砼接近钢筋笼底部时灌注速度过快,砼将钢筋笼托起;
或提升导管速度过快,带动砼上升,导致钢筋笼上浮。
2)在提升导管时,导管挂在钢筋笼上,钢筋笼随同导管一同上升。
1)当所灌注的砼接近钢筋笼时,要适当放慢砼的灌注速度,待导管底口提高至钢筋笼内至少2m以上时方可恢复正常的灌注速度。
2)在安放导管时,应使导管的中心与钻孔中心尽量重合,导管接头处应做好防挂措施,以防止提升导管时挂住钢筋笼,造成钢筋笼上浮。
1)钢筋笼卡住导管后,可设法转动导管,使之脱离钢筋笼。
2)发现钢筋笼有上浮迹象时,可适当加压,以防止继续上浮。
9、灌注水下砼时如何防止断桩?
1)在灌注砼过程中,由于导管拔脱,泥浆进入导管内,致使孔内泥浆豁然迅速下降。
2)由于导管接头处密封不好,致使泥浆进入导管,若继续灌注,则会在砼中出现泥浆夹层。
3)由于导管埋置过深、当砼堵塞导管时处理时间过长、或灌注时间较长使先期灌注的砼凝固,导致导管不能提起。
4)在无破损检测中,桩的某一部位存在夹泥层。
1)砼坍落度小、离析或石料粒径较小,在砼灌注过程中堵塞导管,且在砼初凝前未能疏通好,不得不提起导管时,从而形成断桩。
2)由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大,致使首批灌注的砼不能埋住导管,从而形成断桩。
3)在导管提拔时,由于测量或计算错误,或盲目提拔导管使导管提拔过量,从而使导管底口拔出砼面,或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中,形成断桩。
4)在提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在砼初凝前无法提起,造成砼灌注中断,形成断桩。
5)导管接口渗漏致使泥浆进入导管内,在砼内形成夹层,造成断桩。
6)导管埋置深度过深,无法提起导管或将导管拔断,造成断桩。
7)由于其他意外原因造成砼不能连续灌注,中断时间超过砼初凝时间,致使导管无法提升,形成断桩。
1)导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏。
每节导管组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检验制度。
导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管。
2)下导管时,其底口距孔底的距离不大于40-50cm,同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。
在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2-4m范围内。
3)砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。
若灌注时间较长时,可在砼中加入缓凝剂,以防止先期灌注砼初凝,堵塞导管。
4)在钢筋笼制作时,一般要采用对焊,以保证焊口平顺。
当采用搭接焊时,要保证焊缝不要在钢筋内形成错台,以防钢筋笼卡住导管。
5)在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度,认真计算提拔导管的长度,严禁不经测量和计算而盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆除卸一节导管。
6)关键设备要有备用,材料要准备充足,以保证砼能够连续灌注。
7)当砼堵塞导管时,可采用拔插抖动导管,当所堵塞的导管长度较短时,也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管,也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。
8)当钢筋笼卡住导管后,可设法转动导管,使之脱离钢筋笼。
10、如何保证桩柱接头质量?
凿桩头应注意哪些问题?
1)破桩头时间过早,砼受到扰动后影响强度的形成或使桩头砼产生裂缝。
2)把桩头凿除盆状,接柱前不易清除污染物,影响接柱质量。
3)擅自采用爆破法破桩头,且剂量控制不准,造成对桩头爆破过度,致使桩身上部出现碎裂。
1)在砼强度未形成或未达到一定强度(70%)就进行凿除时,会对砼产生扰动,破坏砼强度形成,或使砼内部产生细小裂纹。
2)对设计桩顶的标高计算或测量不准,导致灌注砼提前结束,致使桩头标高低于设计标高。
3)在灌注水下砼时,未按《规范》要求进行超灌、超灌高度不足或无法进行超灌。
4)泥浆稠度大且回淤厚度大,造成砼与泥浆的混合层较厚。
5)清孔不彻底或回淤测量有误。
6)灌注砼完成后,立即掏浆至桩顶设计标高,可能使泥浆掺入砼内,同时减少了对桩头砼的压力,致使砼的强度有所下降。
1)当砼灌至距桩头较近时,要提高漏斗口至少高出桩顶4m,也可搭一3m高的平台,在平台上进行灌注砼,以便砼在压力的作用下能够将泥浆顶起。
2)灌注砼时应比桩顶设计标高至少超灌80cm,以保证桩顶处砼在超灌部分自重作用下的密实,同时保证桩头处的砼中不含泥浆。
3)在砼灌注后必须达到一定强度(要求70%以上,平均气温在15℃以上时,一般龄期达到7d即可,气温较低时必须延长龄期)时才能丰破除桩头。
严禁砼灌注完毕后随即进行掏浆。
4)凿桩头时当凿至距设计位置10cm左右时,应注意先对设计桩头标高处的四周进行凿除,然后再凿除中间部分,桩头破除后形状应呈平面或桩中略有凸起,以利接柱或浇筑系梁砼前冲洗桩头。
5)严禁使用爆破法进行破桩头。
若因意外原因,在凿除桩头后砼中仍含有泥浆,则应继续向下凿除,直致砼中含泥浆且强度满足设计要求时为止。
此时可支模板浇注砼,深度较大时,需先行接柱,若深度较浅时可在浇筑承台砼时同时浇筑。
11、钻孔桩发生中心偏位后如何处理?
破除桩头后,经测量放样检查钻孔桩中心与设计要求存在偏差。
1)桩位定位存在误差。
2)护筒的形状不符合要求或埋设时出现偏差。
3)钢筋笼定位不准确。
1)在桩位定位时要认真复核,做好骑马式控制桩并采取一定的保护措施,以便能够准确确定钻头中心及对钢筋笼进行准确定位。
2)护筒的形状要符合要求,埋设时其四周的回填要密实,防止在钻进过程中发生移动。
3)钢筋笼定位准确,固定要牢固,经复核无误后方可灌注砼。
12、如何保证挖孔桩砼的灌注质量?
砼出现离析;
砼强度不足。
1)砼原材料及配合比有问题,或搅拌时间不足。
2)灌注砼时未用串筒,或串筒口距砼面的距离过大,有时在孔口将砼直接倒入孔中,造成砂浆和骨料离析。
3)在孔内有水时,未抽干水就灌注砼。
应该采用水下灌注砼时而采用了干浇法施工,造成桩身砼严重离析。
4)灌注砼时未能将护壁的漏水堵住,致使砼表面积水较多,而未清除积水就继续灌注砼,或采用水桶排水,结果连同水泥浆一同排出,造成砼胶结不良。
5)局部需排水挖孔时,在灌注某一桩身砼的同时或砼未初凝前,附近的桩孔挖孔工作未停止,继续挖孔抽水,且抽水量较大,结果地下水流将该孔桩身砼中水泥浆带走,严重昌砼呈散粒状态,只见石料不见水泥浆。
1)必须使用合格的原材料,砼的配合比必须由具有相应资质的试验室配制或进行抗压试验,以保证砼的强度达到设计要求。
2)采用干浇法施工时,必须使用串筒,且串筒口距砼面的距离小于2m。
3)当孔内水位的上升速度超过1.5m/min时,可采用水下砼灌注法进行桩身砼的灌注。
4)当采用降水挖孔时,在灌注砼时或砼未初凝前,附近的挖孔施工应停止。
5)若桩身砼强度达不到设计要求时,可进行补桩。
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