机械成孔施工方案文档格式.docx
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残坡积成因,褐黄色,裂隙发育,土体结构块状,土质均匀,但不分布不均,大部分地段缺失,为可塑红粘土,厚度0.00-5.6m,位于填土下。
基岩:
为三叠系松子坎组,灰色,中厚层状泥质白云岩,深灰色、灰褐色,薄至中厚层状中风化泥质白云岩,岩体节理裂隙发育,见方解石充填,钻探岩芯采取率多为85-95%,岩芯呈柱状、短柱状、块状。
按风化程度分强风化和中风化层。
强风化泥质白云岩:
岩质疏松,敲击易碎,钻进速度快,局部粘土,岩芯多呈砂状及粉状,呈透镜状分布于部分孔段基岩顶面,厚度0.00-2.60m,属极破碎岩体,岩体基本质量级别为V级。
中风化泥质白云岩:
灰色、深灰色、灰褐色,细晶结构,薄至中厚层,节理裂隙较发育,偶见方解石脉及铁染,溶孔、结晶发育,节理裂隙面方解三石充填,岩芯柱状、短柱状、块状,岩石饱和单轴抗压强度标准值为28.069MP,属较硬夺较破碎岩体,岩体基本质量级别为有,埋深1.5-1.6m,埋深标高1235.66-1221.76m。
建议该场地岩体承载力特征值如下:
即:
强风化:
fa=500kpa中风化:
fa=3000kpa设计采用中风化岩石作地基持力层,基础形式为独立柱基、桩基础。
由于场地地势较高,地表水不发育,场地地下水主要为上层滞水,水量甚微,最高洪水位1213.00m,对基础施工无影响。
场区抗震设防烈度为6度区,场地属中软土。
无液化土层存在,无其他影响地基稳定的不良地质现象,场地类别为II类,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周期0.35s。
三、施工部署2014年11月20日建设单位组织针对基础孔桩基础的方案论证会上确定孔桩成孔采用旋挖机成孔。
采用旋挖机成孔能保证成孔质量及施工安全,同时进度也能满足工期要求。
根据会议精神,本工程拟采用2台280型旋挖机,深度超过10米以上及10米以内开孔后存在塌方或上部土质松软的孔采用钢护筒,钢护筒的埋设深度现场实际调整,但必须保证孔壁稳定、不塌孔。
混凝土采用商品砼,25吨吊车配合导管浇筑。
钢筋现场加工,F01厂房内合适位置设钢筋加工棚,待F01厂房基础完成后移至F02厂房内。
每台旋挖机配1个司机,3个副手。
钢筋加工及安装工人12人(人员数量应能满足施工进度要求,施工过程中根据进度进行增减)。
四、施工准备及施工进度计划1、施工准备熟悉图纸,理解图纸,计算孔桩深度、砼量及钢筋量,并且钢筋按进度要求进场。
(1)技术准备1.掌握场地的工程地质和水文地质资料;
2.钻孔前的准备工作主要包括桩位放样,整理平整场地,布设施工便道,设置供电及供水系统,制作和埋设护筒和准备钻孔机具等。
3.施工前,按技术规范要求对设计文件、图纸、施工现场进行详细核查,编写技术交底书,做好施工测量工作。
4.根据施工进度,准备充足合格的各种原材料,加强对周转性材料的调配工作,同时依据进度要求合理调配各种机具,在使用前对设备进行调试,确保机械性能良好。
(2)主要机具设备1.对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转,确保机械正常工作,配备足够的备件。
2.引好桩位控制线和水平高程的控制点,妥善保护好,施工中应经常复测。
3.原材料进场并取样复试合格后待用,根据设计要求加工钢筋笼。
4.正式施工前试成孔,不少于两个,以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。
6.由于本工程采用2台机械施工,故桩基设备也需二套,主要施工机械设备详下表:
主要施工机械设备计划表序号设备名称规格型号数量备注1旋挖钻机SWDM2802台2导管堵头300mm2个3导管300mm37米其中4m、1.5m、1m各1根,0.5m1根,其它的每根长度为2.65m。
4井口导管架3.5m2个5料斗1.5m3、0.5m3各1个大料斗里的堵头。
6导管扳手2把7导管提篮2个自配20cm的钢丝绳长7m8导管密封圈100个9清空帽2个10电焊机2台11配电柜大、小各2个含电表、漏电短路器、开关等,均为国标。
12焊机电缆线4线50100m电焊线和搭铁线各20米。
13焊钳2个14焊帽2个15电焊手套2双16平底清孔钻0.8m2个17碘钨灯管1kw10根18吊钢筋笼钢丝绳20#(麻芯)2付吊钢筋笼用19拔护筒钢丝绳20#(麻芯)4m的4根20吊钻杆钢丝绳20#(麻芯)9m的2根21U型环2吨、3吨各5个22单滑轮3吨2个。
23测绳100m/根2根24钢护筒10mm120米25旋挖工具2套26钻头1.0m2个27钻头1.2m1个28汽车吊Y201台29钻头0.8m1个(3)作业条件1.合理布置施工现场,清理场地内影响施工的障碍物,达到“三通一平”。
2.对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转,确保机械正常工作,配备足够的备件。
3.原材料准备到位,并能满足施工进度要求。
2、施工进度计划按每台每天成孔3-5个计算,每天可成6-8个孔,F01号厂房及办公大楼231个桩在12月底前能全部完成。
进度计划详施工进度计划横道图日期成孔数量2014年11月2014年12月24-301-78-1415-2122-3130个50个50个50个51个合计231个说明:
因F02厂房及基他附属工程还没有相关图纸,无法统计工程量,故在此不列入进度计划内。
待图纸及相关资料出来后补充。
施工进度计划横道图工程名称:
贵阳综合保税区中航黎阳航空发动机项目(F01厂房、办公大楼)五、施工工艺流程和施工方法1、工艺原理桩基施工采用旋挖钻成孔施工法,成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边,镶焊切削刀锯,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内,钻头装满后提出孔外卸土,如此循环形成桩孔。
2、施工工艺流程测量定位制作钢筋笼钻机就位开孔设置护筒旋挖钻进清孔下放钢筋笼插入混凝土导管灌注混凝土成桩拔出导管拔出护筒施工工艺流程图3、施工工艺要点1.工程开工,组织专业测量人员进行测量放线定位,用全站仪测放桩位,桩位中心插一钢筋,四周各打一根控制桩来控制桩位中心,再请监理单位复核,复核之后开钻,安护筒,再复测,校正护筒,再测标高后,进入下道工序。
桩位中心误差须控制在5mm以内。
进一步确定是否有障碍物,必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。
2.钻机就位:
因场地是高回填区,所以在钻机就位前应对场地进行碾压,确保钻机能平稳钻进,从而提高桩孔的精度。
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。
钻机就位应保持平稳,不发生倾斜、位移,钻头对准孔位开启电机进行开孔。
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200400mm,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0.5%,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,然后在钻杆顶部戴好筒式钻头,待钻进至4-5米时再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。
护筒应高出地面2030cm。
4.旋挖钻进:
当钻机就位准确后即可开始钻进。
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。
特别是在距孔口58m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。
5.清孔:
钻进至设计孔深后,将钻斗留在原处机械旋转数圈,将孔底虚土尽量装入斗内,起钻后仍需对孔底虚土进行清理。
一般用沉渣处理钻斗(带挡板的钻斗)来清出沉渣。
6.钢筋笼的制作严格按收方深度下料,每隔2m用18钢筋设一道加劲箍筋,加劲箍筋同主筋焊牢。
主筋间距在加劲箍筋上划线标明,确保主筋分布均匀,钢筋笼主筋连接采用冷搭接,深度超过9米的孔钢筋笼连接下段钢筋笼下至孔口处时连接,前后两段钢筋笼在主筋搭接处焊接(焊缝长度要能保证钢筋下放过程中及安装好后混凝浇筑过程中不至脱落,因此每个主筋都应焊接)。
在钢筋笼主筋外侧沿圆周等距离焊接定位钢筋耳,沿桩长方向间距与加劲钢筋间距相同,其尺寸按图纸设计尺寸。
单面焊时焊缝大于10d,双面焊时焊缝大于5d。
制作时均需在型钢焊接的骨架定位平台上进行,以保证制作的钢筋笼的整体直度及主筋焊接接长时的对位度。
吊点加强处须满焊,主筋与水平筋采用点焊连接,钢筋笼四周及吊点位置上下1米范围内必须100%的点焊,其余位置可采用50%的点焊,并严格控制焊接质量。
检查制作好的钢筋笼的刚度和稳定性。
7.钢筋笼吊装采用一台吊车进行吊装。
吊装时对准孔位,尽量竖直轻放、慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落,无效时,立即停止下落,查明原因后再安装。
不允许高起猛落,强行下放,防止碰撞孔壁而引起坍塌。
入孔后牢固定位,容许偏差不大于5cm,并使钢筋笼处于悬吊状态。
8.钢筋笼纵向吊点设置:
本工程钢筋笼长6-25m不等,超过9米的钢筋笼连接在孔口处焊接,吊点设置2个。
9.导管是灌注混凝土的重要工具,用10mm厚钢板卷制焊成,直径300mm。
导管分节长度应便于拆装和搬运,并小于导管提升设备高度,中间节一般长2m左右,下端节可加长至46m,漏斗下可配长约1m的上端节导管,以便调节漏斗的高度。
现场拼接时要保持密封圈无破损,接头严密,管轴顺直。
导管每节长3m、2.5m、1m不等,内壁光滑、顺直、光洁无局部凹凸,各节导管内径应大小一致,偏差不大于2mm。
导管总数应配备10%左右的备用导管,其中还应准备有多节长度各异的短管,其中最少两节0.5m的导管,有利于控制导管口离孔底的距离,同时也方便拔管时合理掌握导管的拆卸长度。
储料斗采用10mm厚钢板及加劲肋制作,底部做成斜坡。
储料斗的容量须满足首批灌注混凝土量。
10.二次清孔:
由于吊装钢筋笼和安装导管花费时间较长,孔底的沉渣厚度不能满足灌注要求,须进行二次清孔,所以沉渣厚度应以二次清孔后的厚度为准。
11.灌注混凝土成桩:
首斗混凝土的灌注十分重要,其目的是将孔底的沉渣通过强大的冲击力冲走,并将导管埋置至少超过1m,以保证不出现断桩。
首斗混凝土量的计算如下:
V=h1d2/4+HcD2/4式中V-漏斗最小容量(m3)h1-孔内砼高度达到Hc时导管内砼柱与导管外水压平衡所需高度(m)h1=Hwrw/rcHc-钻孔初次灌注需要的砼面至孔底的高度,即导管埋深h2加导管底至孔底间距h3,h2至少为1.0m,h3为0.30.4mHw-初次灌注需要的砼面高度(m)D-桩孔直径(m),有扩孔情况时,应按扩孔后的直径。
d-导管直径(m)rw-孔内水或泥浆的容重(吨/m3)rc-砼拌合物的容重,取2.4(吨/m3)经计算,首斗1.5m3满足要求。
混凝土灌注工作开始后,必须连续不断地进行,并且每斗混凝土灌注间隔时间尽量缩短,拆除导管所耗费时间严格控制,一般不超过15min,不能中途停工;
在灌注混凝土过程中,随时探测混凝土高度,及时拆除或提升导管,注意保持适当的埋深,导管埋深一般保持在24m,最大埋深不大于6m。
灌注混凝土应注意的几个问题:
a.导管下端距桩底控制为0.30.4m。
b.每灌一段时间,就要及时抽拔导管,要根据混凝土灌入量计算灌注高度,从而确定提升导管时间和拆导管的长度。
c.导管提升不能太快,若超过已灌混凝土表面,就会形成断桩;
若抽拔不及时,埋入过深,则有可能因为混凝土初凝,使导管不能拔出,造成工程事故,因此必须严格控制导管提升时间。
d.严禁导管漏水或导管底口进水(即封不住底)而造成断桩事故,保证施工质量。
e.水下灌注混凝土的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.7D(本工程绝大部分孔是干孔,但不排除有水情况)。
f.当混凝土灌注完毕后,待桩基上部混凝土开始初凝,解除对钢筋笼的固定措施,保证钢筋笼随着混凝土的收缩而收缩,避免粘结力的损失。
g.浇筑混凝土的同时,由专人负责制作混凝土试块,混凝土试块应每孔一组,当单孔浇筑量大于50m3时,应按每50m3留置一组,不足50m3按一组计。
(4)测桩混凝土达到一定强度后,一般在7天以后请业主联系有基桩检测资质的检测单位对桩基混凝土质量进行检测,检测的方法采用动测法,检测数量为100%。
(5)凿桩头由于孔底有或多或少的沉渣,这些沉渣通过首斗混凝土冲至混凝土顶面,再加上顶面浮浆,从而影响了桩头砼强度,在进行承台或地梁施工前须将这部分通过人工凿除。
凿桩前须测定标高,以控制准确地凿到设计标高。
凿除桩头混凝土必须采用人工手工凿除,不得采用爆破或其它影响桩身质量的方法进行。
凿除桩头留下的部分不能有残余松散层和薄弱混凝土层,嵌入承台或系梁内的桩头及锚固钢筋长度要符合设计要求。
(6)桩基施工时要求:
1.施工时应有详细记录,如发现地层情况与地质钻孔资料不符,应及时通知设计单位。
2.桩基础施工时应防止坍孔,保证桩基施工顺利完成。
同时应采取必要措施,防止钢筋笼上浮。
3.桩基成孔后桩中心轴线偏位应不大于70mm,垂直度应不大于1/100。
4.桩的钢筋骨架,应紧接在混凝土灌注前整体放入孔内,在放入钢筋骨架时,应采取措施防止变形,如果混凝土不能紧随在钢筋骨架放入之后灌注,则钢筋架应从孔内移出。
在钢筋骨架重放前,应对钻孔的完整性,包括松散物的出现及沉渣重新进行检查。
5.灌注混凝土时,钢筋骨架在顶面应采取有效的方法进行固定,防止钢筋骨架上浮。
支撑系统应对准中线,防止钢筋骨架的倾斜和移动。
6.基桩相邻两孔不得同时钻孔或浇注混凝土,以免搅动孔壁造成串孔或断桩。
7.基桩应严格清孔,清孔后桩底沉淀土的厚度不得大于5cm8.灌注混凝土:
本工程绝大部分为干孔,因此混凝土顶标高应浇至设计地梁(或承台)底标高处。
不排除个别孔有水的现象,因此采用水下灌注混凝土时,水下灌注标高应比设计桩顶标高高出至少0.7D。
9.混凝土灌注应连续不间断进行,以免出现夹层事故及施工缝造成断桩,严格控制混凝土的初凝时间和提升导管的时机,避免导管提升过快导致桩身混凝土出现夹层,同时也应避免导管提升过慢导致导管在混凝土中埋藏过深,难以拔出甚至拔断的现象。
4、质量标准及检查方法1.混凝土灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差序号成孔方法桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%)桩位允许偏差(mm)检查方法1干成孔灌注桩-20170垂直度吊垂球桩径用钢尺量桩位偏差用全站仪测量灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差表2.混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准(mm)项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1主筋间距10用钢尺量2长度100用钢尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋间距20用钢尺量3直径10用钢尺量3.混凝土灌注桩质量检验标准混凝土灌注桩质量检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩位mm70用钢尺量2孔深mm300用钢尺量3桩身质量合格动测法4混凝土强度C25试件报告5承载力按基桩检测技术规范甲方负责一1垂直度1%吊垂球般项目2桩径mm-20用钢尺量3沉渣厚度mm50用重锤测量4混凝土塌落度mm160-120坍落筒5钢筋笼安装深度mm100用钢尺量6混凝土充盈系数本工程混凝土量以实际浇筑计量详联系单7桩顶标高mm+30-50水准仪5、质量保证措施1.护筒埋设:
护筒既保护孔口壁,又是钻孔的导向,则护筒的垂直度要保证。
为防止跑浆,护筒周围土要夯实,最好粘土封口。
在上层土质较差时,将护筒加长至46m,提高护壁效果。
在松散的杂填土层和流砂层成孔时,加大泥浆比重,增加粘度,以便形成较好的孔壁。
2.孔底沉渣控制:
旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。
前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土,后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。
前者底部面缓,钻至设计标高对土的扰动很小,没有聚淤漏斗,所以要加强稳定液的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀,还要控制终孔前二钻斗的旋挖量。
沉渣厚以二次清孔厚度为准。
3.复测孔深:
为保证灌注桩质量,浇筑混凝土前,一定要检查孔的深度,判断有否孔壁坍塌现象,若有用旋钻机清孔,达到设计深度后方可安装导管。
4.对导管的要求:
导管在使用前必须作密封性检查,接头严密,不漏水、不漏浆。
导管上料斗的体积,由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定,料斗体积应大些为好,确保首批浇筑混凝土的埋管深度。
5.浇筑混凝土的要求:
混凝土应连续浇筑,中间不得停顿。
由于是机械成孔且处于回填区,孔桩没有护壁,因此混凝土振捣时振动棒必须放置于孔中心振捣,避免振动棒靠边振捣时将孔壁虚土振落至混凝土中形成夹渣层影响桩身质量(在振捣较深孔时为确保操作工人安全,采用绳子吊放振动棒振捣)。
必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量,随时检查混凝土的塌落度,塌落度控制在180-200mm。
当采用水下浇筑时,由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合,则实际桩顶标高应比设计标高高0.7D,最后人工破桩头处理。
6、其它注意事项1.成孔时,发生斜孔、弯孔、缩孔和坍孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况,应停止钻进,经采取措施后,方能继续施工。
2.钻进硬层或大块回填孤石时,回次进尺深度太小,斗内钻渣太少时,可换用小直径筒形齿状钻斗,先钻一小孔,然后再用钻斗扩孔钻进,也可换用短螺旋钻进,然后再下钻斗捞渣,钻进速度,应根据土层情况、孔径、孔深、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。
下入孔内的钻头,其底盘进渣口必须装闭合阀板,以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。
3.控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,也不能超过桩顶标高太多,造成人工破桩头的难度及增加成本。
六、施工过程质量记录及控制1.钻进施工时时应有详细记录,如发现地层情况与地质钻孔资料不符,应及时通知相关单位处理。
3.桩基成孔后应及时验孔并做好相关隐蔽
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