机械旋挖成孔灌注桩施工工艺docWord文档下载推荐.docx
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参数表
钻机型号
R-412
R-516
R-622
BG-15
BG-18
最大钻孔直径(mm)
1500
2000/1500
2500
1800
最大孔深(m)
55
41/61
77
52
64
最大扭矩(kNm)
122
165
201
172
205
主卷扬最在起拔力(kN)
150
170
200
160
233
副卷扬最大起拔力(kN)
65
75
140
80
发动机最大功率(kW)
169
224
300
148
整机重量(T)
48
60
70
2钻杆:
旋挖钻机常用钻杆有传动键伸缩式圆钻杆和伸缩式方钻杆。
传动键伸缩式圆钻杆双分为机锁式、摩阻式和多锁式。
3旋挖钻斗:
旋挖钻机常用钻斗有:
底开式钻斗、
半合式钻斗、销定式钻斗,其中底开式最为常见,
分为普通单盖和捞砂双层底式。
4斗齿:
常用的有楔形及弯角齿套两种,切削角
为35o~55o,小切削角适用于软土层钻进,弯角齿套切削角为60o~70o,适用于硬土层钻进。
5导管:
宜用厚壁丝扣连接的钢导管,规格有
200、250、300、350等,且密封性良好。
6测绳:
要求标准点牢固,绳体伸缩性低。
四、作业条件
(一)熟悉工程图纸和工程地质资料,踏勘施
工现场。
检查设计图纸是否符合国家有关规范,
图纸表示是否明确无误,掌握地表、地质、水文
等勘察资料,场地要平整,且地耐力不少于
100kPa,施工桩点5m以内应无空中障碍。
(二)根据用量选择合适的管道供水,并选择
合适的配电。
(三)钻头、钻杆以及钢丝绳长度的选取,依据地层条件不同选择不同钻头与钻杆,一般机锁式钻杆适用坚硬地层,而摩阻式钻杆适于一般较软地层。
钢丝绳长度选择可按如下公式确定:
钢丝绳长度=孔深+机高+15~20m。
(四)消耗材料的物资准备,包括:
钻机配套的润滑油、液压油、柴油、钢丝绳、斗齿等各种零部件的购买或预订;
工艺要求上需要准备的膨润土、纯碱及各种泥浆外加剂、护筒、电焊机、各种管线、电缆线等。
(五)现场布置与设备调试:
设计总平面图,并依据平面图进行布置,搭建临时设施,砌筑深
层次池,泥浆池大小一般为钻孔体积的1.5~2倍,高约1.5m。
对钻机和各种配套设施进行安装调试,确保其安全可靠性及完好性。
(六)清除障碍物:
特别注意空中设施如高压输电线、电缆等。
施工前要收集场地作业面地下的各种设施,包括电缆、管线、枯井、防空洞、地
下管道、古墓、暗沟等,事先标识或拆除处理完
毕。
五、施工工艺
(一)旋挖成桩灌注桩施工工艺流程图。
如图
13.5.1。
(二)钻机安装就位:
要求地耐力不小于100kPa,
履盘座落的位置应平整,坡度不大于3°
,避免
因场地不平整,产生功率损失及倾斜位移,重心
高还易引发安全事故。
(三)拴桩:
桩位置确定后,用两根互相垂直的
直线相交于桩点,并定出十字控制点,做好标识
并妥加保护。
(四)对准桩位:
首先调整旋挖钻机的桅杆,使
之处于铅垂状态,让钻斗或螺旋钻头对正桩位。
(五)埋设护筒:
定出十字控制桩后,可采用钻机进行开孔钻进取土,钻至设计深度,进行护筒埋设,护筒宜采用10mm以上厚钢板制作,护筒
直径应大于孔径200mm左右,护筒的长度应视地层情况合理选择。
护筒顶部应高出地面200mm左右,周围用粘土填埋并夯实,护筒底应座落在稳定的土层上,中心偏差不得大于50mm。
测量孔深的水准点,用水准仪将高程引至护筒顶部,并做好记录。
钻机安装就
栓桩,对正
钻斗或短螺
提钻,埋设
泥浆稳定
验护
下入
孔内注入泥
注入
下入钻斗、
下入钻
图
13.5.1
(六)泥浆制作:
采用现场泥浆搅拌机制作,
宜先加水并计算体积,在搅拌下加入规定的膨润
土,纯碱以溶液的方式在搅拌下徐徐加入,搅拌
时间一般不少于3min,必要时还可加入其他外
加剂如增粘降失水剂、重晶石粉增大泥浆比重,
锯末、棉子等防止漏浆。
制备泥浆的性能指标如
下表。
制备泥浆性能
指标
项
比
目
重
性能指标
1.04~1.18
检验方法
泥浆比重计
粘
度
18~25s
500/700漏斗法
固相含量
6%~8%
胶体率
>95%
含砂率
<2%
PH值
7~9
PH试纸
(七)旋挖钻进成孔。
1钻头着地,旋转,钻进。
以钻具钻头自
重和加压油缸的压力作为钻进压力,每一回次的
钻进量应以深度仪表为参考,以说明书钻速、钻
压扭矩为指导,进尺量适当,不多钻,也不少钻。
钻多,辅助时间加长,钻少,回次进尺小,效率
降低。
2当钻斗内装满土、砂后,将其提升上来,
注意地下水位变化情况,并灌注泥浆。
3旋转钻机,将钻斗内的上卸出,用铲车
及时运走,运至不影响施工作业为止。
4关闭钻斗活门,将钻机转回孔口,降落
钻斗,继续钻进。
5为保证孔壁稳定,应视表土松散层厚度,
孔口下入长度适当的护筒,并保持泥浆液面高
度,随泥浆损耗及孔深增加,应及时向孔内补充泥浆,以维持孔内压力平衡。
6钻遇软层,特别是粘性土层,应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻,提钻后应经常检查底部切削齿,及时清理齿间粘泥,更换已磨钝的斗齿。
钻遇硬土层,如发现每回次钻进深度太小、钻斗内碎渣量太少,可换一个较小直径钻斗,先钻一小孔,然后再用直径适宜钻斗扩孔。
7钻砂卵砾石层,为加固孔壁和便于取出砂卵砾石,可事先向孔内投入适量粘土球,采用双层底板捞砂钻斗,以防提钻过程中砂卵砾石从底部漏掉。
8提升钻头过快,易产生负压,造成孔壁坍
塌,一般钻斗提升速度可按下表推荐值使用。
钻斗升降
速度推荐值
装满
空钻
渣土
斗
桩径
钻斗
升降
(mm)提升
(m/s
)
700
0.973
1.210
1300
0.628
0.830
1200
0.748
0.575
9在桩端持力层钻进时,可能会由于钻斗的提升引起持力层的松驰,因此在接近孔底标高时应注意减小钻斗的提升速度。
(八)清孔:
因旋挖钻用泥浆不循环,在保障泥浆稳定的情况下,清除孔底沉渣,一般用双层底捞砂钻斗,在不进尺的情况下,回转钻斗使沉渣尽可能地进入斗内,反转,封闭斗门,即可达
到清孔的目的。
(九)钢筋笼制作,按设计图纸及规范要求制作。
一般不超过29m长可在地表一次成型,超过29m,宜在孔口焊接。
(十)下钢筋笼:
钢筋笼场内移运可用人工抬运或用平车加托架移运,不可使钢筋笼产生永久性变形;
钢筋笼起吊要采用双点起吊,钢筋笼大时要用两个吊车同时多点起吊,对正孔位,徐徐下入,不准强行压入。
(十一)下导管:
导管连接要密封、顺直,导管下口离孔底约3Ocm即可,导管平台应平整,夹板牢固可靠。
(十二)浇注混凝土:
1钢筋笼、导管下放完毕,作隐蔽检查,必要时进行二次清孔,验收合格后,立即浇注混凝土。
2使用预拌混凝土应具备设计的标号,良好的和易性,坍落度宜为180~220mm。
3初灌量应保证导管下端埋入混凝土面下不少于0.8m。
4隔水塞应具有良好的隔水性能,并能顺利排
出。
5导管埋深保证2~6m,随着混凝土面上升,
随时提升导管。
6混凝土灌至钢筋笼下端时,为防止钢筋笼上
浮,应采取如下措施,在孔口固定钢筋笼上端;
灌注时间尽量缩短,防止混凝土进入钢筋笼时流
动性变差;
当孔内混凝土面进入钢筋笼1~2m
时,应适当提升导管,减小导管埋深,增大钢筋
笼在下层混凝土中的埋置深度。
7灌注结束时,控制桩顶标高,混凝土面应超过设计桩顶标高300~500mm,保障桩头质量。
(十三)冬雨季施工。
1雨季施工的要求:
露天使用的电气设备、闸箱的防雨措施可靠,
放置较高位置,电焊机等导电设备应加护雨罩。
电气设备的接地保护牢靠,漏电保护装置灵
敏,操作人员应使用绝缘工具。
旋挖钻机雨季施工应有防雷接地,并定期检
查。
检查有无地基塌陷情况,在旋挖钻机行走时,
务必避开塌陷地段。
2冬季施工的要求:
钻机上、下拖板时,应有防滑措施,避免侧滑引起安全事故。
设备保养过程中,衣着灵便,高空作业时系好安全带。
水管泥浆管不用时,应清理干净,整好存放,防止冻冰。
注意观察护筒周围土层情况,防止因泥浆浸泡而化冻,发生坍孔事故。
施工现场办公区、生活区所用取暖装置均应安全、可靠。
六、质量标准
1施工前应对水泥、砂、石子(如现场搅拌)、
钢材等原材料进行检查,对施工组织设计中制定
的施工顺序、监测手段(包括仪器、方法)也应
检查。
2施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼、灌注混
凝土等进行全过程检查,嵌岩桩必须有桩端持力
层的岩性报告。
3施工结束后,应检查混凝土强度,并应做桩体质量及承载力的检验。
4混凝土灌注桩的质量检验标准应符合表1、2
的规定。
表1混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准(mm)
项序检查项目
允许偏差或
允许值
主
1
主筋间距
±
10
用钢尺量
控
2
长度
100
一
钢筋材质
设计要求
抽样送检
般
检验
箍筋间距
20
3
直径
表2混凝土灌注桩质量检验
标准
允许偏差
项序
检查项目
或允许值
单
数
位
量
见GB50202基坑开挖前
桩位
-2002表量护筒,开挖
5.1.4
后量桩中心
只深不浅,用
重锤测,或测
钻杆,套管长
孔深
mm
+300度,嵌岩桩应
确保进入设
计要求的嵌
岩深度
按基桩检测
技术规范。
桩体质量
如钻芯取
样,大直径
技术规范
嵌岩桩应钻
至桩尖下
500mm
混凝土强
试件报告或
4
钻芯取样送
检
5
承载力
见GB50202
测套管或钻
杆,或用超声
垂直度
-2002表
波探测,干施
工时吊垂球
井径仪或超
-2002
声波检测,干
表
施工时用钢
尺量
泥浆比重
用比重计测,
(粘土或
1.15~清孔后在距
沙性土
孔底500mm
中)
处取样
泥浆面标
4
高(高于
0.5~
地下水
m
目测
1.0
位)
沉渣厚
度:
端承
≤50
用沉渣仪或
5
重锤测量
≤
摩擦桩
7
钢筋笼安
mm±
装深度
混凝土充
检查每根桩
8
>1
的实际灌注
盈系数
水准仪,需扣
9
桩顶标高
+30
除桩顶浮浆
层及劣质桩
-50
体
七、成品保护
1成孔的保护,若灌注不及时,应将孔内注满
优质泥浆,孔口用盖板盖好,防止行人及杂物掉
入孔内.
2钢筋笼的保护,雨天应覆盖防止雨淋,防止
钢筋生锈,地面应平整,防止钢筋笼变形,不能
直接放于潮湿的地面.
3成桩的保护,旋挖成孔灌注施工完毕,桩头应进行保护,冬季时要有防冻措施.
八、注意事项
1主机倾覆.旋挖钻机底盘一般采用挖掘机或履带吊车的底盘,加之二十米高立柱和十几米高的凯式钻杆,使整机重心升高,稳定性降低.如果地耐力不均匀,移机过程中两条履带产生不均
匀沉降,例如一条履带经过废弃泥浆坑及填土而坠落,即产生侧向倾倒。
或由于用副卷扬起吊重物,在报警装置失灵情况下,起吊力矩大于抗倾覆力矩,导致主机倾倒。
预防措施是:
移机时摸清地形,严禁盲目起车行走;
起吊重物时,一定要在起吊允许范围内,且重物位于钻机正前方。
2主绳断裂。
由于主绳过度磨损,起下钻不均
匀产生冲击和震动,导致主绳断裂.要经常检查
主绳磨损情况,操作平稳可靠,万一发生断绳事
故,应立即处理,以防发生埋钻事故.
3坍孔.旋挖成孔灌注桩施工大多在第四纪松散地层,坍孔是灌注桩施工中最为常见的事故.
主要原因有:
泥浆稳定液选择不当,护筒埋设不当,水头压力不够等.预防措施有:
钻进前即选择与地层相适应的泥浆稳定液护壁钻进.护筒应埋置在稳定地层,周围用粘土捣实,埋置位置应与孔位同心.松散的粉砂层钻进时,应适当控制进尺速度,轻压慢进.终孔后,做灌注混凝土准备工作时,仍应保证足够的补水量.
4埋钻.埋钻事故一般发生在坍孔、卡钻、主绳断裂等事故发生之后,原因主要有:
泥浆性能与地层要求不相适应,产生坍孔后发生埋钻;
卡钻、主绳断裂等事故处理时间过长,产生大量沉淀引
起埋钻。
发生埋钻事故后,可采用辅助提升法、
气举松动法或近旁钻孔法进行处理。
5孔斜。
产生孔斜的原因是钻进松散地层中遇有较大圆滑弧石或探头石,将钻具挤离钻孔轴线,钻具由软地进入硬地层或粒径差别太大的砂砾层时,钻头所受阻力不均,导致钻具偏斜,造成孔斜。
或者钻机位置发生串动,或底座产生局部下沉使钻孔倾斜。
预防措施是:
用好泥浆稳定液,保持孔壁稳地,放慢钻进速度,加固钻机底座,提高地耐力,采用导向性好,桅杆刚性强的旋挖钻机进行施工。
6粘土层缩径、糊钻:
粘土层具有较强的早浆能力和遇水膨胀的特性,钻进中除应严格控制泥浆粘度增大外,还应适量向孔内投部分砂砾,防止糊钻,钻进时不宜用捞砂斗钻进,应选择扩大器稍大的单底钻头钻进。
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