反循环钻孔灌注桩施工工艺标准Word格式文档下载.docx
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17.4.4作业条件准备
17.4.4.1现场临设搭建,具备内作业环境。
17.4.4.2施工平台应坚实稳固,并具备机械、人员操作空间。
17.4.4.3施工用水、用电接至施工场区,并满足机械及成孔要求。
泥浆池及循环池已完成。
17.4.4.4混凝土搅拌站、混凝土运输、混凝土浇筑机械试运转完
毕,钢筋进场检验合格,钢筋骨架安放设备满足要求。
17.4.4.5钻孔机械试运转完毕。
17.4.4.6测量控制网(高程、坐标点)已建立,桩位放线工作完
成,或复测验收合格。
17.4.4.7现场文明施工设置。
17.5施工工艺
17.5.1工艺流程
17.5.1.1泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程见图17-1。
17.5.2操作要求
17.5.2.1埋设护筒
a)护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用,应认真埋设。
b)护筒内径比桩直径宜大100mm~150㎜,并视地面情况而定,护筒壁厚一般为4mm~10㎜钢板,经卷制焊接而成。
护筒底口应超过杂填土深度;
上口应高于地面200㎜,护筒间连接时,要求对焊平直,密封性好,上口加焊吊环。
c)埋设护筒时,护筒中心轴线对正桩位中心,其偏差不宜大于20㎜,护筒外宜用黏土分层回填夯实。
d)若护筒底土层不是黏土,应挖深换土,在筒底回填夯实300mm~500㎜左右厚度的黏土后再安放护筒。
e)对于硬化处理场地以及地表土层为黏性土时采用旋挖或锅锥钻成孔,可不设护筒。
f)吊拔护筒钢丝绳应对称。
17.5.2.2钻机就位
a)钻机就位时,必须保持钻机平稳、不倾斜和位移,并采取一定的固定措施。
为控制钻孔深度,应对每桩位地面测设标高,以便施工控制和记录。
b)钻机就位时,应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合,
其偏差不应大于20mm。
钻机就位后应平整稳固,保证在钻进过
程中不产生位移和摇晃,否则应及时处理。
17.5.2.3钻孔
图17-1泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程
b)回旋钻机反循环成孔
1)回旋钻机成孔分正循环及反循环泥浆护壁成孔两种方式,反循环式又分为自流式与泵送回灌式两种。
2)成孔主要系统有:
钻孔系统、泥浆循环系统、测试系统。
3)循环系统包括:
沉淀池、循环池、循环槽,其平面尺寸应根据桩孔体积、砂石泵的型号规格来决定。
4)在反循环钻孔前,首先启动砂石泵,待形成正常循环,才能开动钻机慢速下放钻头至孔底。
5)钻进中应认真观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况,排量减少或出水中含钻渣较多时应控制钻进速度。
6)在砂砾、砂卵石地层钻进时,为防止钻渣过多,卵砾石堵塞管路,可采用间断钻进间断回转的方法来控制钻速。
7)加接钻杆时,应先停止钻进,将钻头提离孔底80mm~100mm,维持泥浆循环1min~3min,待钻渣携出排净后停泵加接钻杆。
8)钻杆连接应拧紧上牢,防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。
9)钻进出现坍孔、漏砂等异常情况,应立即提升钻头,并控制泵量,保持循环,同时向孔内输送性能符合要求的泥浆,并保持水头压力。
17.5.2.4护壁用泥浆制作
a)护壁泥浆一般由水、黏土(或膨润土)和添加剂按一定比例配置而成,可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。
b)泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定,调制好的泥浆应满足表17-2的要求。
c)泥浆原料和外加剂的性能要求及计算量方法
1)泥浆原料黏性土的要求
钻机方式
反循环
地质情况
一般地层、宜塌地层、卵石层
泥浆性能指标
相对密度
1.05~1.15、1.06~1.25、1.10~1.30
粘度(s)
18~24、20~28
25~30
含砂率(%)
≤4
≤5
≤6
胶体率(%)
≥95
失水率(M1/30min)
≤30
≤25
≤20
泥皮厚度(mm/30min)
≤3
静切力(Pa)
1.0~2.5
1.0~2.5
酸碱度(pH)
8~10
一般可选用塑性指数大于25,粒径小于0.074㎜的粘粒含大于50%的黏性土质浆。
当缺少上述性能的黏性土时,可用性能略差的黏性土,并掺入30%塑性指数大于25的黏性土。
当采用的性能较差的黏性土调制的泥浆其性能指标不符合要
求时,可在泥浆中掺入碳酸钠Na2CO3(俗称碱粉或纯碱)、氢氧化钠(NaOH)或膨润土粉末,以提高泥浆性能指标。
掺入量与原泥浆性能有关,宜经过实验决定。
一般碳酸钠的掺入量约占孔中泥浆土量的0.1%~0.4%。
2)泥浆原料膨润土的性能和用量
膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。
膨润土泥浆具有
表17-2泥浆性能指标
注:
1地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限;
2地质状态较好,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限;
3在冲击成孔时,易塌地层泥浆相对密度可突破1.4以上。
相对密度低、粘度低、含砂量低、失水量少、泥皮薄稳定性强、
固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
一般用量为水的8%。
对于黏性土地层,用量可降低到3%~5%。
较差的膨润土用量宜为水的12%左右。
d)泥浆各种性能指标的测定方法
1)相对密度ρ
采用HB-1型相对密度计测定。
将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,然后置于支架上,移动游码,使杠杆呈水平状态(即气泡处于中央),读出游码左侧所示刻度,即为泥浆的相对密度。
若无以上仪器,可用一口杯先称其质量设为m1,再装清水称其质量设为m2,再倒去清水,装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆,称其质量设为m3,则PX=(m3-m1)/(m2-m1)。
2)粘度η(s)
用标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆,通过滤网滤去大砂粒后,将700ml泥浆注入漏斗,然后使泥浆从漏斗流出,流满500ml量杯所需时间(s),即为所测泥浆的粘度。
3)含砂率(%)
采用HA-1型含砂率计测定。
量测时,把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计,然后再倒450ml清水,将仪器口塞紧,摇动1min,使泥浆与水混合均匀,再将仪器竖直静放3min,仪器下端沉淀物的体积(由仪器上刻度读出)乘2就是含砂率(%)。
(有一种大型的含砂率计,容积是1000ml,从刻度读出的数不乘2即为含砂率)
4)胶体率(%)
亦称稳定率,它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。
测定方法:
可将100ml的泥浆放入干净量杯中,用玻璃板盖上,静置24h后,量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水,量杯底部可能有沉淀物。
以100-(水+沉淀物)体积即等于胶体率。
5)失水量(mL/30min)和泥皮厚(mm)
用一张120mm×
120mm的滤纸,置于水平玻璃板上,中央画一直径30mm的圆圈,将2ml的泥浆滴于圆圈中心,30min后,量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径(mm)即失水量,算出的结果(mm)值代表失水量,单位:
ml/min。
在滤纸上量出泥饼厚度(mm)即为泥皮厚。
泥皮愈平坦、愈薄,则泥浆质量愈高,也可采用HS-1型失水仪及泥皮厚度测试仪。
6)泥浆池一般分循环池、沉淀池、废浆池三种,从钻孔中排出的泥浆首先经过沉淀池沉淀,再通过循环池进入钻孔,沉淀池中的超标废泥浆通过泥浆泵排至废浆池后集中排放。
7)泥浆池的总容量宜按一台成孔设备计算不宜小于桩体积的3倍。
8)混凝土灌注过程中,孔内泥浆应直接排入废浆池,防止沉淀池和循环池中的泥浆被污染破坏。
17.5.2.5清孔
a)清孔分两次进行,钻孔深度达到设计要求,对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查,符合要求后进行第一次清孔;
钢筋骨架、导管安放完毕,混凝土灌注之前,应进行第二次清孔。
b)第一次清孔根据设计要求,施工机械采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行,第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环等方法进行。
c)第二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求,一般应满足下列要求;
摩擦桩沉渣厚度≤150mm,端承桩沉渣厚度≤50mm,摩擦端承或端承摩擦桩沉渣厚度≤100mm;
泥浆性能指标在浇注混凝土前,孔。
底500mm以内的相对密度≤1.25,粘度≤28s,含砂率≤8%。
d)不论采用何种清孔方法,在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止塌孔。
e)不应采取加深钻孔深度的方法代替清孔。
17.5.2.6钢筋笼制作、安放
a)钢筋笼的制作应符合设计与规范要求。
b)长桩钢筋笼宜分段制作,分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定,应确保钢筋笼在移动、起吊时不变形,相邻两段钢筋骨架的接头需按有关规范要求错开。
c)钢筋笼保护层可采用混凝土垫块或限位钢筋。
d)钢筋笼保护层设置竖向间距为2m~4m,同一截面均匀分布,不得少于4处。
钢筋笼顶端应设置吊环或采取多加钢筋骨的方式。
e)大直径钢筋笼制作完成后,应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑,确保钢筋笼在存放、移动、吊装过程中不变形。
f)钢筋笼入孔一般用吊车,对于小直径桩无吊车时可采用钻机钻架、灌注塔架等。
起吊应按钢筋笼长度的编号入孔,起吊过程中应采取措施确保钢筋笼不变形。
g)搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。
钢筋笼吊放入孔时应居中,防止碰撞孔壁,钢筋骨架吊放入孔后,采用支撑或挂吊方式固定,使其位置符合设计及规范要求,钢筋笼在井口连接宜采取机械连接方式,并保证在安放导管、清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。
h)钢筋笼在井口分段安装时,其连接方式宜采用机械连接。
17.5.2.7灌注混凝土
a)灌注水下混凝土时的混凝土拌合物供应能力,应满足桩孔在规定时间内灌注完毕;
混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间,开灌前必须有1/2桩体混凝土到现场。
b)混凝土运输宜选用混凝土泵或混凝土搅拌运输车;
在运距小于200m时,可采用机动翻斗车或其他严密坚实、不漏浆、不吸水、便于装卸的工具运输,需保证混凝土不离析,具有良好的和易性和流动性。
c)灌注水下混凝土采用钢制导管回顶法施工,导管内径为200mm~350mm,视桩径大小而定,壁厚不小于3mm;
直径制作偏差不应超过10mm;
导管接口之间采用丝扣或法兰连接,连接时必须加垫密封圈或橡胶垫,并上紧丝扣或螺栓。
导管使用前应在地面装置成形进行水密承压(试水压力一般为0.6MPa~1.0MPa),采用吊机提升,检查接长后垂直度最大偏离中心≤50㎜,确保导管口密封性。
导管安放前应计算孔深和导管的总长度,第一节导管的长度一般为4m~6m,标准节一般为2m~3m,在上部可放置2~3根0.5m~1.0m的短节,用于调节导管的总长度。
导管安放时应保证导管在孔中的位置居中,防止碰撞钢筋骨架。
采用法兰连接导管时应在导管连接处加焊防碰撞钢筋笼措施。
d)水下混凝土配制
1)水下混凝土必须具备良好的和易性,在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象,灌注时应保持足够的流动性。
配合比应通过试验确定,坍落度宜为:
导管灌注为180mm~220mm,干孔灌注为80mm~100mm。
2)混凝土配合的含砂率宜采用0.4~0.5。
宜采用中粗砂,采用碎石作粗骨料时,含砂率可增大10%。
3)混凝土水灰比:
水下混凝土宜采用0.5~0.65,干作业时宜采用0.4~0.5,确定时应考虑砂石料的含水率。
4)粗骨料优先采用砾石或卵石,最大粒径<
40㎜,素混凝土的石料粒径不宜大于50㎜。
e)首批灌注混凝土数量使导管埋入混凝土深度不宜小于1.2m。
f)灌注水下混凝土的技术要求
1)混凝土开始灌注时,漏斗下的封水塞可采用预制混凝土塞、木塞、水泥砂干拌球或导管内吊放钢板,封水塞应高于水面50mm~100㎜。
2)混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求应进行第二次拌合,二次拌合后仍不符合要求时不得使用。
3)第二次清孔完毕,检查合格后应立即进行水下混凝土灌注,其时间间隔不宜大于30min。
4)首批混凝土灌注后,混凝土应连续灌注,严禁中途停止,一根桩不宜超过4h。
5)在灌注过程中,应经常测探孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深,导管埋深宜控制在2m~6m。
严禁导管提出混凝土面,指导拆管节数并要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土灌注记录。
6)在灌注过程中,应时刻注意观测孔内泥浆返出情况,倾听导管内混凝土下落声音,如有异常必须采取相应处理措施。
7)在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动,并及时转动,防止起拔导管困难。
8)为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时,应降低混凝土的灌注速度,当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度,也可采用孔口限位措施。
9)灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,水位下一般为0.5m~0.8m,干孔中为0.2m~0.4m,以保证桩头混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,桩头应无松散层。
10)在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。
开始灌注时,应先搅拌0.5m3~1.0m3同混凝土强度的水泥砂浆放在料斗的底部。
11)在灌注达到桩顶下2m左右时,导管高度宜高出混凝土面5m以上,导管埋深不宜小于1.0m,以保证桩头的密实度。
12)导管在拆卸时应加快拧卸速度,对拆卸导管集中堆放并用水冲洗干净。
17.5.2.8桩头处理
a)桩头灌注完毕后,应立即探测桩顶面的实际标高,检查桩的实际灌注长度。
用测锤不易测准的情况下,可取样鉴别。
b)处于水中的桩头,在混凝土初凝前,以高压射水朝上冲射超出标高的部分,但须保留桩顶设计标高上200cm~300cm。
c)桩孔内高出水面的桩头,在清除浮浆沉渣后,应对桩头进行养护,高出地面的桩头应制作桩头模板,待混凝土强度达到70%时,方可拆除桩头模板。
17.5.3季节性施工
17.5.3.1泥浆护壁钻孔灌注桩不宜在冬期施工时,应做好保护措施。
17.5.3.2雨天施工时,现场必须有排水措施,严防地面雨水流入桩孔内。
17.6质量控制标准
17.6.1主控项目
混凝土灌注桩的质量检查应符合表17-3、表17-4及17-5的规定。
17.6.2一般项目
见表17-3、17-4的规定。
表17-3钢筋笼质量检验标准(mm)
顺序
检查项目
允许偏差或
允许值
检验方法
主控
项目
1
主筋间距
±
10
用钢尺量
2
钢筋骨架
长度
100
一般
钢筋材质
检验
设计要求
抽样送检
箍筋间距
20
3
直径
17.6.3其他质量控制要求
17.6.3.1保证施工控制及桩位测放的准确性。
17.6.3.2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。
17.6.3.3施工中应对成孔、清渣、安放钢筋笼、灌注混凝土等进
行全过程检查,钻孔过程中,保证成孔的桩径、垂直度,钻孔过程中出现钻机晃动等异常现象,应检查和分析原因且采取措施。
17.6.3.4施工中留置试块应分为标准养护与同条件养护两种。
表17-4混凝土灌注桩质量检验标准
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
桩位
见表17-5
基坑开挖前量护筒,开挖后量桩中心
孔深
㎜
+300
只深不浅,用重锤测,或测钻杆,套管长度,
嵌岩桩应确保进入设
计要求的嵌岩深度
桩体质量
按基桩检测技术规范。
如钻芯取样,大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50㎝
按基桩检测技术规范
4
混凝土强度
同标准条件下试件报告或钻芯取样检验
5
承载力
按《建筑基桩检测技术规范》
一般项目
垂直度
测套管或钻杆,或用超声波探测
桩径
井径仪或超声波探测
泥浆比重(黏土或砂性土中)
1.15~1.20
用比重计测,清孔后在距孔底50㎝处取样
泥浆面标高(高于地下水位)
m
0.5~1.0
目测
沉渣厚度:
端承桩
摩擦桩
≤50
≤150
用沉渣仪或重锤量测
6
混凝土坍落度:
水下灌注
干施工
160~220
70~100
坍落度仪
7
钢筋笼安装
深度
8
混凝土充盈系数
>1
检查每根桩的实际灌注量
9
桩顶标高
+30、-50
水准仪,需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体
表17-5灌注桩的平面位置和垂直度允许偏差
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)
1~3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩
条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩
泥浆护壁灌注桩
D≤1000mm
50
<1
D/6,且不大于100
D/4,不大于150
D>
1000mm
100+0.01H
150+0.01H
套管成孔灌注桩
D≤500mm
-20
70
150
D>500mm
干成孔灌注桩
1桩径允许偏差的负值是指个别断面;
2H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离,D为设计桩径。
17.6.3.5泥浆护壁成孔,发生斜孔、弯孔、塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉降等情况,应停止钻进。
经采取措施后,方可继续施工。
17.6.3.6钻进速度,应根据土层情况,孔径、孔深、供水或供浆量的大小,钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。
17.6.3.7水下混凝土灌注时,导管插入混凝土的深度不宜小于1m。
17.6.3.8施工中应经常测定泥浆密度,并定期测定粘度、含砂率和胶体率。
17.6.3.9清孔过程中,必须及时补给泥浆,并保持浆面稳定。
17.6.3.10钢筋笼在堆放、运输、起吊,入孔等过程中,必须加强对操作工人的技术交底,严格执行有关技术措施。
17.6.3.11混凝土灌注到接近桩顶时,应随时测量顶部标高。
17.7产品防护
17.7.1桩基就位后,应复测钻具中心,确保钻孔中心位置的准确性。
17.7.2成孔过程中,应随地层变化调整泥浆性能,控制进尺速度,避免塌孔及缩径。
17.7.3成孔过程中,应时刻注意钻具连接的牢固性,避免掉钻头。
17.7.4护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护,采用专门设施覆盖或出示标识,避免人或物品掉入。
17.7.5钢筋笼制作完毕后,应按桩分节编号存放;
存放时,小直径桩堆放层数不能超过两层,大直径桩不允许堆放,防止变形;
存放时,骨架下部用方木或其他物品铺垫,上部覆盖。
17.7.6钢筋笼安放完毕后,应用钢筋或钢丝绳以及铁丝固定,保证其平面位置和高程满足规范要求。
17.7.7混凝土灌注完成后的24h内,相邻的桩禁止进行成孔施工。
17.7.8凿完桩顶混凝土后,将表面浮渣清理干净,尽快组织交工验收。
17.8环境因素及危险源控制措施
17.8.1环境因素控制措施
17.8.1.1易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布等遮盖物覆盖。
17.8.1.2施工废水、生活污水、渣土、废泥浆应及时按规定要求处理。
17.8.1.3受工程影响的一切公用设施与结构物,在施工期间应采取适当措施加以保护。
17.8.1.4使用机械设备时,要尽量减少噪声、废气等的污染;
施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》(GB12523—1990)的规定。
17.8.1.5预防运转时粉尘产生,如水泥混凝土拌合机等投料器应有防尘设备,施工产生的废浆应妥善处理,人员必须使用防护用具。
17.8.1.6驶出施工现场的车辆应进行清理,避免携带泥土。
17.8.2危险源控制措施
17.8.2.1进场前对所有施工人员进行安全交底。
17.8.2.2机械设备操作人员(或驾驶员)必须经过专门训练,熟悉机械操作性能,经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机(车)操作。
17.8.2.3机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后驾驶。
17.8.2.4机械设备发生故障后及时检修,禁止带故障运行,不违规操作,杜绝机械和车辆事故。
17.8.2.5专业电工持证上岗。
电工有权拒绝执行违反电器安全规程的工作指令,安全员有权制止违反用电安全的行为,严禁违章指挥和违章作业。
17.8.2.6策划好现场布置以及文明施工要求。
17.8.2.7所有现场施工人员佩戴
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