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在陆上或浅水区筑岛处的护筒,其内径应大于桩径至少200mm,壁厚应能使护筒保持圆筒状且不变形;
在水中机械沉设的护筒,其内径和壁厚的大小,应根据护筒的平面、垂直度偏差要求及长度等因素确定;
对参与结构受力的护筒,其内径、壁厚及长度应符合设计的规定。
2、护筒在埋设定位时,除设计另有规定外,护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm,护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1%;
对深水基础中的护筒,平面位置的偏差可适当放宽,但不应大于80mm。
在旱地和筑岛处设置护筒时,可采用挖坑埋设法实测定位,且护筒的底部和外侧四周应采用黏质土回填并分层夯实,使护筒底口处不致漏失泥浆;
在水中沉设护筒时,宜采用导向架定位,并应采取有效措施保证其平面位置、倾斜度的准确,以及护筒接长连接处的焊接质量,焊接连接处的内壁应无突出物,且应耐拉、压,不漏水。
3、护筒顶宜高于底面0.3m或水面1.0~2.0m;
在有潮汐影响的水域,护筒顶应高出施工期最高潮水位1.5~2.0m,并在施工期间采取稳定孔内水头的措施;
当桩孔内有承压水时,护筒顶应高于稳定后的承压水位2.0m以上。
4、护筒的埋设深度在旱地或筑岛处宜为2~4m,在水中或特殊情况下应根据设计要求或桩位的水文、地质情况经计算确定。
对有冲刷影响的河床,护筒宜沉入施工期局部冲刷线以下1.0~1.5m,且宜采取防止河床在施工期过度冲刷的防护措施。
8.2.5钻孔施工应符合下列规定:
1、钻机的选型宜根据孔径、孔深、桩位处的水文和地质情况、施工环境条件等因素综合确定,所选用的钻机及钻孔方法应能满足施工质量和施工安全的要求。
2、钻机就位前,应对钻孔的各项准备工作进行检查;
钻机安装后,其底座和顶端应平稳。
不论采用何种方法钻孔,开孔的孔位均必须准确;
开钻时应慢钻慢进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可正常钻进。
钻机在钻进施工时不应产生位移或沉陷,否则应及时处理。
分级扩孔钻进施工时应保持桩轴线一直。
3、采用正、反循环回旋钻机(含潜水钻)钻孔时应减压钻进,钻机的主吊钩始终应承受部分钻具的重力,孔底承受的钻压不应超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。
4、采用冲击钻机成孔时,应小冲程开孔,并应使初成孔的孔壁坚实、竖直、圆顺,能起到导向作用,待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。
冲击钻进过程中,孔内水位应高于护筒底口500mm以上;
掏取钻渣和停钻时,应及时向孔内不睡,保持水头高度。
5、采用全护筒法钻进时,钻机应安装平正,压进的首节护筒应竖直。
钻孔开始后应随时检测护筒的水平位置和竖直线,如发现偏移,应将护筒拔出,调整后重新压入钻进。
6、采用旋挖钻机钻孔时,应根据不同的地质条件选用相应的钻斗。
钻进过程中应保证泥浆面始终不低于护筒底部500mm以上,并应严格控制钻进速度,避免进尺过快造成坍孔埋钻事故。
钻斗的升降速度宜控制在0.75~0.80m/s;
在粉砂层或亚砂土层中,升降速度应更加缓慢。
泥浆初次注入时,应垂直向桩孔中间进行注浆。
7、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位计要求的泥浆相对密度和黏度。
处理孔内事故或因故停钻时,必须将钻头提出孔外。
8.2.6钻孔泥浆应符合下列规定:
1、泥浆的配合比和配制方法宜通过试验确定,其性能应与钻孔方法、土层情况相适应。
泥浆各种性能指标的测定方法见本规范附录D。
2、钻孔过程中,应随时对孔内泥浆的性能进行检测,不符合要求时应及时调整。
3、钻孔泥浆应进行循环处理后重复使用,减少排放量。
对重要工程的钻孔桩施工,宜采用泥浆处理器进行泥浆的循环。
4、施工完成后废弃的泥浆应采取先集中沉淀再处理的措施,严禁随意排放,污染环境和水域。
8.2.7清孔应符合下列规定:
1、钻孔深度达到设计高程后,应对孔径、孔深和孔的倾斜度进行检验,符合本规范表8.7.3的要求后方可清孔。
2、清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。
不论采用何种清孔方法,在清孔排渣时,均必须保持孔内水头,防止坍孔。
3、在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆的性能指标和孔底沉淀厚度;
如超过本规范表8.7.3的规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
4、不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
8.2.8钢筋骨架的制作、运输要求应符合本规范第4.4.7条的规定。
安装钢筋骨架时,应将其吊挂在孔口的钢护筒上,或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂,不得直接将钢筋骨架支承在孔底。
8.2.9灌注水下混凝土前的准备工作应符合下列规定:
1、应按水下混凝土灌注数量和灌注速度的要求配齐施工机具设备,设备的能力应满足桩孔在规定的时间内灌注完毕的要求,且应保证其完好率,对主要设备有备用。
2、水下混凝土宜采用钢导管灌注,导管的内径宜为200~300mm。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁采用压气试压。
进行水密试验的水压应不小于孔内水深1.3倍的压力,亦不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍,p可按式(8.2.9)计算:
(8.2.9)
式中:
p―导管可能受到的最大内压力(KPa);
―混凝土拌和物的重度,取24KN/m³
;
―导管内混凝土柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计;
―桩孔内水或泥浆的重度(24KN/m³
);
―桩孔内水或泥浆的重深度(m)。
8.2.10水下混凝土的配制应符合下列规定:
1、水泥可采用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,采用矿渣硅酸盐水泥时应采取防离析的措施;
粗集料宜选用卵石,如采用碎石宜适当增加混凝土配合比中的含砂率,粗集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不应大于37.5mm;
细集料宜采用级配良好的中砂。
2、混凝土的配合比,可在保证水下混凝土顺利灌注的条件下,按本规范第6章的有关规定计算确定。
掺外加剂、粉煤灰等材料时,其技术条件及掺用量亦应符合本规范第6章的规定。
混凝土的初凝时间应根据气温、运距及灌注时间长短等因素确定,混凝土可经试验掺配适量缓凝剂。
3、混凝土拌和物应具有良好的和易性,灌注时应能保持足够的流动性,其塌落度当桩孔直径D
1.5mm时,宜为180~220mm,且应充分考虑气温、运距及施工时间的影响导致的塌落度损失。
8.2.11灌注水下混凝土应符合下列规定:
1、水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间。
2、混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和塌落度等,不符合要求时不得使用。
3、首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要,所需混凝土数量可按(8.2.11)计算:
(8.2.11)
V―灌注首批混凝土所需数量(m³
D―桩孔直径(m);
―桩孔底至导管底端间距,一般为0.3~0.4m;
―导管初次埋置深度(m);
d―导管内径(m);
―桩孔内混凝土达到埋置深度
时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m);
意义同(8.2.9)。
4、首批混凝土入孔后,混凝土应连续灌注,不得中断。
5、在灌注过程中,应保持孔内的水头高度;
导管的埋置深度宜控制在2~6m,并应随时测探桩孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深;
应将桩孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理,不得随意排放。
6、灌注时应采取措施防止钢筋骨架上浮。
当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,宜降低灌注速度;
混凝土顶面上升到骨架底部4m以上时,宜提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上后再恢复正常灌注速度。
7、对变截面桩,应在灌注过程中采取措施,保证变截面处的水下混凝土灌注密实。
8、采取全护筒钻机施工的桩在灌注水下混凝土时,护筒应随导管的提升逐步上拔,上拔过程中除应保证导管的埋置深度外,同时应使护筒底口始终保持在混凝土面以下。
施工时应边灌注边排水,并应保持护筒内的水位稳定。
9、混凝土灌注至柱顶部位时,应采取措施保持导管内的混凝土压力,避免柱顶泥浆密度过大而产生泥团或柱顶混凝土不密实、松散等现象;
在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌注数量,确定所测混泥土的灌注高度是否正确。
灌注的桩顶高程应比设计高程高出不小于0.5m,当存在地质较差、空内泥浆密度过大、桩径较大等情况时,应适当提高其超灌的高度;
超灌的多余部分在承台施工前或接桩前应凿除,凿除后的桩头应密实、无松散层。
10、灌注中发生故障时,应查明原因,合理确定处置方案,进行处理。
8.3岩溶、采空区和其他特殊地区的钻孔灌注桩
8.3.1对岩溶和采空区的钻孔灌注桩,施工前应核对桩位处的地质勘查资料;
当对地质情况有疑问时,应适当补充地质钻探,探明情况。
8.3.2施工前应根据实际地质钻探资料确定钻机的类型和钻孔工艺,并应制定可行的应对意外情况的预案,配备足够的抢险机具设备和材料。
8.3.3钻孔施工前,护筒底部宜进入不透水层,泥浆的密度可比一般地区所用泥浆密度稍大,并应加强对钻进过程和孔内泥浆面高程的检测,避免发生坍塌、埋钻等事故。
8.3.4当发生漏浆及坍孔等问题时,应按应急预案及时进行补浆或回填,避免出现大面积坍塌,并应采取措施保证平台、钻机和施工人员的安全。
8.3.5清孔应在确认孔壁稳定安全后方可进行作业。
8.3.6灌注水下混凝土时应符合下列规定:
1、安装钢筋骨架并清空后,应尽快进行混凝土的灌注施工。
2、对岩溶特别发育的部位,应采取措施防止因混凝土压力增大而出现坍孔。
3、对出现严重坍孔的桩孔,应适当控制混凝土的灌注速度。
8.3.7其他特殊地区钻孔灌注桩的施工应符合下列规定:
1、在山坡上斤进行钻孔灌注桩的施工时,应清除坡面上的危石和浮土;
若坡面有裂缝或可能坍塌时,应采取必要的防护措施。
2、在砂性土或粉性土层较厚的地区,钻孔施工应采取防止地层液化、缩颈、坍孔的有效措施;
在软土地区,应采取防止缩颈、坍孔的有效措施。
3、多年冻土地区的钻孔灌注桩施工,宜采用能减少对冻土层扰动的钻机成孔,且宜采用低温或负温早强耐久性混凝土。
8.4大直径桩、超长桩
8.4.1钢护筒的制作和设置应符合虾类规定:
1、钢护筒的内径d(m)宜按式(8.4.1)计算确定:
(8.4.1)
D―设计桩径(m);
H―钢护筒长度(m);
i―护筒设置倾斜率(%);
―护筒平面位置允许误差(m)。
2、钢护筒的壁厚宜按刚度要求经计算确定。
当钢护筒长度大于10m,需要锤击或振动下沉时,其径厚比不宜大于120。
3、钢护筒制作加工时,其椭圆度应小于d/100,且不大于30mm;
直径的允许偏差应为
10mm;
筒体端面的倾斜度最大允许偏差为3mm;
纵轴线弯曲失高应不大于护筒长的0.1%,且不大于30mm;
钢护筒对接时的错边量应不大于0.2倍钢板厚度,且不大于4mm。
4、在制作、运输时,每节钢护筒上下口内壁的径向宜壁纸一组或多组单向临时加劲撑架,撑架本身应具有足够的刚度。
8.4.2钻孔宜采用高性能优质泥浆,泥浆的配合比应通过试验确定,配制时膨润土或聚丙烯酰胺(PHP)水解后宜静置24h。
在钻孔过程中,宜采用泥水分离装置进行泥浆的循环。
8.4.3大直径桩和超长桩的成孔宜采用大扭矩反循环回旋钻机。
钻机作业时,应根据不同土层、不同的钻孔深度采用不同的钻法、转速、配重、进尺速度及泥浆指标。
8.4.4钢筋骨架宜在同一胎架上分节加工制作,主筋的连接宜采用机械连接接头。
钢筋骨架吊装时,应制作专门的吊具,并应防止钢筋骨架变形。
8.4.5水下混凝土的灌注应符合下列规定:
1、混凝土灌注前,宜采用相对密度大于1.05的优质泥浆循环置换孔泥浆。
2、采用搅拌船或水上搅拌站拌制混凝土时,材料的储备应能满足一根桩连接灌注的需要。
3、首批混凝土灌注时,宜采用大、小储料斗同时储料,料斗的出口应能方便快捷地开启或关闭,储料斗的体积应大于或等于首批灌注混凝土的体积,并应能满足混凝土能完全充满导管梁旭灌注的要求。
8.5桩底后压浆
8.5.1压浆所采用水泥的强度等级不低于42.5,水泥浆的配合比应经试验确定。
压浆管宜采用低压液体输送管制作,其质量应符合现行国家标准《低压液体输送用焊接钢管》(GB/T3091)的规定;
当桩内有声测管时,可利用其兼作压浆管。
8.5.2压浆管的布设和压浆设备应符合下列规定:
1、压浆管应随钢筋骨架一起下放,且应保证其固定牢靠。
管的接头处应密封,不漏水。
2、压浆管的布置应能保证压浆的均匀性,且应有3个及以上回路,并应便于安装和保护。
3、应在桩顶压浆管管口处设置压力表和泄压阀,进行压浆流量和压力的实测。
4、压浆泵的能力应大于实际压浆时压力和流量的要求。
8.5.3桩底后压浆施工应符合下列规定:
1、桩身混凝土灌注后应及时采用高压水冲洗压浆管,疏通压浆通道。
压浆工作宜在桩身混凝土强度达到设计强度的75%后进行,或在桩身的超声波检测工作结束后进行。
2、桩底压浆时,同一根桩中的全部压浆管宜同时均匀压入水泥浆,并应随时监测桩顶的位移和桩周土层的变化情况。
压浆终止时间应根据压浆量、压浆压力和孔口返浆等因素确定。
在压浆10m范围内不得进行其他钻孔桩的施工作业。
3、桩底后压浆宜采取压浆量与压力双控,以压浆量控制为主,压力控制为辅。
若压浆压力达到控制压力,并在持荷5min后达到设计压浆量的80%,可认为满足要求。
压浆压力宜为桩底静水压力的2~4倍。
4、对桩底采用开放式后压浆时,压浆宜分3次进行,且宜依次按40%、40%、20%的压浆量循环压入。
5、每次循环压浆完成后,应立即采用清水将压浆软管清洗干净,再关闭阀门;
压浆停顿时间超过30min,应对管路进行清洗。
3次循环压浆完毕,应在阀门关闭40min后,方可拆卸阀门。
6、桩底后压浆的施工应记录压浆的起始时间、压浆量、压浆压力及桩的上抬量。
8.6挖孔灌注桩
8.6.1在无地下水或有少量地下水,且较密实的土层或风化岩层中,或无法采用机械成孔或机械成孔非常困难且水文、地质条件允许的地区,可采用人工挖孔使用;
岩溶地区和采空区不宜采用人工挖孔施工;
孔内空气污染物超过现行国家标准《环境空气质量标准》(GB3095)规定的三级标准浓度限值,且无通风措施时,不得采用人工挖孔施工。
8.6.2人工挖空施工安全应符合下列规定:
1、施工前应制定专项安全技术方案并应对作业人员进行安全技术交底。
2、挖孔作业前,应详细了解地质、地下水文等情况,不得盲目施工。
3、桩孔内的作业人员必须戴安全帽、系安全带,安全绳必须系在孔口。
4、桩孔内应设防水带罩灯泡照明,电压应为安全电压,电缆应为防水绝缘电缆,并应设置漏电保护器。
5、人工挖孔作业时,应始终保持孔内空气质量符合第8.6.1条的要求。
孔深大于10m时,必须采取机械强制通风措施。
6、桩孔内遇岩层需爆破作业时,应进行爆破的专门设计,且宜采用浅眼松动爆破法,并应严格控制炸药用量,在炮眼附近应对孔壁加强保护或支护。
孔深大于5m时,必须采用电雷管引爆。
桩孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查确认无有害气体后,施工人员方可进入孔内继续作业。
爆破作业的安全管理应按现行国家标准《爆破安全规程》(GB6772)中的有关规定执行。
8.6.3挖孔桩施工应符合下列规定:
1、人工挖孔施工应制定专项施工技术方案,并应根据工程地质和水位地质情况,因地制宜选择孔壁种支护方式。
2、孔口处应设置高出地面不小于300mm的护圈,并应设置临时排水沟,防止地表水流入孔内。
3、挖孔施工时相邻两桩孔不得同时开挖,宜间隔交错跳挖。
4、采用混凝土护壁支护的桩孔必须挖一节浇筑一节护壁,护壁的节段高度必须按施工技术方案执行,严禁只挖下不及时浇筑护壁的冒作业。
护壁外侧与孔壁间应填实,不实或有空漏时,应采取措施进行处理。
5、桩孔直径应符合设计规定,孔壁支护不得占用桩径尺寸。
挖孔过程中,应经常检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况,如有偏差应随时纠正。
6、挖孔的弃土应及时转运,孔口四周作业范围内不得堆积弃土及其他杂物。
7、挖孔达到设计高程并经确认后,应将孔底的松渣、杂物和沉淀泥土等清除干净。
8、孔内无积水时,混凝土的灌注可按本规范第6章的有关规定施工;
孔内有积水且无法排净时,宜按水下混凝土灌注的要求施工。
8.7质量检验与质量标准
8.7.1钻孔灌注桩在终孔后,应对桩孔的孔位、孔径、孔形、孔深和倾斜度进行检验,清空后,应对孔底的沉淀厚度进行检验;
挖孔桩终孔并对孔底处理后,应对桩孔孔位、孔径、孔深、倾斜度及孔底处理情况等进行检验。
8.7.2孔径、孔形、倾斜度和孔底沉淀厚度宜采用专用仪器检测,孔深可采用专用测绳检测。
钢筋检孔器仅可用于对中、小桥梁工程桩孔的检测,检孔器的外径应不小于桩孔直径、长度宜为外径的4~6倍;
采用钻杆测斜法量测桩的倾斜度时,量测应从钻孔平台顶面起算至孔底。
8.7.3钻(挖)孔灌注桩成孔质量应符合表8.7.3的规定。
表8.7.3钻(挖)孔灌注桩成孔质量标准
项目
规定值或允许偏差
钻(挖)孔桩
孔的中心位置(mm)
群桩:
100;
单排桩:
50
孔径(mm)
不小于设计桩径
倾斜度(%)
钻孔:
<1;
挖孔:
<0.5
孔深(m)
摩擦桩:
不小于设计规定支承桩:
比设计深度超深不小于0.05
钻孔桩
沉淀厚度(mm)
符合设计规定。
设计未规定时,对于直径≤1.5m的桩,≤200;
对桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩,≤300支承桩:
不大于设计规定;
设计未规定时≤50
清孔后泥浆指标
相对密度:
1.03~1.10;
黏度:
17~20Pa·
s;
含砂率:
<2%;
胶体率:
>98%
注:
1、清孔后的泥浆指标,是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。
本项指标的测定,限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。
2、对冲击成孔的桩,清孔后泥浆的相对密度可适当提高,但不宜超过1.15.
8.7.4钻(挖)孔灌注桩的混凝土质量检验应符合下列规定:
1、桩身混凝土和桩底后压浆中水泥浆的抗压强度应符合设计规定。
每桩的试件取样组数应各位3~4组,混凝土和水泥浆的检验要求应分别符合本规范第6章和第7章的规定。
2、对桩身的完整性进行检验时,检测的数量和方法应符合设计要求。
宜选择有代表性的桩采用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩宜逐桩进行检测;
设计有规定时或桩的质量有疑问时,应采用钻取芯样法对桩进行检测,当需检验柱桩的柱底沉淀与底层的结合情况时,其芯样应钻至桩底0.5m以下。
3、经检验桩身质量不符合要求时,应研究处理方案,报批处理。
8.7.5当设计或合同有要求时,钻(挖)孔灌注桩应进行单桩承载力试验。
采用自平衡法进行承载力试验时,应符合现行行业标准《基桩静载试验自平衡法》(GB/T738)的规定。
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