陕西分局桩基的施工技术交底.docx
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陕西分局桩基的施工技术交底.docx
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陕西分局桩基的施工技术交底
桩基工程施工工艺
1.钻孔桩施工工艺
钻孔灌注桩施工顺序见图1-1《钻孔灌注桩施工工艺框图》
2.施工准备和测量放样
本工程中所有墩台均位于河滩或陆地中,故可直接平整场地,保证工作平台有足够的空间安置钻机,测量班准确放出桩基中心位置;设置护桩并经常检查复核;在距离孔口距离大于6m地方做泥浆坑,和沉淀池,并做好孔口周围挖排水系统,保证孔口不积水。
3.钻孔施工
钻孔灌注桩在开孔前由测量工程师放样出桩孔中心线,现场施工作业人员配合现场技术员作出护桩,为了使护桩稳固,采用混凝土进行保护,并在钻孔过程中由测量工程师进行复测。
开孔后由现场技术员测定护筒标高,进行技术交底。
在旱地上施工时应清除地表杂物,平整场地。
遇软土地段应适当换填或填高处理。
在水田或浅水中应提前筑岛,先用土方将桩位适当垫高,筑岛的高度应高出正常水位0.5m以上,其范围应以满足施工需要为宜,施工结束后视情况清除现场。
4.护筒埋设
为了固定桩位、导向钻头、保护孔口地面稳定、隔离地表水、增加孔内静水压力防止塌孔,钻孔前应设置坚实不漏水的护筒。
钢护筒的壁厚一般为2~8mm,钢护筒内径大于钻孔直径,使用旋转钻时应大于20cm,使用冲击钻时应大于40cm。
钢护筒的高度应视具体情况决定,护筒顶应高出施工水位或地下水位2.0m,并高出地面0.5m,护筒的埋置深度以嵌入稳定土层及钻孔时护筒不坍塌为原则:
①在旱地或旱滩上护筒进入粘土层的深度不小于1.0m,砂类土不小于2.0m;
②当地表土层较软时,尽可能将护筒埋入较坚硬土层内不小于0.5m;
③筑岛上的护筒应埋入河床以下不小于1.0m;
④护筒的外围均用粘性土回填密实。
水中护筒在进入覆盖层时,可采用锤击、加压、震动等方法下沉护筒,但护筒的厚度应根据长度和下沉方法酌情加厚。
在埋设护筒时应控制护筒的中心位置误差不大于50mm,倾斜度不大于护筒全长的1%。
5.泥浆
泥浆是用粘土和水拌制而成。
其比重大于水,能增大对孔壁的静水压力,并在孔壁形成一层泥皮,隔断孔内外水流。
5.1泥浆主要作用
①增加孔壁的稳定性,防止塌孔;
②悬浮钻碴,排除钻碴,保证钻进正常;
③冷却、润滑钻头,减小钻进阻力和钻头磨损。
5.2粘土的选择
制作泥浆的粘土应选择造浆能力强、粘性大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为佳,应尽量就地取材。
良好的制浆粘土的技术指标是:
①胶体率不低于95%;
②含砂率不大于4%;
③造浆能力不低于2.5L/kg。
一般选塑性指数大于17的粘土。
当缺少合适的粘土时,可在较差的粘土中掺入部分塑性指数大于25的粘土。
如还有问题时,应经试验确定,再另外掺入约为孔中泥浆重0.1~0.2%碳酸钠或烧碱,改善泥浆的粘度。
若采用砂粘土时,其塑性指数不宜小于15,大于0.1mm的颗粒不宜大于6%。
5.3泥浆的性能指标
施工中应控制泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、pH值等性能指标。
①泥浆比重:
指单位体积泥浆的重量(Kg/L)。
用1002型比重计测定。
泥浆比重越大,孔壁越趋于稳定,携带钻碴的能力也越大。
但随着泥浆比重的增加,孔壁上的泥皮增厚会给清孔和灌注混凝土造成困难。
灌入孔中的泥浆,其比重在一般地层中以1.1~1.3为宜,在松散易塌地层中以1.4~1.6为宜。
冲击钻孔时应选用比重较大的泥浆,反循环旋转钻孔时应选用比重较小的泥浆。
②泥浆粘度:
指泥浆的粘滞度,用500ml泥浆通过5mm漏斗孔所需的时间(S)来表示。
用1006型野外标准粘度计测定。
平时在没有仪器时,可将手指插入泥浆中,拔出后手指上附有均匀泥皮,不见肉纹可认为泥浆粘度基本合适。
泥浆的粘度反应泥浆的流动性大小。
粘度大,护壁能力和悬浮钻碴的能力强,但易粘钻、不易被泥浆泵吸出、也不易沉淀后重复使用;粘度小,钻碴易沉积在孔底,且对防止翻砂、渗漏不利。
施工时的泥浆粘度,一般地层应控制在16~22S为宜,松散易塌地层应控制在19~28S为宜。
③含砂率:
指泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。
用1004型含砂率测定器测定。
含砂率大,会降低粘度、增大比重,造成泥皮松散、护壁不牢、增加孔底沉积厚度、降低钻孔进度、磨损泥浆泵,当采用正循环排碴工艺时,对此项指标要求较严。
新制泥浆含砂率应控制在4%以下,循环泥浆含砂率应控制在8%以下。
④胶体率:
指泥浆静止一昼夜的沉淀率。
用100ml泥浆置于100ml的量杯中,加盖静置24小时后,观察量杯上部澄清的分界线,分界线以下部分即为胶体率。
胶体率高的泥浆,粘土颗粒保持悬浮状态的能力强,孔底沉淀较少,孔壁泥皮的强度较高。
要求胶体率不小于95%。
⑤PH值:
指泥浆的酸碱度,大于7时为碱性,等于7时为中性,小于7时为酸性。
为了防止侵蚀混凝土,要求泥浆PH值大于6.5。
5.4泥浆的循环和净化
泥浆循环的目的是排碴。
排碴是通过泥浆的流动,将钻碴携带至沉淀池净化来实现的。
泥浆具有护壁和排碴的功能,孔内含有钻碴的泥浆需通过沉淀池净化后再重复使用。
泥浆在孔内、沉淀池、储浆池之间的流动称为循环。
泥浆循环的动力靠泥浆泵提供,泥浆的循环方式有正循环和反循环两种。
正循环:
指用泥浆泵将泥浆压至孔底,泥浆自孔口流出,靠泥浆的悬浮能力将钻碴携带至沉淀池净化后,流入储浆池备用。
反循环:
指用泥浆泵或真空泵直接抽吸孔底泥浆和钻碴,泥浆经沉淀池净化后,自孔口自动流入孔内补浆。
6.泥浆护壁
护壁的目的是防止塌孔,防止埋钻或保证井上施工人员安全。
塌孔指孔壁失稳,大量土石滑落于钻孔内,轻者增大了排碴和灌注混凝土的数量、延误工期;重者造成埋钻、桩孔报废、地面塌陷、机械倾覆、人员伤亡等事故。
因此,护壁是钻孔施工的关键。
泥浆护壁的基本原理是:
利用泥浆的流动性可对孔内任何部位起到防护作用;利用泥浆的粘度和胶体,在孔壁上形成泥皮保护层,防止泥浆向外渗漏;利用泥浆比重大于地下水压力,防止地下水流向孔内;利用护筒内泥浆的高度和泥浆比重大的特性,在孔壁形成向外的压力防止塌孔。
为了防止塌孔、保证施工正常进行,应严格控制泥浆的质量,同时注意护筒内泥浆高度的变化,观察钻碴判断地层情况,出现异常及时采取有效措施。
7.抽碴
利用冲击钻或正循环旋转钻钻孔施工时,在进入岩层前均可采用泥浆正循环方式排除钻碴。
当进入岩层后,泥浆的浮力不足以将钻碴浮起,导致大量块状钻碴沉积在孔底,需通过锤击或研磨解小到一定程度后才有可能被泥浆携带排出,同时沉积在孔底的块状沉碴形成一层垫层,吸收了大部分冲击能量,使钻进速度大幅下降,所以,仅靠泥浆正循环排碴效果不理想。
为了提高施工进度、改善排碴效果,需每隔一段时间用抽碴筒清除一次孔底沉碴。
8.清孔
清孔时,先利用检孔器扫孔,去除孔壁多余泥皮,采用泥浆循环的方法彻底清除孔底沉碴,使桩端能与孔底岩面直接接触,保证桩的承载力和沉降量满足设计要求。
摩擦桩允许沉碴厚度不大于20cm,柱桩允许沉碴厚度不大于5cm。
设计有具体要求时按设计办理。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
9.终孔检查处理
钻孔达到设计标高并加深不小于5cm,进行冲孔并对孔内泥浆进行稀释,泥浆比重在达到规范要求后,报现场技术员进行检孔,满足设计要求上报桥梁专业监理工程师进行报检,检验合格后及时下钢筋笼,进行灌注。
在钻孔过程中发现桩基底岩层不满足设计要求应及时进行上报。
10.钢筋制作、安装
10.1制作
为了增加桩体抵抗水平荷载的能力、提高桩体的整体性、防止混凝土达到设计强度前受到扰动造成损坏,在桩体内(长桩上半部)都配置了钢筋。
钢筋由主筋、环向箍筋(或环绕螺旋筋)加强筋、吊环等组成。
钢筋无法在水下绑扎,同时为提高工效,钢筋笼均提前预绑扎。
预绑扎钢筋笼采用加劲筋成型法。
加劲筋成型法:
先制作部分圆形加劲筋,将主筋按间距全部点焊在加劲筋上,再在主筋外侧缠绕螺旋筋,绑扎、点焊牢固即可。
预绑扎钢筋笼前,钢筋应除锈、调直;钢筋笼长度超过12m时应分节制作,但主筋接头应相互错开,在35倍的钢筋直径D长度范围内接头数目不大于主筋根数的50%。
钢筋笼制作完成后,存放和运输期间要有防雨、防潮、防变形措施。
10.2安放
钢筋笼安放应采用吊车双吊点分节吊装,应有防止钢筋笼变形措施。
吊装时应缓慢入孔,防止碰撞孔壁引起塌孔,并有钢筋保护层控制措施(宜采用钢管导向)。
钢筋接头处宜采用双面搭接焊接,但应保证钢筋笼在同一轴线上。
钢筋笼安放要控制好标高,并与护筒临时焊接达到防落和防浮的目的。
混凝土灌注完成后,应及时解除临时固定措施,使钢筋与砼收缩保持一致。
钢筋笼入孔前,特别在高温季节施工,应提前用水降温湿润,可防止钢筋表面粘附大量泥皮影响质量。
11.水下混凝土的灌注工艺
砼浇筑采用料斗配导管进行。
料斗放置在孔口支架上,混凝土用商品混凝土,在混凝土到达后进行塌落度测试,塌落度为180mm~220mm之间,用汽车运输,将混凝土倒入料斗,浇筑通过导管将砼送入孔内。
11.1安装导管
采用内径30cm的钢导管。
导管间采用法兰盘加橡胶垫连接,导管使用前应对其密封性进行校验,把连接好的导管两端密封,用空压机加压,使导管内达到2个大气压,关闭阀门,在一个小时内气压回落不大,则可以使用,否则应加以修整。
11.2封底
在灌注首批混凝土时进行封底,采用直径比导管内径小2-3cm,纤维袋包砂浆制成的阀球,为使其能在导管内顺利滑动,使用前在其表面涂抹黄油。
首批混凝土灌注后,导管埋深不小于1m。
11.3储料
为保证灌注时导管埋深至少1.0m以上,储料斗的容量与桩径、桩长有关,本段拟用3m3的储料斗进行所有桥梁桩基的施工。
11.4水下砼灌注工艺
砼浇注的配合比控制:
为保证配合比准确,每一斗砂石材料均要严格称量,细集料和粗集料要分开称量,安排专人称量并作好记录。
用水量的控制采用控制砼坍落度的方法控制,并随时检测。
砼浇注过程中对砼进行随机抽样,用于检测28天强度,并保证频率。
混凝土拌和物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求,须进行二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。
孔身及孔底得到监理工程师认可,钢筋骨架安放到位后,立即灌注。
灌注时用ф6钢筋丝绳把阀球挂在漏斗和导管之间,将导管提离孔底30~40cm,将灌注漏斗和储料斗装满砼混合料,吊车吊起漏斗,剪断悬挂阀球钢丝绳将首批砼灌入孔底,首批砼应保证导管的初次埋置深度≮1.0m,当灌注漏斗的混合料开始减少时,打开储料斗阀门使后续混合料徐徐灌入漏斗,使之连续灌注,首批料下完后用测绳测量孔内砼到护筒顶的高度,计算导管口埋入砼的深度,确认合格后方可继续浇筑砼,每次撤除导管时必须保证导管埋入混凝土顶面以下2米以上(第一次提管埋深需要大于6m),在拆除导管过程中要暂停灌注砼,但须在储料斗中储料,拆除1节导管后重新安装上漏斗,如此循环至砼顶面高出设计高程80~100cm停止。
砼浇注完毕后应即时进行养护。
12.桩头处理
桩身混凝土达到70%强度后,用人工凿除高于桩顶设计高程部份的混凝土,检查桩头混凝土是否有夹泥或其它异常现象,发现问题及时解决。
13.桩基检测
每根桩基均应预埋超声波检测管,每桩设置超声波检测管3根,上端应高出桩顶50厘米,下至桩底,声测管接头及底部应密封好,顶部用木塞封闭,防止砂浆、杂物堵塞管道,在桩基钢筋笼段,声测管由桩基箍筋绑扎固定。
钻孔灌注桩属于隐蔽工程,灌注时,由专人负责水下混凝土灌注的数量、每次灌注时间、拆除导管的长度、混凝土面标高、导管埋深等情况详细灌注记录,并严格执行各工序检查制度和成桩后的无损检测要求,确保工程质量。
14.灌注桩施工注意事项及常见故障处理方法
14.1坍孔:
施工中护筒埋置过浅或漏水,操作不当以及泥浆水位高度不够等均可造成坍孔,针对其产生原因可采取深埋护筒,加大泥浆相对密度和提高水位等措施预防。
对于严重坍孔,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进。
在松软砂层钻进时应控制进尺速度,并用
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