冲击钻灌注桩作业指导书.docx
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冲击钻灌注桩作业指导书
冲击钻灌注桩作业指导书
1.适用范围
2.作业准备
2.1技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施,提出应急预案。
对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
钻孔灌注桩开工前应根据有关规范要求编报施工方案及开工报告。
待开工报告得到监理工程师同意开工后才允许开工。
2.2外业准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足管理、技术人员进场生活、办公需要。
根据施工使用要求修建施工道路、泥浆坑、混凝土搅拌站和水电供应系统等,并及时组织好设备、人员及材料进场。
根据施工需要,对设计提供的测量控制网按照设计文件要求进行复测,编制测量施工方案,进行必要的加密或重新布设控制网点,补充施工需要的水准点、桥梁轴线及墩台控制桩。
3.技术要求
3.1混凝土的拌和全部在拌和站集中厂拌。
3.2施工前按设计提供的混凝土强度进行室内试验,确定施工配合比。
3.3钻孔桩桩位偏差、桩身倾斜度、桩径及桩长符合设计要求。
3.4混凝土灌注过程中计算好导管埋深,避免拔错导管造成断桩,混凝土应当满足各项设计以及规范要求。
3.5对钻孔桩桩身混凝土进行无损伤检测,桩身混凝土应均匀、完整,无离析、夹泥、短桩及断桩等质量事故。
3.6嵌入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度应符合设计要求。
4.施工程序及工艺流程
4.1施工程序
施工程序为:
平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻孔→第一次清孔→钢筋骨架的制作和吊放→导管安装→第二次清孔→灌注水下混凝土。
4.2工艺流程
5.施工要求
5.1施工准备
钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
钻孔场地在陡坡时,应挖成平坡。
钻孔场地在浅水中时,采用筑岛法。
岛顶面通常高出施工水位1.0~2.0m。
当位于深水时,可插打临时桩搭设固定工作平台。
工作平台必须坚固稳定,能承受施工作业时所有静、活荷载,同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
5.2施工工艺
5.2.1测量放线
场地平整后放线定桩位,定位后要在每个桩位中心点打入一条φ16×800mm的钢筋做桩位标记,并用混凝土固定好。
桩位放线后会同有关人员对桥梁轴线桩位进行复核,并办好复核记录签证。
桩位经复核无误后方可进行施工。
5.2.2埋设钢护筒
(1)浅滩及陆地护筒埋设
护筒采用12㎜厚钢板制作,并在顶部焊加强筋和吊耳,内径比桩径大40cm。
陆地钢护筒的顶标高应高出地下水位1.5m,并高出地面0.5m。
护筒埋置深度黏性土不小于1m,砂类土不小于2m。
对砂土应将护筒周围1.5~1.0m范围内的砂土挖除,夯填粘土至护筒底口0.5m以下。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。
(2)水中护筒施工
水中墩护筒施工流程:
在钻孔平台上拼装钢护筒导向架,测量放线定桩位→对接钢护筒→整体起吊钢护筒入水→调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定→安装震动打桩锤振动下沉→安装钻机开始水上钻孔桩施工。
在钢护筒振动下沉过程中要精确定位、跟踪监测、调整,满足规范要求,保证钻孔桩施工顺利进行。
护筒内径宜比桩直径大0.2~0.4m。
钢护筒在加工厂分节制造,在平台对接后整体下沉,下沉中随时用木楔在导向架与护筒之间调整偏差,护筒底口要求到达卵石层顶面。
护筒顶口宜高出施工水位或地下水位2.0m。
5.2.3泥浆制备
在粘性土中成孔时应注入清水,以原土造浆护壁,泥浆比重应控制在1.1~1.3。
在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,应制备泥浆(在孔中投入优质黏土造浆),泥浆比重应控制在1.2~1.3。
在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,应制备泥浆(在孔中投入优质黏土造浆),泥浆比重应加大至1.3~1.5。
泥浆性能指标:
粘度:
一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s;含砂率:
新制泥浆不大于4%;PH值:
大于6.5。
泥浆池沉淀池的池面标高应比护筒低0.5~1m,以利泥浆回流畅顺。
泥浆池和沉淀池的位置要合理布局,不得妨碍吊机和钻机行走。
泥浆池的容量为每孔的排渣量,沉淀池的容量应为每孔排渣量的1.5~2倍。
沉淀池及泥浆池的沉积物应经常清除,多余的泥浆要及时排出基坑。
5.2.4钻机就位
钻机就位前,对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。
安装时钻机底座应平稳,保证在钻孔过程中不发生位移或沉陷。
钻头与桩中心的偏差不大于5cm。
5.2.5成孔
(1)开孔时应低锤密击。
如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层,可加粘土块夹小片石,反复冲击造孔壁,保证护筒的稳定。
在各种不同的土层和岩层中钻进时,可按下表进行。
适用土层
施工要点
效果
在护筒刃脚下2m以内
小冲程1m左右,泥浆比重1.1~1.3,软弱层投入粘土块夹小片石
造成坚实孔壁
粘土或粉质粘土层
中小冲程1~2m,泥浆比重1.1~1.3,泵入清水或稀泥浆。
提高钻进效率
粉砂或中粗砂层
中冲程1~3m,泥浆比重1.2~1.3,投入粘土块,勤冲勤掏渣。
反复冲击,造成坚实孔壁,防止坍孔。
砂卵石层
中、高冲程2~3m,泥浆比重1.3~1.5,投入粘土块,勤掏渣。
提高钻进效率
基岩
高冲程3~4m,泥浆比重1.2左右,勤掏渣。
加大冲击能量,提高钻进效率。
软弱土层或塌孔回填重钻
小冲程反复冲击,加粘土块夹小块石,泥浆比重1.3~1.5。
造成坚实孔壁
(2)钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况,应停止进钻,经采取下列有效措施后,方可继续施工。
产生斜孔、弯孔和缩孔时,应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开始处以上0.5~1m,重新钻进;
钻进中如遇塌孔,应立即停钻,回填夹片石的粘土块,加大泥浆比重,反复冲击造壁及钻进;
沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时,应立刻停钻并防止钻机倾倒,及时在护筒外围回填粘土(用稻草拌和);并加以夯实,必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。
(3)若遇卡钻、掉钻,应按下列方法处理:
卡钻时应交替紧绳、松绳,将钻头缓缓吊起,不得硬提猛拉,必要时可使用打捞钩、千斤顶等铺助工具助提;
掉钻时应立即打捞,用打捞钩钩住钻头预设的打捞环,把钻头提上来。
(4)桩孔排碴可采用泥浆循环或抽碴筒排碴等方法。
如采用抽碴筒排碴,在钻进4~5m深后,每钻进0.5~1m应抽碴一次,并及时补给泥浆。
(5)每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
入岩后,每钻进200mm要取一次岩样,并妥善保存,以便终孔验证。
(6)钻孔过程中如遇特殊情况需停钻时,应提出钻头,并增加泥浆比重和粘度,保持孔壁稳定。
(7)群桩同时钻孔时,相邻钻孔不允许同时开钻,当已浇筑混凝土桩的强度未达到5MP时,也不得在相邻孔进行钻孔施工。
5.2.5检孔
钻孔完成后,用检孔器进行检孔。
孔径、孔垂直度、孔深检查合格后,再进行清孔工作,否则重新进行扫孔。
5.2.6清孔
钻孔达到设计深度后,采用灌注桩孔径检测器进行检查,各项指标符合要求后立即进行清孔。
清孔采用泥浆循环或抽碴筒抽碴清孔,应达到规范要求,即:
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度:
摩擦桩不大于20cm,柱桩不大于5cm。
严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
在清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍塌。
浇筑水下混凝土前,检查沉渣厚度,沉渣厚度不符合要求时应进行二次清孔,必要时用高压风冲射孔底沉淀物,清孔完成后立即浇筑水下混凝土。
5.2.7钢筋笼制作、安装
(1)钢筋笼制作
钢筋笼在现场制作。
主筋在制作前必须整直,没有局部的弯折。
钢筋接头应相互错开,保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%,接头错开间距不小于35d(d为钢筋直径),且不得小于50cm。
钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固,应保证焊缝长度和饱满度。
桩身钢筋笼分段制作完后,吊运至现场边下放边连接。
分段制作时采用搭接焊,两钢筋搭接端部应预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致,接头的长度单面焊不能小于10d,双面焊不应小于5d(d为钢筋直径)。
焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。
钢筋笼制作允许误差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±10mm
尺量检查
不少于5处
3
主钢筋间距
±10mm
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
吊线尺量检查
(2)钢筋笼的安装
钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。
起吊时,吊点应拴牢并布置于直径方向,起吊过程中必须防止钢筋笼变形,使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。
钢筋笼接长时,两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。
吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。
若遇阻碍,随起随落和正反循环使之下放。
不高起猛落,强行下放,以防碰坏孔壁而引起塌孔。
下放过程中,时刻注意观察孔内水位情况,如发现异常现象,马上停放,检查是否坍孔。
钢筋笼骨架外侧应焊置控制混凝土保护层厚度的混凝土垫块,其间距竖向为2m,横向圆周均匀布置4处。
钢筋笼下放至标高后,要检查钢筋笼是否中心偏位,使之满足规范要求,并用4根φ16钢筋将其与钢护筒焊接,或与灌注平台连成一体,以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。
5.2.8安装导管
(1)灌注水下混凝土采用钢导管灌注,导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力,也不应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=rchc-rwHw
式中:
p为导管可能受到的最大内压力(kPa);
rc为混凝土拌和物的重度(24kN/m3);
hc为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;
rw为井孔内水或泥浆的重度(kN/m3);
Hw为井孔内水或泥浆的深度(m)。
(2)导管采用φ25-30钢管,每节2~3m,配1~2节1~1.5m的短管。
钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。
导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。
导管安装后,其底部距孔底有250~400mm的空间。
5.2.9二次清孔
浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度,沉渣厚度应满足设计要求;当设计无要求时:
柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于20cm。
如沉渣厚度超出规范要求,则利用导管进行二次清孔。
5.2.10灌注水下混凝土
(1)计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。
足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。
首批混凝土数量计算如下:
V=h1×πd2/4+Hc×πD2/4;
h1≡Hw×Yw/Yc
D:
钻孔桩直径;
d:
导管直径;
Hc:
首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深(1m)+导管底至孔底高度;
Hw:
混凝土面到水面高度;
Yw:
导管外水或泥浆容重;
Yc:
混凝土容重取2.4t/m3
灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离为25~40cm,混凝土灌注时间应小于初凝时间,当混凝土面抵达钢筋笼位置时,应注意钢筋笼是否
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