泥浆护壁钻孔桩施工工艺标准.doc
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泥浆护壁钻孔桩施工工艺标准
1使用范围
泥浆护壁钻孔桩基是一种传统的施工工艺,被广泛应用。
本施工工艺标准根据钻机的不同性能,可使用于黏土、亚黏土、砂土、亚砂土、风化岩、岩石等地质类型,在有地表水、地下水的地质也同样适用。
2主要用的标准和规范
2.0.1中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)。
2.0.2中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)(JTGF80/1-2004)。
2.0.3中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规程》(JTGF42-2005)。
2.0.4中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)。
2.0.5中华人民共和国行业标准《环境空气质量标准》(GB3095-1996)。
3施工准备
3.1技术准备
3.1.1施工人员要熟悉施工图纸、施工现场的情况、水文地质资料,根据地质情况及进度要求选择合适的钻机,编制泥浆护壁钻孔桩基施工组织设计。
3.1.2由项目总工程师组织向施工技术人员进行书面的一级技术、安全、环保交底。
3.1.3开工前,对设计单位移交的导线点、永久的水准点进行复测;按施工现场的实际情况加密导线点和水准点。
3.1.4根据坐标控制点和水准控制点进行桩位和高程放样。
3.1.5按照混凝土的设计强度和《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2001)的要求,提出混凝土的施工配合比。
3.2主要施工机具准备
一个作业队需要配备以下施工机具,才能满足施工要求:
3.2.1土方机械:
挖掘机、自卸车、装载机。
3.2.2钻孔:
钻机(冲击钻、回旋钻、冲反钻等,根据地质情况、桩径的大小确定适合钻孔机具),吊车,水泵等。
3.2.3电源:
变压器或发电机
3.2.4钢筋加工设备:
一套(弯曲机、切断机、电焊机、调直机等)。
3.2.5混凝土设备:
拌合站、混凝土罐车。
3.2.6灌注设备:
储料斗导管、阀门等。
3.2.7安全设备:
漏电保护器、安全帽、张拉防护网等。
3.3材料准备
3.3.1造浆材料:
水、能满足造浆要求塑性指数Ip≥17的黏土或膨胀土、添加剂等。
3.3.2原材料:
钢筋、水泥、砂子、碎石、水等,由材料员和试验人员按规定的频次检验,确定原材料是否符合质量标准。
3.3.3外加剂:
经过配合比试验确定的外加剂。
3.4作业条件
3.4.1混凝土配合比已批准,拌和站已标定,各种材料已检验,钢筋笼已验收,各种机械设备均能正常使用。
3.4.2开工前施工现场要完成“三通一平”,施工单位用的临时设备准备就绪,特别是施工便道要保持通畅、湿润,钻机、吊车、混凝土罐车能够到井口。
3.4.3挖好泥浆池、备好造浆黏土(如需要造浆),布置好出渣道路。
3.4.4工段长或现场技术员对操作工人进行二级技术、安全、环保交底。
3.4.5必要时,在正式施工前应做成孔试验。
4施工操作工艺
4.1工艺流程(见图4.1)
4.2操作方法
4.2.1测量放样:
根据复测的导线点、水准点成果对桩基础进行中桩和高程放样。
4.2.2根据放样的位置填筑或搭设钻机施工平台。
4.2.3埋设护筒
1)在陆地上施工,可挖坑埋设护筒,使护筒平面位置中心与桩
测量定位→填筑工作平台←场地平整
测量定位→埋设护筒←制作护筒
复核放样(做好记录和签认手续)
钻机就位←泥浆池
钻孔←合格泥浆
清孔
终孔
钢筋笼制作→终孔检查←做好记录(监理批准)
检查→钢筋笼就位
导管拼装检查→下导管
二次清孔(如孔底沉渣厚度超过规范要求)
混凝土拌和→混凝土运输→灌注混凝土←混凝土试验
成桩检测
图4.1泥浆护壁钻孔桩施工工艺流程图
4.2.6钻机钻进
1)开始钻孔时,应先在孔内灌注膨胀土悬浮泥浆或合格的黏土悬浮泥浆,泥浆性能指标根据地层情况和采用的钻孔方法而定。
钻进时应保持钻锥稳定,采用慢速,使初开孔壁坚实、竖直,能起导向作用,避免碰撞护筒。
钻锥在孔中能保持竖直稳定时,能适当加速钻进。
2)钻进过程中,随时注意孔内水压差,以防止产生涌沙。
孔中泥浆要随时进行检测,保持各项指标符合要求,泥浆过浓影响进度,过稀易塌孔。
同时,泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0~1.5m。
4.2.7钻孔检查,清孔、成孔
1)钻孔达到设计高程时,用测绳进行测量,并记录。
2)钻孔完成后应用专用仪器或钢筋笼检孔规检测孔斜和倾斜度。
成孔孔径不得小于设计直径,倾斜度不得大于1%,用长度符合规定的检孔规上下两次检查造孔是否合格,合格后进行清孔。
3)清孔:
用换浆、抽浆、掏渣、空压机冲气、泥浆置换等进行清孔,至孔底浆液符合要求,经一段时间间隔后,试验人员在现场用标准比重仪实测,达到要求且沉淀也满足要求后停止清孔,移动钻机。
4.2.8钢筋笼的制作及入孔
1)防止钢筋笼起吊变形,应分节制作,每两节钢筋笼在现场进行搭接,搭接时间限制在1h内,用两台电焊机先点焊,再用铅丝绑扎然后搭接焊接。
也可采用直螺纹接头、挤压接头等连接方法加工钢筋笼,然后分级吊装以加快钢筋笼的入孔速度。
2)为防止钢筋笼在浇筑混凝土时上浮,在孔底设置直径不小于主筋的加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。
3)护筒井架处用具有足够刚度、强度的材料(型钢、方木等)承担钢筋笼和导管重量。
4)起吊钢筋笼时,要严格控制钢筋笼的变形,如在钢筋笼的里面用铅丝绑扎足够长度的杉木杆(在钢筋笼立直时取出杉木杆),吊钩出用钢扁担勾挂钢筋笼。
4.2.9拼下导管
1)水下混凝土一般用钢导管灌注,导管内径一般在200~350mm,视桩径大小而定。
2)下导管前要对导管进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试验,保证导管拼接牢固,绝对不能漏水。
试验后要对导管编号,下导管时按编号拼接,同时注意导管不能接触到钢筋笼。
3)导管底口至孔底距离控制在0.25~0.4m之间。
4.2.10水下混凝土的配制
1)可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,使用矿渣水泥时应采取防离析措施。
水泥的初凝时间不宜早于2.5h。
2)粗集料宜优先选用卵石,如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的砂率。
集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8、钢筋最小净距的1/4,同时不应大于40mm。
3)细集料宜采用级配良好的中砂。
4)混凝土配合比的砂率宜采用0.4~0.5,水灰比宜采用0.5~0.6。
5)混凝土拌和物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象。
灌注时应保持足够的流动性,其坍落度宜控制在180~220mm。
混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料,其技术条件参量可参照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)。
6)每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg,当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时,可不少于300kg。
7)首批(2m3以上)混凝土的初凝时间应保证大于混凝土的灌注时间。
4.2.11灌注水下混凝土
水下混凝土的供应由拌和站集中拌和,水泥混凝土罐车运输至导管漏斗内。
1)灌注水下混凝土要由一人统一指挥下令剪球,灌注速度要循序渐进,导管首次埋置深度不应小于1m,在灌注过程中,导管的埋置深度宜控制在2~6m。
2)首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注。
3)混凝土拌和物运至灌注地点时,应检查均匀性和坍落度。
如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用。
4)在灌注过程中,特别是潮汐地区和有承压力地下水时,应注意保持孔内水头。
5)在灌注混凝土过程中,应经常量测孔内混凝土面的高程,及时调整导管埋深。
6)严格控制孔内混凝土进入钢筋笼时的灌注速度,避免钢筋笼上浮的隐患。
当混凝土上升到钢筋骨架底口4m以上时,提升导管,当底口高于钢筋骨架底部2m以上时,可以适当加快灌注速度。
拔导管要结合混凝土的浇注时间,不得超过混凝土的初凝时间。
7)灌注的桩顶高程应比设计高出一定高度,一般为0.5~1.0m,以保证混凝土强度。
多于部分接桩前必须凿除,残留桩头应无松散层。
在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌注数量,以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
4.3施工过程中可能出现的情况以及处理措施
4.3.1混凝土堵管的原因及处理
混凝土堵管的原因主要有两种,第一种是导管底端被泥沙等物堵塞,第二种是混凝土离析使粗集料过于集中而卡塞导管。
1)第一种情况多发生在首批混凝土下注时,由于导管底口距离保持不够,因安装钢筋及导管时间过长,孔内钻渣淤积加深,处理办法是用吊车将料斗连同导管一起吊起,待混凝土灌注畅通后再把导管放置回原位。
为避免此类事故发生,当孔内沉淀较厚时,灌注前必须进行二次清孔。
2)第二种情况多发生在混凝土浇注过程中,处理办法是拔导管吊起,快速向井架冲击,应注意的是切不可把导管提出混凝土面以外。
为避免此类事故的发生,应严格要求做到:
①导管要牢固不漏水;混凝土和易性要好;混凝土浇注必须要在初凝前完成,导管埋深控制在2~6m。
4.3.2钢筋笼上浮处理措施
在混凝土浇注过程中,混凝土灌注速度过快,钢筋骨架受到混凝土从漏斗向下灌注时的位能产生的冲击力,混凝土从导管流出来向上升起,其向下冲击力转变向上顶托力,使钢筋笼上浮,顶托力大小与混凝土灌注时的位置、速度、流动性、导管口高程、首批混凝土的混凝土表面高程和钢筋骨架高程有关。
预防措施:
1)混凝土底面接近钢筋骨架时,放慢混凝土灌注速度。
2)混凝土底面接近钢筋骨架时,导管保持较大埋深,导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离。
3)混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后,提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。
4)在孔底设置环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼的底部。
5质量标准
5.1质量管理
施工中应建立健全有效的质量保证体系,对开工前与施工过程中的原材料、工序、工艺,应进行中间检查和质量控制。
5.2施工中的检查
5.2.1开工前应检查钢筋、水泥、砂、碎石等材料的来源是否与批复的相同,是否符合设计及规范要求。
5.2.2施工中钢筋的拉伸、焊接等常规试验;下雨后砂、碎石的含水率试验以确定生产配合比;除按规范规定的试验频率外,还要进行随机抽检试验,特别是混凝土强度、泥浆相对密度的抽检。
5.2.3桩基完成后要进行如超声波、小应变等无破损检测。
5.2.4钻孔桩完成后,及时清除钻渣,填平泥浆池。
5.2.5钻孔灌注结束,及时符合纠正桩位。
5.3实测项目
5.3.1钻孔桩成孔质量标准见表5.3.1
表5.3.1钻孔桩成孔质量标准
项目
允许偏差
孔的中心位置(mm)
群桩:
100;单排桩:
50
孔径(mm)
不小于设计直径
倾斜度
小于1%
孔深
摩擦桩:
不小于设计规定
支承桩:
比设计深度超深不小于50mm
沉淀厚度(mm)
摩擦桩:
符合设计要求,当无设计要求时,对于直径≤1.5m的桩,≤300mm;对于>1.5m的桩或桩长>40m或土质较差的桩,≤500mm
支承桩:
不大于设计规定
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