03钻孔桩施工现场控制要点.docx
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03钻孔桩施工现场控制要点
钻孔桩施工现场控制要点
一、工艺流程图:
场地平整夯实
测量放样及交底
护筒制作与埋设
钻机就位
泥浆制备
钻进成孔
清孔
导管的拼装试验钢筋笼的制作安装
二次检孔
、清孔
水下混凝土灌注
桩基检验
二、各工序控制要点
一)、场地平整夯实。
1、钻机就位范围场地整平,夯实;
2、钻机就位范围开挖排水沟,疏导雨水。
二)、护筒制作与埋设;
1、护筒长度≥1.8m
2、护筒内径大于孔径200mm
3、筒底50cm用粘土夯实;
4、护筒四周用粘土对称分层夯实;
5、在相互交叉的方向上至少设置两组护桩,并明确书面交底;
6、护筒埋设后,在固定位置用红漆标识固定点并测其标高,作为基准高程。
7、护筒顶高于原地面30cm以上;
8、护筒刚度满足要求。
三)、钻机就位;
1、钻机采用长大方木支垫;
2、钻机底座支垫方木至少远离护筒外径50cm以上;
3、钻机底座严格调平,保持钻机水平,钻塔竖直,并保持钻机稳固;
4、钻机开孔必须严格对中,+2cm误差;
5、钻机开钻前进行各项检查,确保动力装置及杆件性能良好;
6、钻机不能压护筒。
四)、泥浆制备:
1、采用塑性指数不低于15的粘土制备泥浆,并进行性能检验;
2、泥浆池的规划满足施工要求,按2倍桩体砼量计算;
3、泥浆循环槽截面采用宽40cm、深40cm的截面,正循环槽底坡度孔口高于泥浆池口,反循环相反。
4、钻孔过程泥浆性能主要控制泥浆比重:
正循环1.1—1.3;反循环1.06—1.1;
五)、钻进成孔:
1、护筒底以下50cm范围以及砂层处慢速钻进,其余地层中正常钻进;
2、孔底钻头压力在保持钻头及钻杆重量的80%(扣除泥浆浮力)压力下钻进;
3、钻进中每隔2小时进行孔位复核,检查钻机、钻塔是否偏移倾斜,防止偏孔、斜孔;
4、钻进至设计孔深时加强检测孔深,防止超钻;
5、钻进中始终保持孔内水头;
6、钻进中加强检测地质情况,并根据不同的地质情况确定各种钻进参数。
7、提、降钻头时,应竖直、慢速,防止钻头碰孔壁造成坍孔。
六)、清孔:
1、清孔前用直径等同钻孔桩,长度不小于4倍设计桩径长度的钢筋笼作探孔器进行孔径、倾斜度检查;
2、清孔过程中始终保持孔内水头;
3、清孔后沉淀层厚度<15cm;
4、清孔后泥浆主要指标:
泥浆比重:
1.03—1.1;
5、严禁采用超钻代替清孔。
七)、导管的拼装及试验:
1、桩径D≤150cm,采用φ30cm导管;桩径D=180cm,采用φ35cm导管;
2、导管要有50cm、100cm的调节管节;
3、导管拼装前,将计算所需导管整齐码放井口附近,清点核对无误后,按计算书进行拼装;
4、导管使用前必须进行水密性试验及抗拉试验;
5、拼装导管必须顺直;
6、导管底口至孔底净距严格控制在30—40cm之间。
八)、钢筋骨架的制作安装;
1、钢筋间距符合设计要求;主筋接长焊接保持上下部分轴线位于同一直线上,并保持主筋纵向肋位于同一直线;
2、分节焊接钢筋注意计算焊接头搭接长度;
3、主筋钢筋的焊头平面位于钢筋笼圆截面的切向上;
4、加强筋与主筋焊接应饱满;
5、混凝土保护层垫块每2m一道,每道4个在同一圆周上对称绑于主筋上;
6、钢筋笼固定吊筋必须采用I级光圆钢筋;钢筋吊环承受拉力应经检算;
7、钢筋笼必须保持对中竖直下放,防止碰撞孔壁造成坍孔;
8、钢筋骨架就位后,核验高程及平面位置无误后固定,并在混凝土灌注中加以复核检查;
9、钢筋骨架应经检验。
九)、水下混凝土灌注:
1、水下混凝土灌注前,应二次检查及清孔;
2、储料斗、吊斗的容量必须满足首批混凝土用量要求;
3、灌注混凝土的和易性、流动性良好,其灌注前坍落度控制在180—220mm之间;
4、混凝土灌注时,按规定做好混凝土试件,至少3组,Φ180桩4组;
5、水下混凝土灌注至钢筋骨架下1m时,应注意慢速灌注,至骨架底高程以上4m时,提升导管至骨架底高程2m以上,恢复正常灌注速度;
6、混凝土灌注超设计高程40—60cm;
7、在6h以内完成整桩灌注;
8、保持导管埋入混凝土深度2~6m,埋深过短易出现夹泥层形成断桩,过深导管不易拔出;由2人用2个测锤测不同位置探砼面深度,防止误测。
9、混凝土灌注应连续施工;
10、避免灌注形成高压气囊;
11、混凝土灌注至桩顶部分时,适当加大导管埋深,并加料斗,以保证桩顶混凝土质量(密实性及强度);
12、灌注完成后及时抽拔护筒;
13、混凝土初凝后可清除部分桩顶混凝土,但完全凿除桩顶混凝土应在3天后。
三、回转式钻机成孔灌注桩各类常见事故应急处理:
一、)坍孔
(一)、现象;成孔过程中或成孔后,孔壁坍落,造成孔底积泥,孔深不足。
(二)、成因:
1、陆上挖埋式护筒的底部和四周未用粘土填实,水中振动埋入护筒的深度不足或护筒底部埋设在砂类等透水层中。
2、孔内水位高度不够,不足以平衡水头压力。
3、当钻至砂砾等强透水层时,水源补给不足引起孔内水位急剧下降。
4、出现较强承压水时,易导致孔底翻砂和孔壁坍塌。
5、钻孔附近的振动影响。
6、泥浆比重偏小。
7、成孔速度过快,在孔壁面来不及形成泥膜。
8、吊放钢筋笼时或提、降钻头时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。
9、成孔后未及时浇筑混凝土,静置时间过长。
10、钻孔桩施工受软基处理影响,造成振动或挤压坍孔。
11、相临孔位净距小,造成串孔。
(三)防治措施
1、陆上埋设护筒时,宜在护筒底部分夯填50cm厚粘土,必须夯打密实。
放置护筒后,在护筒四周对称均衡地夯填粘土,防止护筒变形或位移,应夯填密实不渗水。
2、水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒沉穿淤泥和透水层,护筒之间要有可靠的联系,使护筒不会因水流影响而晃动。
3、孔内水位必须稳定地高出孔外水位1m以上;泥浆泵等钻孔配套设备能量应有一定的安全系数,并应有备用设备,以应急需。
4、施工通道的布置应离孔位一定距离,尤其在地表下10m左右深度有淤泥质粘土之类的软弱土层时更应注意。
5、应根据不同土层采用不同的泥浆密度。
6、应根据不同土层采用不同的转速,如在砂性土或含少量卵石中钻进时,可用一或二档转速,并控制进尺。
在地下水位高的粉砂中钻进时,宜用低档慢速钻进,同时应加大泥浆密度和提高孔内水位。
7、钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁。
8、尽量缩短成孔后至浇筑混凝土的间隙时间。
9、发生坍孔时,应用优质粘土回填至坍孔处1m以上,待自然沉实后再继续钻进。
10、软基旋喷桩、水泥搅拌桩施工完成距钻孔桩净距大于10m后,开始钻孔桩施工。
碎石桩段待全部碎石桩施工完毕后进行该段钻孔桩的施工。
11、相临钻孔桩必须间隔跳孔施工,临孔施工间距必须大于5m。
二)、钻孔漏浆
(一)、现象
在成孔过程中或成孔后,孔内不能稳定维持一定水位,泥浆向孔外渗漏。
(二)、原因分析
1、护筒埋置深度不够,泥浆从护筒底部向外流失。
2、护筒制作粗糙,接头和纵向拼缝处不严密,使泥浆产生渗漏。
3、护筒内静水压力过大,亦会发生护筒刃脚处泥浆渗漏;
4、地下存在溶洞或裂隙。
(三)、防治措施
1、成孔过程中护筒内保持适当的静水压力(水头高出地下水位80—120cm)。
2、在安置护筒前严格验收制作质量,并在纵、横接缝处设置止水垫片,或采取整体式护筒。
3、加稠泥浆,放慢钻进速度,钻至护筒刃脚处回填粘土,反复冲击,增强护壁效果。
4、护筒一般应埋置在粘土层内不少于1m。
三)孔偏斜
(一)现象
成孔后不垂直,偏差值大于规定的L/100。
(二)原因分析
1、施工场地不平整、不密实,在支架上钻孔时,支架的承载力不足,发生不均匀沉降,导致钻杆不垂直。
2、钻机部件摩损,接头松动,钻杆弯曲。
3、钻头晃动偏离轴线,扩孔较大。
4、遇有地下障碍物,把钻头挤向一侧。
(三)防治措施
1、钻机就位时,应使转盘、底座水平,使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一竖直线上,并在钻进过程中检查钻机是否位移。
2、场地平整密实,支架的承载力应满足要求,在发生不均匀沉降时,必须随时调整。
3、偏斜过大时,应回填粘土,待沉积密实后再钻。
4、检查设备,弯曲变形钻杆换除。
5、采用减压法钻进。
四)、缩孔
(一)现象
成孔过程中或成孔后局部孔径小于设计要求。
(二)原因分析
1、软土层受地下水位影响和周边车辆振动。
2、塑性土膨胀,造成缩孔。
(三)防治措施
采用钻头上下反复扫孔,将孔径扩大至设计要求。
五)、孔深不足
(一)现象
在浇筑混凝土前复量孔深发现不足。
(二)原因分析
1、孔壁坍塌,土方淤积于孔底。
2、清孔不足,孔底回淤。
(三)防治措施
1、吊放钢筋笼时不得碰撞孔壁。
2、必须二次清孔,清孔后的泥浆密度应小于1.15。
3、尽量缩短成孔至浇筑混凝土的间隔时间。
六)、钢筋笼变形
(一)现象
钢筋笼在堆放、运输和吊装过程中,产生不可复原的变形。
(二)原因分析
1、钢筋笼分段太长,加强箍设置不足,刚度不够。
2、钢筋笼在堆放、运输和吊装过程中未严格遵守技术规程,产生累计变形。
(三)预防措施
1、钢筋笼过长时,应分节制作,分节吊装,然后在孔口焊接。
2、应根据技术规程要求设置加强箍,加强箍必须与主筋焊接牢固。
3、在安装钢筋笼时,宜设置临时吊装扁担,以增加刚度。
七)、钢筋笼位置偏差
(一)现象
钢筋笼平面位置的偏差超过了质量标准的允许范围。
(二)原因分析
1、钢筋笼上未设置垫块或垫块不足,不能有效控制混凝土保护层厚度。
2、桩孔本身有较大偏差。
3、钢筋笼未垂直吊放入孔,而是斜插入孔内。
4、钢筋笼未检查或未固定。
(三)防治措施
1、在钢筋笼主筋上,应竖向每隔2m设置一组垫块,以此控制混凝土的保护层厚度,并使钢筋笼的平面位置对准桩孔轴线。
2、偏差的桩孔应在吊放钢筋笼前反复扫孔纠正。
3、钢筋笼应在垂直状态时吊放入孔。
4、固定并用护桩检查。
八)、钢筋笼上浮
(一)现象
浇筑混凝土时钢筋笼上浮。
(二)原因分析
1、混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快。
2、钢筋笼未采取固定措施。
3、导管未居中放置,提升导管勾挂钢筋笼。
(三)防治措施
1、当混凝土上升到接近钢筋笼下端1m时,应放慢浇筑速度,至骨架底高程以上4m时,减少导管埋入深度,使导管下端高出钢筋笼下端2m距离时再按正常速度浇筑,在通常情况下,可防止钢筋笼上浮。
2、浇筑混凝土前,应将钢筋笼固定,可防止上浮。
3、导管应居中放置。
九)、断桩
(一)现象
成桩后经检测,桩身局部没混凝土,存在泥夹层,造成断桩。
(二)原因分析
1、混凝土坍落度太小,骨料太大,运输距离过长,混凝土和易性差,致使导管堵塞,疏通堵管再浇筑混凝土时,中间就会形成夹泥层。
2、计算导管埋置深度时出错,或盲目提升导管,使导管脱离混凝土面,再浇混凝土时,中间就会形成夹泥层。
3、钢筋笼将导管卡住,强力拔管时,使泥浆混入混凝土中。
4、导管接头处渗漏,泥浆进入管内,混入混凝土中。
5、混凝土供应中断,不能连续浇筑,中断时间过长,造成堵管事故。
6、导管埋深太浅,灌注混凝土冲破混凝土顶面形成夹层。
(三)预防措施
1、混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配制,并经常测试坍落度,防止导管堵塞。
2、严禁不经测算盲目提拔导管,防止导管脱离混凝土面。
3、钢筋笼主筋接头要焊平,导管应居中放置,以免提升导管时,法兰挂住钢筋笼。
4、浇筑混凝土应使用经过检漏和耐压试验的导管。
5、应保证混凝土连续供应,并制定备用混凝土供应的措施。
6、导管埋深不少于2m。
(四)治理方法
1、当导管堵塞而混凝土尚未初凝时,可适当吊起导管,再吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击,把堵管的混凝土冲散。
2、当断桩位置在地下水位以上时,如果桩的直径较大(一般在1m以上),可抽掉桩孔内泥浆,在钢筋笼的保护下,人下到桩孔中,对先前浇筑的受污染的混凝土清除并清洗钢筋,然后继续浇筑混凝土。
3、当断桩位置在地下水位以下时,可用直径较原桩直径稍小的钻头,在原桩位处钻孔,钻至断桩部位以下适当深度时,重新清孔,并在断桩部位增设一节钢筋笼,笼的下半截埋入新钻的孔中,然后继续浇筑混凝土。
4、当导管被钢筋笼挂住时,转动导管,适度抽拔。
5、灌注桩因严重塌方而断桩或导管拔出后重新放入导管时均形成断桩,是否需要在原桩外侧补桩,需经检测后与有关单位商定。
6、若不慎将导管拔出混凝土面,可采取:
(1)、重下导管,用泥浆泵抽出管内泥浆,继续灌注;
(2)、封住导管下口,重新插入导管灌注。
十)、导管拔不出
(一)、原因:
1、埋深太深;
2、起吊能力不足;
3、勾挂钢筋笼;
4、拔导管的停顿时间太长。
(二)、措施:
1、控制导管的埋入深度为2~6m;
2、加大起吊能力;
3、导管居中放置;
4、保证砼供应质量及连续供应,如出现暂时的砼供应中断应不时转动导管,并适量抽拔(但保证导管的最小埋深)。
四、混凝土灌注前的准备工作及首批混凝土灌注
一)、混凝土灌注前的准备工作
1.首先应检测成孔后护筒顶标高,根据护筒顶标高、设计孔底标高、设计桩顶标高、设计钢筋笼顶标高、预留破桩头的高度等数据,迅速计算出钢筋笼顶标高、混凝土浇注顶标高(桩顶预加0.5~1.0m)及确定这两个控制面,一般是从护筒顶面向下反算、反测符合要求的米数,孔内有水头或淤泥时,用钢筋或其他硬质杆件深测。
2.检查砂、石、水泥用量及质量是否满足要求,并根据现场原材料含水量调整现场配合比,要把配合比用油漆写到牌子上,实行插牌施工。
3.计算导管上端漏斗储存的混凝土量是否满足第一次下灰后埋设导管下口深度的要求。
埋设深度一般要求为100cm以上。
4.检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标,并检查下沉钢筋笼的孔底沉淀层厚度,对不能满足要求的要重新清孔,直到满足要求为止。
开灌前,应从孔底吊出一桶泥浆,检测其含砂率及泥浆比重。
含砂率<4%,泥浆比重1.05~1.20g/cm3,含砂量过大时,应使泥浆比重接近上限,以防砂子沉淀过快,反之,应接近下限。
同时要注意坍孔。
5.核定拌和及运输设备的性能及数量,要求必须有备用设备及备用发电设备,并组织足够的劳动力,以保证灌注的连续性。
6.导管应进行水密性试验和抗拉试验,合格后,方可使用。
导管直径:
当桩径≤150cm,采用φ30cm,当桩径为φ180cm,采用φ35cm。
进行水密性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。
其中P=rchc—rwhw。
rc:
混凝土重度,取24kN/m3;hc:
取导管全长(cm);rw:
孔内泥浆重度(kN/m3);hw:
孔内泥浆深度(m)。
7.导管应事先编好顺序,每次使用时都应对法兰盘、橡胶垫圈、连接螺栓、阀门做认真检查,必要时应再做充水试验。
导管上口的浮球(一般为混凝土预制),应能顺利沉入孔底。
拌和站的上料斗上应放置5~6cm的控制筛,以防极少量超粒径颗粒进入导管发生堵管现象。
8.孔内第一次混凝浇注时,导管下口距钻孔孔底间距为0.3—0.4m为宜。
二)、首批混凝土灌注
混凝土在集中拌合站集中拌合,利用混凝土运输罐车运输。
混凝土拌合站派专职试验员,全过程控制,确保按照配合批施工。
混凝土拌和物应有良好的和易性,无漏析和泌水现象,灌注时坍塌度应控制在180—220mm。
首批混凝土的方量,应满足导管埋深1m的要求。
通常按照该孔径的1.4m深度的砼方量进行控制。
普通砼方量计算工式
V:
≥π*D2/4*(H1+H2)+π*d2/4*h1
V:
首批砼方量(m3)
D:
桩孔直径(m)
H1:
桩孔底至导管底端间距,取0.4m;
H2:
导管初次埋置深度(m),取1m;
d:
导管内径(m);
h1:
导管内混凝土柱平衡泥浆压力所需高度(m)h1=Hwrw/rc
Hw:
孔内泥浆深度(m);
rw:
泥浆比重(KN/m3);
rc:
混凝土比重取24KN/m3;
首批混凝土拌和入罐前,罐车、料斗、漏斗、导管均需用混凝土同配比的砂浆湿润器具内面,防止首批混凝土的水灰比发生改变。
首批混凝土拌和物下落后,应确保连续灌注,在首批混凝土初凝时间(6h)前完成整根桩的灌注。
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