天津地铁1号线 围护结构施工18局作讲解.docx
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天津地铁1号线围护结构施工18局作讲解
6.2围护结构施工
本车站工程基坑开挖前,先进行围护结构的施工,设计为密排混凝土灌注桩φ800@900作为围护结构,外贴水泥土拌合桩φ600@450作为止水帷幕,见图6-1,局部(如跨线风道、跨线通道等)采用水泥土拌合桩φ800@600支护。
6.2.1密排钻孔灌注桩
6.2.1.1施工顺序
采取隔桩施工方法,分两序作业,见图6-4。
先施工一序孔,待一序孔混凝土达到设计强度的70%后,再施工二序孔。
图6-4钻孔灌注桩施工顺序示意图
6.2.1.2施工方法
钻孔采用GPS-10型回转钻机,根据天津地区的地质特点,采用湿式泥浆护壁,泥浆正循环回转法成孔工艺。
现场绑扎钢筋笼,汽车吊配合人工分节吊装安放,搅拌运输车运送商品混凝土,导管法灌注水下混凝土。
见图6-5。
图6-5钻孔灌注桩施工程序示意图
6.2.1.3施工工艺
一、工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见图6-6。
二、工艺要点
(一)、施工准备
桩基施工前,清除桩基位置上的杂物,整平场地,确认地下管线处理完毕,使机械能顺利进场,且施工中钻机保持稳定。
采用全站仪、经纬仪测定桩孔位置,并埋设孔位护桩。
(二)、泥浆制备
为最大限度减少对环境的影响,利用集装箱制作活动泥浆池,选用优质膨润土造浆,并投放一定量的Na2CO3,以降低地下水酸性腐蚀的影响,泥浆比重控制在1.1~1.3范围。
试验泥浆的全部性能指标,并在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等,填写泥浆试验记录表。
泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后运至业主指定的位置进行处理。
图6-6钻孔灌注桩施工工艺流程图
钻孔用泥浆技术指标见表6-1。
泥浆技术指标表表6-1
序号
项目
技术指标
1
比重
≤1.15,排除泥浆指标:
≤1.30
2
粘度
18~22S,排除泥浆指标:
20~26S
3
含砂率
新制泥浆不大于4%
4
胶体率
不小于95%
5
PH值
大于6.5
(三)、埋设护筒
孔口护筒采用4~6mm厚钢板制作,内径比桩径大10cm。
采用人工开挖埋设护筒,护筒底部与土层相接处用粘土夯实,护筒外面与原土之间用粘土填满、夯实,严防地表水顺该处渗入。
顶部高出施工地面30cm~40cm,护筒底埋入原土深度在20cm以上。
护筒埋设竖直准确,护筒中心与桩位中心偏差小于20cm,护筒竖向的倾斜度不大于1%。
(四)、成孔试验
施工时先在不同区段进行成孔试验,根据地质条件、钻机性能等选择合理的泥浆配置、各阶段的进尺速度、清孔方式与时间等钻进参数。
获取较为详细的地质条件参数和可靠的钻孔参数,并根据获得的技术数据及时修正钻孔参数,以保证钻孔质量。
(五)、成孔
(1)、钻孔
钻机就位时用方木垫平,将钻头中心线对准桩孔中心,误差控制在2cm以内。
钻孔过程中,孔内严格保持泥浆稠度适当、水位稳定,及时添加泥浆,以维持孔内水头差,防止坍孔。
并对钻碴作取样分析,核对设计地质资料,根据地层变化情况,采用相应的钻进参数、泥浆稠度。
钻进过程中,经常测定钻孔深度、倾斜度,发现问题,及时处理。
(2)、故障预防与处理
1)、钻孔偏斜
安装钻机时保证钻杆、钻头及护筒三者均在同一竖直线上,并经常进行检查校正。
钻杆、接头及时调整,防止弯曲。
在出现钻孔偏斜后,查明偏斜位置和深度,一般在偏斜处反复扫孔,使钻孔垂直。
倾斜严重时回填粘土到偏斜处,待沉积密实后重新施钻。
2)、糊钻
在软塑状土层中旋转钻进时,因进尺快、钻碴大,出浆口堵塞后易造成糊钻(吸钻)。
一般采取控制进尺速度,选用刮板齿小,出浆口大的钻头,以防糊钻。
如糊钻严重,将钻头提出孔口,清除钻头残碴。
3)、缩孔、扩孔
施工时采用上下反复扫孔的方法,并及时补焊钻头,防止因钻头磨耗使钻孔孔径小于设计桩径;采取加大泥浆比重、控制进尺速度的方法,减少扩孔现象。
(3)、施工注意事项
1)、保证钻杆垂直,初钻时,以低档慢速钻进,且护筒内有一定数量的泥浆方可钻进,每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用,经常检查排浆系统,加速泥浆循环。
2)、根据不同土层,选用不同的钻进速度和钻进方式。
3)、起落钻头均匀,避免撞击孔壁;接卸钻杆时采取可靠措施,严防钻头脱落;钻杆拆除后,进行检查清理,涂油保养。
(4)、成孔质量检查
钻进成孔后及时进行质量检查,质量标准见表6-2。
钻进成孔质量标准表表6-2
项目
容许偏差
检测方法
钻孔中心位置
≯30mm
用TJY型井径仪
孔径
-0.05~+0.10d
超声波测井仪
倾斜度
≤0.5%
用TTX型测斜仪,超声波测井仪
孔深
比设计深度深300~500mm
核定钻头和钻杆长度
(六)、第一次清孔
清孔的目的是使孔底沉碴(虚土)、泥浆浓度、泥浆中含钻碴量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求,为灌注混凝土创造良好的条件。
钻孔至设计高程,经过检查,孔深、孔径、孔的偏斜符合要求后,将钻渣抽净。
清孔采用换浆法,在钻进至设计深度后,稍稍提起钻头,同时保持原有的泥浆比重进行循环浮碴,随着残存钻碴的不断浮出,孔内泥浆比重和含量不断降低,然后注入清水继续循环置换,随时检查清孔质量;个别孔底沉渣采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。
清孔应符合下列规定:
孔底0.2~1.0m范围内的泥浆相对密度控制在1.15~1.25,含砂率≤10%,粘度≤28s,灌注混凝土前,孔底沉碴厚度不大于150mm。
(七)、绑扎、吊装钢筋笼
(1)、钢筋笼绑扎
钢筋笼严格按设计和规范要求制作。
制作偏差要求见表6-3。
钢筋笼制作偏差要求表表6-3
项目
允许偏差(mm)
主筋间距
±10
箍筋间距
±20
钢筋笼直径
±10
钢筋笼长度
±100
个别扭曲
±10
钢筋保护层
±20
(2)、钢筋笼吊装
在确认清孔完成并符合设计要求后,将焊接好的钢筋笼骨架分段用汽车吊吊入桩孔,吊入下段后将其临时固定在孔口位置,再吊放上段钢筋笼,并在孔口与下段钢筋笼进行对接;钢筋笼对接采用帮条搭接、双面焊缝,并在下段钢筋上焊好帮条,在上、下段钢筋笼对位固定好后进行焊接。
对接完成后下放至设计深度,并在孔口牢固定位,以免在灌注砼过程中发生浮笼现象。
钢筋笼露出桩顶设计标高不小于30d。
见钢筋笼吊放程序图6-7。
图6-7钢筋笼吊放程序图
(八)、导管安装
导管用Ф219mm的钢管,壁厚3mm,每节长2.0~5.0m,配1~2节长1.0~1.5m短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水,并对导管作水压和接头抗拉试验,保证不漏水。
砼浇注架用型钢制作,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置砼漏斗。
(九)、第二次清孔
在第一次清孔达到要求后,由于要安放钢筋笼及导管,至浇注砼的时间间隙较长,孔底又会产生沉碴,所以待安放钢筋笼及导管就绪后,再利用导管进行第二次清孔。
清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼,用泵将泥浆压入导管内,再从孔底沿着导管外置换沉碴。
清孔标准是孔深达到设计要求,孔底泥浆密度≤1.15,复测沉碴厚度在100mm以内,此时清孔就算完成,立即浇注砼。
(十)、灌注水下混凝土
(1)、采用商品混凝土,由搅拌运输车运送至孔位浇筑。
(2)、先灌入桩尖首批混凝土,首批混凝土要经过计算,使其有一定的冲击能量,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;桩尖最先灌注的0.5~1.0m3混凝土采用稠度和强度与设计混凝土相同的灰浆。
(3)、开导管用混凝土隔水栓,隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口,当混凝土装满后,剪断铁丝,混凝土即下沉至孔底,排开泥浆,埋住导管口。
(4)、随着浇注连续进行,随拔管,中途停歇时间不超过15min。
在整个浇注过程中,导管在混凝土埋深以1.5~4m为宜,既不能小于1m也不能大于6m。
由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差,及时填写水下混凝土浇注记录。
(5)、利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升,上升速度不低于2m/h,直至高于设计标高1m,在浇注过程中,当导管内混凝土含有空气时,后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管,不得将混凝土整斗从上面倾入导管内,以免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水;同时,对浇注过程中的一切故障均记录备案。
(6)、考虑桩顶混凝土将被凿除,灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的500~1000mm控制,以保证桩顶混凝土的强度质量,避免因此而造成桩头强度不满足要求的质量问题。
(7)、在浇注将近结束时,在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释,排出孔外,保证泥浆全部排出。
(8)、浇筑压顶梁前,清理桩顶残渣、浮土和积水,并进行凿毛处理至设计标高。
见导管法灌注桩施工程序图6-8。
图6-8导管法灌注桩施工流程图
(十一)、桩机移位
在上一根桩的钻孔及第一次清孔完成后,移动钻机至下一桩位,开始进行下一根桩的钻孔施工,同时开始进行上一根桩的桩身混凝土灌注。
6.2.1.4质量保证措施
一、施工场地布置上,保证正循环作业时,冲洗液循环畅通,污水排放彻底,钻渣清除顺利。
施工过程中遵守下列规定:
(1)、循环系统由泥浆池、沉淀池、循环槽、废浆池、泥浆泵、泥浆搅拌设备、钻渣分离装置等组成,并配有排水、清渣、排废浆设施和钻渣转运通道等。
采用集中搅拌泥浆,集中向各钻孔输送泥浆的方式。
(2)、为减小对环境的污染,泥浆池、沉淀池采用集装箱型式,沉淀池容积不小于6m3,泥浆池的容积为钻孔容积的1.2~1.5倍。
(3)、循环槽设1:
200的坡度,断面积能保证冲洗液正常循环而不外溢。
二、及时清除循环槽和沉淀池内沉淀的钻渣,必要时配备机械钻渣分离装置。
钻进过程中,根据冲洗液相对密度和粘度的变化,采用添加絮凝剂加快钻渣的絮沉,适时补充低相对密度、低粘度稀浆,或加入适量清水等措施,调整泥浆性能。
三、泥浆池、沉淀池和循环槽定期进行清理,清出的钻渣及时运出现场,防止钻渣废浆污染施工现场及周围环境。
四、正循环钻进时,注意以下事项:
(1)、安装钻机时,转盘中心与钻架上吊滑轮在同一垂直线上,钻杆位置偏差不大于2cm。
(2)、根据土质情况,合理选择钻头和调配泥浆性能。
(3)、初钻时低档慢速钻进,使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁,钻至护筒刃脚下1m后,按土质情况以正常速度钻进。
(4)、钻具下入孔内,钻头距孔底钻渣面50~80mm,并开动泥浆泵,使冲洗液循环2~3min。
然后开动钻机,慢慢将钻头放到孔底,轻压慢转数分钟后,逐渐增加转速和增大钻压,并适当控制钻速。
(5)、正常钻进时,合理调整钻进参数,不得随意提动孔内钻具。
操作时掌握升降机钢丝绳的松紧度,以减少钻杆、水龙头晃动。
钻进过程中,随时检查泥浆指标。
(6)、钻进过程中,防止扳手、管钳、垫叉等金属工具掉落孔内,损坏钻头。
(7)、如护筒底部土质松软出现漏浆时,提起钻头,向孔中倒入粘土块,再放入钻头倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,稳住泥浆后继续钻进。
(8)、钻进过程中,保持孔内泥浆液面稳定,且不低于自然地面30cm。
(9)、在相邻混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔施工,距离控制不小于4倍的桩径,即3.2m,或最少时间间隔不少于36h。
五、清孔过程中及时补给足够的泥浆以保持孔内泥浆液面的稳定。
六、钢筋笼在制作、运输和安装过程中采取有效措施,防止发生不可恢复的变形,并设置保护垫块。
钢筋笼内径比导管接头外径大100mm以上。
七、钢筋笼吊放入孔时不得碰撞孔壁,其顶面、底面的标高、平面位置符合设计要求,误差不大于50mm.。
八、各工序连续进行,钢筋笼放入孔内后,进行第二次清孔,在测得沉淤厚度符合规定后半小时内灌注混凝土,灌注充盈系数不小于1。
九、水下灌注混凝土的坍落度控制在16~22cm,同时按监理工程师和规范要求制作试块
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