旋挖钻孔灌注桩施工工法图文.docx
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旋挖钻孔灌注桩施工工法图文
旋挖钻孔灌注XX公司
王煦程晓利张鹏王小春
1、前言
旋挖钻孔灌注桩又称正反循环成孔灌筑桩,是用钻机在聚合物泥浆护壁条件下,慢速钻进,钻孔出土由筒型钻具带出,旋挖成孔的混凝土灌筑桩。
最近几年,旋挖钻孔灌注桩在我国逐渐被认识和应用,并开始引领桩孔施工领域。
本工法通过对大量工程施工经验进行总结应用,实践证明取得了良好的效果。
2、特点
2.1使用本工法具有施工速度快,钻孔垂直度精度高,自动化程度高,不使用电力;
2.2使用本工法成孔泥皮薄效果好,质量可靠;
2.3本工法泥浆用量少,钻孔出土主要以渣土形式存放,便于清除运输,与其它钻孔工艺比较可以节约大量的泥浆运费,有利于环境保护和雨季施工。
3、适用范围
本工法一般适用与粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层的桩基施工。
4、工艺原理
主要是其成孔工艺与其它桩基不同,旋挖钻机的钻进工艺旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定),是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。
旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。
旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。
钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。
钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
旋挖钻机行走机动、灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。
旋挖式钻孔工艺是在螺旋钻孔、回转斗钻孔、大锅锥钻孔工艺的基础上,综合吸收各种成孔工艺优势发展起来的一种新型成孔工艺。
由于采用泥浆护壁,它使旋挖式钻孔工艺从单纯在地下水位以上土层中使用,发展到地下水位以下土层中使用。
旋挖式成孔工艺是非水介质取土成孔,钻孔出土由钻头直接带出,不依靠泥浆输送。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程:
钻孔灌注桩(后压浆桩)施工流程图
5.2操作要点:
5.2.1施工准备:
1根据建设单位提供的测量基线、水准点、坐标对施工场地的坐标点进行复核。
2依据地勘报告,熟悉场地的地质条件及各岩土层的分布、埋藏特征,根据设计图纸说明了解进入持力层的部位,岩样的颜色、硬度等。
3施工场地由机械及人工推平并压实,搭设钢筋加工平台,做好三通一平工作。
钻机、吊车等设备进场组装并调试好。
泥浆清理设备、挖掘机、铲车等就位;所有钢筋材料进场。
4施工前要求业主提供施工场地地下管线详图,包括雨污水管道,上下水管道,煤气管道,电信管道,场地内是否有人防,旧楼房基础,发现不明管线后向现场工程师汇报,请到现场了解情况,得到允许后才能处理。
暂时不能处理的障碍物,请设计和甲方驻地工程师协调。
5.2.2桩位放样:
桩的定位是最基础也是最关键的一步,若桩位出现偏差,补救或返工,这对整个工程在质量,工期,经济等方面都将造成不可估量的损失。
1从业主处获取施工场地的桩位控制点坐标资料及高程点资料,办理书面交接手续。
2根据试桩设计平面图,使用全站仪测定桩位。
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,并加以保护。
3测量结果经自检、复检后,报请甲方驻工地代表或监理复核,复核无误并签字认证后,方可施工。
4在施工作业面以外布置控制桩,以便对桩位进行复核。
从业主处获取施工场地的桩位控制点坐标资料及高程点资料,办理书面交接手续。
根据试桩设计平面图,使用全站仪测定桩位。
在桩位点打30cm深的木桩或钢筋桩,桩上钉小钉定桩位中心,并采用“十字栓桩法”做好栓桩标记,并加以保护。
测量结果经自检、复检后,报请甲方驻工地代表或监理复核,复核无误并签字认证后,方可施工。
5.2.3桩机就位、安放护筒:
1以桩位中心为基准,埋设十字定位桩。
2将护筒放到坑内,拉十字线,调整护筒位置,使护筒中心与十字线交点大致重合,再在护筒四周填粘土夯实。
护筒直径等于设计桩径+20cm,根据地质报告及现场情况护筒埋设确定深度,埋设护筒后再回填,但回填后必须重新测位置。
按桩的中心点找正中心线,其中心线与桩位中心点允许偏差不大于20mm,并应保证护筒垂直,将护筒的位置和垂直度调整好,将护筒周围用粘土夯实,以防地面水流造成护筒下移塌孔。
3复核桩位,插上钢筋。
4移动钻机,使钻头中心与桩位中心重合,再找平垫实,使机座周正水平。
桩位偏差<50mm,竖向偏差<1%。
(1)施工顺序
5、为防止桩之间施工时窜孔,桩基施工时采取间隔施工顺序。
相邻两钻孔施工时距离不小于四倍桩径,或最少时间间隔不小于24小时。
5.2.4护壁泥浆:
1浆池设置:
根据工程需要,合理设置造浆池、沉淀池,容积不小于15m³,轮换使用,沉淀池上口应高出造浆池0.5m,浆池四周高于自然地面0.5m,并标记明确。
2泥浆材料的选定:
水:
取用自来水;膨润土:
钠膨润土;纯碱:
火碱(工业碱)
3泥浆性能指标:
序号
项目
性能指标
1
比重
1.1~1.20cm3
2
粘度
18~25秒
3
含砂率
<5%
根据现场成孔情况,相应的调节泥浆的比重,以保证成孔质量。
4本工法护壁材料除了传统的泥浆外,还有一种高科技护壁材料,奈普顿(Neptune)旋挖钻机专用高效聚合物泥浆,主要作用在于保护桩孔壁稳定和絮凝钻进过程中产生的土、砂子以及其它杂质。
与传统泥浆相比,具有以下优劣点:
1)使用简单。
采用“清水+碱+聚合物泥浆”或“清水+碱+聚合物泥浆+进口比重添加物”,便于现场配置。
(具体配比视工程地质情况而定)
2)施工中孔径控制更加精确,减少旋挖出土量及混凝土浇筑量,节约材料及机械台班费用。
3)成孔速度快,比膨XX省工、溶解速度快,钻杆、钻头没有泥浆和砂子,增加钻杆和钻头的使用寿命,一定程度上减小机械设备折旧。
4)能加速钻屑砂子絮凝沉淀,可以自行清洁,含沙率低,与混凝土自行分离,成孔后一般不需要二次成孔,减少清孔时间XX省人工并能保证沉渣厚度。
5)能提高桩基摩檫承载力,提高桩基质量,增加桩的承载力。
6)易于降解处理,回用率高,用量少,不产生废泥浆,有利于文明施工,减少场地使用面积。
7)高科技材料护壁性能还没有形成成熟的检测手段,配比需要根据现场成孔质量灵活掌握,势必造成部分塌孔现象;传统材料的护壁性能可以通过泥浆比重计检测,可以控制。
5.2.5钻机钻孔:
(是否增加对钻头直径的检查)
1钻机就位,将钻头对准桩位,复核无误后调整钻机垂直度。
2开钻前,用水准仪测量孔口护筒顶标高,根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长,计算出桩底标高,以便钻孔时加以控制。
钻进开始时,控制钻进速度,调整不同地层的钻速。
3钻进过程中,采用设备自带仪表随时观测检查,调整和控制钻杆垂直度;边钻进边补充泥浆护壁。
现场人员及时对钻出土质进行判断,并记录好每一层的钻进时间,土质情况。
5.2.6成孔检验:
钻孔完毕后,下放钢筋笼之前,请项目质检人员和专业监理检查成孔深度、沉渣厚度及泥浆情况,做好钻进施工记录。
钻孔桩成孔质量允许偏差表
编号
项目
允许偏差
附注
1
孔的中心位置
群桩:
≤10cm,单排桩:
≤5cm
全站仪检查
2
孔径
不小于设计
检孔器检查
3
垂直度
﹤1%
测套管
4
孔深
不小于设计
用测绳测
5
孔底沉渣厚度
嵌岩桩:
不大于100mm。
5.2.7钢筋笼的制作:
钢筋笼加工工艺流程图
1钢筋场加工钢筋内接头采用直螺纹连接,分段连接采用帮条焊接。
螺旋筋与主筋,加劲筋与主筋采用点焊。
2按规范要求进行自检、隐检和交接检,内容包括钢筋外观、品种、型号、规格,焊缝的长度、宽度、厚度、咬口、表面平整等,钢筋笼的主筋间距(±10mm)、加劲筋间距(±20mm)、钢筋笼直径(±10mm)和长度(±100mm)等,并做好记录。
结合钢筋焊接、直螺纹连接取样试验和钢筋原材料复试结果,有关内容报请监理建筑工程师检查,合格后方可吊装。
5.2.8钢筋笼的运输与吊装:
钢筋笼的制作应遵循就近的原则,在桩基施工场地附近加工制作。
钢筋笼就近在桩基施工场地附近加工,人工运到施工现场,以保证施工的连续性。
运输过程中应保证钢筋笼的整体性,不弯扭、不沾泥,并保证注浆设备完好。
钢筋笼吊装采用吊车起吊,吊点加强焊接,确保吊装稳固。
吊放时,吊直、扶稳,保证不弯曲、不扭转。
对准孔位后,缓慢下沉下放,避免碰撞孔壁。
5.2.9水下混凝土灌注施工:
(是否应加入导管安装)
1清孔后立即接好储料斗,将隔水塞下到导管内水面处,固定之。
2混凝土装入储料斗、剪塞,混凝土由隔水塞前导流入孔内,埋住导管底部。
初灌混凝土的量,通过料斗的体积和每次初灌时灌满料斗后再提起塞子来控制,混凝土初灌量应灌至导管下口2m以上。
(是否应重点写一下初灌重要性)
3混凝土灌注时,导管下口埋入混凝土的深度不小于2m,不大于6m,设专人及时测定,以便掌握导管提升高度。
每次拆卸导管,必须经过测量计算导管埋深,然后确定卸管长度,使混凝土处于流动状态,并做好浇注施工记录。
混凝土灌注必须连续进行,中间不得间断。
拆除后的导管放入架子中并及时清洗干净。
5.2.10后压浆工艺:
1原理:
本工程为桩端后压浆,采用外置式后压浆阀,成桩后实施无损注浆,其作用原理是:
在桩体形成2天后,由桩端的预埋管阀压入水泥浆,通过浆液的渗透、劈裂、压密等方式,加固桩底沉渣的固有缺陷,改善桩土界面,并使桩周一定范围内的土体得到加固,土体强度增加,增大桩端承力,从而大幅度地提高单桩极限承载力和减小沉降量。
粗粒土中的桩承载力增幅可达80%~120%,细粒土中的桩承载力增幅为40%~80%(软土中的增幅最小)。
(这一句话是不是冒出的有点突兀)
2压浆装置设置:
桩端后压浆管阀必须设置于桩底,并伸出钢筋笼底端10~20cm,压浆管附在桩身钢筋笼上,端部安装注浆单向阀,压浆管为Φ38mm焊接钢管。
其功能有三:
其一:
为连接单向注浆阀,伸出钢筋笼底端,插入土中10~20cm以实施无损注浆;其二:
如果需要可在注浆前利用其进行桩身完整性超声波测试;其三:
为注浆后可替代截面钢筋。
注浆管须伸出地面0.2m左右,上端预先封堵。
若桩顶标高低于地面,可用钢管接长伸出地面,待注浆后卸下。
根据本工程的具体条件,后注浆装置的具体设计为:
设2根Φ38mm焊接钢管固定于钢筋笼上,底端各安一单向注浆阀,伸出钢筋笼底端20~25cm。
3后压浆工艺参数的确定:
根据工程设计及场地的地质情况,拟采用以下压浆参数:
1)注浆材料:
水泥浆液,水灰比为0.60,水泥PO(C)42.5;
2)注浆量:
桩端注浆量每根桩为预计水泥1.50~2.00吨;
3)注浆压力:
注浆终止压力控制在3.0MPa左右。
根据注浆压力的变化和注浆量,实施间歇注浆或终止注浆;
4)注浆施工时间及顺序:
一般注浆起始时间可在成桩后2~5(前后是否不太一致)天内进行,间歇时间约为4小时以上。
5)注浆控制条件:
注浆控制采用注浆量和注浆压力双控法。
以水泥压入量控制为主,压力控制为辅。
当注浆量难以满足要求时,一般桩底注浆终止压力不小于3.0Mpa。
(是否加入施工人员在压浆时的记录)
4工艺流程:
制作钢筋笼→设置压浆管→检查压浆管质量→吊装钢筋笼、安装压浆阀→检查压浆阀质量→灌注混凝土→配置水泥浆→桩底压浆。
5后压浆技术标准和安全措施:
1)钢筋笼吊入孔前应检查压浆阀包裹物,如有破损应及时修复。
2)靠钢筋笼自重和下落时的惯性,一般均可使桩底压浆管下端进入孔底25cm左右,可满足正常压浆所需条件。
3)钢筋笼入孔后不得悬吊,还应避免反复冲撞孔底。
4)桩身混凝土灌注2-5天后进行桩底压浆。
5)水泥浆水灰比控制在0.60左右。
6)泵送流量控制在1.8m3/h左右。
7)压浆控制采用双控法。
桩底压浆,终止压力不小于3.0MPa,以水泥压入量控制为主,压力控制为辅。
压浆时要做好详细记录。
8)压浆时应注意观察是否有浆液上溢,一旦发现上溢反浆,即可停止。
9)压浆过程中注意安全,要求无关人员远离压浆接口处,防止压浆管爆裂伤人。
拆除压浆管时,要防止高压管中带压力的浆液射出,注浆口应避开操作人员。
6.材料与设备
本工法使用的材料主要有:
混凝土:
桩身混凝土强度等级为水下混凝土C35;混凝土含碱量应小于3kg/m³;氯离子含量应小于1%;最小胶结材料应大于300kg/m³,最大水胶比应不大于0.55。
钢筋:
桩主筋采用HRB400;桩箍筋采用HRB400及HPB300;桩身加劲箍采用HRB400。
钢导管:
材质为Q345-B。
除了上述主要材料,后压浆用水泥为PO(C)42.5,水灰比为0.60;泥浆护壁材料,膨润土、纯碱。
主要设备机具有:
履带式钻机、装载机(ZL50型)、压路机、空气压缩机、汽车吊(25吨)、水泵、电焊机、钢筋加工设备(弯曲机、切断机)等;钢护筒、钢丝绳、测渣铁砣、卸料槽、导管、大小平锹、测绳、粘度仪、水管(Φ60)、电缆(1.5mm2-25mm2)、照明灯具、二级配电箱、末级配电箱、塑料薄膜等。
7.质量控制
本工法的施工严格按照GB50026-2007《工程测量规范》、GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》、JGJ18-2003《钢筋焊接及验收规程》等国家现行规范执行。
7.1劳动力组织到位:
测量人员3名,负责桩基定位;技术员20名,负责现场桩基施工;钢筋工80名,负责钢筋笼的加工制作;安全员2名,负责现场安全检查。
7.2现场的控制点在移交前,必须经监理等单位对现场的控制点进行复合并确认。
7.3护筒要求竖直,护筒与孔壁之间回填必须夯实,以防地面水流造成护筒下移塌孔。
7.4成孔质量的关键在于泥浆比重的控制,泥浆可以通过泥浆比重计测量。
由于泥浆都是循环使用,所以及时添加泥浆配料需要有专人定时检查。
7.5钻进过程中,采用设备自带仪表随时观测检查,调整和控制钻杆垂直度;边钻进边补充泥浆护壁。
7.6钻机上的显示器上显示的孔深与实际孔深有差距,钻机操作人员和项目管理人员尽快找出差距,然后根据修正后的数据控制孔深,尽量避免超钻的现象出现。
7.7钢筋笼吊入孔前应检查压浆阀包裹物,如有破损应及时修复。
7.8成孔质量符合以下质量标准:
钻孔桩成孔质量允许偏差表
编号
项目
允许偏差
附注
1
孔的中心位置
群桩:
≤10cm,单排桩:
≤5cm
全站仪检查
2
孔径
不小于设计
检孔器检查
3
垂直度
﹤1%
测套管
4
孔深
不小于设计
用测绳测
5
孔底沉渣厚度
嵌岩桩:
不大于100mm。
7.9钢筋笼的制作符合以下质量标准:
钢筋骨架允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查
不少于5处
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
钢筋加工允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
受力钢筋全长
±10
尺量检查
2
弯起钢筋的弯起位置
20
3
箍筋内净尺寸
±5;±3
8.安全措施
8.1本工法所需工种:
钢筋工,加工制作及运输,共计80人;钻机班组,钻机钻孔,钢筋笼吊装,水下混凝土灌注;其他作业人员,渣土清运,协调现场,水电供应等。
所有作业人员必须遵守国家安全法律法规、企业及项目部的各项安全管理规定和地方标准进行施工。
8.2由项目经理部安保部长负责组织召集和主持每周至少一次的下属所有作业单位负责人及分包单位负责人或安全主管参加的安全生产例会,对现场安全生产状况进行总体的检查,负责安全技术方案的安全把关,负责制定或审核安全隐患的整改并监督落实,负责安全资料的管理。
8.3每周一早7:
00—8:
00一小时召开全员安全例会,总结上周安全工作开展情况,讨论本周安全工作安排的重点,并确定对策。
下属各作业单位安全管理负责人负责组织召集和主持每周至少一次的现场工作的工人和其它工作人员参加的安全生产例会,每天至少对现场安全生产状况进行全面检查并作好记录,负责安全技术交底和技术方案的安全把关,负责制定或审核安全隐患的整改并监督落实,负责安全资料的整理和管理,确保所有的安全设施都处于良好的运转状态。
8.4每半月召开一次“安全生产管理委员会”工作例会,总结前一阶段的安全生产情况,布置下一阶段的安全生产工作。
8.5安全技术措施制度
严格执行施工现场安全生产管理的技术方案措施,在执行中发现问题应及时向有关部门汇报。
更改方案和措施时,必须经原设计方案的技术主管部门领导审批签字后实施,否则任何人不得擅自更改方案和措施。
8.6安全技术交底制度
8.6.1桩基础开工前,编制专项方案,向参加施工的职工认真进行安全技术措施的交底。
8.6.2实行逐级安全技术交底制,开工前由技术负责人向全体职工进行交底,两个以上施工队或工种配合施工时,要按工程进度交叉作业的交底,班组长每天要向工人进行施工要求、作业环境的安全交底,在下达施工任务时,必须填写安全技术交底卡。
8.7安全检查制度
项目经理部每半月由项目经理组织一次安全大检查;各专业工长和专职安全员每天对所管辖区域的安全防护进行检查,督促各施工班组对安全防护进行完善,消除安全隐患。
对检查出的安全隐患落实责任人,定期进行整改,并组织复查。
8.8按现场各部位使用功能划分区域,建立文明施工责任制,明确管理负责人,实行挂牌制,所辖区域有关人员须健全岗位责任制。
8.9施工现场道路进行夯实处理,保证道路坚实畅通,有排水措施,基础施工完后,及时回填平整,清除积土。
8.10现场施工临时水电设施专人管理,无长流水、常明灯现象。
8.11施工现场的临时设施,包括办公、仓库、料场、临时上下水管道及动力照明线路,严格按施工组织设计确定的平面图进行布置,并作到搭设或埋设整齐。
8.12工人操作地点和周围必须清洁整齐,做到活完脚下清,工完场地清。
8.13施工现场不乱堆垃圾和余物,应在适当地点设置临时堆放点,并定期外运;外运途中须采取遮盖防范措施以防遗撒。
8.14针对项目不同施工阶段及宣传工作的需要,及时设置宣传标语和黑板报,切实起到鼓舞士气、表扬先进的作用。
9.环保措施
9.1严格控制人为噪音,进入施工现场不得高声叫喊、乱吹口哨、限制高音喇叭使用,最大限度的减少扰民。
施工噪音遵守《建筑施工场界噪声限值》(GB12523—90)。
9.2对现场存放的散装材料遮盖,防治直接暴露产生扬尘。
9.3水泥和其他易飞扬的细颗粒散装材料尽量安排库内存放。
如露天存放应采用严密苫盖,运输和装卸时防止遗撒和飞扬,以减少扬尘。
9.4施工现场防止水污染措施
泵送施工,清洗处设置沉淀池,排放的废水要排入沉淀池内,经二次沉淀后,方可排XX市市政污水管线或用于洒水降尘。
9.5施工现场防噪声污染措施
9.5.1提倡文明施工,加强人为噪声的管理。
尽量减少人为的大声喧哗,增强全体施工人员的防噪声扰民的自觉意识。
9.5.2牵扯产生强噪声的钢管加工、制作,放在加工厂完成。
最大限度减少施工噪音污染,现场对噪音机械的使用采用有效的隔音措施,加强对全体职工的环保教育,防止不必要的噪音产生。
9.5.3到场材料卸车时,成品材料采用人工搬运;管材等采用吊车吊卸;散装材料(水泥)采用人工卸车卸车时注意慢起轻放,将现场施工噪音降低到最低水平。
9.6现场垃圾收集与销纳
9.6.1现场设置垃圾站,专门存放生活垃圾,每天由勤务队负责清运至街区政府部门指定的垃圾站。
9.6.2按照政府要求垃圾分类收集、分类清运;
9.6.3建筑垃圾每天由勤务队负责收集清运至基坑内,同基坑土方一起运出现场。
10.效益分析
本工法实施方便、快捷,工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。
既保证了施工质量又加快了施工速度,提高了工作效率XX省了人工开支,从而降低了工程造价。
特别是使用了高科技护壁材料,更大幅的降低了工程成本。
11、工程应用实例:
11.1河北建设集团承建的鄂尔多斯游泳馆工程,桩基础阶段开工时间20__年4月,竣工时间20__年5月。
桩基础施工采用部分相应经验,取得良好的效果。
11.2鄂尔多斯游泳馆工程,总建筑面积:
48166.8m2,建筑基地面积:
23011.8m2。
共计792颗桩全部按本工法进行施工,同时项目部成立《提高钻孔灌注桩的质量》QC小组,实施效果良好,所有桩均检测合格。
11.3鄂尔多斯游泳馆工程采用本工法施工,施工速度快,质量好,取得业主和监理单位的一致好评。
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