钻孔桩旋挖作业指导书Word下载.docx
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2.1.4水文地质
项目所在区域地表水极为丰富,水系分布呈树枝状,溪沟水流源短、量小,各河流流量变化较大,河流洪、枯期流量相差悬殊。
地下水根据地形地貌、地层结构及地下水赋存条件,分为:
松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。
地下水主要靠大气降水和地表河流补给。
沿线河流,地下水均对砼无腐蚀性。
2.1.5地震及区域稳定
路线所经区域地质构造复杂,构造活动期次较多,地震活动频繁。
设计基本地震加速度值为0.20~0.30g,地震动反应谱特征周期为0.40s,对应地震基本烈度为Ⅷ度。
2.2施工条件
2.2.1运输条件
铁路运输:
项目区域内有广大铁路、大丽铁路和规划的丽香铁路。
铁路可作为大宗外购远距离运输的主要方式。
公路运输:
本标段所在地区有国道214线作为主要的材料运输通道,其他县乡公路形成的公路运输网络,作为施工的便道及沿线材料运输通道。
2.2.2水、电供应条件
沿线大部分路段水资源丰富,水质良好,可以满足施工用水和生活用水需要。
在标段K113+360处有高压线路经过,供电条件较好。
2.2.3物资供应
水泥、钢材等主要材料有业主统供,水泥直接运至工地,钢材到洱源县城供货厂家提取。
其他筑路材料:
石料较丰富,本标段石料主要从附近的下文邑石料场、双龙石料场采购;
一般混凝土用砂采用机制砂,预制梁等部位的高质量混凝土用砂采用漾濞江、黑惠江、金沙江的河砂。
2.2.4施工通讯
沿线公共通讯设施较发达,附近村镇均有电信线路通过,大多数施工区域处于无线通讯网络覆盖之下,施工中可采用程控电话和移动电话相结合的方法实现对外联络。
3.作业准备
3.1内业技术准备
作业指导书编制后,应在开工之前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读审核施工图纸,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的技术培训,考核合格后持证上岗。
要求采用旋挖钻机进行钻孔。
为防止挖孔时导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应待邻孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。
3.2外业技术准备
施工前先对施工场地进行平整,并根据地表、地质情况进行处理,防止钻孔过程中钻机失稳,发生安全事故。
钻孔前必须对各桩坐标认真核对,确认无误后方可施钻。
同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
4.钻孔灌注桩施工
钻孔桩桩径为1.4m、1.5m、1.8m、2.0m、2.2m五种,根据地质情况采用旋挖钻钻孔施工。
钻孔桩施工合理组织,即成即灌原则。
成孔后采用换浆法清孔。
对于较短的桩基,钢筋笼宜制作成整体,一次吊装就位。
对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长度不宜少于22米,以减少现场焊接工作量。
现场焊接须采用单面帮条焊接。
水下混凝土浇筑采用混凝土罐车运输,导管法浇筑水下混凝土。
4.1工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见图1钻孔灌注桩施工工艺框图。
4.2施工准备
4.2.1护筒施工
(1)护筒采用6~10mm厚的钢板制作,护筒焊接应焊缝饱满,严密不漏水,钻孔桩桩径为1.4m、1.5m、1.8m、2.0m、2.2m五种,护筒内径分别设为1.6m、1.7m、2.0m、2.2m、2.4m。
护筒长度根据各桩地质条件而定,以确保钻孔时不坍孔、不翻砂。
(2)埋设护筒可先开挖成坑,而后将护筒平稳吊放到位,必要时利用震动打桩机插打护筒,最后在护筒外围坑中回填粘土并夯实,保证孔口不坍、不漏。
护筒埋入深度2~5m,护筒顶高出地面30cm。
以防止杂物、泥水流入孔内。
如图2护筒埋设示意图。
图1钻孔灌注桩施工工艺框图
图2护筒埋设示意图
(3)钢护筒的埋设必须严格按施工规范要求控制,中心点偏差小于5cm,倾斜率小于1%。
4.2.2泥浆的制备
(1)泥浆制备关键在于选择粘土,必要时选水化快、造浆强、粘度大的膨润土。
一般可选用塑性指数大于25,小于0.005mm的粘粒含量大于50%的粘土制浆,当粘土性质较差时,可掺入30%的塑性指数大于25的粘土。
若用亚粘土时,其塑性指数不宜小于15,大于0.1mm的颗粒不宜超过6%,所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。
(2)泥浆的性能与指标须符合下述技术要求:
比重1.20~1.40;
粘度为22~30s;
含砂率小于4%;
胶体率大于95%;
PH值8~11,泥浆须充分拌制均匀备用。
(3)在钻孔过程中,应采用泥浆稠度仪随时检查泥浆稠度,再参考地层情况,如不符合要求时参照表1及时进行调整。
(4)泥浆循环系统一般两个桥墩钻孔共用一套。
泥浆循环池设在两墩之间,征地红线以内,由制浆池、泥浆分离器、沉淀池和泥浆池组成。
泥浆循环系统平面布置见图3泥浆循环系统平面布置。
施工时用不透水性土就地围筑、编织袋围堰防护。
施工完毕后拆除,运至指定弃土场所,避免泥浆及弃渣对环境现场的污染。
表1泥浆性能指标要求
钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标
相对密度
粘度(s)
含砂率(%)
胶体率(%)
失水率(mL/30min)
泥皮厚(mm/30min)
静切力(Pa)
酸碱度
PH
正循环
一般地层
1.05-1.2
16-22
8-4
≥96
≤25
≤2
1.0-2.5
8-10
易塌地层
1.20-1.45
19-28
≤15
3-5
反循环
1.02-1.06
16-20
≤4
≥95
≤20
≤3
1.06-1.10
18-28
卵石土
1.10-1.15
20-35
冲击
1.20-1.40
22-30
图3泥浆循环系统平面布置
4.2.3导管制作及安装下放
钻孔经超声波检查合格后下放导管。
导管采用专用的卡口式导管,导管内径25cm,分节长2.5m,最下节长6m。
导管制作要坚固、内壁应光滑、顺直、无局部凹凸。
各节导管内径大小一致,偏差不大于±
2mm。
导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验,确保导管的良好状态。
水密试验时的水压力应不小于井孔内水深1.3倍的压力;
进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。
Pmax可按下式计算:
(1)
式中:
——导管壁可能承受的最大内压力,kPa;
——混凝土容重(用24kN/m3),kN/m3;
——导管内混凝土柱最大高度,采用导管全长,m;
——钻孔内泥浆容重,泥浆容重大于12kN/m3时不宜灌注水下混凝土,kN/m3;
——钻孔内泥浆深度,m。
试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊输风管接头,输入计算的风压力。
导管需滚动数次,经过15min不漏水即为合格。
导管内过球应畅通。
符合要求后,在导管外壁用明显标记自下而上编号并标明尺度。
导管应配备总数20%~30%的备用导管。
导管在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。
分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用。
导管内壁和接头表面如粘附灰浆和泥砂应擦拭干净。
导管吊放时宜用两根钢丝绳分别系吊在最下端一节导管的两个吊耳上,并沿导管每隔5m左右用铁丝将导管和钢丝绳捆扎在一起。
下放过程中应保持导管位置居中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。
在施工中建立导管安装长度复核台帐和检验台帐,以确保混凝土灌注顺利进行。
在开始灌注混凝土时,导管底部至孔底距离控制在35~40cm。
4.2.4漏斗、储料斗
漏斗采用钢板制成棱锥形,插入导管的长为15cm,在距漏斗上口约15cm处的外面两侧对称地各焊吊环一个,并沿斗口周边外侧焊角钢加强。
储料斗的作用是储入灌注首批混凝土必需的储量。
储料斗的容量(即首批混凝土储备量)应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。
首批混凝土所需数量按图4和式
(2)计算:
图4首批混凝土量计算图
≥
(2)
——首批混凝土所需数量,m3;
——井孔混凝土面高度达到
时,导管内混凝土柱平衡导管外水压所需要的高度,即
,m;
——灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高差,
——井孔内混凝土面以上泥浆深度。
——井孔直径,m;
——导管内径,0.25m;
——钻孔内泥浆容重,取12kN/m3;
——混凝土容重,取24kN/m3;
——导管初次埋置深度,取1.0m;
——导管底端至钻孔底间隙,取0.5m。
4.3钻孔施工
4.3.1钻孔顺序
钻孔时原则上两相邻桩要尽量跳开施工,确实无法错开时,则必须要等到相邻钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻,避免扰动相邻已施工完毕的桩基。
4.3.2钻进过程控制
(1)钻孔桩采用旋挖钻机施工。
钻机开钻前,检查各种机具、设备是否状态良好,泥浆制备是否充足,以及水、电管路的畅通情况,确保正常。
(2)开始钻进时,应控制进尺速度及钻压,采用“低压慢进”的措施,再以正常速度钻进。
钻孔作业必须连续进行,不得中断。
因故必须停钻时,孔口必须加盖防护,并且必须把钻头提出孔道,以防埋钻。
在钻进过程中,及时绘制孔位处的地质剖面图,随时补充损耗、漏失的泥浆,保证钻孔中的泥浆浓度,防止发生坍孔、缩孔等质量事故。
(3)当钻孔距设计标高1.0m时,注意控制钻进速度和深度,要防止超钻,并核实地质资料。
钻孔深度达到设计要求后,对孔深、孔径和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,进行清孔。
(4)在钻进过程中,要及时检查泥浆的各项性能指标和数量,遇有变化及时对泥浆进行调整和补充。
(5)成孔常见事故原因分析及处理措施见表2。
表2钻孔桩常见问题、现象
事故性质
主要原因
相应对策
坍
孔
1、护筒埋置过浅,周围封填不密漏水。
2、操作不当,如提升钻头,或放钢筋骨架时碰撞孔壁。
3、泥浆稠度小,起不到护壁作用。
4、泥浆水位高度不够,对孔壁压力小。
5、向孔内加水时流速过大,直接冲刷孔壁。
6在松软沙层中转进。
1、坍孔部位不深时,可改用深埋护筒,将护筒。
2、轻度坍孔,可加大泥浆相对密度和提高水位。
3、严重坍孔,用黏土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进。
4、提升钻头,下放钢筋管架应保持垂直,尺量不要碰撞孔壁。
5、在松软沙层钻进时,应控制进尺速度,并用较好泥浆护臂。
桩
倾
斜
1、桩架不稳,钻杆导架不垂直,钻机磨耗,部件松动。
2、土层软硬不均,致使钻头受力不均。
3、钻孔中遇有较大孤石、探头石。
4、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。
5、钻杆弯曲,接头不正。
1、检查、纠正桩架,使之垂直安置稳固,并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以检修。
2、偏斜过大时,填入土石重新钻进,控制钻速。
3、如有探头石,宜用钻机钻透;
用冲孔机是,用低速将石打碎。
倾斜基岩时,可用混凝土填平,待其凝固后再钻。
卡
钻
1、孔内出现梅花桩、探头石、缩孔等未及时处理。
2、钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住。
3、入空较深的刚护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形。
4、钻头尺寸不统一,焊补的钻头过大。
5、下钻头太猛,或钢绳太长,使钻头倾斜卡在孔壁上。
1、对于向下能活动的上卡,可用上下提升法。
2、卡钻后不宜强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锤冲或用冲吸的方法将钻锤周围的钻渣松动后在提出。
3、施工中注意保护护筒垂直,防止倾斜;
钻头尺寸统一,下钻应控制钻进速度,不要过猛过快。
掉
1、卡钻时强提强拉、操作不当,使钢绳或钻杆疲劳断裂。
2、钻杆接头不良或滑丝。
3、马达接线错误,使不应反转的钻机反转,钻杆松落
1、卡钻时设有保护绳方能适度强提,严防钻头空打。
2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和链接装置。
3、掉钻落物时,宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞;
若落物体已被泥沙埋住,则应用冲、吸的方法,先清除泥沙,是打捞工具接触落体后再打捞。
扩
及
缩
1、扩孔是应为孔壁坍塌或钻锤摆动过大所致。
2、缩孔原因是钻锤磨损过甚,焊补不及时或应地层中有软塑土,与水膨胀后使孔径缩小。
1、注意采取防止坍孔和防止钻锤摆动过大的措施。
2、注意及时焊补钻锤,并在软塑地层采用失水率较小的优质泥浆护壁。
3、已发生缩孔时,宜在该处用钻锤上下反复扫孔以扩大孔径。
4.3.3清孔
(1)当钻孔深度达到设计要求后,立即进行清孔。
(2)清孔采用换浆法进行,注入相对密度和粘度较小的稀泥浆,置换孔内含碴的泥浆,严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔。
(3)钢筋笼和导管安放完毕后,灌注水下混凝土前,测量出的沉渣厚度符合设计要求。
否则立即进行第二次清孔,严格控制沉渣深度,直至达到设计要求。
4.4钢筋笼制作
4.4.1钢筋笼加工及吊放
(1)钢筋笼长小于22m时整节制作,超过22m时分节制作,吊车起吊安装就位。
(2)钢筋笼制作时,把主筋摆放在由槽钢组成的平整的工作平台上,槽钢上按照主筋间距加工有梯形凹槽,主筋放入凹槽中。
焊接时,先将加强箍筋放在第一根主筋上,扶正加强箍筋,并用木制直角板校正加强箍筋与主筋的垂直度,然后将加强箍筋和主筋点焊。
当同一根主筋上加强箍筋全部焊好后,滚动加强箍筋骨架,将第二根主筋逐根依照上法焊好,然后继续滚动直至全部主筋焊接完成。
继续滚动至螺旋箍筋加工区,套入盘筋,在箍筋绑扎前,按照设计间距在主筋上做好标记,然后将螺旋箍筋点焊牢固。
见图5。
(3)下放前检查钢筋笼垂直度,确保上、下节钢筋笼对接时上下节中心线保持一致。
(4)钢筋笼安装到位后及时固定,防止脱落,将钢筋笼主筋与钢护筒焊接,防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上浮。
(5)设计预埋检测管时,采用无缝钢管,接头采用套管焊接紧密,底部焊接钢板封底,检测管灌满清水后再把顶部用钢板焊接紧密。
(6)钢筋施工质量通病原因分析及预防措施见表3。
图5钢筋加工流程图
4.4.2钢筋直螺纹连接
(1)钢筋直螺纹连接施工工艺流程图见图6.
图6钢筋直螺纹连接工艺流程图
(2)钢筋下料:
钢筋应使用砂轮切割机下料,切口端面应与钢筋轴线垂直,不允许有马蹄形或挠曲,不得用冲切下料,不得用电焊、气割等加热方式切断。
这是保证钢筋丝头长度、直径质量的关键。
(3)钢筋螺纹加工
钢筋下料达到质量要求后,可开始加工丝头,加工钢筋直螺纹丝头应在专用的滚丝机床上进行。
钢筋螺纹加工示意图见图7,钢筋螺纹加工参数表见表3。
图7钢筋螺纹加工示意图
表3钢筋螺纹加工参数表
(4)钢筋连接
将不能转动的钢筋加工成左旋螺纹,用正、反丝扣连接套(一端为右旋螺纹,另一端为左旋螺纹)将待连接钢筋对上连接套入口,转动连接套即可使钢筋同时旋入连接套。
钢筋连接示意图如图8。
图8钢筋连接示意图
(5)质量检验
1)钢筋套筒质量检验如表4。
表4套筒质量检验表
2)钢筋丝头质量检验如表5。
表5钢筋丝头质量检验表
3)钢筋接头质量检验
钢筋接头的现场检验按验收批进行。
同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,应以500个为一个验收批进行检验,不足500个的也应作为一个验收批。
对每一个验收批接头,必须于正在施工的工程结构中,随机截取3个试件进行试验,并按JGJ107规程中单向拉伸强度的检验指标判定。
钢筋施工质量通病原因分析及预防措施见表6。
表6钢筋施工质量通病原因分析及预防措施
通病现象
原因分析
预防措施
1.钢筋锈蚀
保管不善
1.对颗粒状或片状老锈必须清除;
2.钢筋除锈后仍留有麻点者,严禁按原规格使用;
3.进场后加强保管,钢筋堆放处要下垫上盖。
2.钢筋接头的连接方法和接头数量及布置不符合要求
技术交底不细、工艺控制有误、标准不清、把关不严
1.严格技术交底及工艺控制;
2.合理配料,防止接头集中;
3.正确理解规范中规定的同一截面的含义。
3.钢筋网中主副筋放反
1.认真看清图纸,并向操作人员进行书面的技术交底,复杂部位应附有施工草图;
2.加强质量检查,认真做好隐蔽工程检验记录。
4.钢筋位置不对及产生变形
1.认真按照施工操作规程及图纸要求施工,并加强自检、互检、交接检;
2.控制混凝土的浇灌、振捣成型方法,防止钢筋产生过大变形和错位。
5.接头尺寸偏差过大
1.绑条长度符合施工规范,绑条沿接头中心线纵向位移不大于0.5d,接头处弯折不大于4°
;
钢筋轴线位移不大于0.1d且不大于3mm;
2.焊缝长度沿绑条或搭接长度满焊,最大误差0.5d。
1.焊缝尺寸不足
1.按照设计图的规定进行检查;
2.图上无标注和要求时,检查焊件尺寸,焊缝宽度不小于0.7d,;
焊缝厚度不小于0.3d。
7.电弧烧伤钢筋表面,造成钢筋断面局部削弱,或对钢筋产生脆化作用
操作人员责任心不强,质检人员检验不及时
1.防止带电金属与钢筋接触产生电弧;
2.不准在非焊区引弧;
3.地线与钢筋接触要良好牢固。
8.焊缝中有气孔
1.焊条受潮、药皮开裂、剥落以及焊芯锈蚀的焊条均不准使用;
2.焊接区应洁净;
3.适当加大焊接电流,降低焊接速度,使焊缝金属中气体完全外逸;
4.雨雪天不准在露天作业。
9.闪光对焊接头未焊透,接头处有横向裂纹
1.直径较小钢筋不宜采用闪光对焊;
2.重视预热作用,掌握预热操作技术要点,扩大加热区域,减小温度梯度;
3.选择合适的对焊参数和烧化留量,采用“慢→快→更快”的加速烧化速度。
4.5水下混凝土灌注
图9钻孔桩水下混凝土灌注施工示意图
灌注前做好钢筋笼防浮和防落措施的检查,沉淀厚度的检查。
首批混凝土应保证导管埋入深度不小于1m。
水下砼灌注应连续不断的进行。
根据灌注高度进行导管配置,最上面配置几节短导管,便于拆除。
然后安装导管,对准孔中心放入,避免提升导管时挂住钢筋笼。
导管下口离孔底35~40cm为宜,上口与储料斗相连。
导管安装后,再次探测孔底沉渣厚度,如沉渣厚度超过设计要求,则进行第二次清孔处理至合格为止。
在水下混凝土灌注过程中,经常用测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。
埋管深度控制在2m~6m。
并防止导管上浮,以免出现断桩事故。
水下混凝土灌注,连续有节奏地进行,中途不得中断,并尽量缩短拆除导管的间隔时间。
当导管内混凝土不满时,可徐徐灌注,以防产生高压气囊压漏导管。
为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔,要保持孔内水头高度。
为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌一定高度,以便灌注结束后将次段砼清除,增加高度,可按孔深、成孔方法和清孔方法确定,一般为0.5~1.0m。
为减少以后凿除桩头的工作量,可在灌注结束后,砼凝结前,挖除多余的一段桩头,但应保留20cm~30cm,以待随后修凿接浇系梁、承台,并拔出钢护筒
4.6灌注事故的预防及处理
灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应分工,密切配合,统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成水下混凝土,防止发生质量事故。
如出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。
对于确实存在缺点的钻孔桩,应尽可能设法补强,不宜轻易废弃,造成过多的损失。
经过补救、补强的桩须经认真的检验认为合格后方可使用。
4.6.1导管进水
首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。
导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,水从接头中流入。
导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。
预防和处理方法
为避免发生导管进水,事前要采取相应措施加以预防。
万一发生,要当即查明事故原因,采取以下处理方法:
若是第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过空压机清出,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。
然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。
若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管;
或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。
如果是重下新管,必须用潜水泵将管内的水抽干,才可继续灌注混凝土。
为防止抽水后导管处的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内要有足够深度,大于200cm。
由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度后灌入导管内,灌入前将导管进行小幅度抖动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补。
后灌注的混凝土可恢复正常配合比。
若混凝土面在水面以下不很深,未初凝时,可于导管底部设置防水塞,将导管重新插入混凝土内。
导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。
4.6.2卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。
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