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1、冲击钻钻孔灌注桩施工培训讲义 冲击钻钻孔灌注桩施工培训讲义 一、钻孔灌注桩施工 1、施工工艺 临园立交桥施工范围所有钻孔桩基础施工均采用冲击钻机成孔,吊车配合钻机安装钢筋笼,混凝土由搅拌站集中供应,搅拌输送车运输,混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土,其施工工艺流程图如下 “钻孔桩施工工艺流程图”:2、施工前准备工作 1)测放桩位:按照控制桩及孔桩设计坐标,用全站仪精确放出桩位。 2)平整场地,清除杂物,修通搬运机通道位置临时施工便道,为施工机具、材料运送提供条件。 3)按如下要求开挖制浆池、沉淀池:(1)制浆池和沉淀池顶宽按照8m5m进行设置;(2)按照不陡于1:0.3的坡度进行开挖;(3)挖深不
2、超过2米;(4)泥浆池顶四周及沟槽两侧采用红砖砌筑并高出原地面30cm,避免地表雨水进入泥浆池及泥浆溢出;(5)泥浆池按照9m6m宽度设置483.5mm双横杆钢管防护栏,栏杆柱打入地面深度不少于50cm,防护栏埋设距泥浆池边缘不小于50cm,立杆间距不大于3m,防护栏设置密目安全网并挂设安全警示标志。 4钻孔前设置坚固、不漏水的钢护筒,钢护筒内径130cm、150cm。护筒顶面高出施工地面0.5m。 5护筒埋设时需使护筒平面位置中心与桩设计中心一致,中心偏差不大于5cm,倾斜度偏差不大于1%。护筒埋埋入粘土层中的深度不小于1m,护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。
3、3、钻孔施工方法及要求 3.1、钻机安装及钻孔 1)安装钻机时,底架应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧。钻头中心与护筒顶面中心的偏差不大于5cm。 2)选择适宜地层的配套钻锥和钻孔事故处理的配套机具,接通水电供应,备好造泥浆粘土和泥浆池。 3)调整钻机,使钻锤起吊滑轮缘、钻锥中心和桩孔中心三者在同一垂线上,稳定好钻机和扒杆揽风绳。 4)钻机钻孔时,孔内水位须高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。 5)钻孔时,起、落钻头速度宜均匀,不得过猛或骤然变速。孔内出土不得堆积在钻孔周围。 6)钻孔应连续钻孔,钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况,并与地质剖
4、面图核对。钻孔达到设计深度后,应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查,并按标准填写钻孔记录表。孔位偏差不应大于3cm。 3.2、冲击钻孔 1)开始钻孔时应采用小冲程开孔,待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔,钻进过程中,应勤松绳和适量松绳,不得打空锤;勤抽碴,使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量而定。 2)吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者,安全系数不小于12。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固,钻孔过程中须经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时,两根绳径必须相同,捻扭方向必须一致。 4)钻孔工地应有
5、备用钻头,检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。 5)为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑砼强度,应待邻孔砼强度达到2.5MPa后方可开钻。 3.3、钻孔异常处理 1)钻孔中发生坍孔后,应查明原因和位置,进行分析处理。坍孔不严重者,可加大泥浆比重继续钻进;严重者回填重钻。 2)出现流砂现象后,应增大泥浆比重,提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖投下。 3)弯孔不严重时,可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时,应回填修孔,必要时反复几次修孔。 4)出现缩孔时,可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法,恢复孔径。 5)发生卡孔时,不
6、宜强提。应查明原因和钻头位置,采取晃动大绳或钻头以及其他措施,使钻头松动后再提起。 6)发生掉钻时,应及时摸清情况,查明原因,采取措施,尽快处理。如钻头被埋住,应首先清除泥砂,再进行打捞。 7)出现探头石,应回填至探头石处,重新钻进消除偏孔。 3.4、泥浆质量控制 (1)泥浆制备:根据地质钻探资料,本工程钻孔地层自上而下分别为粘土层、粉质粘土层及泥岩层,粘土层中的粘土塑性指数大于15,粉质粘土层塑性指数略低于15,在黏性土中钻孔时,浮碴能力可能满足施工要求,可利用孔内原土造浆护壁,进入粉质粘土层及泥岩层时,根据所测孔内泥浆实际粘度情况,据情况考虑是否需要加入膨润土进行造浆。 2)泥浆比重:冲击
7、钻机使用管形钻头钻孔时,入孔泥浆比重为1.1-1.3;冲击钻机使用实心钻头钻孔时,孔底泥浆比重在粘性土及粉质黏土层中不宜大于1.3,在泥岩层中不宜大于1.2。 3)黏度:一般地层16-22s,松散易坍地层19-28s。 4)含砂率:新制泥浆不大于4%。 5)胶体率:不小于95%。 6)PH值:不大于6.5。 7)为提高泥浆粘度和胶体率,可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等,其掺量应经试验决定。造浆后应试验全部性能指标,钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表。 4、检孔、清孔及浇筑混凝土 4.1、检孔 1)钻进中应用检孔器检孔,检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于设
8、计孔径的4?6倍,按要求检查钻进中和终孔的孔径。 2)采用适当的器具及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度,各项技术指标超过允许偏差时,要认真研究处理。 4.2、第一次清孔 清孔处理的目的是使孔底沉碴虚土厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求,为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,即可进行第一次清孔。 本工程可采用抽渣筒清孔外,亦可采用换浆法清孔,直至孔内泥浆指标满足要求。 清孔应达到以下标准:孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度1720s。同时保证水
9、下混凝土灌注前孔底沉碴厚度:尽量控制在5cm以内,最大不得超过10cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。 4.3、钢筋笼加工及吊放 1)钢筋骨架制作:钢筋笼骨架在制作场内采用加劲筋成型法加工制作。 制作时,按图纸设计尺寸作好加劲筋圈,标识出主筋的位置。焊接时,使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记,扶正加劲筋,并校正加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊。当一根主筋焊好全部加劲筋后,在骨架两端各设一人转动骨架,将其余主筋逐根照上法焊好,然后抬走骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊或绑扎牢固。 2)钢筋骨架的存放、运输与现场吊装 (1)钢筋骨架临时存放的场地
10、必须保证平整、干燥。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免受潮或沾上泥土。每组骨架的各节段要排好次序,挂上标志牌,便于使用时按顺序装车运出。 钢筋骨架在转运至孔位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点,各支承点高度相等;采用人工抬运时,应多设抬棍,并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入,各抬棍受力尽量均匀。 (2)由于钢筋笼只有5米,钢筋笼入孔时,直接采用钻机吊装。 在安装钢筋笼时,采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径,保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔后应徐徐下放,不宜左右旋转
11、,严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。 骨架最上端的定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,反复核对无误后再焊接定位于孔中心上,完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后,在4h内浇筑混凝土,防止坍孔。 钻(挖)孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法应符合下表规定。桩的钢筋骨架允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差mm检验方法1主筋间距5尺量检查不少于5处2箍筋间距或螺旋筋的螺距103钢筋保护层+5,-24吊环对桩中轴线的位置20尺量或拉线尺量检查5吊环沿垂直于轴线方向的位置206吊环露出桩表面的高度107主筋顶端与桩顶净距58桩尖对中轴线的位置10 4.4、第二
12、次清孔 由于安放钢筋笼及导管准备浇筑水下混凝土,这段时间的间隙较长,孔底产生新碴,待安放钢筋笼及导管就序后,再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼,利用泥石泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出,以达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管,改变导管在孔底的位置,保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求,且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后,清孔完成,立即进行水下混凝土灌注。 4.5、混凝土配制 1)配制砼所用材料应符合下列要求: a、采用水泥的初凝时间不宜早于2.5小时,水泥的标号不宜低于425号。 b、粗骨料宜优先选用卵石,如采用碎石,宜适当增加含沙率,骨料最大粒
13、径不应大于导管内径的1/6?1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不应大于40mm。 c、细骨料宜采用级配良好的中砂。 2)砼的含砂率宜采用40?50%,水灰比宜采用0.5?0.6,有试验依据时,含砂率和水灰比可以酌情加大或减小。 3)砼的拌和物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中无显著的离析、泌水,灌注时保持有足的流动性,其坍落度宜为18?22cm。 4)每立方米砼的水泥用量,一般不小于350kg,如采用粉煤灰双掺,可酌情减少。 4.6、灌注水下混凝土 1)采用直升导管法进行水下混凝土的灌注,施工程序见图2.9。导管用直径250mm300的钢管,壁厚3mm,每节长2.02.5m,配12节长11.
14、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。导管使用前,应进行接长密闭试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼,导管支撑架用型钢制作,支撑架支垫在钻孔平台上,用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间时用钻架吊放拆卸导管。 2)水下混凝土施工采用罐车运输混凝土、输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在1822cm之间,并有很好的的和易性。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。 3)水下灌注时先灌入的首批混凝土,其数量必须经过计算,使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并保证把导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要时可采用储料斗。 4)使用拨球法灌
15、注第一批混凝土,导管底距桩底为3050cm,以便于砼能顺利地从管底排出。灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。在整个灌注过程中,导管埋入混凝土的深度不得少于1.0m,也不宜大于6.0m,一般控制在24m之间。 5)灌注水下混凝土时,随时探测钢护筒顶面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。 测锤法:用绳系重锤吊入孔中,使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面,根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的灌注深度。测砣一般制成圆锥形,锤重不宜小于4kg,测绳采用质轻、挂力强,遇水不伸缩,标有尺度之测绳,且测绳在使用前及经多次使用后要经常用钢卷尺进行检校,对不合格的测绳不得使用。 6)在混凝土灌注过程中,要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝固,致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升,及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝
