桥梁回旋钻灌注桩作业指导书.doc

桥梁回旋钻灌注桩作业指导书1、目的明确回旋钻钻孔桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。2、编制依据铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210-2005）；客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）；新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下册）；客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准；铁路混凝土工程施工质量验收补充标准；铁路工程基桩无损检测规程(TB10218-1999)；钢筋焊接及验收规程(GB3077-99)；砼泵送施工技术规程(JG/T3064-1999)；施工图设计文件3、适用范围钻机按照泥浆的循环方式：分正循环钻孔和反循环钻孔。正循环钻孔适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桩基施工。反循环钻孔适用于粘性土、砂性土、卵石土和风化岩层，但卵石粒径少于钻杆内径的2/3，且含量不大于20%。4、施工方法及工艺要求4.1 施工准备4.1.1 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡、水中或淤泥中时，用枕木或型钢等搭设工作平台，平台必须牢固，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。4.1.2 埋设钢护筒，护筒内径比桩径大2040cm，护筒顶面高出施工地面50cm。护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1.5m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。4.1.3 开挖泥浆池，选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：泥浆比重：正循环钻机一般地层为1.11.3；反循环钻机泥浆比重可为1.011.15。粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。4.2 钻孔4.2.1 钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。4.2.2 钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻压、钻进速度及适当的泥浆比重。4.2.3 开钻时宜低挡慢速钻进，钻至护筒以下1米后再以正常速度钻进。使用反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底20厘米，待泥浆循环通畅后方可开钻。潜水钻机钻孔，应按钻孔孔径和地质选择钻头，钻头切削方向应与主轴旋转方向一致。4.2.4 钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。4.2.5 经常检查泥浆的各项指标。4.2.6 开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。4.2.7 当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，填写终孔检查证，并经监理工程师认可，方可进行清孔和灌注水下混凝土的准备工作。4.3 清孔4.3.1 根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式4.3.2 清孔时注意事项：清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于设计规范要求。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。成孔质量标准和检验方法序号检验项目允许偏差检验方法1孔位中心偏心50mm全站仪检查2孔径不小于设计孔径检孔器检查，测量孔顶、底、中3倾斜度<1%4孔深摩檫桩不小于设计孔深测绳检查柱桩不小于设计孔深，并进入设计地层5沉淀厚度摩檫桩200mm沉淀盒检查柱桩50mm沉淀盒检查4.4 钢筋笼制作、安装。4.4.1 原材料检验：钢筋须按不同规格、等级、牌号及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂，立牌以便识别。钢筋应具有出厂质量证明书，使用前需按规范要求抽检，符合规范要求的方能使用到工程中。4.4.2 钢筋笼制作：钢筋在钢筋加工场下料，运至现场加工。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，钢筋笼可分节制作（分段长度尽量加长，以减少分节节段），现场进行安装对接。对接可采用镦粗直螺纹套筒连接、搭接焊或帮条焊（采用搭接焊时需在钢筋笼上预留搭接长度）。4.515109109定位筋钢筋笼制作，先按2m间距排列加强箍筋，加强筋与地面接触处垫等高木方，然后在外侧绑扎主筋，最后绑扎螺旋筋，定位筋在钢筋笼骨架上间隔2m沿桩周等距离分布，以保证钢筋笼底居中下放。在钢筋笼箍筋上按35m间距套上滚轮砼垫块，同一断面对称布置4个，以确保钢筋保护层厚度。为使砼导管能顺利升降，防止与钢筋笼卡挂，钢筋焊接时，应使主筋内缘光滑，钢筋接头不得侵入主筋内净空，钢筋笼下端用加劲筋全部封住露头，保证下端平齐。4.4.3 骨架的起吊和就位钢筋笼制作完成后，吊装和安装采用汽车吊，为了保证钢筋笼起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强箍筋处内焊接三角或十字支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在钢筋笼的下部，第二点设在距钢筋笼顶部三分之一处之处。起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面一定高度后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起升。解除第一吊点。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度和刚度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同一垂直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋顶的吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位钢筋支托于枕木上。钢筋笼入孔及焊接质量控制项目:单面焊10d，双面焊5d；焊缝厚度0.3d，并不得小于4mm，焊缝宽度0.7d，并不得小于8mm；保护层误差-5+10mm；钢筋笼平面偏差10cm，地面高程偏差10cm。钢筋笼制作允许误差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1钢筋骨架在承台底以下长度100用尺检查2钢筋骨架直径10用尺检查不少于5处3主钢筋间距104加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%吊线尺量检查5、 砼灌注5.1 灌注准备5.1.1 水下混凝土的灌注采用垂直导管法，导管内径为2530cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密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砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的比度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的比度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。5.1.2 安装导管导管采用内径25-30cm，壁厚大于6mm的钢管，每节23m，另配1节0.5m，1节1.0m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有250400mm的高度。5.2 二次清孔浇筑水下混凝土前应检查孔底沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于10cm；摩擦桩不大于30cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管换浆进行二次清孔。5.3 首批封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，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。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。5.3.1 首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.25）：Vh1d2/4+HcD2/4；h1=HwYw/Ych1=HwYw/YcD钻孔桩直径；d导管直径；Hc首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深（1m）+导管底至孔底高度；Hw混凝土面到水面高度；Yc混凝土容重取24t/m3；导管底口与孔底的距离为25-40cmh1=HwYw/Yc=1.160/24=27.5mV=h1d2/4+HcD2/4=27.53.140.252/4+1.43.141.252/4=2.2m3对孔底沉渣厚度应再次测定。如厚度符合设计要求，然后立即灌注首批砼。5.3.2 砍球将首批灌注混凝土放入漏斗并砍球，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内进水，表明砍球失败，需及时进行清孔。5.4 水下混凝土灌注桩基混凝土采用罐车运输并配合导管灌注，灌注开始后，应连续紧凑地进行，严禁中途停止。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在35m。同时应及时测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋笼后，再移到孔位中心。拆除导管动作要快，一般控制在5min，最长不能超过15min，否则容易造成堵管。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管多次后应重新进行水密性试验。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地快速灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气柱，造成堵管。当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为了防止钢筋笼被混凝土顶托上浮，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋笼时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋笼时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加钢筋笼在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力。混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉渣，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，部分粉煤灰可能上浮堆积在桩头，超灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌100cm以上。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取2组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。5.5 灌注砼测深方法灌注水下砼时，应及时探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，易造成导管提漏，发生断桩，或导管埋深太多，不容易提升导管。因此，灌注水下混凝土中，测深工作桩中是一项非常重要的，一定要由责任心强的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。5.6 施工工艺流程图平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻 进制作护筒加工钻头中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、沉淀池泥 浆 制 备泥浆循环、滤碴、补浆、测指标测孔深、泥浆比重、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表格、监理工程师签字认可填表、监理工程师签字认可检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度清理、检查测孔深、孔径、孔倾斜度钢筋笼制作桩基检测6、质量检验标准根据设计要求，在所有钻孔桩砼浇注完毕并达到龄期（28天）后，应采用超声波或小应变逐桩进行检测，以判定桩身混凝土的质量；如果监理工程师要求对个别桩进行抽样检测，取芯后应压注同标号水泥砂浆。采用超声波检测桩基质量，在浇筑砼时，按设计要求预埋钢管，检验桩基有无断桩、缩颈、空洞等质量问题。 - 12 -