钻孔桩工艺性试桩.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流钻孔桩工艺性试桩.精品文档.钻孔桩工艺性试桩报告一、工程概况本标段起点位于原平市至忻州市忻府区境内,穿越忻定盆地,多分布黄土丘陵,地形起伏较大。本标段起点原平西站至白云中河特大桥位置地面地形比较平缓,白云中河特大桥至忻州跨大运高速公路大桥位于丘陵地带地形起伏较大,忻州跨大运高速公路大桥至解原特大桥位置地面地形比较平缓,北村水库特大桥至标段终点南梁村大桥位于丘陵地带,地形起伏较大。标段内有多处自然冲沟。本标段桥梁总长27.168km,占线路长度的61.27%,其中特大桥25.523Km/7座,大中桥1252.1m/9座,跨线桥4515 m2/8
2、座;预制架设简支箱梁560孔,刚构连续梁1-(16+24+16)m,移动模架现浇箱梁244孔,吊蓝悬灌法现浇箱梁4联(12跨)。本段施工范围内地质情况如下:粉土、粉质粘土、粉砂、细砂、中砂。二、工艺试桩的目的通过试验桩确定成孔方法,所需配套的机械设备,以及钻孔、安装钢筋笼、下放导管、清孔、灌注各工序所需施工时间。确定各土层施工中泥浆的适宜指标,了解施工机械的性能,检验混凝土的施工性能。确定施工过程中的需注意的问题。通过试验桩的各工序施工时间确定本段桩基施工所需投入的钻机数量以及施工资源的配置。三、工艺试桩方案(一)试桩机械主要设备配置:1、钻机:选用三一重工生产的SR220型旋挖钻机,其自重6
3、5吨,配置摩擦加压式钻杆,摩擦式钻杆配置为5节,14节杆每节钢管长13米,第5节长10米。钻孔深度可达60米左右。钻杆最大转速28R/min。根据地质情况采用双底板捞砂钻头。2、汽车吊:此段钻孔桩钢筋笼的最大重量预计3.54吨,钢筋笼的长度2122米,为了减少施工时间,钢筋笼整体吊装,因此选用QY25型汽车吊。3、混凝土运输车:根据运距和理论灌注数量选择10立方米混凝土运输车5台;4、泥浆泵三台:3千瓦一台,也可选用潜水泵,主要用于钻孔时向孔内灌注泥浆;7.5千瓦一台,用于造浆或抽水: 12.5千瓦一台,主要用于清孔。5、导管:导管用300mm无缝钢管制作,内壁光滑、圆顺、内径一致,接口严密。
4、导管管节长度,中间节为2.65m等长,底节为4.0m,另有1.0m、1.5m各一节搭配使用,总长80余米。6、装载机:ZL50装载机一台,倒运钻渣,平整场地。7、水车:型号为8000L的水车二台,供造浆用水,冲洗导管等。8、发电机:功率为30KW发电机一台,供试桩用电之用。试桩机械主要设备配置表序号设备名称型号或功率单位数量备注1旋挖钻机SR220台12吊车QY25台13砼运输车容量10m3台54泥浆泵3台1向孔内注浆5泥浆泵7.5台1造浆、抽水6泥浆泵12.5台1清孔7导管300mmm80灌注水下砼8装载机ZL50台1倒运钻渣9水车8000L台2造浆用水10发电机组30KW台1供试桩用电11
5、(二)试桩方法1、施工工艺排渣、投泥浆、测指标养护、凿桩头、检验钻机就位钻 进中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土泥 浆 制 备测孔深、泥浆指标、钻进速度测孔深、孔径、倾斜度测泥浆性能指标监理工程师签字认可监理工程师签字认可检查泥浆指标及沉渣厚度制作混凝土试件水密性试验测孔深、孔径钢筋笼及检测管制作埋设钢护筒场地平整钢护筒加工测量放样钻孔桩施工工艺流程图2、试桩选址:选择在柴家庄北云中河特大桥DK176+400DK176+500段中间某墩(1#桩)位置进行试桩(无施工图,故墩位无法确定)。3、场地布置根据要求合理布置施工场地,将场地平整夯实,清除杂物;修通便道、找好水
6、源、自备30kw发电机。将桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备查;规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离。开挖好泥浆池,泥浆大小为10米长、6米宽、2.5米深,并按要求做好泥浆池防护栏杆。防护栏杆的设置:用50mm钢管作防护材料,在泥浆池四周每2米设置一根竖向钢管,露出部分高度为120cm,埋入部分为40cm;横向钢管设置三排,底部一排,距底部50cm一排,距底部120cm一排,横竖钢管交接处用扣件连接。并在外侧套上安全网。4、钻机就位钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。保证桩位附近平整,把钻机开到桩位旁,螺旋钻头的尖端正对桩位标注点。
7、钻机停位回转中心距孔位在34.5m之间。在允许的情况下,变幅油缸尽可能将桅杆缩回,这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回转半径是否有障碍物影响回转。 5、埋设钢护筒 根据此桩位的地质情况采用3米钢护筒。在准确放样的前提下埋设护筒,应符合埋设护筒的方法和要求,护筒埋设采用锤击下沉法,钢护筒平面位置与垂直度应准确,钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样,把钻机钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒垂直。护筒内径
8、比桩径大20cm,护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m,在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。护筒埋置深度须符合下列规定:黏性土不小于1m,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%。6、泥浆制备与传统的正反循环钻机相比,旋挖钻机具有成孔速度快的特点,其工艺优点为:(1)孔壁不易产生泥皮。因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦;(2)在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力,提高桩的质量。 其缺点为:因为不易形成泥皮,护壁性相对较差,容易缩径、塌
9、孔。 在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于悬浮钻碴,采用澎润土调制的泥浆进行护壁,泥浆指标拟定如下:泥浆比重:一般地层1.11.2,粉砂、砂层1.21.3粘度:一般地层1622s,松散易坍地层1922s。含砂率:新制泥浆不大于4%。胶体率:不小于95%。PH值:大于6.5。采用泥浆分离器实现钻渣分离,确保泥浆和成孔质量,并加快成桩速度。膨润土造浆配合比(单位:kg)原料名称淡水膨润土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比100840.0040.0080.10.40.10.30.003试验确定7、旋挖钻进成孔钻进成孔: 旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土,并
10、将原状岩土装入钻斗内,然后再由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。采用泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆,钻渣用装载机倒运至弃土堆进行堆积后集中外运。开孔和成孔前必须检查钻头钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。钻进时,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提
11、高钻进效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。8、成孔后用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。要求沉碴厚度不大于20cm。在灌注水下混凝土前,利用导管和水泵进行高压水吹底翻渣,进一步减少桩底沉碴厚度。钻孔前先用水准仪确定护筒标高,并以此作为基点,按设计要求的孔底标高计算孔深,以钻具长度和测绳确定孔深,孔深偏差不短于设计深度,超钻深度不大于50cm;孔径用孔径仪测量,若出现缩径现象应进行扫孔,符合要求后方可进行下道工序。清孔:清孔须达到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,摩擦桩不大
12、于20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍塌。浇筑水下混凝土前,检查沉渣厚度,进行二次清孔,必要时用高压风冲射孔底沉淀物,立即浇筑水下混凝土,保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。验孔:采用探孔器、测绳等验孔设备检查孔深、孔径、倾斜度及孔底沉碴厚度,达到要求监理工程师签证后方可进入下道工序。钻孔桩钻孔允许误差序号项目允许偏差(mm)1孔径不小于设计孔径2孔深不小于设计孔深H,且小于H+0.5米3孔位中心偏心504倾斜度1%孔深5浇筑混凝土前桩底沉碴厚度200钻孔异常处理:坍孔处理钻孔过程中发生坍孔后,要查明原因进行分析处理,可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。
13、根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末,同时增大泥浆比重(控制在1.151.4之间),改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时,速度要非常缓慢,等钻头完全进入浆液后,再匀速下到孔底,每次提钻速度控制在0.30.5m/s。坍孔严重时,应回填重新钻孔。缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时,一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔,直到钻孔正直,如发生严重弯孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物,回填到偏孔处,待填料沉实后再钻孔纠偏。埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快;卡钻则主要发生在钻头底盖合龙不好,钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时,卵石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后,在钻头周围肯
14、定沉淀了大量的泥浆,形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力,严禁强行处理,否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后,应保证孔内有足够的泥浆,保持孔内压力,稳定孔壁防止坍塌,为事故处理奠定基础。9、钢筋笼制作、安装钢筋笼在DK181+300处钢筋场加工场提前制作,按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作,钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过50%,加强筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装须符合设计和规范要求。钢筋笼设计长度小于23m米时,根据汽车吊机的作业能力确定钢筋笼整体加工吊装,用自制平板车运输至现场,使用汽车吊机吊装;钢筋笼设计
15、长度大于23m时,采用分段吊装,并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中出现浮笼现象。钢筋笼的安装采用四点起吊法,汽车起重机吊装入孔,钢筋笼起吊时使用长杉木杆绑扎以提高整个钢筋笼的刚度(木杆在入孔时拆除)。钢筋笼顶端在入孔前先对称焊接两根与主筋直径相同的钢筋吊环(吊环长度为孔口地面标高+15cm厚方木厚度+吊环顶园环直径-钢筋笼顶端标高+5d焊接钢筋长度),在吊车放吊时用两根槽钢分别穿入钢筋吊环环孔内,然后再把槽钢放在两根方木上。钢筋笼吊装入孔达到设计标高后,在孔口固定小钢轨成井字形方木上,防止混凝土灌注过程中钢筋笼浮起或位移。钢筋骨架的保护层厚度须符合设计要求,采用圆形同标号混凝土垫块,垫块
16、按竖向每隔2m(梅花形布置)设一道,每一道沿圆周布置4个。钻孔桩钢筋骨架的允许偏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尺量检查2钢筋骨架直径203主钢筋间距0.5d尺量检查不少于5处4加强筋间距205螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检查10、安装导管和第二次清孔试拼、检验、安放导管。利用导管二次清孔。导管用300mm无缝钢管制作,内壁光滑、圆顺、内径一致,接口严密。导管管节长度,中间节宜为2.65m等长,底节为4.0m,配12节长0.51.5m短管。使用前对导管进行试拼和试压,满足要求后方可使用。导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于
17、10cm;试压压力为孔底静水压力的1.5倍。导管安装后,其底部距孔底留400500mm的空间。导管安装:验孔完成且合格之后,即可进行导管的安装工作,在安装导管之前先要复测孔深,根据孔深推算出需要安装多长的导管。在安装导管时,长节即4m节放在底部,中间安放标准节,上部根据需要安装0.5m、1.0m、1.5m导管。第一次清孔达到要求后,由于安放钢筋笼及导管,这段时间内,孔底又会产生沉渣,所以钢筋笼及导管就位后,进行第二次清孔。清孔的方法是用利用导管进行泥浆置换法,最大限度地减小沉渣厚度。复测沉渣厚度,符合要求后立即灌注水下混凝土。11、灌注水下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
18、能量,能把泥浆从导管中排出,并把导管下口埋入混凝土中不小于1m,且不大于3米。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。首批封底混凝土计算方法按连通器原理。孔深按桩底至泥浆表面55米计算,泥浆比重按1100/m3, 混凝土密度按2300/m3,底部混凝土埋深按2米计,导管直径按0.3米计。1000mm钻孔桩首批封底混凝土方量为:3.140.50.52531100/23003.140.150.153.4 m3。混凝土采用拌和站统一拌制,混凝土运输车运至现场。混凝土灌注采用提升导管法,导管上设置封底漏斗,漏斗容积(即首批混凝土方量)满足封底时导管埋深大于1m
19、。漏斗底部设置带吊环的底盖,底盖与导管间用皮球隔离,封底时采用拔球法。封底后移走大漏斗,换上小漏斗。导管提升时利用汽车吊机。灌注连续进行,中途停歇时间不超过30min。在整个灌注过程中,及时量测导管埋深,以便提升导管,导管在混凝土埋深控制在26m之间。导管提升时,要保持位置居中,根据导管埋置深度确定提升高度,提升后导管埋深应控制在13m范围内。拆除导管时动作要快,不宜超过15分钟。每根桩的灌注时间不应太长,宜控制在8小时内完成。并作好成孔记录和灌注记录在灌注过程中,经常测探孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋深。为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注
20、速度。当混凝土上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度,除采取以上措施外还应在筒孔对钢筋笼予以固定。灌注混凝土应连续进行,混凝土的灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。当灌注混凝土接近设计标高时,应减缓灌注速度,反复测量混凝土的标高。桩顶的灌注标高比设计标高高出1m。灌注桩的桩顶是首批混凝土组成的,它从开始灌注完成,始终与泥浆接触,易受到浸蚀;在灌注过程中还难免有泥浆、钻渣等杂物混入,其质量较差。灌注完毕后,待进行下道工序时将桩头破除。在混凝土初凝前,将钢护筒拔出。灌注中途故障处理措施导管进水,首批混凝土灌注后导管进水时,应将已灌注的混凝土拌合物及时
21、吸出,再改正操作方法重新灌注。导管灌注不久发生导管堵塞时,可用长杆冲捣或用振动器振动导管;处理无效时,应及时地将导管拔出,吸出已灌注的混凝土,抽出钢筋骨架,然后重新清孔、吊放钢筋骨架和灌注混凝土,上述方法处理达不到要求时,应重钻补桩或会同有关单位研究补救措施。钻孔灌注桩施工完成后采用低应变化、超声波法对桩进行检测。桩底压浆:通过桩底压力灌浆使桩底沉渣密实,减少工后沉降,提高承载力。取有代表性的桩进行桩底压浆,作承载力与沉降试验,与未压浆桩作对比,验证压浆的效果,确定是否需做桩底压浆处理。桩底压浆管布置图压浆管采用3根内径25mm、壁厚=3.25mm钢管和3根内径50mm、壁厚=3.5mm的声测
22、管。安装时要求保证密封性能良好。底部用弯头及弯管将根注浆管和根声测管连接成回路,其中一根为进浆管,一根为溢浆管,每根钻孔桩共设3个压浆回路,在注浆管上端安装高压止浆阀,在溢浆管上安装溢浆安全阀。压浆管顶部钢管接长至地面以上0.2m,便于压浆操作。钢筋笼底部压浆管路的布置见“桩底压浆管布置图”。桩底压浆主要设备:注浆泵、制浆机、储浆箱、其他配件(压力表、球形阀、浆液分配器、溢流安全阀、高压软管、管路接头等配件)。桩底压浆施工工艺流程如“桩底压浆施工工艺流程图”。桩底压浆施工工艺流程泥浆清理:为保护环境,钻孔桩施工中产生的废弃泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆堆放场地,并做妥善处理。桩身
23、质量检测:钻孔桩正式开工前先进行试桩,验证钻孔桩设计承载力,优化钻孔桩设计长度,选择合适的成孔工艺和压浆工艺,指导全线施工,确保桥梁钻孔桩的施工质量。选有代表性的桩作为试验桩,并根据具体情况在适当位置增加试桩,以取得可靠参数。对于摩擦桩,可采用自平衡测试技术进行试桩。试桩时将中心的1根桩作为试验桩,四角处的4根桩为锚桩,试验桩最大荷载按设计确定,利用4台500t油顶进行加载试验。加载试验方法见“静力压桩试验示意图”。试验段钻孔桩除进行静载试桩外,还要按下述要求进行桩身质量检测:所有钻孔桩身混凝土质量均作无损低应变检测;地质条件较差、桩长超过50m的钻孔桩均要进行超声波检测;每根钻孔桩混凝土强度
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