孔灌注桩施工工艺及质量控制讲义3月3日补充教学文案.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。孔灌注桩施工工艺及质量控制讲义2013年3月3日补充-钻孔灌注桩施工工艺及施工中质量控制指导书2012.4钻孔灌注桩施工工艺及质量控制一、质量标准1、钻孔桩混凝土强度:满足设计要求2、护筒中心与桩中心平面位置偏差:5CM3、钻孔垂直控制误差:1%4、孔底沉渣厚度:20CM5、护筒埋深:2.0-4.0m(作用:1导向。2防止孔口坍塌)二、钻孔灌注桩施工方法及施工工艺1、钻孔灌注桩施工工艺流程平整场地埋设护筒复测孔位安装桩机调平钻机底座并对正桩位钻进到位后清孔检测成孔质量放置钢筋笼安置水下导管灌注水下砼成桩
2、截除桩头。2、施工方法(1)施工准备施工前应制定专项施工方案和安全技术方案、环境保护方案。专项施工方案应重点指出工程的特殊性、施工方法等。设置位置合理的泥浆池或妥善处理泥浆排放。桥位位于旱地时,钻孔前需根据墩台位置和现场情况,将场地大致平整并填土压实形成工作平台以便钻机安装和移位,并布置施工便道、设置供电及供水系统,包括人员机械进场,施工人员技术、质量、安全交底。准备一定数量的合适的造浆用粘土(如地层为松散的砂层或砂夹卵石层数量应备足)。以及根据黏土的质量试配泥浆,并准备合适添加剂。保证泥浆指标符合规范要求。(2)施工工作平台桥位位于旱地时,钻孔前需根据墩台位置和现场情况,将场地大致平整并填土
3、压实形成工作平台以便钻机安装和移位,季节性河流在施工时应采取必要措施对工作平台进行冲刷防护,尤其是在雨季。迎水面用粘土夯实做2米宽的挡水埝,内填砂砾,高于地面0.3m作为钻机工作平台。(3)桩位测量(大桥、中桥必须设置独立的控制网)整平场地符合要求后,即可测量放桩位。根据孔距、布孔形式进行孔位的放样、定位工作,孔位必须位于设计要求的轴线上,孔距不大于规定值,孔位的放样和复核应由专人负责。测量结果符合桥涵施工规范及相关规范要求。(4)埋设护筒(8.2.4)护筒内径宜比桩径大至少200mm)护筒用5mm钢板制作,在护筒的上、下段及中部外侧各焊一道加劲肋增加刚度。根据桩基孔径为1.5m,护筒直径为1
4、.7m,高度为2m。护筒可采用挖坑买设法实测定位,底部和外侧四周应采用黏质土回填并分层夯实,使护筒底口处不致漏失泥浆。护筒顶宜高于地面0.3m,在无水的情况下护筒周围60cm范围内以粘土分层夯填到与护筒顶平。护筒中心与桩中心平面偏差应不大于50mm,护筒的倾斜度应不大于1%。(5)钻机就位钻孔钻机采用冲击钻机。安装钻机前采用全站仪进行精确定位,开钻前先检验钻头直径,调整和安放好起吊系统,钻机底座和顶端应平稳、牢固。钻机顶部的滑轮缘大致对中后将钻头吊起,徐徐放进护筒,调整使钻塔垂直,合格后,根据对角控制拉好的“十字线”对准桩位。在桩位附近设泥浆池,用优质膨润土制成护壁泥浆或加入外加剂,使泥浆的比
5、重、粘度、含砂率、胶体率达到规范要求。钻孔泥浆宜进行循环处理后重复使用,减少排放量。钻孔中随时检查孔位、泥浆稠度、孔径及深度,作好原始记录,并绘制地质剖面图(1必须填写钻孔施工记录一般为2h,2.控制进尺速度3.观察孔内水位变化4.经常捞取渣样,注意地层变化5开孔的孔位必须准确)。(6)成孔检验首先进行换浆清孔,使泥浆比重、含砂率达到桥涵施工规范要求,并检查孔深、垂直度、沉淀层厚度等。在清孔排渣时,均必须保持孔内水头高度。(清孔作用:1清理钻渣2降低泥浆相对密度3保证沉淀层厚度。8.2.7不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。8.2.6泥皮厚指标:泥皮厚薄与失水量大小有很大关系。泥浆失水量小这,泥
6、皮薄而致密,有利于巩固孔壁;失水量大这易形成厚泥皮,在泥页岩地层易造成地层软化膨胀,产生缩颈或坍孔。)二次清孔灌注水下混凝土前的第二次清孔时,由于孔内原泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底,不能被混凝土冲起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当孔口返浆比重、含沙率及沉渣厚度均符合规范要求后,立即进行水下混凝土的灌注施工。(7)钢筋笼制作与吊装(注意:1检查管安装2钢筋笼节间焊接,同一断面不得超过50%。3钢筋笼的固定)在终孔之前,即要提前将钢筋笼制作成形,钢筋骨架与箍筋的绑扎不少于50%,并采用双绑丝绑扎。
7、为使钢筋笼下到孔内时不靠孔壁而有足够的保护层,在钢筋笼主筋上每隔m左右对称设置四个定位钢筋。钢筋骨架在制作场分段制作,运到现场分段焊接。为了防止钢筋笼在浇注砼时上浮,在孔底设置直径不小于主筋的加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。利用钻机本身的卷扬机系统垂直吊入孔内,保护层以定位钢筋控制,在桩的骨架顶用1620的钢筋固定控制标高。钢筋笼到达标高后,要牢固地将对称焊在钢筋笼顶部主筋上的四根吊筋与孔口护筒相焊接,以防掉笼或浮笼。(钢筋笼制作质量和吊放要符合施工规范要求,特别要注意钢筋笼长度,若有超钻现象,应加长钢筋笼,从而能使钢筋准确地吊放在设计标高上。因此,钢筋笼长度是根据实
8、测孔深的变化而改变的,所以应根据实测孔深确定钢筋笼长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。其次,还要严格控制浮笼现象。混凝土灌注桩施工中,由于导管上下抖动,混凝土面亦随之上下伏动,因此浮笼现象很容易产生,应严格控制。控制方法一:可用四根钢筋十字型分布,将主筋焊接在钢护筒上,以确保钢筋笼稳定。控制方法二:可将横竖交错的钢筋网片焊接在钢筋笼底部,利用混凝土自身重量防止钢筋笼上浮。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼的下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这样会造成坍孔、钢筋笼变形等现象;若钢筋笼
9、下放受阻,则应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放造成的,应提出重新垂直吊放;如果是成孔偏斜造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼)(8)导管组拼及吊装就位导管安装前应进行拼组和水压试验,试验时的压力应不小于灌注时导管可能承受的最大压力的1.3倍,导管应自下而上加以编号并标示其长度。吊放导管时位置居中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋笼,导管下口距孔底为0.4m,以便剪球时球塞能顺利排出管外,导管上口设漏斗和储料斗。(9)灌注混凝土(1拌和站的拌合能力与运输能力的匹配。2拌合时间有外加剂时一般不得小于60s。3考虑塌落度的损失。)砼灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深、
10、泥浆厚度,检查有无坍孔现象,待符合要求后即可开盘灌注。桩基混凝土采用导管法浇筑,先向漏斗内灌一盘不低于砼标号的水泥砂浆于隔水球周围,防止粗集料卡球堵塞导管,再继续拌砼将漏斗和储料斗装满,砼的初存量必须确保首批砼入孔后导管埋入砼中的深度不小于1m,灌注中导管埋入砼的深度不得小于2m,并不宜大于6m。灌注开始后应紧凑连续地进行,严禁中途停灌,砼灌注面应高出桩顶设计标高0.7m以上,以便清除浮浆,截除桩头,确保砼质量,灌注过程中要指定专人认真详细填写灌注记录。(拌和站的出料量与设计量相附)(10)拔除护筒以作重复利用,并对场地进行清理,将钻机移至下一孔位,24小时后开始下一根桩的钻进。三、钻孔、灌注
11、事故的预防与处理一、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。(一)坍孔原因1、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。2、由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3、护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。4、在松软砂层中钻进进尺太快。5、提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。6、冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒,
12、撞击孔壁,或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大,造成过大震动。7、水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。8、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥浆机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。9、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。10、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。(二)坍孔的预防和处理1、在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。冲击钻成孔时投入粘土,掺片、卵石,低冲程锤击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护作用。2、汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增高水头,或用虹吸管、连
13、通管等措施保证水头相对稳定。3、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。4、如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。5、严格控制冲程高度和炸药用量。6、清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供浆(水)管最好不要直接插入钻机中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。7、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。二、钻孔偏斜各种钻孔方法均可能发生钻孔偏
14、斜事故。(一)偏斜原因1、钻孔中遇有较大的孤石或探头石。2、在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。3、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。4、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。5、钻杆弯曲,接头不正。(二)预防和处理1、安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。2、由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。3、钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调相。4、在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着
15、钻杆控制进尺,低速钻进,或回填征、卵石冲击后再钻进。用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后,一般可在偏斜处吊信钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。冲击钻进时,应回填砂砾石和黄土待沉积密后再继续钻进。偏斜严重的可在开始偏斜处设置少量炸药(少于1kg)爆破,然后用砂类土和砂砾石回填到该位置以上1m左右,重新冲钻。三、掉钻落物(一)掉钻落物原因1、卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。2、钻杆接头不良或滑丝。3、电动机接线错误、钻机反向旋转,钻杆松脱。4、冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。5、转向环、转向套等焊接处断开。
16、6、钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。7、钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。8、操作不慎,落入扳手、撬棍等物。(二)预防措施1、开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。为便于打捞落锥,可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠,或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。四、糊钻和埋钻糊钻和埋钻常出现于正、反循环(含潜水钻机)回转钻进和冲击锥钻进。正反循环回转钻进中,糊钻的表征是在细粒土层中钻时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象;在粘土层中冲击成孔时,由于冲程太大,泥浆粘度过高、钻渣量大,钻杆
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