钻孔桩施工规范及技术要求.docx
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1、钻孔桩施工规范及技术要求钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法 和全套管施工法两种。泥浆护壁施工法冲击钻孔,冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。 该施工法的过程是:平整场地一泥浆制备T埋设护筒一铺设工作平台一安装钻机并定位 一钻进成孔T清孔并检查成孔质量T下放钢筋笼T灌注水下混凝土T 拔出护筒一检查质量。施工顺序:(1)施工准备施工准备包括:选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备,可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。(2)钻孔机的安装与定位上返,消除了泥皮,提高了桩侧摩阻力,同时浆液横向渗透到桩侧土 层中也起到了加大桩径的作用。以上几
2、点均对提高灌注桩的单桩承载 力起到不可忽视的作用。压浆参数的设定压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力,由于地质条 件的不同,不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前,应该根据 以往工程的实践情况,先设定参数,然后根据设定的参数,进行试桩 的施工,试桩完成后到达设计的强度,进行桩的静载试验,最终确定试 验参数。(1)水灰比:水灰比一般不宜过大和过小,过大会造成压浆困难,过 小会使水泥浆在压力作用下形成离析,一般采用015017。(2)压浆量:压浆量是指单桩压浆的水泥用量,它与碎石层的碎石含 量以及桩间距有关,取决于碎石层的孔隙率,在碎石层碎石含量为 50%70%,桩间距为45m的条件下
3、,压浆量一般为115210to它 是控制后压浆施工是否完成的主要参数。(3)闭盘压力:闭盘压力是指结束压浆的控制压力,一般来说什么时 候结束一根灌注桩的压浆,应该根据事先设定的压浆量来控制,但同 时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量,但到达一定 的压力时就要停止压浆,压浆的压力过大,一方面会造成水泥浆的离 析,堵塞管道,另一方面,压力过大可能扰动碎石层,也有可能使得 桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa。根据预先设定的参数,进行试验桩的施工,再根据试桩的静载试验 结果,最后确定工程桩的压浆参数,就可以进行工程桩的施工了。后压浆施工工艺4.1 施工工艺流程灌注桩成孔一钢
4、筋笼制作一压浆管制作一灌注桩清孔一压浆管绑扎 一下钢筋笼T灌注桩混凝土后压浆施工4.2 施工要点Q)压浆管的制作在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径 为25mm的黑铁管制作,接头采用丝扣连接,两端采用丝堵封严。压 浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部 20cm制作成压浆喷头(俗称花管),在该局部采用钻头均匀钻出4排(每 排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头;用图钉将压 浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样 压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管
5、中压力将车胎 迸裂、图钉弹出,水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中,而 混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。(2)压浆管的布置将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护, 钢筋笼不得扭曲,以免造成压浆管在丝扣连接处松动,喷头局部应加 混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。(3)压浆桩位的选择根据以往工程实践,在碎石层中,水泥浆在工作 压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒 出,压浆的桩应在混凝土灌注完成37d后,并且该桩周围至少8m 范围内没有钻机钻孔
6、作业,该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以 上。(4)压浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先 施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2根桩循环压浆,即先压第1 根桩的A管,压浆量约占总量的70%(lll-114t水泥),压完后再压另 1根桩的A管,然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管,这样 就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔3060min以上,给水泥浆一 个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录,记录的内容应包 括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和 处理的措施等。压浆施工中出现的问题和相应措施(1)喷头打不开压力到达lOMPa以上仍然打不开压浆
7、喷头,说明喷 头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另一根管中补足压浆数量。(2)出现冒浆压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现 象,假设水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可 以停止压浆;假设从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近了设计要求,可 以停止压浆;假设从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或 用压力水冲洗干净,等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞 冒浆的毛细孔道时再重新压浆。(3)单桩压浆量缺乏压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆 先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的压浆 质量,假设出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情
8、况加大临近桩的 压浆量作为补充。控制技术准备阶段(1)施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、桩长、标高等了解 清楚。(2)桩位放样。测量人员将4根直径400mm的钢管打入强风化层 作为定位桩。(3)将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定,确保 导向框位置准确。(4)插打钢护筒。钢护筒壁厚12mm,根据各墩不同地质情况决定 护筒长度,护筒下沉深度穿过覆盖层。(5)插打钢板桩围堰。采用拉伸一印型钢板桩沿导向框排列。用Dz- 60Y型振动锤振动下沉,直至穿过覆盖层为止。钻孔阶段Q)安设钻机,使钻杆中心重合,其水平位移及倾斜度误差按规范要 求调整。(2)用冲击钻钻孔时,应待相邻孔位上已灌
9、注好的混凝土凝固并已达 到一定强度时,才能开钻。(3)钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术,在黏土层,适当少投泥 ,靠钻进自行造浆,在砂土层那么加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终 和泥浆排出量相适应。(4)孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力,护筒内水位始终高于水 库水位,遇松散地层时,适当增大泥浆相对密度和稠度,尽量减轻冲 液对孔壁的影响,同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。(5)钻进过程严禁孔内掉进钻头、钻杆及其他异物,经常检查钻头的 磨损情况。(6)钻进过程随时留取渣样,每米不少于1组,在离设计标高 1.01.5m范围内,每30cm留1组,每根桩渣样不少于3组。清孔阶段Q)清孔是钻孔
10、桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能 使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力。(2)终孔后,将钻头提至距孔底的处,使之空转,然后将 残存在孔底的钻渣吸出;必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能 力,使沉渣排出孔外。(3)当钢筋笼下沉固定后,再次复检孔深和沉渣厚度等。假设沉渣超标, 可用导管中附属的风管再次清孔,直至全部符合设计要求和工艺标准。(4)清孔结束前,将泥浆比重调整到规定范围,以保证水下混凝土的 顺利灌注,同时保证成桩质量。钢筋笼的制作及安装考前须知Q)钢筋笼制作时,主筋连接,桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩 身受力较小处最头位置宜相互错开,且在35d的同
11、一接头连接区段范 围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%;主筋与箍筋应点焊。(2)钢筋笼应整体吊装,吊装时不得碰损孔壁。钢筋笼吊放前,必须清除槽底沉渣,孔底沉渣厚度w200mm。钢筋笼吊放到设计位置时,应检测其水平位置和高程是否到达设计要求,检测合格后应立即固定 钢筋笼,钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4小时。(3)钢筋笼在制作、运输、吊装过程中应采用有效措施防止钢筋笼变形。(4)在钢筋笼上有预埋钢筋处应采用聚乙烯泡沫板覆盖预埋件,以便于需要时凿出预埋件。灌注混凝土考前须知Q)硅坍落度1822cm、粗骨料粒径小于40mm。(2)混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。(3)采用25
12、0法兰式导管自流式灌注混凝土。导管联结要平直,密封可靠;导管下口距孔底30cm 50cm为宜。首盘浇筑:初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中80cm以上, 且连续灌注。(5)正常灌注混凝土时,导管底部埋于硅中深度宜为26m之间。(6)一次拆卸导管不得超过6m ,每次拆卸导管前均要测量碎面高度, 计算出导管埋深,然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管,导管最小埋 深 2.0m。检测技术钻孔灌注桩由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广已被广泛 应用于公路、铁路桥梁等结构工程基础中。高等级公路大、中、小桥 和互通式立交桥,基本采用钻孔灌注桩。但是,由于钻孔灌注桩是一项 隐蔽工程,较多的建设单位关心其工程施
13、工质量。但实践说明,仍有5%-20%的钻孔灌注桩存在不同程度的质量问题。加强施工阶段桩基检测,可以有效地防止质量事故发生,并及时采取补救措施,减少经济损 失。桩基检测技术有多种方法,如弹性波法、超声波法、抽芯试验法等。弹性波法根据锤击程度分为高应变检测法和低应变检测法,二者以桩基 是否产生位移及位移趋势为界限。表1给出了这些检测方法的检测内 容及特点。其中,低应变检测方法以其操作方便快速,准备工作少,作业 面小,费用低等优点被广大检测部门所采用。钻孔桩的施工规范(-)人一施工及管理人员1 .检查施工单位的质量保证体系、管理体系,现场管理人员是否 到位。五大员(施工员、质检员、平安员、材料员、计
14、划员)是否持 证上岗。2 .检查特殊工种,如:电焊工、电工、机械操作工是否持证上岗。(二)材一原材料1 .进入施工现场的原材料均须有出厂合格证或质量保证书。2 .现场所用的钢筋、水泥、砂、石子等原材料及钢筋焊接接头进 行见证取样,送检测中心进行复试,合格后方可使用。3 .使用商品混凝土,需考察商品混凝土厂家及其质量保证体系, 每次灌注混凝土需提供混凝土配合比通知单。(三)施工方法及质量控制(以冲击钻、转钻为例)1 .测现场水准控制点和定位基点。2复测桩位,误差应控制在规范允许范围之内。安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜 和桩偏心等不良影响,因此要求安装地基稳固。对地层较
15、软和有坡度的地基,可用推土机推平,再垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻 孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、 钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后,用枕木垫平钻机横梁,并 在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。(3)埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下 的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内假设 能保持比地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁平衡孔外
16、地下水压力或者加大孔内向水力、防止坍孔。护筒除起到这个作用外, 同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用 等。3 .检查护筒位置,应埋设正确和稳定,护筒与坑壁之间应用粘土 填实,护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm。4 .开钻前,回转钻机须检查钻机磨盘的平整度(采用水平尺)及 主钻杆的垂直度(采用线垂架或经纬仪)。冲击钻须检查钻机顶部起 吊滑轮、桩中心线要在同一铅垂线上,钻机要稳固。5 .钻孔过程中要适当控制进尺速度: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,要少加压慢钻进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数, 防止缩径;对硬塑层采用大压力快速钻
17、进,以提高钻进效率;砂层那么 采用中等压力,慢转速并适当增加泥浆比重和粘度,抽测泥浆比重。冲击钻开孔时应低锤密击,并根据土层、岩层的变化进行调整。 回转钻机钻进时,土层用三翼钻头,岩层用牙轮钻头。在粘土层中冲击钻钻进时,冲程不宜太高,以免冲入土中太深被 土吸住,提锤困难。进入基岩后,低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应立即回填片石 至偏孔上方300500mm处,然后重新冲击。每钻进45m应验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处均应验 孔。进入基岩后,每钻进300500mm应查验一次,以备终孔验收。冲(钻)孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、塌孔时,应立即停钻, 查明原因,采取相应的措施后再继续施工。在遇基岩时
18、增加捞渣次数,同时加大冲击能量。6 .清孔:清孔分两次进行。钻孔至设计深度后,可使钻机空钻不进尺,射 入较稀泥浆或清水,使孔中较浓的泥浆能置换或稀释出来,进行第一 次清孔。第二次清孔是在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行。清孔过程中应测定泥浆的比重,清孔后的泥浆比重小于1.2 ,清 孔结束后应测定孔底沉渣,其值应符合规范和设计要求。清孔结束后用水平尺测量垂直度(不大于1% ),合格后应立 即进行混凝土浇注。7 .钢筋笼的制作和沉放质量监控:对预制的钢筋笼要逐一检查,重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋的间距,加密区长度、主筋搭接的焊接质量及笼顶预留的锚固长度必 须符合规范和设计要求。钢筋笼制作的允许偏差
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