挖孔灌注桩施工作业指导书.pdf
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1、 挖孔灌注桩施工作业指导书 1、目的 明确桥梁挖孔灌注桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范挖孔灌注桩作业施工。2、编制依据 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南 新建铁路xx客运专线首次设计技术交底资料 高速与客运专线铁路施工工艺手册 3、适用条件、范围 1.1 采用挖孔桩的适用范围 本作业指导书适用于挖孔灌注桩桩基工程的施工。1.2 采用挖孔桩的适用条件 1)孔桩深度小于 20 米的柱桩。2)孔桩的地势相对较高,地下水位低,涌水量小且岩溶不发育。3、作业准备 3.1 内业技术准备 开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,熟悉施
2、工图纸、规范和技术标准,制定施工安全保证措施,提出应急方案。对施工人员进行技术交底,对施工人员进行上岗前培训,考核合格后持证上岗。3.2 外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集,修建临时设施,满足主要管理人员、技术人员进场生活、办公需要。4、技术要求 4.1 桩深达到设计要求后,必须检查桩径、垂直度、指标,做好记录。4.2 按设计图纸及及规范要求进行钢筋笼制作,并按设计要求设计垫块。4.3 混凝土灌注要及时进行,根据现场实际情况选用相应的混凝土灌注方式。5、施工工艺 5.1 施工程序 场地整平放线、定桩位挖第一节桩孔土方支模浇灌第一节混凝土护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线
3、设置垂直运输架、安装电动葫芦(或卷扬机)、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等探孔第二节桩身挖土清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度检查持力层后进行扩底对桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层进行全面检查验收清理虚土、排除孔底积水吊放钢筋笼就位浇灌桩身混凝土破桩头桩身无损检测。5.2 施工工艺流程图 施工流程图见图 1。安装垂直运输设备 砼拌和准备 安 装 排 水 通 风 照 明 设 施 平整场地 相 符 地 质 是 测量定位 挖第一节孔桩土 安模浇第一节砼护壁 在 护 壁 上 二 次 投 测 标
4、 高 及 桩 位 十字 线 轴 线 第 二(下)节 桩 身 挖 土 清理桩孔四壁、校核 桩孔垂直度和直径 拆第一(上)节模板 安第二(下)节模板 浇第二(下)节砼护壁 地质超前探24m深 与 设 计 不 符(变 更)终孔、封底 吊装钢筋笼 浇筑孔桩、养护 破除桩头 桩身无损检测 5.3 施工方法 挖孔由人工自上而下逐层用镐、锹进行,挖土次序为先挖中间部分后挖周边。挖至地下水位时,在孔内挖集水井,设小型潜水泵将水排至场地排水沟内,集水井随挖土加深而加深。随着挖孔加深,及时安装通风、照明、通讯等设备。5.3.1 挖孔施工示意图如下图 2:图 1 人工挖孔施工工艺流程 图 2 挖孔施工示意 5.3.
5、2 孔内土石方开挖 1)土方开挖(1)挖孔由人工从上到下逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎破碎。挖土次序为先挖中间后挖周边,弃土装入孔底吊桶或箩筐内,通过孔桩上口手摇辘轳吊至地面上,用手推车运至弃土场。(2)每循环挖孔深度为 1.0m,然后进行护壁。挖孔过程中要经常检查桩孔的平面位置、净空尺寸和标高。孔的中线采用吊锤球的方法测量,先通过护桩挂十字线,定出桩孔中心,然后从桩孔中心向下吊锤球定出开挖 节的桩孔中心点,然后依次丈量检查桩孔四周的半径。标高检查从孔口护壁上标高控制点(或其它标高点)用长钢尺向下丈量至孔底开挖面,丈量数据与标高交底资料的高差值对比,即可检查开挖是否到位。(3)每循环开挖
6、应观察地质情况应留样,地质情况若与设计资料不符,应及时通知主管技术人员现场察看。(4)开挖深度超过 10 米时,需考虑通风。通风方法为采用高压风管或电动鼓风机送风至开挖面。(5)土层紧密、地下水不大时,一个墩台基础的所有桩孔可同时开挖,但渗水量大的一孔要超前开挖,集中排水,以降低其它孔水位。(6)土层松软、地下水较大者,可考虑对角开挖,避免孔间内隔层太薄造成坍孔。若孔桩为梅花式布置,则先挖中心孔,待砼灌注后再对角开挖其它孔。通风 2)、石方开挖 石方开挖采用孔内浅孔爆破施工。爆破后开挖方法同土方开挖方法。爆破开挖方法如下:(1)炮眼深度硬岩层不得超过 0.4m,软岩层不得超过 0.8m。炮眼数
7、目、位置和斜杆方向,应按岩层断面方向来定,中间一组集中掏心,四周斜杆挖边。(2)导火线起爆要配备有工人迅速离孔的设备,孔深超过 5m 时采用电雷管引爆。爆破严禁裸露药包。(3)孔内爆破以松动为主,必须严格控制用药量,一般中间炮眼装销铵炸药 1/2 节,边眼装药 1/31/4 节。装药深度不得超过炮眼深度的三分之一。(4)孔内放炮后应迅速排烟。采用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等措施促进空气对流,。(5)一个孔内进行爆破作业,其他邻近孔内的施工人员也必须到地面安全处躲避。(6)在距离孔底设计标高 50cm 时,不得采用爆破施工,应采用风镐人工挖掘。5.3.3 排水 地表水采用在孔位置四周开挖截
8、水沟的方式进行排水,并对孔内排出水流采用胶管远引,避免地表水流入孔内,且在孔口设遮雨蓬。孔内渗水量不大时采用人工提升排水,渗水量大时,采用抽水机排水;在同一墩台有数孔同时开挖时,渗水量大的孔超前开挖,集中抽水以降低其他孔桩水位。5.3.4 护壁施工 护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成,拆上节,支下节,循环周转使用,模板间用U 形卡连接,或用螺栓连接,不另设支撑,以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。挖孔过程中首先要做孔桩锁口,锁口直径最低比桩径大 1m,厚 50cm,高出地面 50cm以上,必须加10 钢筋(20cm 间距),锁口必须预埋好挂梯。按设计及时对孔壁进行支撑,若通过地层为非岩层,采用
9、C20 混凝土护壁支撑,挖土深度控制在土体稳定的极限高度内。每掘进 0.5-1.0m 时立模灌注护壁,灌注前,认真复核模板,保证同一水平面任意直径的极差不大于 50mm,模板牢固不变形。其厚度为 1020cm,护壁上口 20cm、下口 15cm,上下节护壁搭接长度不小于 5cm,下端可扩大开挖为喇叭形式,使土壤支托护壁混凝土,故孔壁成锯齿形。地质不良时,在护壁中加入适当钢筋,上下节钢筋要连接牢靠,以减少环向拉力。(见人工挖孔桩锁口、护壁大样图 3)灌注护壁混凝土时,可用敲击模板或用木棒反复插捣。不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土。发现护壁有蜂窝、漏水现象应及时加以堵塞或导流,防止孔外水
10、通过护壁流入桩孔内。在第一节砼护壁上设十字控制点,每一节设横杆吊大线坠作中心线,用水平尺杆找圆周。控制桩径偏差在+50mm-50mm 内。护壁应在当日连续施工完毕,模板拆除宜在 24h 后进行。拆模后,对蜂窝、漏水、漏泥、露筋处及时用早强砼修补。4)、挖孔过程中用风钻对孔底以下 3 米的地质情况进行钎探,主要探明溶洞发育情况,结合原设计勘探地质资料进行分析。如有溶洞,开挖时作业人员必须系好安全绳,当孔内有溶洞时,必须先通风,安排戴好防毒设备的人员检测溶洞内气体情况及其他情况,达到安全条件后方可进行作业。溶洞处必须灌注连续护壁,以免砼灌注时漏浆,对大的空溶洞,应采用钢护筒跟进施工。5)、挖孔遇大
11、漂石或进入岩石层时,采用浅眼松动爆破进行开挖,严禁使用裸露药包,对软岩层炮眼深度不宜超过 0.8m,对硬岩石不超过 0.5m,炮眼数目和位置及斜插方向根据岩层断面情况确定,中间一组集中掏心,四边斜查挖边,装药量不超过炮眼深度的 1/3。放炮后采取通风措施进行孔内排烟后,施工人员才能下井作业。6)、孔内出碴采用卷扬机配吊桶吊运出碴。挖孔完成后立即进行钎探,以探明孔底以下3 米内地质情况,尔后进行孔底处理,做到护壁无淤泥,孔底平整,无松碴、污泥、积水。60301558012,52,560305015805012,52,55d+15d+5d+104050d+1560说明:1、本土尺寸除钢筋直径以毫米
12、计外,均以厘米计。2、锁口钢筋N2直径根据d而定,d指该孔桩直径,采用10钢筋。N1钢筋在护壁圆中均匀布置8根。3、非岩层护壁必须按设计厚度施工,地质不良时,适当加入钢筋。4、水田等地质情况较差的地方可考虑增加钢筋或者锚杆等来加强护壁的稳定性。5、在锁口外沿孔口四周挖一截水沟,防止水进入孔内(本图未示)。6、锁口必须预埋挂梯,挂梯要牢固稳定,利于人员上下操作。N2N1N11690cmN210D=d+36 图 3 人工挖孔桩锁口、护壁大样 7)、挖至距离设计标高 0.5 米处不能进行爆破,采用人工凿除。8)、为防止有害气体,应该对有害气体进行检测,并采取通风措施。9)、待墩台孔桩全部开挖到位后,
13、方可灌注。5.4 钢筋笼制作及吊装 1)、工棚进行,将已加工好的钢筋绑扎成钢筋笼,再运到现场,用汽车起重机吊装入孔。2)、钢筋接头必须错开布置,需分段吊装时应先在平地进行预拼。3)、桩的钢筋骨架,应紧接在混凝土灌注前,整体放入孔内。如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注,孔口应加盖,防落物入孔内。4)、钢筋笼外侧,采用绑扎预制的 5cm 砼块,控制保护层厚度,砼块标号不小于孔桩砼标号。5)、钢筋骨架应有强劲的内撑架,防止钢筋笼在运转就位时变形,在顶面应采取有效方法进行固定,防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。6)、当设计明确需埋设声测管时,应根据设计要
14、求设置内径 50mm 的检测管。5.5 砼灌注 人工挖孔桩砼灌注,根据地下渗水量确定施工工艺。当挖孔桩内渗水量较小(小于 6mm/h)时,桩基砼可以采用干灌。当渗水量较大(大于 6mm/h)时,桩基砼可以采用水下砼灌注工艺,无论采用何种灌注方法,桩顶应超灌 30-50cm 砼,以确保桩顶成桩质量。5.5.1 导管法干灌砼施工 1)、砼采用拌合站统一拌制(坍落度控制在 79),砼输送车输送,插入式捣固器振捣。2)、在浇筑砼前,必须进行孔底处理,必须做到孔底无松渣、泥、沉淀土、积水,且要凿平。岩石用水清洗后,再用纱布将水吸干。3)、砼灌注采用导管传送,导管底部与已浇筑砼面接触或插入一定深度。浇筑砼
15、应分层进行,其分层厚度根据拌制能力,运输条件,浇筑速度,振捣能力和结构要求决定,但不超过 1m。4)、干灌砼必须振捣,振捣砼时,以砼不再沉落,不出现气泡,表面呈现浮浆为度。5)、砼浇筑应连续进行,因故间歇时间尽可能缩短。6)、认真做好施工及灌注记录。5.5.2 导管法水下砼灌注施工 1)、为保证工程质量,当渗水量较大时采用直升导管法进行灌注(施工程序见图 2.9),即清除桩底沉碴后,不排水,按水下砼灌注到一定高度后,如孔内无水时,应人工进行振捣。导管用直径 250mm 的钢管,壁厚 3mm,每节长 2.02.5m,配 12 节长 11.5m 短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封
16、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)、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)、使用砍球法灌注第一批混凝土,导管底距桩底为 40cm 左右,以便于球塞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 24
17、m 之间。图1图2井下操作工人安全脚踏板250导管下料漏斗安全脚踏板井下操作工人下料漏斗 串筒4)、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。5)、施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋管架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,移到钻孔中心。6)、当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度,可拆除 1 节或 2 节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。拆除导管动作要快,拆装一次时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中,要注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净,堆放整齐。5.6 施工注意事项 1)、遇到流动性淤泥
18、或流砂时,孔圈护壁的施工可按下列方法进行处理。2)、减少每节护壁的高度(可取 0.30.5M),或采用钢护筒施工,采用上述方法后仍无法施工时,应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止,并速报有关技术部门及设计单位处理;3)、对塌方施工段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土;4)、开挖时流砂严重的桩孔,应先将附近无流砂的桩孔挖深,使其起集水井作用。集水井应设在地下水流的上方。5)、当抽水影响邻近原有建(构)筑物基础及地面下沉时,应即在原有建(构)筑物附近设立灌水管,或利用已开挖但未完成的桩孔进行灌水,以保持水压平衡与土体稳定。6)、当挖孔至设计持力层岩(土)面时,应及时通知建设、设计单位和质检(监)部门对
19、孔底岩(土)性进行鉴定。经鉴定符合设计要求后,才能按设计要求进行入岩挖掘或进行扩底端施工。7)、当风镐挖掘岩层难于作业时,用少量炸药爆破,严格按爆破作业规定进行。孔内爆破时,现场其它孔内作业人员必须全部撤离。8)、搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。6、质量控制 6.1 检验标准及方法 6.1.1 技术要求和标准 孔径不小于设计孔径;孔深不小于设计深并嵌入岩层深度不小于设计要求;孔径中偏差小于等于 50mm;孔桩倾斜度偏差小于等于 0.5%;钢筋笼加工及安装满足规范要求;混凝土强度在规范标准内。6.1.2 检验标准与方法(1)、挖孔达到设计深度后,必须核实
20、地质情况。孔底应平整,无松渣、淤泥、沉淀或扰动过的软层。孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。检验数量:施工单位、监理单位全部检查。检验方法:检查施工记录、观察和测量。(2)、挖孔桩挖孔允许偏差和检验方法应符合下表的规定。序号 项 目 允许偏差 检验方法 1 孔位中心 50mm 测量检查 2 倾斜度 0.5%挖孔桩挖孔允许偏差和检验方法 检验数量:施工单位全部检查。(3)、桩基础质量检验 a 水下混凝土浇筑必须符合施工工艺设计要求。检验数量:施工单位、监理单位全部检查。检验方法:观察和测量。监理单位旁站监理。b 桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的
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