冲击钻旋挖钻灌注桩施工作业指导书.docx
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1、冲击钻旋挖钻灌注桩施工作业指导书 冲击钻(旋挖钻)灌注桩 作业指导书 编制: 复核: 审核: 中铁二十局集团有限公司 蒙华铁路MHTJ-7标段项目经理部 二一五年九月 目 录 一、 编制目的 2 二、 编制依据 2 三、 适用范围 2 四、 施工方法及工艺要求 2 (一) 测量放样 2 (二) 施工方法及工艺 3 (三) 钢筋笼的制作、安装 13 (四) 水下混凝土灌注 14 (五) 综合接地 17 (六) 质量要求 17 五、 钻孔桩常见事故的预防及处理。 18 (一) 坍孔 18 (二) 钻孔偏斜 19 (三) 掉钻落物 20 (四) 糊钻和埋钻 20 (五) 扩孔和缩孔 21 (六) 梅
2、花孔(或十字孔) 21 (七) 外杆折断 22 (八) 钻孔漏浆 22 六、 钻孔桩断桩常见事故及处理 23 (一) 首批混凝土封底失败 23 (二) 供料和设备故障使灌注停工 23 (三) 灌注过种中坍孔 24 (四) 导管拨空、掉管 24 (五) 灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆 24 (六) 灌注高度不够 25 冲击钻(旋挖钻)灌注桩作业指导书 一、 编制目的 明确桥梁桩基冲击钻(旋挖钻)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。 二、 编制依据 1. 国家有关法律、法规、陕西省的相关规章制度; 2. 国家、现行铁路工程设计规范、施工指南、验收标准; 3. 实
3、行国家发展改革委等7部门关于加强重大工程平安质量保障措施的通知的看法,铁建设2009235号; 4. 铁道第三勘察设计院集团有限公司蒙华铁路设计文件和图纸; 5. 铁道第三勘察设计院集团有限公司蒙华铁路地质勘察报告; 6. 现场踏勘的水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。 三、 适用范围 本作业指导书适用于新建蒙西至华中地区铁路运煤通道土建标MHJ-7标钻孔灌注桩施工,成孔形式为冲击钻成孔或旋挖钻成孔两种。1. 冲击钻:适用于土质地层、卵石、坚硬漂石、岩层及各种困难地质的桩基施工。2. 旋挖钻:适用于各种土质地层、砂性土、砂卵砾石层和中等硬度以下基岩施工。四、 施工方法及工艺要求
4、(一) 测量放样 1. 施工测量 (1) 高程限制测量 对设计院供应的水准点高程仔细复核,在进行闭合水准测量时应选定合理的路途将这些永久水准点全部纳入闭合水准测量。在确认全部原有永久水准点标高正确无误,并报业主和监理工程师认可后方可运用。依据上述永久性水准点,在场内引测一个临时水准点,每个水准点要经过两个以上永久性水准点的校核确认后方可运用。为了防止施工期间受外界影响使桩位发生改变,应适时对上述桩位进行复核,运用时应利用两个以上的桩位进行校核。全部的限制桩、水准桩和其它桩位均应在设置的桩上编号,依据桩的类别分别进行编写,防止和其他单位须要布置的桩混淆,发生差错。测量桩应予以具体记录,并说明位置
5、、方向、作用、标高或方位等,以便查找。依据引入施工现场的水准点标高,进行桩基施工时利用水准点和水准仪限制桩的标高。(2) 桩的平面限制测量 依据设计图纸,由专业测量人员依据给定的限制点用“双控法”采纳全站仪精确测量桩位,复核无误后刚好测放护桩,以四个护桩为基准限制护筒的埋设位置和钻机的精确就位。护桩要做好爱护工作,防止施工过程中被扰动。经驻地监理工程师核查、批准后开钻。(二) 施工方法及工艺 1. 冲击钻 (1) 钻孔桩施工工艺流程图见图4-1,施工程序示意图见图4-2。泥浆备料 泥浆池 平整场地(填筑钻机平台) 桩位放样 埋设护筒 钻机就位 钻 进 终孔质量检查 清 孔 下钢筋笼 安装导管
6、再次检查沉碴厚度及泥浆指标,必要时二次清孔 水下混凝土灌注 拔除护筒 凿除桩头,质量检验 下道工序 孔内造泥浆 泥浆沉淀池 混凝土拌制及输送 检查混凝土质量及 顶面标高、制作试件 拼装检查导管 钢筋笼制作 图4-1 钻孔桩施工工艺流程图 图4-2 钻孔桩施工程序示意图 (2) 施工打算 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实,现场位于陡坡时,若设计要求培土(密实),四周浆砌片石护砌,按设计要求。若没要求,可用枕木或型钢等搭设工作平台。在浅水中宜用筑岛或围堰法施工,筑岛面积应依据钻孔方法、设备大小确定。作业场地或工作平台必需坚实稳定,能承受施工作业时全部静、活荷载,同时还应考虑施工设备能平安进、
7、出场。施工现场备足钻孔用水、粘土、碎石、片石等材料,确保意外状况发生时材料齐备,满意处理须要。(3) 护筒埋设 钢护筒采纳=8mm的钢板制作,护筒内径大于钻头直径,运用冲击钻时应大于孔径0.4m。护筒顶宜高出施工水位或地下水2.0m,并高出施工地面0.5m,钢护筒四周用粘土夯实。水中护筒在钻孔作业平台上采纳导向架导向,振动锤下沉至粘土层。护筒埋设或下沉到位后,顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度小于1%。(4) 钻机安装 对于位于陆地上的桩要平整、加固处理地面,在钻架下部支点处垫设方木,以扩散对地面应力。水中桩时钻机干脆安放于平台上。钻机就位时保持底盘平稳、钻架直立、钻头中心对准桩位中心,并将钻架
8、牢靠固定。确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。(5) 泥浆制备 泥浆选用优质粘土或膨润土造浆,经试验室配比确定。本工程泥浆指标采纳:比重为1.11.30,粘度1622s,PH值大于6.5,含砂率不大于2%,胶体率不小于95%。对不同的地质条件可适当调整泥浆比重。 (6) 冲击钻成孔 冲击钻进开孔时主要为造浆护壁,开孔前在孔内多放粘土,并加适量粒径不大于15cm的片石和碎石,顶部抛平,用大比重泥浆、低冲程密击,钻进0.51.0m后,再回填粘土,接着用低冲程密击,如此反复二、三次,使孔壁坚实、竖直、圆顺,待冲砸至钻头顶在护筒下34m后,方可加大冲程正常钻进。钻孔过程中依据桩位处具体地质状况采纳不同方
9、式钻进。粘土、粉质粘土覆盖层采纳中冲程,输入较低稠度泥浆冲击成孔,钻进要留意防止卡钻、埋钻;易塌孔的粉砂、砂土层采纳小冲程,多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度,并适量填加片石、碎石,使之挤入孔壁。块石土、角砾土、碎石土层采纳中冲程,加大泥浆稠度,添加片石、碎石反复冲击,将孔壁挤实。基岩采纳大冲程冲击成孔,钻进过程中,特殊留意当基岩面倾斜大或凹凸不平常,回填片石、碎石,低锤快打,造成一个平台后,方可采纳较大冲程正常钻进,如发觉孔偏、孔斜,用片石回填至偏、斜上方0.30.5m处重新冲砸造孔。 每钻进0.51.0m后,开动泥浆泵,将孔底钻渣抽出来,并刚好向孔内补入簇新泥浆,如此循环操作,随着钻进深度不
10、断增加,排渣管在副卷扬机操作下也随之刚好下落,始终与孔底保持1020cm距离。(7) 成孔检测、清孔 钻孔深度达到设计要求后,经对孔径、孔深、孔位、竖直度、孔底标高、护筒顶标高进行检查,填写终孔检查证,经监理工程师签证认可后,进行孔底清渣工作。为精确判定孔底渣是否清完,用一个带钎的测锤和平底测锤两侧测孔,若两次孔深相同并与终孔数字相符时证明孔渣已清理干净,否则还需接着清至达到要求。灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度应满意设计要求,设计无要求时:柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于20cm。清孔采纳换浆法,清孔应达到以下标准:孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒,比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度1720s
11、。清孔时间不宜过长,留意保持孔内水头在地下水位1.5-2.0m以上,防止塌孔。检孔:主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用22的钢筋加工制作,直径等于桩径,长度为45倍设计桩径,且不宜小于6m,两端制作成锥形,锥形高度不小于检孔器半径。检测时,将检孔器吊起,把测绳的零点系于检孔器的顶端,使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上,渐渐放入孔内,通过测绳的刻度加上检孔器的长度推断其下放位置。如上下畅通无阻知道孔底,表明钻孔桩成孔质量合格,假如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或倾斜现象,则需重新下钻头处理。2. 旋挖钻 (1) 旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程见图 4-
12、3,施工程序示看法图4-4。退货 Y N N N 实行补救措施 Y 备砂、石料和水泥 平整场地 取样试验上报监理 砼协作比设计 报监理审批 砼拌合运输 检查砼坍落度 制作试件 养生 供应强度报告 退货 护筒设置 钻机就位、注浆 旋挖钻孔 钻进检查 终孔检查、一次清孔 下钢筋笼、安装导管 二次清孔 检查泥浆比重、沉碴厚度 安装漏斗灌注水下砼 清除和凿桩头 检查桩位、动测检查 整理资料、监理认定 进入下道工序施工 泥浆制作 取样 备钢筋 报监理工程师审批 取样试验 钢筋下料加工 钢筋制作 报监理工程师复核 钢筋运输 图4-3 旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程图 1.旋挖钻就位 2.旋挖钻打设护筒 3.挖
13、掘到设计深度 4.泥浆循环除砂 护筒 泥浆 护筒底端 导管 设计深度 除砂设备 7.护筒拔除移至下一桩位 6.浇灌砼 5.安装钢筋笼 图4-4 旋挖钻机施工钻孔桩程序图 (2) 施工打算 1)平整场地 施工前依据场地平面布置用装载机对场地进行必要的铺垫、平整、碾压,确保地基有足够的承载力,满意钻机行使须要,地面坡度小于1%。2)泥渣存放区及泥浆池设置 为了施工场地的干燥,需进行泥浆池的合理规划。旋挖钻钻出的泥渣,须要设置特地的存放区。由于钻孔护壁和清孔的须要,需设置肯定容量的泥浆池;因桥台与其他墩位高差较大,所以桥台处单独设置一个泥浆池,其他墩位为两个相邻墩位共用一个泥浆池;泥浆池分为储浆池和
14、沉淀池两部分,容积不小于60m3。施工场地设置环形泥浆槽。泥浆池四周安装不低于1.2米高钢管防护栏杆。泥浆池位置设置以不影响施工、材料运输为原则。3)泥浆制备 a.泥浆制作主要材料 膨润土:以蒙脱石为主的粘土性矿物。黏土:以塑性指数IP大于15,小于0.005mm的粘粒含量大于50的粘土为泥浆的主要材料。 b.泥浆的性能指标 比重:1.051.15g/cm3。 粘度:1622s。含砂率:小于2。 pH值:大于6.5。 c.测量项目及要求 起先时,测定一次闸门口泥浆下面0.5m处的全套指标;以后钻进过程中每隔2h测定一次进浆口和出浆口的比重、含砂量、粘度等指标。 4)护筒制作及埋设 a.护筒制作
15、 护筒内径宜比孔径大200mm,当地下水位较深时,护筒长度1.5m为宜。护筒用8mm的钢板制作,护筒顶端同时正交刻四道槽,以便挂十字线,以备验护筒、验孔之用。在其上部开设2个溢浆孔,便于泥浆溢出,进行回收和循环利用。b.埋设护筒 埋设时,依据测量测放的十字护桩定出桩位中心线,然后在桩位外挖出比护筒大60cm的圆坑,深度2.0m,在坑底填筑20cm厚的粘土,夯实,然后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内,在护筒上找出护筒的圆心(可拉正交十字线),然后通过护桩放样,再次找出桩位中心,移动护筒,使护筒的中心与桩位中心重合,同时用水平尺(或吊线坠)校验护筒竖直后,在护筒四周回填含水量适合的粘土,分层夯实,夯填
16、时要防止护筒的偏斜,护筒埋设后,经质量员和监理工程师验收护筒中心偏差和孔口标高。当中心偏差符合要求后,可钻机就位开钻。护筒埋设精确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5cm,倾斜度允许偏差为1%。校准后,护筒固定在正确位置,筒口应高出地面50cm,其高度尚应满意孔内泥浆面高度的要求。(3) 钻机就位 首先做好场地的平整及压实,使主机左右履带板处于同一水平面上,动力头施工方向应和履带板方向平行,切不行垂直,开钻前调整好机身前后左右的水平。(4) 钻机成孔 1)成孔方法 采纳旋挖钻成孔。旋挖钻钻进是利用旋挖钻杆上的液压马达往下压,并利用扭矩旋转,使旋挖钻头挤压并旋转切入土体,使破裂的岩体干脆装
17、入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。提出孔外的钻渣,装入自卸汽车运走。a.钻孔前,调平钻机,保持钻机垂直稳固。开钻前将钻头着地,进尺深度调整为零; b.钻进时原地顺时针旋转开孔,然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进压力,初钻压力限制在90Kpa左右,钻速先慢后快。c.不同地质条件实行不同类别的旋挖钻机钻头进行施工:细砂、中砂、砾砂、角砾土、圆砾土及强风化层可采纳筒式钻头;对于强度不匀称地质、易偏孔地质以及风化、中风化岩层采纳短螺旋嵌岩钻头;岩层软硬不均、存在孤石及抗压强度较高的岩石地质采纳筒式嵌岩钻头。d.因短螺旋嵌岩钻
18、头出渣实力有限,出渣时换用筒式钻头。e.当钻头充溢钻渣后,停止下压及回旋,逆时针方向转动动力头,稍向下送行,关闭钻头回转底盖。缓慢上提钻斗,避开钻头碰撞孔壁。提离孔口后,钻机自身旋转至自卸车处,用动力头顶压顶杆,将底盖打开,倾卸钻渣。然后关闭底盖,旋回孔位,对准孔位渐渐将钻斗放至孔底钻孔,重复进行。当出现钻杆跳动,钻机摇摆,钻不进尺等异样状况时,马上停机提钻检查,查明缘由妥当处理后再钻,直至钻至设计深度。f.钻进过程中要随时不断补充泥浆,使孔内始终保持高于地下水位11.5m的水头高度,同时应依据土质状况调整泥浆配方和比重。钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣,即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较
19、厚时,可用扫孔钻头上下往复,扫刷孔壁。g.一次清孔后提出钻头,由质量员和工程监理进行孔径、孔深、垂直度检测,验收合格后,移走钻机,进行下道工序施工。(5) 成孔质量检查方法 钻孔成孔后应进行成孔检查,检查内容包括:孔位中心、孔径、孔深、倾斜度、护筒顶标高。1)成孔孔位中心位置检测应复原孔位中心点,采纳尺量测定沿路途方向和垂直线路方向位置偏差。2)成孔孔径、倾斜度检测采纳笼式检孔器,以检孔器顺当通过为准。检孔器应有足够刚度;外径与设计桩径相同;长度为45倍设计桩径,且不宜小于6m,两端制作成锥形,锥形高度不小于检孔器半径。3)成孔深度检测采纳无收缩测绳干脆量测,孔深应沿孔周进行量测。(6) 清孔
20、 第一次清孔:钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣,即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时,可用扫孔钻头上下往复,扫刷孔壁。其次次清孔:在灌注混凝土导管安放完成后,对孔深、孔底沉渣、泥浆比重等进行复测。假如孔底沉渣厚度及泥浆比重超出规定时,利用灌注导管采纳反循环清孔,在钢筋笼、导管下好后进行,其次次清孔时间不少于30min。清孔标准: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%;黏度为1720s;桩底沉渣厚度一般桥梁墩台柱桩不应大于5cm、摩擦桩不应大于20cm。测定孔底沉渣,可采纳刻度精度为2cm的无收缩测绳悬挂4Kg6Kg的圆柱型测锤进行测量。(三) 钢筋笼
21、的制作、安装 1. 钢筋笼制作 钢筋笼均在钢筋加工场集中分节加工制作。钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放。(1) 钢筋骨架绑扎依次 a.主筋调直,在调直平台上进行; b.骨架成形,在骨架成形架上安放加强箍筋,按等间距将主筋布置好,用电弧焊将主筋与加强箍筋焊接固定; c.将骨架抬至外箍筋滚动器上,按规定的间距缠绕箍筋,并对箍筋与主筋进行绑扎固定。(2) 主筋接长 主筋接长采纳搭接焊,在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50,相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的35倍,且不小于500mm,主筋、加强箍筋焊接长度单面焊为10d,双面焊为5d。 (3) 钢筋笼爱护层 为
22、确保桩基混凝土爱护层厚度,应在主筋外侧设混凝土轮型垫块,垫块强度等级应不低于桩身混凝土强度。垫块宜纵向间距不大于2m,环向不少于4个,呈梅花形布置。 (4) 钢筋笼的堆放 钢筋笼堆放应考虑安装依次、钢筋笼变形和防止事故等因素,堆放时每隔2m设置衬垫,使钢筋笼高于地面不小于5cm,并应加盖防雨布。2. 钢筋笼吊放 (1) 起吊钢筋笼采纳扁担起吊法,起吊点在钢筋笼上部加强筋与主筋连接处,吊点对称。(2) 钢筋笼设置3个起吊点,以保证钢筋笼在起吊时不变形。(3) 吊放钢筋笼入孔时,实行“一、二、三”的原则,即一人指挥、二人扶钢筋笼、三人搭结,施工时应对准孔位,保持垂直,轻放、慢放入孔,不得左右旋转。
23、若遇阻碍应停止下放,查明缘由进行处理。严禁高提猛落和强制下放。(4) 长度20m以上的钢筋笼应分节加工,采纳孔口焊接;钢筋在同一节内接头采纳单面焊连接,接头错开1000mm和35d(d为钢筋直径)的较大值。螺旋筋与主筋采纳绑扎,加强箍筋与主筋采纳点焊,加强箍筋接头采纳单面焊10d。(5) 放钢筋笼时,要求有技术人员在场,以限制钢筋笼的桩顶标高、钢筋笼中心平面位置及钢筋笼上浮等问题。(6) 型钢筋笼吊放、运输、安装,应实行防变形措施,不得在其运输中变形。(7) 按编号依次,逐节垂直吊焊,上下节笼各主筋应对准校正,采纳对称施焊,确认合格后,方可下入。(8) 钢筋笼安装入孔时,应保持垂直状态。避开碰
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