桩基及围护桩基施工方案.pdf
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1、 主要施工方案 桩基及围护桩基施工方案 1 桩基施工方案 1.1 工艺流程 本工程围护桩施工工艺流程如下:各项施工准备工作定位桩埋设护筒钻机就位成孔下放钢筋笼下导管灌注混凝土导管起卸拔护筒孔口回填基槽开挖桩头剔凿安装泥浆储备罐制备泥浆钢筋笼制作排浆分选泥浆废浆排弃做试块试块养护送试验室 1.2 施工方法 采用反循环钻进,自然造浆泥浆护壁,反循环清孔方法;采用导管法水下混凝土灌注的成桩工艺。钻进以自然造浆的泥浆工艺,每台钻机配备一个泥浆循环池,泥浆池体积大于成孔实际体积的 1.5 倍,便于各机台在钻进中根据地层特点及时调整泥浆性能,同时在钻进至砂、粉砂土层时,必须保证泥浆有较高粘度,使泥浆悬浮及
2、护壁性能好,在钻进中充分、有效地把深部砂性颗粒携带出来,并对砂性土了层起到良好的护壁作用。多台桩机同时施工时距离不宜过近,以免互相干扰,在刚灌注完混凝土的邻桩旁成孔施工,其安全距离应大于4D,且最少时间间隔不应少于36 小时。1)放桩位线 依据设计图纸的桩位进行测量放线,使用全站仪测定桩位。在桩位点打 300mm 深的木桩,桩上标定桩位中心,并采用“十字栓桩法”作好标记,并加以保护。测量结果经自检、复检后,报请监理复核,复核无误并签字认可后,方可施工。基础桩定位示意图 2)埋设护筒 采用钢护筒,护筒直径大于钻头及桩体直径,护筒顶标高应高于施工面 200300mm,并确保筒壁与水平面垂直,隔离地
3、面水,稳定孔口土壤和保护孔壁不塌,以保证其垂直度并防止泥浆流失,以利钻孔工作进行。护筒周围用粘土分层夯实。护筒定位时应先对桩位进行复核,然后以桩位为中心,定出相互垂直的十字控制桩线,并作十字栓点控制,挖护筒孔位,吊放入护筒,同时用十字线校正护筒中心及桩位中心,使之重合一致,并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm。钻孔前应再次测定桩位,并确保护筒底端坐在原状土层。钻机就位 钻机就位前要求场地处理平整坚实,以满足施工垂直度要求,钻机按指定位置就位后,须在技术人员指导下,调整桅杆及钻杆的角度。对孔位时,采用十字交叉法对中孔位。在对完孔位后,操作手启动定位系统,予以定位记忆。对中孔位后,钻机不得
4、移位,钻臂也不得随意改变角度。钻进成孔 桩孔上部孔段钻进时应轻压慢转,尽量减少桩孔超径;在易缩径的粘土层中,应适当增加扫孔次数以防止缩径,粉砂层应采用中等压力,慢转速钻进。施工中及时调整钻进参数,保证成孔质量。3)护壁(泥浆性能指标选择)根据本工程地质资料,拟采用泥浆性能指标如下表:序号 检查项目 性能指标 检验方法 1 比重 1.151.20 用比重计测,清孔后在距孔底 50cm 取样 2 粘度 1025s 50000/70000 漏斗法 3 含砂率 6%4 胶体率 95%量杯法 5 失水量 30ml/30min 失水量仪 6 泥皮厚度 13mm/30min 失水量仪 7 静切力 1min2
5、030mg/c 10min50100mg/c 静切力计 8 稳定性 0.03g/c 9 PH 值 79 PH 试纸 钻进中随时测定泥浆性能,确保注浆性能指标。操作时掌握好钻机起重钢丝绳与高压管的松紧度,减少晃动,加接钻杆前,先将钻具提离孔底,待泥浆循环 12 分钟后再停泵加接钻杆。4)桩孔质量检测 桩孔质量参数包括:孔径、孔深、钻孔垂直度、孔壁的稳定性和沉渣厚度,利用桩孔测试仪器检测孔径、沉渣及垂直度。孔深: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确定孔深,以钻具长度确定孔深,孔深偏差在 10cm 以内。第一次清孔后沉渣小于 10cm,方可提钻;沉渣厚度以第二次清孔后
6、测定小于 10cm。孔径用井径仪测量,若出现缩径现象应进行扫孔,直到符合要求。5)清孔 第一次清孔:成孔后,立即进行第一次清孔,清孔时应将钻具提离孔底 0.30.5 米,缓慢回转,使钻头空转 1520 分钟左右,确保第一次清孔后孔内无泥块,无粒径较大的沉渣。第二次清孔:钢筋笼、导管下好后,采用正循环清孔,用密度小的泥浆替换孔内密度大的泥浆。清孔结束后,孔内保持水头高度。二清后孔底沉渣10cm,泥浆粘度为 20”22”,比重小于 1.3。测定孔底沉渣,应使用标准测锤测试,测绳读数一定要准确,用 35 孔后校正一次。清孔结束后,尽快灌注砼,其间隔时间不大于 30 分钟,若超过 30 分钟,将重新进
7、行清孔。200 泥浆 泥浆携带孔底泥块泥土等返出孔口 钻具低速回转,上下活动 钻杆 6)钢筋笼的制作与吊放 钢筋笼制作按设计图纸进行,主筋采用单面焊接。搭接长度大于10d,双面焊 5d,焊接缝宽度不小于 0.7d,厚度不小于 0.3d。35d10d 发现弯曲、变形钢筋要作校直处理,钢筋头部弯曲要校直,制作钢筋笼时应用控制工具,标定主筋间距,以便在孔中搭焊时保持钢筋笼垂直度。为防止提升导管时带动钢筋笼,严禁将弯曲或变形的钢筋笼下入孔内。钢筋笼在运输吊放过程中严禁高起高落,以防弯曲变形。每节钢筋笼应焊 23 组导正块,每组 3 只,以保证砼保护层均匀,导正块厚度 50mm。钢筋笼吊放采用吊索平衡器
8、,应对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁,下笼过程中如遇阻,不得强行下入,晃动,应查明原因并经处理后继续下笼。钢筋笼在孔中对接时,配备焊工施焊。每节钢筋笼焊接完毕后应补足接头部位的缠筋,方可继续下笼。钢筋笼采用吊筋固定以使钢筋笼定位,一端固定在钢筋笼上,一端用钢管固定在孔口,避免灌砼时钢筋笼上浮。由于使用的钢筋不同,焊条应根据母材的材质合理使用。级钢采用 E43,II 级钢采用 E50。钢材每 60 吨为一批,每一批次钢筋进场应抽检样品进行复试,合格后方可使用。现场钢筋焊接以 300 个接头为一批,做一组焊材试件的试验报告,并严格执行见证取样及送样的要求。钢筋笼主吊筋钢筋笼吊环钢筋笼孔口安装措施示意
9、图钢筋保护层垫块钢筋笼螺旋箍钢筋笼加劲箍桩顶标高钢筋笼顶标高钢筋笼吊环钢筋笼主吊筋钢筋笼主筋孔 壁枕木钢护筒灌注机机架轨道轮钢轨吊环抬杆 7)商品砼及灌注 商品砼将择优选择信誉、质量过硬、具有一级资质和足够生产及运输能力,并报请监理及业主认可的供应商生产,商品砼从拌和开始运至灌注现场注放时间不得大于 2 小时。每次运到工地的商品砼应认真做好记录验收工作,每车混凝土注放前均应做坍落度试验,坍落度要求为 180220mm,并应用良好的流动度及和易性。商品砼一经拌和后不得随意添加水分。对于现场测试不合格或发生离析的商品砼不得灌注桩孔之内。8)砼的灌注:导管和漏斗 选择合适的导管,导管直径为 250m
10、m。导管组装时接头必须密合不漏水(要求加密封圈,黄油封口)。在第一次使用前应进行闭水打压试验,试水压力 0.6-1.0MPa,不漏水为合格。导管底端下至孔底标高上 500mm 左右。漏斗安装在导管顶端。浇筑水下混凝土 混凝土浇筑前必须重新检查成孔深度并填写混凝土浇筑申请,合格后方可浇筑。混凝土浇筑前必须检查坍落度、和易性并记录。混凝土运到灌注点不能产生离析现象。导管内使用的隔水塞球胆大小要合适,安装要正,一般位于水面以上。灌注混凝土前孔口要盖严,防止混凝土落入孔中污染泥浆。水下混凝土灌注过程中,始终保持导管位置居中,提升导管时应有专人指挥掌握,不使钢筋骨架倾斜、位移,如发现骨架上升时,立即停止
11、提升导管,使导管降落,并轻轻摇动使之与骨架脱开。混凝土灌注到桩孔上部 5 米以内时,可不再提升导管,直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶后必须多灌 0.51m,以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。混凝土灌注完成后及时拔出护筒,在最后一次拔管时,要缓慢提拔导管,以避免孔内上部泥浆压入桩中。灌注混凝土过程中,及时测量混凝土面的标高,严格控制超灌高度,确保有效桩长和保证桩头的高度。在灌注水下混凝土过程中,设污水泵及时排水防止泥浆漫出,确保文明施工。做好并收集、整理好各种施工原始记录,质量检查记录等原始资料,并做好施工日志。施工中常见事故预防及处理措施 现象 预防 处理 塌孔 使用优质泥浆,并适当放
12、慢成孔速度,以确保泥皮的形成,使之具有良好的护壁功能;尽量缩短二次清孔与灌注砼间隔时间;合理安排施工间距,在灌注砼时,保证相邻施工距离不小于 4 倍桩径。在成孔中发生塌孔时,如果程度较轻可适当加大泥浆比重,保持孔内水头高度,提高静水压力,及时平衡地层;情况严重时,可用粘土夹小碎石快速回填,让其自然沉降密实后,再重新钻进。孔斜 钻进前应选择导向性能好的钻头,检查周边保径数据,发现偏差及时镶补防止成孔偏心造成孔斜;保证钻机安装的水平;对钻具进行校直检查,不合格钻具不得下入孔内;通过桩位检测数据(孔斜、孔径),调整钻进成孔技术参数。孔斜的发生影响钢筋笼、导管下放,甚至对灌注砼造成影响。在易造成孔斜层
13、位,采用悬吊慢钻,进行钻进;孔斜较大时,先进行桩孔斜度的检测,依据实测数据,对钻孔实行定向纠斜,再恢复正常钻进。浮笼 钢筋笼的制作、安放;导管的下放、二次清孔、砼灌注严格按照前述措施进行;加强吊车司机与井口指挥人员协作,提管宜慢,确认未碰刮钢筋笼,再匀速提升,避免人为造成钢筋笼上浮。灌注中如发生钢筋笼有上升趋势时,应及时减慢灌注速度,合理减少导管埋深。导管堵塞 选用合理级配的砼,确保灌注砼的和易性;灌注过程应连续,避免中途长时间停待灌注;严格按照前述的技术措施进行施工。当砼浇灌在钻孔底部堵塞,采取的办法无法排除时,应立即起拔导管、钢筋笼,利用钻机快速钻进扫清孔内砼,至设计标高后,再行浇灌;在钻
14、孔中、上部(一般已埋笼)堵塞且无法排除时,应起拔导管,立即清洗,检测新鲜砼面高度,重下导管,加大泵量(两台泵)进行清孔,清至砼面后检测记录砼面高度。然后插入导管重新浇灌,首批 0.1 m3 宜用去粗骨料纯砂浆(或纯水泥净浆)置换导管内的泥浆,再以大于 2 m3 砼量进行浇灌,灌注至设计标高以上 0.30.5m。9)钻孔灌注桩要求 1)围护灌注桩混凝土设计强度等级为水下 C25,立柱灌注桩混凝土设计强度等级为水下 C30,保护厚度不小于 40mm。2)桩顶泛浆高度确保有效桩混凝土强度满足设计要求,取桩长的 5%。3)桩位偏差不应大于 d/12(桩身);垂直度偏差不应大于 1/200;扩颈不应大于
15、 100mm。4)围护桩正式施工前,为了解土层情况、施工特性及进行孔壁稳定性测试,宜试成孔,试成孔为 2 根。5)成孔完毕至灌注混凝土间隔时间不应大于 24 小时;成孔工艺一般采用正循环成孔。6)相邻成孔施工,安全距离不应小于 4d;或最少间隔时间不应小于 36 小时。7)清孔分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行;第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。清孔后的泥浆密度应小于 1.15。8)围护桩孔底允许沉淤厚度,建议为 100mm;清孔后 30 分钟内灌注混凝土。9)钢筋笼安装:深度应符合设计要求,其允许偏差100mm。安装符合要求后,将钢筋笼吊筋进行固定,以使钢筋笼定位,避
16、免灌注混凝土时钢筋笼上拱。10)混凝土初凝时间为正常灌注时间的两倍。单桩灌注时间不宜超过 8 小时。充盈系数为 11.3。实际浇灌高度应高于设计标高不宜小于桩长的 5%,保证混凝土符合设计要求。1.3 立柱桩(钢格构柱)施工 1)钢立柱桩施工 现浇钢筋混凝土支撑体系的竖向立柱为钻孔灌注桩,立柱上部为井字桁架,井字桁架伸入竖向立柱桩内 2m;井字桁架由四根角钢和钢板缀条焊接而成,钢材为 Q235 钢,焊条为 E43xx 型;焊接为围焊,焊缝等级二级,上部钢井字桁架的垂直度小于 1/250。本标段有新设立柱桩 81 根,钢立柱截面尺寸为 480*480,采用 4*L140*12 角钢焊接组合成井字
17、桁架,钢立柱与混凝土立柱桩主筋采用焊接连接。钢立柱桩施工,钻孔同围护柱的施工方法,其钢构立柱采用现场加工制作成型,整体运输至现场,采用吊机辅助吊装在钻孔灌注桩钢筋笼里,在孔口钢筋笼主筋与钢立柱焊接连成一体,整体吊放至孔内。钢立柱顶端采用422 钢筋焊接,伸长至地表与孔口机台或杆件固定,以防钢立桩下沉。钢立柱内下入导管灌注水下砼,水下砼一般超灌1.2 米以上包裹钢立柱缀板。钢立柱的施工工艺和采用的水下混凝土灌注工艺与工程桩施工技术工艺相同。2)钢格构柱加工 进场材料堆放时,地面应平整,堆放平整。焊接时,角钢每隔2 米设置垫板,用水准仪抄平,确保平整度。角钢与钢板连接必须点焊定位,待四角均定位确认
18、无误后,方可进行全面焊接,焊接时应注意连续焊接引起的应力变形。焊接的焊渣应清除,焊缝应平顺,对达不到要求的重新焊接。3)质量保证措施 钢柱的材料必须选用正规厂家,有生产许可证,进场时对材料的厚度、尺寸应进行验收。焊接的焊条选用 E43xx 型与母材材质相同,电焊条应有质保书。进场后的材料报监理验收,且堆放整齐。按照图纸要求进行下料,下料前经过技术部门同意,有技术交底记录。钢格构柱间焊接要求焊缝饱满,焊缝高度达到钢结构施工验收规范要求。焊接后的钢格构柱外型尺寸满足设计要求,其允许偏差在规范允许范围内。钢格构柱安装就位时应注意吊装时产生的变形,须采取加固措施。在每层土方开挖后,支撑底部垫层浇筑即在
19、垫层上放置角钢定位,定位角钢与钢格构柱电焊连接,确保支撑高度达到设计高度要求。在基础开挖后,在基础中间钢格构柱上应焊接钢板止水片,防止基础因格构柱焊接后产生漏水现象。1.4 施工专项技术方案 1.4.1 地下障碍物处理方案 场地杂填土层不厚,故在埋设护筒时,若遇到障碍物规模不大,则人工下到护筒内清除干净,如果在地上 5 米以下仍遇零星块石、及木桩等老地基,则用冲抓锥处理。1.4.2 钻孔护壁技术措施 钻孔形成时,由于受地层覆盖土压力的作用,使自由面产生变形,泥浆使用得当可以抑制这种变形。根据本工程地质条件,采用原地层自然土体造浆,地面人工调节泥浆物理性能。根据不同的地质情况,相应选用不同的泥浆
20、性能参数来平衡地层的侧压力,特别在 4 层、9层粉土粉砂层以抑制孔壁的缩径、坍塌等发生。参数指标控制如下:泥浆粘度:1826S;泥浆比重:1.201.30;1.4.3 钢筋检验及钢筋笼制作、定位与主筋保护层措施 1)钢筋检验 钢筋原材实验应以同厂别、同炉号、同规格、同一交货状态、同一进场时间每60 吨为一验收批,不足 60 吨时,亦按一验收批计算。每一验收批中取试样一组。低碳钢热轧圆盘条时,拉力一根。焊接试样每 300 个焊接头取一组试样。2)钢筋笼制作 钢筋选用具有质量保证书、并通过抽样复检合格的钢筋。钢筋笼由专职钢筋笼工和持证电焊工上岗制作。钢筋笼在预制模中焊接成型,做到主筋直、箍筋圆、误
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