钻孔灌注桩专项方案
吉图珲铁路客运专线JHS-Ⅱ标段桥梁工程
钻孔灌注桩专项施工方案
单 位:中铁十一局吉图珲客专项目部二工区 编 制: 审 核: 批 准:
2011年7月1日发布 2011年7月10日实施
目 录
1、编制范围 .............................................................................................. 3 2、工艺原理 .............................................................................................. 3 3、作业特点及适用范围 .......................................................................... 3
3.1 冲击钻 ..................................................................................... 4 3.2 旋挖钻 ..................................................................................... 4 4、施工工艺 .............................................................................................. 4
4.1 施工工艺 ................................................................................. 4 4.2 施工准备 ................................................................................. 4 4.3 埋设钻孔护筒 ......................................................................... 4 4.4 开挖泥浆池 ............................................................................. 5 4.5 搭设作业平台 ......................................................................... 7 4.6 桩机就位 ................................................................................. 8 4.7 钻孔 ......................................................................................... 8 4.8 成孔检测 ................................................................................. 9 4.9 清孔 ....................................................................................... 10 4.1钢筋笼制作与安放 ................................................................ 10 4.11安放导管 .............................................................................. 12 4.12 浇筑水下混凝土 ................................................................. 14
4.12.1 二次清孔 ............................................................. 14 4.12.2 首批封底混凝土 ................................................. 14 4.12.3水下混凝土浇灌 .................................................. 15
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4.12.4灌注砼测深方法 .................................................. 17 4.12.5泥浆清理 .............................................................. 18 4.13 结构耐久性要求 ................................................................. 18 4.14 基桩检测 ............................................................................. 20 5 质量控制及质量检测 .......................................................................... 21
5.1 质量标准及检验方法(见表1和表2) ............................... 21 5.1.1 桩的混凝土强度等级要求............................................... 22 5.2 质量控制措施 ....................................................................... 22
5.2.1坍孔 ........................................................................ 22 5.2.2钻孔偏斜 ................................................................ 23 5.2.3外杆折断 ................................................................ 23 5.2.4首批混凝土封底失败 ............................................ 23 5.2.5供料和设备故障使灌注停工 ................................ 24 5.2.6灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆 ................ 25 5.2.7灌注高度不够 ........................................................ 25 5.2.8导管漏水 ................................................................ 26 5.2.9卡管 ........................................................................ 26 5.2.10 埋管 ..................................................................... 26 5.2.11 灌短桩头 ............................................................. 27 5.2.12混凝土严重离析 .................................................. 27 5.2.13备用钢护筒 .......................................................... 27 5.2.14 灌注桩出现问题后的补强方法 ......................... 27
6施工安全 ............................................................................................... 28
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钻孔灌注桩专项施工方案
1、编制范围
本标段共有一个大桥(北沟大桥),两个特大桥(北沟特大桥、南沟屯特大桥),其中北沟大桥56根桩,北沟特大桥222根桩,南沟屯特大桥297根桩。所有桩基础的桩基均为100cm。
2、工艺原理
钻孔灌注桩基础是用钻孔机具造孔后,在孔内放入钢筋骨架,然后灌注桩身混凝土而成的。
冲击钻钻孔是利用冲击式钻机或卷扬机带动钻头,上下往复冲击,将钻孔的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中,用泥浆浮起钻渣,使钻头能够经常冲击到新的土层或岩层,并通过清孔清除钻渣形成钻孔。
旋挖钻钻孔是利用钻杆和钻斗的旋转,以机具自重并加液压作为钻进压力,使钻斗底部的斗齿切削土体,土屑与岩屑装满钻斗后用钻杆提出钻斗,到孔口后快速回转倒土形成钻孔。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
3、作业特点及适用范围
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3.1 冲击钻
施工设备简单,操作方便,适用于各种砂类土、粘性土,碎、卵石及岩石层。
3.2 旋挖钻
施工效率高,尘土泥浆污染少,适用各种土层,及中等硬度以下岩石,能够根据不同的地层采取不同的钻头。
4、施工工艺 4.1 施工工艺
施工工艺流程(图1冲击钻、图2 旋挖钻) 4.2 施工准备
钻孔场地应该坚固稳定,能够承受施工作业时的所有静、活载,使施工能够安全进行。
人员机械进场后,测量班对桩位详细测量放样,放好桩位后,施工队在桩位纵横向十字交叉拉线做好护桩。然后钻机就位,各种原材料进场。
对于旋挖钻,按有关规定和设计要求进行试桩,确定施工工艺参数和检验桩的承载力,并应具有完整的试桩资料。
4.3 埋设钻孔护筒
钻孔采用坚固不漏水的钢护筒护筒:
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4.3.1 筒壁厚度一般为6mm~10mm;
4.3.2 护筒内径应大于钻头直径,对于冲击钻应比钻头大约40cm,采用旋挖钻应比钻头大约20cm;
4.3.3 护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m,并高出施工地面50cm,对于旋挖钻也要控制在20cm~30cm;
4.3.4 护筒埋置深度符合下列要求:
黏性土、粉土不小于1m,砂类土不小于2m,当表层土松软时,宜浆护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m;埋设时应在护筒四周回填黏土并分层夯实;可用锤击、加压或振动等方法下沉护筒。
4.2.5 护筒顶面中心与设计桩位允许偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
4.4 开挖泥浆池
钻孔施工应根据地层情况制造泥浆护壁。选择和备足良好的造浆黏土或膨润土,造浆量为2倍的桩的混凝土体积,泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下:
泥浆比重:当使用管形钻头钻孔时,入孔泥浆比重可为1.1~1.3;使用实心钻头时,孔底泥浆比重不宜大于:岩石1.2,黏土、粉土1.3,坚硬大漂石、卵石1.4。
黏度:入孔泥浆黏度,一般地层16~22s,松散易坍地层19~
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28s。
含砂率:新制泥浆不大于4%。 胶体率:不小于95%。 PH值:大于6.5。
图1 冲击钻钻孔桩施工工艺流程图
施工准备 制作护筒 组拼检查导管 测量沉碴厚度` 测量砼面高度
埋设钻孔护筒 搭设作业平台 桩机就位 供 水 钻孔注浆 钻孔 泥浆沉淀成孔检测 开挖泥浆池 清孔 设置泥浆泵 泥浆备料 安放钢筋笼 制作钢筋笼 安放导管 移走钻机 浇筑水下混凝土 吊运砼 备制砼 拔出导管、护筒 基桩检测 6
组拼检查导管 测量沉碴厚度 测量砼面高度 图2旋挖钻灌注桩施工工艺
施工准备 埋设钻孔护筒 制作护筒 搭设作业平台 桩机就位 钻孔注浆(也可干挖成孔) 钻孔 泥浆沉淀成孔检测 供 水 泥浆池 清孔 设置泥浆泵 泥浆备料 安放钢筋笼 制作钢筋笼 安放导管 移走钻机 浇筑水下混凝土 吊运砼 备制砼 拔出导管、护筒 基桩检测 4.5 搭设作业平台
根据实际场地情况,搭设钻孔桩作业平台。对于旋挖钻,由
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于旋挖钻机是自备履带的自行式钻机,根据实际场地情况,整平场地,确保旋挖钻机平稳,一般不需搭设作业平台。
4.6 桩机就位
安装钻机前,对主要机具及配套设备进行检查、维修,底部应平整,保持稳定,不得产生位移和沉陷,钻机顶端用缆风绳对称拉紧,钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。
4.7 钻孔
4.7.1 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。
4.7.2 开始钻孔时,应采用小冲程开孔,使初成孔坚实、坚直、圆顺,能起导向作业,并防止孔口坍塌。当钻进深度超过钻头全高加正常冲程后,方可进行正常的冲击钻孔。
在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
4.7.3 钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0,在冲击钻进中取渣和停钻后,应及时孔内补水和泥浆,保持水头高度和泥浆比重及黏度。
4.7.4 钻进过程中,钻头起落速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,孔内出土不得堆积在钻孔周围。
4.7.5钻进过程中,应勤松绳、适量松绳,不得打空锤;每
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钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,及时排除钻渣并置换泥浆,使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。每次松绳量应根据地质情况、钻头形式和钻头重量决定。
4.7.6钻孔作业应连续进行,因故停钻时,应将钻头提高孔底5m以上,孔口应加护盖。
4.7.7 为防止冲击振动邻近孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度,应待邻孔混凝土强度达到2.5MPa后方可施钻。
4.7.8钻孔达到设计深度后,应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检查,按填写钻孔记录表。
4.7.9 钻孔工地应有备用钻头,检查发现钻孔钻头直径磨损超过15mm时,应及时更换修补;更换新钻头前,应先检孔到孔底,确认钻孔正常方可放入新钻头。
4.7.10钻孔达到设计深度后,应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检查,按填写钻孔记录表。
对于旋挖钻,当地质条件许可时,可不进行泥浆护壁,实现干挖成孔或静态泥浆护壁。
4.8 成孔检测
当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等
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进行检查,可采用笼式测孔器测孔位和孔形,用测绳查测孔深,同时宜用钢尺复核测绳的长度。
确认满足设计要求后,方可进行孔底清理和浇筑水下混凝土的准备工作。
4.9 清孔
清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求,各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔可采用抽渣法或吸泥法,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在抽渣或吸泥时,应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆保持孔内水位。
清孔应符合下列标准:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm的颗料;泥浆比重不大于1:1;含砂率小于2%;黏度为17~20s;浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求,设计无要求时,柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于20cm。否则应利用导管进行二次清孔。
4.1钢筋笼制作与安放
4.10.1 钻孔前在现场制作钢筋笼。钻孔桩主筋采用纵向加工(打磨)的闪光对焊或规范允许的其它等强机械连接方式,接头按规范错开,确保同一截面内主筋接头不大于50%,若冬期需要进行钢筋闪光对焊,宜在室内进行,环境气温不低于0℃。箍筋与主筋连接全部焊接。
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钢筋闪光对焊接头的外观质量应符合下列要求:
1 接头周缘应该有适当的镦粗部分,并呈均匀的毛刺外形。 2 钢筋表面不得有明显的烧伤或裂纹。 3 接头弯折角度不大于3°。
4 接头轴线的偏移不大于0.1d,且不大于2mm。 若采用钢筋搭接焊时符合下列要求:
1 钢筋搭接接头的搭接部位应预弯,搭接钢筋的轴线应位于同直线上。
2 HRB335钢筋采用双面焊缝搭接焊时,焊缝长度值不小于5d;采用单面焊缝搭接焊时,焊缝长度值不小于10d。
3 焊缝厚度h不应小于0.3d,焊缝宽度b不应小于0.8d(见下图)。
4.10.2 钢筋笼制作时。箍筋加工要圆顺,半径要准确,主筋的尺寸和位置符合设计与规范要求。
4.10.3 钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋或同强度等
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级混凝土旋转垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置4个。
4.10.4 存放钢筋笼时要标识明确,每隔2~3m放置一根垫木并及时覆盖,即进行上盖下垫,防止锈蚀、污染和变形。
4.10.5 吊放钢筋笼:清孔完毕经检查孔深、孔型、孔径及
1.0m探孔器平面图4111.12单位:m断面图斜度符合规范和设计要求,经监理工程师检查签证后吊放钢筋笼。钢筋笼采用吊机整体吊放。钢筋笼吊放达到设计标高后,要牢固地用吊筋将笼体与孔口护筒用电焊机联结,以放掉笼或浮笼。
4.10.6 探孔器制作。为确保成孔孔径、质量,采用Φ20螺纹钢制作φ1.0m,探孔器的外径分别1.0m,长度为6m,两端尖头为1m,中间长分别为4m。
4.10.7 桩身钢筋净保护层厚度为7.0cm。 4.11安放导管
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4.11.1 安放导管前应搭设浇筑混凝土工作平台,平台应坚固稳定,高度满足导管吊放、拆除和充满混凝土后的升降要求。
4.11.2 灌注水下砼采用导管及漏斗技术要求
(1)水下混凝土导管在平面上的布设根数和间距,应根据每根导管的作用半径和桩底面积确定。
(2)导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密;直径可采用20~30cm,中间节长度宜为2m等长,底节可为4m;漏斗下可用1m长导管。
(3)导管使用前进行试拼试压,不得漏水,并编号,按自下而上标示尺度;导管组装后轴线偏差不宜大于孔深的0.5%并不大于10cm;组装时,连接螺栓的螺帽宜在上;试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
(4)导管长度可根据孔深和孔口工作平台高度等因素确定,漏斗底距钻孔口应大于一节中间导管长度;漏斗容量应满足首批混凝土浇筑量要求。
(5)导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。
(6)导管应位于钻孔,在浇筑混凝土前应进行升降试验,导管吊装升降设备能力应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应,并留有一定的安全储备。
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(7)导管安装后,其底部距孔底有 250 ~ 400mm 的空间。 4.12 浇筑水下混凝土 4.12.1 二次清孔
浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度,沉渣厚度应满足设计要求;当设计无要求时:柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范要求,则利用导管进行二次清孔。
4.12.2 首批封底混凝土
计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于1m并不宜大于3m。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。
(1)首批灌注砼的数量公式 V≥πD²/4(H1+H2)+πd²/4h1
式中: V :灌注首批混凝土所需数量(m3);
D :桩孔直径;
H1:桩孔底至导管底端间距,一般为0.2~0.4米; H2:导管初次埋置深度; 1m≤H2≤3m; d :导管内径;20cm~30cm;
h1 :桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混
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凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即h1=HWγW/γC;
HW :井孔内水或泥浆的深度; γW :井孔内水或泥浆的重度; γC :混凝土拌和物的重度。
本标段桩径100cm,按照导管埋深1m,导管内径30cm,
则V≥π*1²*1.4/4+π*0.3²*(1.4*11*10³/24*10³)/4=1.14m³。
(2)箭球、拨栓或开阀
打开漏斗阀门,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故。
4.12.3水下混凝土浇灌
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桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除;导管的埋置深度应控制在2~6m,当混凝土内掺有缓凝剂、浇筑速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时,可适当加大埋深,但不宜超过8m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。 拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。循环使用导管4~8次后应重新进行水密性试验。
在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:(1)使用缓凝剂等增大其流动性;(2)当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处,并慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;(3)当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架
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在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时,要计算还需要的混凝土数量(计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内),通知拌和站按需要数拌制,以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大,粉煤灰可能上浮堆积在桩头,加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上,以便灌注结束后将此段混凝土清除。
附注:干作业成孔的钻孔桩混凝土,应按水下混凝土标准进行配制,可采用导管法干孔浇筑,设计桩顶4m范围内的混凝土应进行振捣。混凝土浇筑完毕应对露出地面的桩顶部混凝土进行保温保湿养护。
4.12.4灌注砼测深方法
灌注水下砼时,应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度,以控制导管埋深。如探测不准确,将造成埋深过浅,导管提漏,埋管过深拔不出或短桩事故。因此,在钻孔灌注桩中是一项非常重
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要的工作,一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法,重锤的形状是锥形,底面直径不小于10cm,重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内,使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面(或表面下10~20cm)根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。
4.12.5泥浆清理
钻孔桩施工中,产生大量废弃的泥浆,为了保护当地的环境,这些废弃的泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆的堆放场地,并做妥善处理。
4.13 结构耐久性要求
混凝土耐久性是指混凝土的抗裂性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反应性等。
本标段桥梁工程主体结构混凝土的耐久性设计寿命为100年,所有混凝土材料的选用和配合比,应符合《铁路混凝土结构耐久性设计暂时规定》及其局部修订条文“铁建设【2007】140号”的规定,混凝土抗冻等级(56d)要求≥F300。
桩基、承台:环境作用等级按T1环境设计。 ⑴混凝土要进行抗裂性对比试验;
⑵钢筋混凝土保护层厚度要满足设计的规定; ⑶混凝土的抗碱-骨料反应性能应符合下列规定:
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①骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱-碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.1%;
②当骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.1%~0.2%时,混凝土的碱含量应满足表1的规定。当骨料的砂浆棒膨胀率在0.2%~0.3%时,除了混凝土的碱含量满足表1的规定外,还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和复合外加剂,并要通过试验证明抑制有效。
混凝土最大碱含量(kg/m³) 表1
设计使用年限 干燥环境 环境条件 潮湿环境 含碱环境 100年 3.5 3.0 2.1 2、氯盐环境下,混凝土的抗氯离子渗透性能应满足表2的要求。
氯盐环境下混凝土抗氯离子渗透性能 表2
评价指标 环境作用等级 L1 混凝土氯离子扩散系数(56d)DRCM (×10-12m2/S) L3 ≤3 L2 100年 ≤7 ≤5 3、化学侵蚀环境下,混凝土胶凝材料的56d抗蚀系数不得小于0.80。
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4、盐类结晶破坏环境下,混凝土的气泡间距系数应小于300μm,且混凝土抗盐类结晶破坏性能应满足表3要求。
盐类结晶破坏环境下混凝土抗盐类结晶破坏性能 表3
评价指标 环境作用等级 Y1 56d抗硫酸盐结晶破坏等级 Y2 Y3 Y4 100年 ≥KS90 ≥KS120 ≥KS150 ≥KS150 5、冻融破坏环境下,混凝土的气泡间距系数应小于300μm,且混凝土的抗冻性能应满足表4的要求。
冻融破坏环境下混凝土的抗冻性能 表4 评价指标 抗冻等级(56d) 环境作用等级 D1 100年 ≥F300 6、腐蚀环境下,混凝土的耐久性除应满足规定外,还应对混凝土的耐磨性技术要求进行专门的对比试验研究确定。
4.14 基桩检测
对于桩长少于50m的钻孔桩全部采用小应变检测。对质量有问题的桩,钻取桩身混凝土取芯鉴定检验。
桩身顶端上层浮浆应凿除,凿除后顶面应平整,组骨料呈现均匀,不得损坏桩基钢筋,桩顶标高允许偏差-3~0cm,主筋伸入
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承台的长度必须符合设计要求,凿除时须达到下列要求:
1 用人工凿除时,须达到2.5MPa。 2 用风动机凿除时,须达到10MPa。 5 质量控制及质量检测 5.1 质量标准及检验方法(见表
1和表2)
表1 钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号 项 目 顶面位置 1 护筒 倾斜度 2 3 孔位中心 倾斜度 1% 50mm 1% 测量或超声波检查 测量检查 允许偏差 50mm 检验方法 表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 4 5 6 项 目 钢筋骨架在承台底以下长度 钢筋骨架外径 主钢筋间距 加强筋间距 箍筋间距或螺旋筋间距 钢筋骨架垂直度 允许偏差 ±100mm 尺量检查 ±20mm ±0.5d ±20mm ±20mm 1% 吊线尺量检查 尺量检查不少于5处 检验方法 21
序号 7 项 目 允许偏差 不小于设计值 检验方法 钢筋保护层厚度 检查垫块 注:d为钢筋直径,单位为mm。
5.1.1 桩的混凝土强度等级要求
桩的混凝土强度等级应符合设计要求,水下混凝土标准养护试件强度应达到设计强度等级的1.15倍。 5.2 质量控制措施 5.2.1坍孔
(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。
(2)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。
(3)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。
(4)清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻中,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。
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(5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
5.2.2钻孔偏斜
(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,控制杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。 5.2.3外杆折断
(1)不使用弯曲严重的钻杆,要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好,以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。
(2)钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应认真仔细操作。
(3)钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。
(4)在钻进中若遇异物,须以处理后再钻进。
(5)如已发生钻杆折断事故,可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因,换用新或大钻杆继续钻进。 5.2.4首批混凝土封底失败
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事故原因和预防措施
(1)管底距离孔底太高或太低。
原因:由于计算错误,使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够,埋不了导管下口(1米以上)。太低了使首批砼下落困难,造成泥浆与混凝土混合。
预防措施:
准确测量每节导管的长度,并编号记录,复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。 (2)首批砼数量不够。
原因:由于计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。 预防措施:根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 (3)首批混凝土品质太差。
原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。
预防措施:搞好配合比设计,严格控制混凝土和易性。 (4)导管进浆。
导管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥浆压力太大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。 5.2.5供料和设备故障使灌注停工
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原因:由于设备故障,混凝土材料供应问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。
预防措施:施工前应做好过程能力鉴定,对于部分设备考虑备用;对于发生的事故应有应急预案。 5.2.6灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆 事故原因
(1)混凝土供料间隔时间太长,灌注停顿,混凝土流动性变小。 (2)混凝土和易性太差。 (3)导管埋深过大。
(4)在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。
(5)导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。 预防措施:
(1)提起导管,减少导管埋深。
(2)接长导管,提高导管内混凝土柱高。
(3)可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。 5.2.7灌注高度不够
原因:测量不准确;桩头预留量太少。
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预防措施:可采用多种方法测量,确保准确;桩头超灌预留量可适当加大。 5.2.8导管漏水
主要原因:
首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大,不能将导管底口下封住,使水从导管底口涌入;导管接头不严,橡皮垫被高压气囊挤开,水进入;导管提升过猛,控制错误,使导管底口超出混凝土面,底口涌入泥水。
处理方法:
是第一种情况,立即将导管提出,进行清孔重新下导管,重新灌注。
若是第二、三种情况,应换新导管,插入混凝土用吸泥或抽水的方法将导管内的水和沉淀吸出,继续灌注混凝土,起先混凝土应增加水泥用量,以后的混凝土可恢复正常配合比。该方法处理时必须谨慎,处理不当易造成断桩,须尽量避免。 5.2.9卡管
主要是由于初灌时隔水栓卡管或坍落度过小,流动性差,夹有大骨料,混凝土离析或导管漏水引起。灌注过程中加强对导管检查和对混凝土和各项指标检查。 5.2.10 埋管
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主要原因是导管埋入混凝土过深,使导管内外混凝土已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大,或提管过猛将导管拨断。
预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m,混凝土内加缓凝剂,加速混凝土灌注速度,提升导管不可过猛。 5.2.11 灌短桩头
灌注水下混凝土过程中要严格核对混凝土的数量,确定混凝土的灌注高度。对于已经发生短桩的,可以按照处理埋管的办法,插入以直径稍小的小护筒,深入到原灌混凝土内,用吸泥机吸出坍方土和沉淀土,拔出小护筒,重新下导管灌注,灌桩完后此桩要予以加强。
5.2.12混凝土严重离析
多由于导管漏水、地下水渗流造成。灌注水下混凝土前要严格检查导管的水密性,灌注过程中要注意防止导管内发生高压气囊,在高压地下水地区要测验地下水的压力高度和渗流速度。 5.2.13备用钢护筒
为防止塌孔,缩孔,除按正常护筒埋设外,还应准备同规格钢护筒,以备加长用。
5.2.14 灌注桩出现问题后的补强方法
(1)灌注桩检测后发现有夹层断桩、混凝土离析、空洞等事故时,经业主、设计代表和监理工程师同意后可以进行加强处
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理。
(2)采用压入水泥浆补强。钻两个小孔,分别作出浆进浆口用。深度应达补强处以下1m。
(3)用高压水泵向孔内压入清水,使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。
(4)压入水灰比为0.8的纯水泥浆。
(5)浓浆压入时应使其充分扩散,当浓浆从出浆口冒出时停止压浆,用碎石将出浆口封住,并以麻袋堵实。
(6)最后用水灰比0.4的水泥浆压入,压力增大到0.7~0.8MPa时关闭进浆阀,稳压压浆20~25min,压浆补强工作结束。
(7)待水泥浆硬化后,应再钻孔取芯检查补强效果。 6施工安全
1、建立安全生产责任制和安全保证组织体系,体现“ 全员管理,安全第一”的思想,明确安全生产责任,做到职责分明,各负其责。
2、加强参施人员的安全教育,对起重、焊接和车辆驾驶的特殊工种的工人,进行专门的安全操作训练。
3、进入施工现场的人员必须佩戴安全帽。
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4、施工现场内电线、电缆均要埋设或架空,避免无保护接触。施工用电严格执行“三级配电、两级保护”,“一机一闸一箱一漏”规定,由专业电工操作,电线、配电箱的摆放安装要规范化,悬挂安全警示牌、操作规程牌等。
5、钻孔机械就位后,应对钻机配套设备进行全面检查。钻机安设必须平稳、牢固。
6、施工现场设置围挡,并设警示灯、警示牌。
7、对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔除的,应加设护筒顶盖或加设安全网遮罩;泥浆池应加设安全网遮罩。
8、泥浆池采取红白相间栏杆围护,悬挂安全警示牌,夜间增设照明设施;孔口设安全警示牌,中断施工时,孔口设必要的覆盖物。
9、加强机械、设备的维修保养,尤其是钻机、吊车、砼运输车、电焊机、弯曲机等机械,专人负责,悬挂操作规程牌、安全警示牌,特种作业人员上岗操作,确保状态良好。
10、吊车的选用要结合工程实际,吊车停放时必须对场地进行平整,起吊前应认真检查底脚支撑加固情况,起吊时必须有资质人员进行操作并设安全警戒人员。
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