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1、毕业实习报告 学 院: 交通运输工程学院专 业: 交通工程姓 名: 张龙飞学 号: 071410248指导教师: 李爱增 吴冰花 王啸啸 秦丹丹 完成时间: 2014-03-21 河南城建学院2014年 03 月 21 日答辩委员会评语主任委员签章 综合成绩一、实习目的4二、实习内容52.1引言52.2钻孔灌注桩概述62.3钻孔灌注桩的应用和发展状况72.4钻孔灌注桩的方法和原理72.5各种钻孔方法的适用范围及优缺点92.6钻孔灌注桩的施工方法和施工技术132.6.1钻孔前的准备工作132.6.2钻孔灌注桩的施工工艺流程142.6.3冲击钻机成孔152.6.4成孔质量控制补冲击锥18三、实习结
2、果19四、实习总结或体会20一、实习目的我在郏县s236平郏快速通道改线工程实习,尤其是南水北调桥钻孔灌注桩属于隐蔽工程,影响灌注桩施工质量的因素很多,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中发生质量事故,小到塌孔、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,以至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。以s236平郏快速通道改线工程南水北调桥的钻孔灌注桩为研究对象,从钻孔、成孔、混凝土的配制和灌注以及施工中常遇见的问题等,进行一系列的深刻的分析研究和探讨。对以上问题的分析和研究,分别从其施工过程中的每一个环节抓起,对各种影响因素进行了详细
3、的研究,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等,同时参考了国内外大量的公路科研资料,对钻孔灌注桩基础的施工技术与质量控制进行了资料的收集与整理。通过对实际的施工过程和科研资料的比较分析,总结出在通常条件下,对钻孔灌注桩的施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等各个环节的质量控制措施,形成一套完整的、系统的钻孔灌注桩的施工技术方法和质量控制措施。二、实习内容2.1引言随着我国工程建设事业的蓬勃发展,在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口等工程中大量采用桩基础,桩基已成为工程中重要的基础形式,在所有桩基类型中,灌注桩应用最为普遍,其中尤以钻孔灌注桩为主。钻孔灌注桩具有低噪
4、音、小震动、无挤土,对周围环境及邻近建筑影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法,可以变水下作业为水上施工,从而大大简化施工,缩短工期,降低工程造价,而且所需设备简单,操作方便。随着经济发展和技术进步,钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,同时,也使单柱单桩的设计成为现实。由于钻孔灌注桩的施工大部分无法观察,成桩后也不能进行开挖验收,尤其对于长桩、大桩,其施工难度大,易发生质量事故。而单柱单桩的设计,对桩的质量要求高,发生质量事故后,加固处理难度大,而且费用较高。如果施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程
5、的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此,桩基如何施工是决定基础工程质量的关键阶段,要提高桩基工程的质量,就必须狠抓施工阶段的质量控制。研究桩基施工过程中的质量控制方法和要点,作到事前预防为主、事后处理为辅,具有实际的意义。钻孔灌注桩施工具有三大特性:复杂性、连续性、隐蔽性。首先,在场地条件复杂的情况下,由于岩土的非均质性,遇到的工程问题多种多样,给钻孔灌注桩的施工带来各种各样的难度,有时会严重影响工程质量和进度。其次,钻孔灌注桩施工过程中的各个工序都紧紧相扣,联系密切,具有极强的时效性,对发现的的质量隐患要立即进行整改,对合格的工序必须立即进行下一道工序的施工。最后,钻
6、孔灌注桩属于隐蔽工程,质量问题不易察觉,前期工程质量对后期影响很大,如果不能及时地发现质量问题并给予解决,事后进行补救一般很困难。钻孔灌注桩施工的质量和上述特性是息息相关的,所以,从施工角度出发,应着手解决两方面的问题。一方面,在实际施工过程中,施工单位往往只是按部就班的放线、钻孔、灌注混凝土,而缺乏对钻孔灌注桩施工工艺的了解和质量控制点的把握。能不能从施工实际出发,结合施工工艺特点、规范规程要求,找出其质量控制点,从而指导施工操作。另一方面,钻孔灌注桩施工常常会发生一些质量事故,施工单位如对常见质量事故缺乏充分认识和重视,事故出现以后又没有相应的措施进行补救,就会使得施工质量离设计要求偏差过
7、大,找出钻孔灌注桩常见的质量事故有哪些,产生的原因何在,如何事前预防至关重要1。2.2钻孔灌注桩概述20世纪40年代,随着大功率钻孔机具的产生,钻孔灌注桩技术在美国问世。随着二战后世界经济的复苏与发展,高层、超高层建筑的不断兴建,它们绝大多数都选择了钻孔灌注桩。尤其是70年代以后,钻孔灌注桩技术在世界范围内出现了蓬勃发展的局面。1963年中国钻孔灌注桩在河南省诞生。这年冬在河南安阳冯宿桥的两座桥台中首先采用了钻孔灌注桩基础,当时钻孔使用的是水利部门打井用的大锅锥,孔径一般6070cm,用人力推磨方式钻孔,方法虽然比较原始,但钻孔质量仍可得到保证,使用效果很好。接着在河南省竹竿河和白河两座大桥扩
8、大应用,国内一些其他省市也相继推广。1965年4月交通部在河南召开钻孔桩技术鉴定会,认为它是一项重大技术革新,决定在全国推广。这种简易机具的钻孔桩,解决了桥梁水下深基础的施工问题,而且把水下作业改为水上进行,和原来的沉井基础等形式对比,其技术经济优越性十分突出,因而很快被全国公路科技人员所认识和接受,成为公路桥梁下部基础的首选形式,城建、铁路、水利等系统的桥梁工程也相继采用。1965年交通部在河南举行鉴定会之后,随即以交通部公路科学研究所为首,河南、吉林、湖南、陕西、四川等省参加,组成专题研究组,并动员全国公路桥梁系统大协作,对钻孔桩的施工工艺、设计方法进行全面系统的研究。专题研究组收集了全国
9、105根桩径最大达140cm,桩长最大达47m的试桩资料进行分析整理,除了施工工艺外,最重要的是提出了钻孔灌注桩的设计方法。这项研究工作相当艰巨而又十分细致,具有很高的学术水平,所得成果被纳入1975年我国交通部颁布的公路桥涵设计技术规范(试行)和1985年新颁公路桥涵地基与基础础设计规范(JTJ024-85)中。此后,钻孔灌注桩就有了符合我国具体条件和成桩方法的规范化设计方法,对指导生产和促进灌注桩的发展都起到积极的作用2。钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础的施工,具有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。钻孔灌注桩的施工既有测量工作,又
10、有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,可谓工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。在施工过程中,容易出现桩位偏差过大、 孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,且补救困难,不能安全通过事后检查来判断存在的问题,所以在施工过程中,必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等各环节的质量监控,确保钻孔灌注桩的成桩质量。2.3钻孔灌注桩的应用和发展状况钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状(断面)的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的
11、一种工艺。美国在上世纪初、欧洲于上世纪40年代初开始使用,但当时的钻孔工艺和设备尚不完善,钻孔的直径也较小,桩的承载力不高,故使用的不多。我国在公路桥梁上采用钻孔灌注桩基础始于上世纪50年代末期,当时河南省首创用人工转动钻头钻孔,后逐渐在全国发展到冲抓锥、冲击锥、正反循环回转钻、潜水电钻等多种设备和钻孔工艺,应用规模不断扩大。到上世纪90年代初,钻孔直径已达到300cm以上,桩长已达到l00m以上。目前在国内公路桥梁基础工程领域中,钻孔灌注桩基础已占据了重要地位,并向大直径、多样化方向发展。钻孔工艺水平不断提高,特别是引进了许多国外先进的大功率全液压钻孔机械,对国内钻机进行研制改进,基本上适应
12、了大直径深水基础桩基施工的需要。2.4钻孔灌注桩的方法和原理根据井孔中土(钻渣)的取出方法不同,钻孔的方法和原理可分以下几种:1螺旋钻孔螺旋钻成孔多属干作业法,无需任何护壁措施。成孔方法和原理随螺旋钻具的长短而有所不同。长螺旋钻机的整个钻具,即钻头和钻杆都带有螺旋叶片,钻孔时在桩位处就地切削土层,被切土块、钻屑随钻头旋转,沿着带有长螺旋叶片的钻杆上升,输送到出土器后,自动排出空外,然后装车运走,其成孔工艺具有良好的连续性。短螺旋钻孔机的钻具只在临近钻头2m3m内装置带螺旋叶片的钻杆,在桩位处切削土层,被切土块、钻屑随钻头旋转,沿着有少量螺旋叶片的钻杆上升,积聚在短螺旋叶片上,形成“土柱”,此后
13、靠提钻、反转、甩土,将钻屑散落在孔周,一般每钻进0.5m1.0m,就要提钻甩土一次。也有的螺旋钻成孔采用全套管(全护筒)护壁法,但目前应用上不广泛,在此就不作介绍。2正循环回转钻孔用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部射出,底部的钻头(钻锥)在回转时将土层搅松成为钻渣,被泥浆浮悬,随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽,经过沉淀池沉淀净化,泥浆再循环使用。井孔壁靠水头和泥浆保护。采用本法由于钻渣得靠泥浆浮悬才能上升携带排出孔外,故对泥浆的质量要求较高。3反循环回转钻孔同正循环相反,泥浆由钻杆外流(注)入井孔,用真空泵或其他方法(如空气吸泥机等)将钻孔渣从钻杆中吸出。由于钻杆内径较井孔小得多,
14、故钻杆内泥水上升速度较正循环快得多,就是清水也可把钻渣带上钻杆顶端流到泥浆沉淀池,净化后泥浆可循环使用。本法的泥浆只起辅助护壁作用,其质量要求较低。但如钻深孔或易坍土层,则仍需用高质量泥浆。4潜水钻机钻孔潜水钻机的主要特点是钻机的动力装置同钻头连成一整体,其防水密封式电动机连接在钻头顶上。钻机工作时,这种带有动力的钻头潜入井孔水(泥浆)中,将泥浆由泥浆泵通过胶管和电动机上面连接的空心钻杆、钻头(锥)射入孔底,然后把钻头搅松的钻渣浮悬在泥浆中,随同泥浆上升溢出井口,流入到泥浆沉淀池中滞留下残渣并分离出泥浆,这便是正循环式潜水钻机的生产过程。若改用真空泵或空气吸泥机等机具将钻渣从钻杆(或胶管)中吸
15、出,就成为反循环式潜水钻机的生产过程。5冲抓钻孔用冲抓锥张开抓瓣冲入土石中,然后收紧锥瓣绳,抓瓣便将土抓入锥中,提升冲抓锥出井孔,松绳开瓣将土卸掉。井壁保护同回转钻孔法。还有将钢套管沉至设计标高保护井壁的,灌注混凝土时将钢套管拔出,称为全套管(护筒)护壁冲抓成孔。6冲击钻孔冲击钻机分实心锥和空心锥两种。(1)实心锥冲击钻机。用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥,上下往复冲击,将土石劈裂、劈碎,部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣,使钻锥每次都能冲击到孔底新土层。冲击一定时间后,放入掏渣筒掏渣,提出孔外倒掉。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用,另一方面起护壁作用。(2)空心锥冲击钻机。其钻孔原理与实心锥冲击
16、机相同。只是因其钻锥是空心的,在上下往复冲击时,其锥尖刮刀将孔底冲碎,而且已冲碎的钻渣可以从锥底进入空心锥管内。冲击一定时间后,将钻锥提出,倒掉锥内的钻渣,再将钻锥放入井底继续冲击钻进。7钻斗钻(即机动推钻)成孔钻斗钻成孔施工方法是利用钻杆和钻斗的旋转式土屑进入钻斗,土屑装满钻斗后,提升钻斗出土。这样通过钻斗的旋转、削土、提升和出土,多次反复而成孔。钻斗钻成孔法有全套钻进法和用高质量泥浆(稳定液)来保护孔壁的无套管钻进法两种。在此只论及无套管钻斗成孔法。8挖孔当土层内无地下水或地下水量很少时,可以采用人工挖孔。井壁采用各种支撑防护。挖至设计标高后,可视地下水涌入量情况,灌注空气中混凝土或水下混
17、凝土。以上各种钻孔方法的机具,有些设计兼作两种或多种用途,例如有的回转钻即可正循环亦可做反循环回转钻孔;有的冲抓钻机改装后可作冲击钻孔或其他型式的钻孔而成为综合钻机;还有的钻机采用全套管护壁法,可以保证在钻孔和成桩过程中不会塌空,且扩孔率很小,减少了质量事故发生。2.5各种钻孔方法的适用范围及优缺点1各种钻(挖)孔方法的适用范围各种钻(挖)孔方法的适用范围,与土层、孔径、孔深、需否泥浆悬浮钻渣以及钻机的构造、功率的大小有关,也与施工队伍的技术实力及管理水平有关,一般如表:钻孔方法适 用 范 围泥浆作用土层孔径(cm)孔深(m)·粘性土、砂类土、含少量 长30,粒径小于10cm)的土长
18、螺旋4080:短螺旋:150300长螺旋:1230短螺旋:4080干作业 不需要泥浆正循环回转钻粘性土,粉砂、细、中、粗砂,含少量砾石(含量少于20)的土、软岩8025030100浮悬钻渣并护壁反循环回转钻粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石(含量少于20,粒径小于钻杆内径23)的土80300用真空泵<35,用空气吸泥机可达65,用气举式可达120护壁潜水钻淤泥、腐殖土、粘性土、稳定的砂类土,单轴抗压强度小于20MPa的软岩非扩孔型:80300扩孔型:80655标准型:5080超深型:50150正循环浮悬钻渣,反循环护壁冲抓钻淤泥、腐殖土、密实粘性土、砂类土、砂砾石、卵石100200大于20
19、m时进度慢护壁冲击钻实心锥:粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、较软岩石空心锥:粘性土、砂类土、砾石、松散卵石实心锥:80200空心锥(管锥):6015050浮悬钻渣并护壁钻斗钻填土层、粘性层、粉七层淤泥层、砂土层以及短螺、旋不易钻进的含有部分乱石、碎石的地层10030078干作业时不需要泥浆挖孔各种土石方形或圆形一般:12020最大:35025支撑护避不需要泥浆11所示2各种钻(挖)孔方法的优缺点(1)螺旋钻优点是:设备简单,易于搬迁,施工方便;因为是干作业成孔,无泥浆污染,最适合于城市人口密集区和西北、内蒙等干旱地区;振动小,噪声低,对附近居民的生活和身心健康影响小;钻孔进度快,尤其长螺旋钻
20、机,因其连续出土、机械化程度高,成孔速度远非其他类型的钻机可比;短螺旋钻机,因其出土不能连续,故成孔效率不及长螺旋钻机,但其成孔不用泥浆也不用水,故免去造浆加水的工序和时间,因此成孔效率也较同直径、同长度的其他钻机的成孔效率高;成孔造价较低(因无需浮渣的辅助材料和机具设备);因其成桩不是水下混凝土,混凝土质量好,故隐患少。缺点是:桩端或多或少留有虚土;长螺旋钻成桩的单方承载力(即桩单位体积提供的承载力)较打入式预制桩低;适用范围限制较大(有地下水的地区不能使用)。(2)正循环回转钻优点是:钻进与排渣同时连续进行,故正循环回转钻的成孔速度较快,钻孔深度较大,最大深度可达l00m。缺点是:需要设置
21、泥浆槽、沉淀池、储浆池等,施工场地占地面积较大,需要大量的水和泥浆原料:机具设备较复杂,机械故障较多;其最大缺点是由于泥浆较稠,故孔壁泥浆护壁层厚度长达5cm7cm,大大地降低了桩周摩擦力,因而正循环回转钻机发展趋势比较缓慢。(3)反循环回转钻优点是:排出钻渣连续性好,速度较正循环快,功效较高。目前此类钻机最大嵌岩桩钻孔孔径可达250cm,普通土层钻孔直径可达300cm,深度可达80m120m,钻进岩层的岩石强度达180MPa左右。这类钻机排渣不需要泥浆,在孔壁十分稳定的地层中甚至可以用清水;在孔壁不稳定的地层中,出于固壁的特殊需要,必须调制相对密度小于110的优质泥浆,但其造浆原材料的用量远
22、远低于正循环。反循环最大的优点是孔壁保护膜较薄,不减弱桩的摩擦力。其缺点是:扩孔率大于正循环,并且钻机结构复杂,造价偏高,特别是当钻孔直径达300cm和孔深达l00m以上时,造价会更高。尽管如此,目前反循环回转钻在公路桥梁钻孔桩成孔中仍然处于主导地位。(4)潜水钻潜水钻机分为正循环和反循环两种类型,其钻孔效率较一般正反循环回转钻均高些,钻具简单、轻便、易于搬运、噪声小,操作条件也有所改善。潜水钻机的成孔垂直度一般好于其他类型的钻机。其缺点是一旦发生坍孔埋钻事故,钻头难于取出,可能造成较大损失。(5)冲抓锥冲抓锥不需要钻杆,进尺加深时只需多松绳即可,提锥卸土也较方便。钻机结构及附属设备简单,制造
23、容易,造价低廉,能抓起粒径较大的碎石、卵石及软岩(风化岩),且无须大量的粘稠泥浆浮渣,不需占用大面积的用地,因此成孔比较经济,适用范围较广。其缺点是:因无钻杆导向,不能钻斜孔;钻孔深度超过20m后,钻孔进度大为降低。(6)冲击锥分为实心锥和空心锥(管锥)两种。前者的优点是适用的地层和土质广泛,可说是“无坚不摧”。当采用螺旋钻、回转钻、冲抓锥遇到大乱石、漂石时,只有换用实心冲击锥才能攻克。此外,冲击锥在下冲时有些钻渣被挤入孔壁,可起加强孔壁并增加土层与桩身问的侧摩阻力作用。其缺点是:钻普通土时,进度比其他方法都慢,也不能钻斜孔。空心冲击锥比实心冲击锥钻孔进度快,但因锥重较轻,因而不适用于漂石和岩
24、层;钻大直径的孔时,须采取先钻小孔逐步扩孔的方法。(7)钻斗钻成孔优点是:振动小,噪声低;最适宜于在硬质粘土中干钻(不要稳定液);可用比较小型的机械钻成较大直径(2m)、较大深度(约35m)的桩孔;机械安装比较简单;施工现场内移动机械方便;钻进速度较快;造价低;施工占地面积小;采用稳定液(优质泥浆)能确保孔壁不坍塌。其缺点是:在卵石(粒径l0cm以上)层中钻进很困难;稳定液管理不适当时,会产生坍孔;土层中有强承压水时,施工困难;由于使用了稳定液,增加了排土的困难:沉渣处理困难(需另配清孔机具);钻孔后的桩径,按地质情况的不同,可能比钻头直径达1020左右。(8)挖孔其优点是:无需钻孔设备,是用
25、人工和一般挖掘、起重工具即可;成孔后对土层情况可观察了解,对于岩溶等复杂地层灌注桩的成孔最为有利;孔形可圆、可方。缺点是:不适用于有大量地下水的土层,桩径深度一般也不宣超过15m,否则影响工人安全。根据以上各种钻(挖)孔方法的适用范围和优缺点,结合机具设备的供应情况、设计和工期要求及土层情况,要合理地选择钻孔方法,以保证工程效率和效益。2.6钻孔灌注桩的施工方法和施工技术2.6.1钻孔前的准备工作(1)钻机钻机按成孔方法和出渣的特点大体分为:螺旋钻、正循环回转钻、反循环回转钻、潜水钻、冲抓钻、冲击钻、钻头钻等(2)场地准备钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻
26、机移位要求、施工方法以及其他配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的高水位或潮水位,并高出其上0.5m1.0m。施工场地应按以下不同情况进行整理:(1)场地为旱地时,应平整场地,清除杂物,换除软土,夯打密实。钻机底座不宜真接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。(2)场地为陡坡时,可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。(3)场地为浅水时,宜采用筑岛方法。当水不深,流速不大,根据技术经济比较采取截流或临时改河方案有利且不影响群众利益时,也可改水中钻孔为旱地钻孔方案。(4)场地为深水或淤泥层较厚时,可搭水上工作平台。工作平台可用木桩、钢筋混凝土桩或钢管桩做
27、基桩,顶面纵横梁、支撑架可用木料、型钢、万能杆件、贝雷架片或其他材料搭设。平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作及灌注水下混凝土时可能发生的全部重力。要有足够的刚度,保持稳定,并考虑洪水季节能使钻机顺利进入和撤出场地。(5)如场地为深水,但水流平稳,水位升降缓慢,钻机可设在组合船舶或浮箱上,但必须锚固稳定,以免造成偏位、斜孔或其他事故。(6)场地为深水,流速较大,大河床尚平顺或可以整理平顺时,可采用钢丝网水泥薄壁浮运沉井。就位后,灌水、下沉、落床,然后在其顶面搭设工作平台,在底部开孔,安设护简。(7)在采用钢板桩围堰时,平台的平面设计应考虑插打钢板桩和沉放导向架的实际需要。(3)护筒(1)护
28、筒的作用护筒有固定桩位,引导钻头(锥)方向,隔离地面水免其流入井孔,保护孔口不坍塌,并保证孔内水位(泥浆)高出地下水或施工水位一定高度,形成静水压力(水头),以保护孔壁免于坍塌等作用。(2)一般要求用钢板或钢筋混凝土制成的埋设护筒,应坚实不漏水;护筒入土较深时,宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。护筒内径应比桩径稍大。护筒顶端宜高出地下水位1.5m2.0m。护筒的埋设深度:旱地或浅水处,对于粘质土不小于1.0 m1.5m;有冲刷影响的河床,应埋入局部冲刷线以下不小于1.0m1.5m。(4)泥浆(1)泥浆的作用和性能要求:钻孔泥浆由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成。在钻孔中,由于泥浆相
29、对密度大于水的相对密度,故护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用,泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮阻隔孔内外渗流,保护孔壁免于坍塌。此外,泥浆还起浮悬钻渣的作用,使钻进正常进行。在冲击和正循环回转钻进中,悬浮钻渣的作用更为重要。人力或机动推钻、反循环回转、冲抓钻进中,泥浆主要是起护壁作用,在较好的粘性土层中用以上方法钻进,还可用清水护壁而不必使用泥浆。因为在各种方法钻进中,泥浆起的作用不完全样,故对泥浆性能的要求也不相同。(2)泥浆的主要性能有:相对密度粘度静切力含砂率胶体率失水率酸碱度2.6.2钻孔灌注桩的施工工艺流程钻孔灌注桩的施工有很多工序,因成孔方法不同和现场情况各
30、异,施工工艺流程也不完全相同。现以平郏快速通道的钻孔灌注桩为例,具体的施工工艺流程图和质量控制措施如下:钻孔灌注桩施工的工艺流程如图12所示。场地处理制作护筒埋设护筒钻机就位钻 进 钻孔记录 首次清孔吊入探孔器、钢筋笼现场检查抗拉、水密试验安设导管、二次清孔砼拌制砼运输灌注水下砼试块留样拔除护筒 试块制作钻机移位试块检测破桩头桩 检12冲击钻钻孔桩施工工艺框图当同时进行几根桩或几个墩台施工时,要注意他们之间的密切配合,避免相互干扰和冲突,并尽可能地做到均衡适用机具和劳动力。从一根桩或一个墩台完成施工转到下一根桩或下一个墩台时,既要抓好新钻孔的工作,也要做好已成桩或墩台的养护和质量检查工作。2.
31、6.3冲击钻机成孔冲击钻机成孔工艺如下:(1)机具布置:机具布置随所用的钻机类型而异。冲击钻机一般都备有钻架。在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后,将钻机就位,立好钻架,对准桩孔中心,拉好风缆绳,就可开始冲击钻进。用简易式冲击钻机时,须自制钻架,钻架高度不宜小于7m钻架除应有足够的结构强度外,还应考虑承受反复冲击荷载的结构刚度。如不能满足上述要求时应采用风揽或撑杆等措施加固。(2)开孔:开钻时应先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位(河中水位)1.5m2.0m,并低于护筒顶
32、面0.3m以防溢出,掏渣后应及时补水。护筒底脚以下2m4m范围内属河床表面,一般比较松散,应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时,可按1:l投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。开孔或钻进遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石的比例,按上述方法进行处理,力求孔壁坚实。(3)用正式钻机正常钻进时,应注意以下事项:冲程应根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程(100cm),在通过松散砂、砂类土或卵石夹
33、土层中时宜采用中冲成(约75cm)。冲程过高,对孔底振动大,易引起坍孔。在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时,宜采用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石,将表面垫平,再用十字形钻锥进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故。要注意均匀的松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3cm5cm,应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏。松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。(4)用卷扬机简易钻机正常钻进时,除按正式
34、钻机钻进的要求外,并应注意以下事项:冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时,宜采用1m2m的中、小冲程,并加大泥浆稠度,反复冲击使孔壁坚实,防止坍孔。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入的泥浆稠度,并采用1m1.5m的小冲程,防止卡钻、埋钻。当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时,可采用4m5m大冲程,使卵石、漂石或基岩破碎。泥浆性能要求见前述。在任何情况下,最大冲程不宜超过6m,防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。为正确提升钻锥的冲程,宜在钢丝绳上油漆长度标志。在掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时,应由低冲程、逐渐加大到正常
35、冲程以免卡钻。(5)掏渣:破碎的钻渣,部分和泥浆一起被挤进孔壁,大部分靠掏渣筒清除出孔外,故在冲击相当时间后,应将冲击锥提出,换上掏渣筒,下入孔底掏取钻渣,倒迸钻孔外的倒渣沟中。管锥本身兼做掏渣筒,无须另换掏渣筒。当钻渣太厚时,泥浆不能将钻渣全部浮悬上来,钻锥冲击不到新土(岩)层上,还会使泥浆逐渐变稠,吸收大量冲击能,并妨碍钻锥转动,使冲击进尺显著下降,或有冲击成梅花孔、扁孔的危险,故必须按时掏渣。一般在密实坚硬土层每小时纯钻进小于5cml0cm、松软地层每小时纯钻进小于15cm30cm时,应进行掏渣。或每进尺0.5m1.0m时掏渣一次,每次掏45筒,或掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密
36、度恢复正常为止。在开孔阶段,为使钻渣挤入孔壁,可待钻进4m5m时再掏渣。正常钻进每班至少应掏渣一次。在松软土层,用管锥钻进比十字形冲击锥快,故掏渣应较勤。一般锥管内装满钻渣后,应立即提锥倒渣。管锥装满状态,可根据实际测定。掏渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度。投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。粘土来源困难的地方,为节约粘土,可将泥浆去渣净化后,再回流入孔中循环使用。泥浆去渣较简单方法如下:掏渣筒提出孔外后,放一细孔筛在孔口,使泥浆经过筛子漏回孔中,然后倒掉遗留在筛上的钻渣。在孔口放一盛渣盘,下接溜槽,盛渣盘和溜槽与水平成不大于的倾斜角。将掏渣简提到盛渣盘上,使渣浆
37、流到盘中,钻渣沉淀后,泥浆越过挡板,经溜槽留回孔中再用。(6)分级钻进:为适应钻机负荷能力,在钻大孔时,可分级扩钻到设计孔径,当用十字形钻锥钻150cm以上孔径时,一般分两级钻进。第一级钻透直径可为孔径的0.40.6倍。当用管锥钻70cm以上孔径时,一般分24级钻进。分级钻进,会产生大粒径的卵石掉入下一级己钻成的小孔中,造成扩钻困难,可在小孔钻成后向小孔填泥块到1413孔深处。一般先钻的孔只宜超前数米,随后即钻次级的孔;如超前过深,将使先钻的孔淤塞。(7)检孔:钻进中需用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的46倍。每钻进4m6m,接近及通过易缩孔(孔径减少)土层(
38、软土、软塑粘土、低液限粘土等)或更换钻锥前,都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锥时,应先用检孔器检孔到底后,才可放入新钻锥钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。当检孔器不能沉到原来钻达的深度,或大绳(拉紧时)的位置偏移护筒中心时,应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况,如不严重时,可调整钻机位置继续钻孔。不得用钻锥修孔,以防卡钻。(8)钻孔的安全要求:冲击锥起吊应平稳,防止冲撞护筒和护壁;进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生钻锥撞击人身事故;因故停钻时,孔口应加盖保护,严禁钻锥留在孔内,以防埋钻。(9)劳动组织冲击成孔所需的人员,视所用的机具、设备而定,一般情况是:用冲击钻机施工时,每
39、台班共3人,其中司机兼记录1人,投粘土兼掏渣2人。用卷扬机带动钻具施工时,每台班共计4人,其中司机2人轮流作息兼做记录,投粘土兼掏渣2人。另配备电焊工l2人,及时焊补冲击锥。2.6.4成孔质量控制补冲击锥钻孔灌注桩成孔质量控制如表编号项目允许偏差1孔的中心位置群桩:不大于10cm单排桩:不大于5cm2孔径不小于设计桩径3倾斜度直桩:小于1/100斜桩:不小于斜度的±2.5%4孔深摩擦桩:不大于设计规定柱桩:比设计深度超深不小于5cm5孔内沉淀土厚度摩擦桩:不大于设计规定或10cm-20cm柱桩:不大于设计规定6清孔后泥浆指标相对密度1.031.1;胶体率98% 粘度17s-20是;含砂率2%三、实习结果通过对钻孔灌注桩的施工技术与质量控制的分析与探讨,获得了具有工程实际意义的成果,主要结论如下:(1)对于钻孔灌注桩施工的质量控制,应该从钻孔的准备工作、钻机机型的选用、成孔工艺、成孔质量控制、常见事故的预防和处理、水下灌注混凝土配合比的设计、水下混凝土的浇注等各个方面进行全面的、综合的分析与控制,千万不
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