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文档简介
1、桩基施工技术交底 工程名称霍阿高速公路分部工程基础及下部结构分项工程名称冲击钻机施工技术交底技术交底内容:一.工程概况霍林河市特大桥中心里程为K31+624,长度为1537.2m。左幅6*(5*30)+3*30+3*40+4*30+2*(5*30)m,全桥共11联。右幅7*(5*30)+3*40+3*30+4*30+5*30m,全桥共11联。霍林河市特大桥基础结构主要为钻孔灌注桩;桥墩为肋式台、柱式墩;桥梁上部结构主要为装配式预应力混凝土连续箱梁(30m、40m箱梁)。桩基共计210根(其中1.2米桩16根,1.5米桩174根,1.8米桩18根,2.4米桩2根),本项目优先采用旋挖钻机,根据现
2、场实际地质情况配套采用冲击钻。钻孔灌注桩实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查32桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪:每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量:每桩测量34孔径(mm)不小于设计探孔器:每桩测量35钻孔倾斜度(mm)1%桩长,且不大于500用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查16沉淀厚度(mm)摩擦桩设计规定,设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤:每桩检查2支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪:测每桩骨架顶面高程后
3、反算1冲击钻施工工艺流程图见下图。二、冲击钻孔施工桩位测放埋设护筒桩位偏差验冲击钻进钻机就位终 孔清孔换浆下钢筋笼下导管、封砼 浇 灌导管拔出地面吊车移位砼 养 护原材料检验挖泥浆池钢筋检验砼配比确定计量投料砼搅拌砼坍落度泥浆搅拌钢筋下料焊接钢筋笼加工泥浆排放不合格合格不合格合格2.1施工准备2.1.1施工准备根据桩顶设计标高、自然地面高程,人工配合挖掘机平整场地,按钻孔平面布置修建钻孔机械进出道路。场地面积要满足摆放钻机、泥浆池及沉淀池的位置。2.1.2桩位测量放线准确地放出桩位,控制误差小于±5mm,桩位误差小于10mm,桩位用10mm,长35-40cm钢筋打入地面30mm,作为
4、桩的中心标记,然后在钢筋头周围按桩径洒白灰圆圈作为记号。2.1.3护筒制作及埋设精确定出桩位后,经现场监理工程师检查无误,埋设钢护筒;护筒采用5mm的钢板卷制而成,护筒内径比桩径大20cm,护筒顶要高出施工水位或地下水位2.0m,并高出施工原地面0.5m;护筒埋设位置必须准确,保证护筒中心和桩位中心重合,垂直度小于0.5%;护筒必须穿过淤泥质地层,护筒一般高为1.21.5m,具体可随桩位处的土质情况进行确定;在护筒的顶部要开设1个溢浆口,护筒顶面位置偏差不得大于5cm,护筒倾斜度不得大于1%;在护筒的上、中、下各加一道加劲筋,顶端焊两个吊环,一为起吊用,二为绑扎钢筋笼吊杆,压制钢筋笼的上浮,护
5、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。2.1.4泥浆制备制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键,也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮渣影响钻进,过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上,影响桩基混凝土的质量。成孔采用制备泥浆作为孔桩护壁,泥浆材料选用膨润土或粘土,制备泥浆在泥浆池内进行,每立方米泥浆需膨润土450500kg,加入适量烧碱可提高泥浆的粘度。 泥浆性能指标 制浆前,先把粘土块打碎,在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。为了回收泥浆原料和减少环境污染,均应设置泥浆循环净化系统。在钻进过程中,根据不同地层,保持一定的静水水头压力,按平衡钻进原理指导泥浆管理工作,尽量
6、利用地层粘土,自然造浆,泥浆稠度不能满足要求时,应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆,以提高泥浆稠度,确保钻进过程不塌孔,不缩孔。工程泥浆性能指标参考值见表1表1 工程泥浆性能指标指标地层一般地层松散易塌地层相对密度1.051.151.121.16粘度(Pas)18252428施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标,遇松散地层时,适当增大泥浆相对密度和粘度,保持孔内水头高度,尽量减轻冲液对孔壁的影响,同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。 泥浆性能参数 泥浆池可根据现场实际条件设置,泥浆性能参数参考值如下见表2表2 泥浆性能参数表土层性能粘性土砂土卵石泥浆比重1.05
7、1.101.15粘度()151616181825含砂量888pH888配比、水、膨润土、碱、CMC 100:6:3:0.8 100:6:3:0.8 100:10:1.8:0.8 100:15:1.8:0.82.2成孔施工2.2.1钻机就位 首先把钻机平台处必需碾压密实,进行桩位放样,并做好护桩。将钻机行驶到要施工的孔位,操作卷扬机,将钻头中心与钻孔中心对准,并放入孔内,调整钻机垂直度参数。2.2.2钻进作业钻机就位,立好钻架,对准桩孔中心,便可开始钻孔。开始时先在孔内灌注泥浆,泥浆比重等指标根据土层情况而定。如孔中有水、可直接投入粘土,用冲锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中,始终保持
8、孔内水位高出地下水位1.52.0m,并低于护筒顶面0.3m,以防溢出。护筒底脚下24m范围内一般比较松散易坍孔,按1:1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击钻锥,小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁,要重复回填反复冲击23次力求孔壁坚实。冲程根据土层情况分别调整,在通过土层中时,采用高冲程(100cm),在通过松散砂、砂砾石或卵石土层时采用中冲程(75 cm),在易坍塌或流砂地段用小冲程,并提高泥浆的粘度和比重。若遇倾斜岩层冲击面不平时,先投入粘土、小片石将表面垫平,再用十字型钻锥进行冲击钻进以防斜孔、坍孔。冲击钻进过程中注意均匀地松放钢丝绳的长度。在松软土层每次可松绳58cm,在密
9、实坚硬土层中每次可松绳35cm,防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大荷载而遭损坏。松绳过多,则会减少冲程降低钻进速度,甚至使钢丝绳发生纠缠。2.2.3清孔详细记录并绘制钻孔地质剖面图,挂在钻台上,以便对不同的地质情况选择适当钻进速度及适合的泥浆。在淤泥层、砂层、粘土层,采用笼形钻头钻进。在砂层较厚钻孔桩,则使用膨润土泥浆护壁,增大泥浆的比重,以确保顺利穿越砂层。 在钻进过程中,钻孔作业连续进行,不得中断,因故停钻时,要将钻头提起距离孔底4.0m以上,防止埋钻。护筒内保持一定水头高度,高于地下水位不得小1.5m。随时做好钻孔记录及取样记录,并保留样品。每钻进5m用检孔器检查
10、一次孔的垂直度,经常检查泥浆质量。钻孔深度达到设计要求后,对孔深、孔径、孔位、孔形等进行检查,填写终孔检查证,经监理工程师签证认可后,进行孔底清碴和灌注水下砼准备工作。当钻进至设计标高或达到要求岩层后报请监理工程师终孔,并进行终孔检查,作好记录,进行清孔作业。使泥浆比重到小于1.15。为准确判定孔底碴是否清完,还需用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔,若两次测孔深度相同并与终孔数字相符时则证明孔碴已清理干净,否则还需继续清至达到要求,沉碴厚度不得大于5cm。 钻孔桩终孔后采用换浆法进行清孔。清孔后的沉碴要满足设计要求,经监理工程师签认后灌注水下砼。 清孔后的泥浆性能指标:泥浆比重不大于1.10,
11、含砂率小于2%,粘度17-20s,胶体率大于98%,孔底沉碴厚度柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于10cm,对于冲击钻成孔的桩,清孔后泥浆的相对密度可适当提高,但不宜超过1.15。2.3钢筋笼制作与安装2.3.1钢筋笼的制作钢筋笼在现场钢筋加工场上集中制作,加强箍筋间距为2m,为环状,其四周分设4根定位钢筋;外箍筋采用螺旋形式;钢筋笼的主筋尽量为整根,分段施工时,钢筋采用搭接焊接头。所有搭接焊缝长度应满足设计规范要求,焊接时不得咬伤竖筋。钢筋笼加工过程中按设计要求埋设预埋筋。钢筋笼宜采用整节制作,整体吊装入孔。吊装过程中确保钢筋笼刚度满足要求。钢筋笼制作完后,逐节进行检验。当钢筋有焊接接头时,50
12、cm范围内,同一根钢筋不得有两个接头。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不超过受力钢筋总截面积的50%。主筋搭接采用双面焊,焊缝长度大于5倍的钢筋直径,焊缝高度大于0.3倍钢筋直径,焊缝宽度大于0.7倍钢筋直径。两搭接钢筋中心位于同一轴线上。2.3.2声测管安装桩径<1.8m时,检测管采用3根;桩径1.8m时,检测管采用4根。声侧管应牢固绑扎在钢筋笼的内侧,随钢筋笼分段安装,管与管应互相平行、定位准确,并埋设至桩底,因桩基底部有素混凝土段,需要将绑扎声测管的主筋延长至桩底上方20cm处,并在钢筋底部加一箍筋,防止素混凝土段声测管破裂。检测管外径54mm,上端高出桩基顶面必须30cm,接头
13、处采用钳压式连接。声侧管底部应采用焊接盲盖或钢板来保证密封。声测管每埋设一节应向管内加注清水,安装完毕后应将上口加盖或加塞封闭,以免浇筑混凝土时落入异物,致使孔道堵塞。2.3.3钢筋笼的吊装和放置钢筋笼吊装之前,先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符,主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物,如突出尖石、树根等,以确保钢筋笼的安装。为确保钢筋起吊时不变形,采用两点水平起吊,起吊吊点应设在加劲筋部位,待骨架立直后,由上吊点吊入孔内。钢筋笼下放要严格控制主筋位置,按设计要求放置,到位后,要采取固定措施,使用两根直径32mm钢筋接长主筋焊接在护筒内壁或钻机底盘上,防止浇注砼
14、时钢筋笼上浮。2.4水下混凝土的灌注采用导管法灌注钻孔桩水下混凝土。混凝土采用HATJ-4标拌合站混凝土,砼搅拌运输车运输,直接或泵送灌注。导管和储料漏斗的制备导管是灌注砼的重要工具,用3mm厚钢板卷制焊成,导管内径为250mm,导管中间节长为2.5m,导管上部配置23根0.51.0m的短节,用于调整导管的总长度。中间节采用法兰接。上下两节法兰间垫以4-5mm厚橡胶垫圈。导管使用前应试拼、试压,确保导管水密、承压和接头抗拉拔强度满足要求,并试验隔水栓能否顺利通过,试水压力为0.61.0MPa。导管应安装在钻孔桩的中心,由稳固架支固。导管的底部至孔底的距离为300500mm。导管安装完毕后,再次
15、检查孔底沉渣和孔底泥浆的情况,检查合格后方可进行混凝土灌注工作。为了保证水下混凝土的质量,贮斗内混凝土的初存量要保证首次灌注时导管底端能埋入混凝土中1m以上。随着混凝土的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底端要始终埋入混凝土面以下26m,严禁把导管提出混凝土面。灌注时设专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和计算混凝土的灌注方量。当井孔混凝土面接近和进入钢筋骨架时,宜使导管保持较大埋深,并放慢灌注速度。待井孔混凝土面进入钢筋骨架下4m以上时,提升导管,使钢筋骨架底端埋入混凝土一定深度后,即可恢复正常灌注速度。混凝土灌注过程应连续进行,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间,确保在首盘混凝土初凝前完成整根
16、桩的灌注。灌注过程中,应尽量使导管位于孔中央,防止导管刮擦到钢筋笼导致钢筋笼上浮。并不得向孔内掉落杂物,泥浆引流至适当地点处理,以防止污染。灌注的桩顶标高应比设计高出0.51.0m。以确保桩顶混凝土质量。在拌制和灌注过程中应经常检查混凝土的质量,检查混凝土原材料的品种、规格和用量,每一工作班的检查次数不得少于二次。混凝土的坍落度每个工班检查也不小于二次。混凝土灌注结束24h内,5m范围内的桩基不得施工。2.5桩头处理和检测待钻孔灌注桩的混凝土强度达50%以后,对桩头进行处理,采用风镐凿除桩头泥浆混凝土,确保桩顶无松散混凝土,桩顶标高符合设计要求,待桩头处理完毕后,按设计要求对桩进行检测。2.6
17、施工注意事项 护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责,严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。 泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。 钻机因故停止钻孔时,应设专人值班补浆,防止塌孔事故。 钢筋笼或探孔器向孔内放置时,应由吊车吊起,将其垂直、稳定放入孔内,避免碰坏孔壁,使孔壁坍塌,在砼浇筑时出现废桩事故。钻孔成孔后要及时灌注,不得过夜,以免造成缩径和塌孔。根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。测绳要定期用钢尺校验,当更换测绳、搭接测绳或其他不明情况发生时,要随时用钢尺检验。混凝土灌注完毕,开始初凝,
18、即割断钢筋笼挂环,使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,及钢筋与混凝土的粘结力。灌注导管使用后要及时用水清洗,管壁、法兰盘要经常检查,随时清除砂眼、接口变形等隐患,破损的胶垫和连接螺栓要及时更换。三、事故预防及处理措施3.1坍孔原因分析挖埋式护筒底部和四周粘土夯填不密实,护筒底部埋设在砂类等透水层中或杂填土等易坍地层中。钻孔桩在成孔过程中或成孔后,孔内水位高度不够,低于地下水位,不足以平衡水头压力。当钻至砂类等强透水层时,泥浆补给不足引起孔内水位急剧下降。出现较强承压水时,易导致孔底翻砂和孔壁坍塌。钻孔附近有较大的振动或成孔后附近地面载重量过大。泥浆比重偏小。成孔速度过快,尤其是钻至砂类等强透水层时,
19、在孔壁上来不及形成泥膜保护层。在吊放钢筋笼时,钢筋笼不垂直,下放时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。工序安排不合理,成孔后不能及时灌注混凝土,造成成孔与灌注间孔的静置时间过长。预防措施埋设护筒时,严格按交底要求操作,对护筒直径外60cm范围内的杂填土进行换填,换填深度至原状土层下1020cm。换填采用粘土,每20cm一层,采用气夯进行分层夯实,夯填的密实度要求同台背填土的一致。夯填时,应在护筒四周对称均衡地进行,防止护筒变形或位移,夯填应密实不渗水。孔内水位必须稳定地高出孔外地下水位2.0m以上,并不得低于护筒底部,同时,随时调节补充孔内水位。泥浆泵等钻孔配套设备能量应有一定的安全系数,并应有备用设
20、备,以应急需。施工通道的布置应离孔位有2.0m以上的距离,尤其是地表下有淤泥质粘土之类的软弱土层时更应注意。应根据不同土层采用不同的泥浆比重,易坍地层采用比重较大的泥浆。应根据不同的土层采用不同的钻进速度,如在砂性土或含少量卵石土层中钻进时,可用一或二档钻速,并控制进尺。在地下水位较高的粉砂中钻进时,宜采用低档慢速钻进,同时加大泥浆比重和提高孔内水位。钢筋笼的吊放,应保证垂直。在钢筋笼下放时应保持钢筋笼位于孔位中心,避免碰坍孔壁。钢筋笼下放速度不应过快,同时应人工配合保证钢筋笼位于孔位中心。钢筋笼下放不顺时,严禁强制下放,可根据实际情况进行分析、处理。尽量缩短成孔至灌注混凝土间的间隔时间,合理
21、安排渣土的清运速度,作到孔成渣清,同时根据吊装能力适当增加钢筋笼的每节长度,以缩短连接时间。3.2钻孔漏浆原因分析护筒埋置深度不够,或护筒底为透水砂层或杂填土层等,泥浆从护筒底部向外流失。护筒制作粗拙,接头和纵向拼缝处不严密,使泥浆产生渗漏。当钻进至砂类等强透水层时,没有及时调整泥浆比重,泥皮形成不到位。发生坍孔情况。预防措施成孔过程中护筒内保持适当的静水压力(80120cm)。在安置护筒前,严格验收护筒的制作质量,并在纵、横接缝处设置止水垫片。加稠泥浆,放慢钻进速度,钻至护筒刃脚处回填粘土,反复冲击,增强护壁效果。当钻进至砂类等强透水层时,加大泥浆比重,同时及时向孔内补充泥浆。3.3成孔偏斜
22、原因分析施工场地不平整,不坚实,发生不均匀沉降,导致钻杆不垂直。钻机部件磨损,接头松动,钻杆弯曲或钻杆安装不垂直。钻头晃动偏离轴线,扩孔较大。有地下障碍物,把钻头挤向一侧。预防措施钻机就位时,应使转盘、底座水平、使天轮的轮缘、钻杆底卡盘和护筒的中心在同一垂直线上,并在钻进过程中防止位移。 场地平整坚实,承载力应满足要求,在发生不均匀沉降时,必须随时调整,保证钻杆垂直。 机械使用前需对各部位进行认真检查,不满足要求或磨损严重的零部件应及时更换。 钻头插销应保证接触紧密,防止钻头晃动偏离轴线。 遇障碍物时,应及时采取措施清除,然后再进行钻进。 钻机每次出渣后入孔时应保证位于孔位中心,防止偏离轴线。
23、 钻进过程中,应随时检查钻杆的垂直度。3.4缩孔原因分析软土层受地下水位影响和周边承载、振动的影响,造成松坍缩孔。塑性土膨胀,造成缩孔。预防措施成孔过程中或成孔后发现钻孔桩有缩径现象后,采用钻头上下反复扫孔,将孔径扩大至设计要求。3.5孔深不足原因分析孔壁坍塌,土方、淤泥积于孔底。清孔不足,孔底回淤。预防措施钢筋笼的吊放,应保证垂直,分节钢筋笼焊接接长时,上下两节钢筋笼应垂直焊接,避免弯折。在钢筋笼下放时应保持钢筋笼位于孔位中心,避免碰坍孔壁。 钢筋笼下放前,测量孔深,发现沉渣过厚,采用钻机进行掏渣。灌注前必须进行二次清孔,清孔后保证沉渣厚度达到设计要求。 尽量缩短成孔至灌注混凝土的间隔时间,
24、以免沉渣过厚或造成坍孔。3.6钢筋笼变形 原因分析 钢筋笼分段太长,在堆放时支垫不平或支垫间距过大,造成变形。 钢筋笼在运输过程中支点间距过大,造成弯曲。 钢筋笼在吊装过程中未严格遵守技术规程,没有采用四吊点的起吊方式,产生变形。 钢筋笼的焊接质量达不到规范要求,造成钢筋笼整体性差,在运输、起吊过程中开焊、解体,造成弯折现象。 钢筋笼变截面处没有采用加强措施,起吊时造成弯折。防治措施 钢筋笼过长时,应分节制作,分节吊装,然后在孔口焊接。 应按技术规范要求,加强焊接质量,加强箍筋必须与主筋焊接牢固。 在安装钢筋笼时,宜设置临时吊装扁担,以增加刚度,变截面处加设方木或杉木杆,增强刚度。 钢筋笼加工
25、完毕后,要保证存放场地平整,以免变形。3.7钢筋笼位置偏差 原因分析 钢筋笼上未设置垫块或垫块设置数量不足,不能有效控制混凝土保护层厚度。 桩孔本身有较大的偏差。 钢筋笼未垂直吊放入孔,而是斜插入孔内或钢筋笼入孔偏移孔位中心线。防治措施在钢筋笼上,应每隔2.0m的距离设置一组垫块,每组垫块4个,以此控制混凝土的保护层厚度。 钢筋笼吊放时应保证垂直状态,并使钢筋笼的平面位置对准桩孔轴线,在吊放时应缓慢进行,人工控制防止偏移。 偏差的桩位应在垂直状态时吊放钢筋笼入孔。 在钢筋笼顶设置专门的笼顶平面位置定位措施,如钢筋等。3.8钢筋笼上浮原因分析 混凝土在进入钢筋笼底部时灌注速度太快。 钢筋笼未采取
26、固定措施。防治措施 当混凝土上升到接近钢筋笼下端时,应放慢灌注速度,以免钢筋笼顶托而上浮。当钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时,在提升导管,减少导管埋入深度,应缓慢进行,使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度灌注、提升,在通常情况下,可防止钢筋笼上浮。 灌注混凝土前,应对钢筋笼采取充分的加固措施,将钢筋笼固定在孔位护筒上,可防止上浮。3.9断桩 原因分析 混凝土坍落度太小,骨料太大,运输距离过长,混凝土和易性差,致使导管堵塞,疏通堵管再浇筑混凝土时,中间就会形成夹泥层。 计算导管埋管深度时出错,或盲目提升导管,使导管脱离混凝土面,再浇筑混凝土时,中间就会形成夹泥层。 钢筋笼将导管卡住,
27、强力拔管时,使泥浆混入混凝土。 导管连接不紧,接头处渗漏,泥浆进入管内,混入混凝土中,造成断桩。 混凝土供应中断,不能连续灌注,中断时间过长,造成堵管事故。 导管提升不及时,造成埋入过深,拔不出管或强力拔断导管,造成断桩。 预防措施 混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配制,并每车测试坍落度,保证混凝土的和易性良好;同时漏斗上设置铁箅子,防止骨料太大,堵塞导管。 严禁不经测算盲目提拔导管,每次提升导管均应经过工序工程师实测、计算后确定提升高度,防止导管脱离混凝土面。 钢筋笼主筋接头要焊平,导管要保证位于孔位中心线上,以免提升导管时,导管挂住钢筋笼。 灌注混凝土应使用经过水密、承压和接头抗
28、拉拔试验并合格的导管。 灌注混凝土时,应与混凝土搅拌站提前联系,保证供应。 砼灌注过程中,并及时提升导管,防止埋置过深,导管在混凝土中的埋置深度以2.06.0m为宜。四、质量检验标准钻孔灌注桩实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查32桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪:每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量:每桩测量34孔径(mm)不小于设计探孔器:每桩测量35钻孔倾斜度(mm)1%桩长,且不大于500用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查16沉淀厚度(mm)摩擦桩设
29、计规定,设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤:每桩检查2支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪:测每桩骨架顶面高程后反算1五、安全保证措施 安全保证措施钻机安装时,机架应垫平,保持稳定,不得产生位移或沉陷;钻孔桩基础施工中,钻速不得过快或骤然变速;孔内弃土不得堆积在钻孔周围;钻孔桩采用对角线法施工,以免渗水和土体的滑移;围护结构钢筋的保护:钢筋笼在制作、运输和安装过程中,采取防止变形措施,在钢筋笼环向支撑筋内加六角支撑钢筋,在竖筋外侧加定位筋,以保证其位置的准确,并保护钢筋笼,钢筋笼入孔采取吊车平衡起吊,不得在地上拖,或斜向入孔,钢筋笼孔口焊接时要对正拉直,
30、下端钢筋笼用横管,通过加强钢筋挂住。钢筋笼下完后,要将表面的预留钢筋固定,防止砼浇注过程中上浮。施工人员须佩带安全帽,确保人身安全;交底单位:中铁一局霍阿公路HATJ-4标项目经理部交底人: 2016年 5月 5日交底对象:桥梁一队受交底人: 2016年 5月 5日 一式两份,施工队一份,项目部存档一份。桩基施工技术交底 工程名称霍阿高速公路分部工程基础及下部结构分项工程名称旋挖钻机施工技术交底技术交底内容:一、工程概况霍林河市特大桥中心里程为K31+624,长度为1537.2m。K31+624霍林河市特大桥:左幅2×(5×30)+3×40+5×30+3
31、×40+6×30+2×40+3×30+(25+2×40)+2×(4×29.6)+(4×29.6+29.8)m,预应力混凝土连续箱梁,全桥共12联。右幅2×(5×30)+3×40+5×30+3×40+3×30+3×40+ 4×29.6+(2×40+25)+2×40.4+5×29.6+(5×29.6+29.8)m),全桥共12联。霍林河市特大桥基础结构主要为钻孔灌注桩;桥墩为肋式台、柱式墩;桥梁上部结
32、构主要为装配式预应力混凝土连续箱梁(30m、40m箱梁)。桩基共计204根(其中1.2米桩16根,1.5米桩174根,1.8米桩58根,2.4米桩2根),本项目优先采用旋挖钻机,根据现场实际地质情况配套采用冲击钻。钻孔灌注桩实测项目项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查32桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪:每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量:每桩测量34孔径(mm)不小于设计探孔器:每桩测量35钻孔倾斜度(mm)1%桩长,且不大于500用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩
33、检查16沉淀厚度(mm)摩擦桩设计规定,设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤:每桩检查2支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪:测每桩骨架顶面高程后反算1旋挖钻施工工艺流程图见下图。施工准备确定桩位埋设护桩筒埋设护筒钻机就位、校正自检后报监理审批截桩头、桩检测中间交工验证水下混凝土灌注钻孔、成孔二次清孔搭设平台、安装料斗自检后报监理审批清孔自检后报监理审批水下混凝土灌注记录钻机准备清孔机具准备导管试拼、准备平台材料、漏斗准备钢筋笼制作泥浆制作检查记录填写制作混凝土试件成孔记录填写钻机移位护筒制作安放导管自检后报监理审批、安放钢筋笼二、旋挖钻孔桩施工2.1施工
34、准备2.1.1施工准备根据桩顶设计标高、自然地面高程,人工配合挖掘机平整场地,按钻孔平面布置修建钻孔机械进出道路。场地面积要满足摆放钻机、泥浆池及沉淀池的位置。2.1.2桩位测量放线准确地放出桩位,控制误差小于±5mm,桩位误差小于10mm,桩位用10mm,长35-40cm钢筋打入地面30mm,作为桩的中心标记,然后在钢筋头周围按桩径洒白灰圆圈作为记号。2.1.3护筒制作及埋设精确定出桩位后,经现场监理工程师检查无误,埋设钢护筒;护筒采用5mm的钢板卷制而成,护筒内径比桩径大20cm,护筒顶要高出施工水位或地下水位2.0m,并高出施工原地面0.3m;护筒埋设位置必须准确,保证护筒中心
35、和桩位中心重合,垂直度小于0.5%;护筒必须穿过淤泥质地层,护筒一般高为1.21.5m,具体可随桩位处的土质情况进行确定;在护筒的顶部要开设1个溢浆口,护筒顶面位置偏差不得大于5cm,护筒倾斜度不得大于1%;在护筒的上、中、下各加一道加劲筋,顶端焊两个吊环,一为起吊用,二为绑扎钢筋笼吊杆,压制钢筋笼的上浮,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。2.1.4泥浆制备制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键,也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮渣影响钻进,过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上,影响桩基混凝土的质量。成孔采用制备泥浆作为孔桩护壁,泥浆材料选用膨润土或粘土,制备
36、泥浆在泥浆池内进行,每立方米泥浆需膨润土450500kg,加入适量烧碱可提高泥浆的粘度。 泥浆性能指标 制浆前,先把粘土块打碎,在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。为了回收泥浆原料和减少环境污染,均应设置泥浆循环净化系统。在钻进过程中,根据不同地层,保持一定的静水水头压力,按平衡钻进原理指导泥浆管理工作,尽量利用地层粘土,自然造浆,泥浆稠度不能满足要求时,应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆,以提高泥浆稠度,确保钻进过程不塌孔,不缩孔。工程泥浆性能指标参考值见表1表1 工程泥浆性能指标指标地层一般地层松散易塌地层相对密度1.051.151.121.16粘度(Pas)18252428施工中根
37、据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标,遇松散地层时,适当增大泥浆相对密度和粘度,保持孔内水头高度,尽量减轻冲液对孔壁的影响,同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。 泥浆性能参数 泥浆池可根据现场实际条件设置,泥浆性能参数参考值如下见表2表2 泥浆性能参数表土层性能粘性土砂土卵石泥浆比重1.051.101.15粘度()151616181825含砂量888pH888配比、水、膨润土、碱、CMC 100:6:3:0.8 100:6:3:0.8 100:10:1.8:0.8 100:15:1.8:0.82.2成孔施工2.2.1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
38、水平面上,动力头施工方向应和履带板方向平行,切不可垂直,开钻前调整好机身前后左右的水平。2.2.2钻进作业旋挖钻机采用筒式钻斗。开钻前找准桩位并拉好“十”字线,对准桩位后,利用自动控制系统调整其垂直度,在护筒注满泥浆后,开始钻进,当钻头下降到预定深度后,旋转钻斗并施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,提升钻斗将土卸于堆放地点,继续开挖,边挖边补充泥浆,保证在提钻后液面高于护筒底面,并始终高于地下水位11.5m的水头高度,保证孔壁稳定性,同时根据土质情况调整泥浆比重。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔。桩深达到设计要求后,检验桩径、桩位偏差、垂
39、直度、泥浆厚度等并做好记录,合格后进行清孔换浆,以降低孔内泥浆比重,减少沉渣厚度。准确测量孔深,计算沉渣厚度不得大于5cm。在开始钻进或穿过软硬层交界处时,为保持钻杆竖直,宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时,可能是遇到硬石、石块或硬物,这时应立即提钻检查,等查明原因并妥善处理后再钻,以免导致桩孔严重倾斜、偏移,甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。钻进过程中应随时清除孔口积土和地面散落土。遇到孔内渗水、塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔内提出,研究妥善处理。在有浆钻孔时要合理控制钻斗的升降速度主要指标参考值见表3,钻斗控制转速参考值见表4。表3 钻斗升降速度参考值表 钻斗升降速度空钻斗升
40、降速度桩径(mm)升降速度(ms)桩径(mm)升降速度(ms)7000.9737001.218000.9738001.2110000.85810001.0212000.74812000.8315000.57515000.8320000.43820000.6225000.23125000.31表4 钻斗转速参考值表 地层土质转速(rmin)表层土,粘土类粉质粘土010淤泥质粉质土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土等020砂质粉土夹粉砂、粉土、粉砂粉质粘土类等015粉细砂、粉砂、粗砂等08钻进过程中应认真填写钻进记录,详细记录地层变化情况、出现的有关问题及处理措施和效果,当发现地层异常时,应及时通知现场技
41、术人员。钻机操作手或班长必须在记录上签字。当成孔深度达到设计深度后,由项目部技术员进行成孔质量检验符合设计、规范要求后,请监理复检认可。2.2.3清孔清孔采用两次清孔,成孔深度达到设计要求后,用带有活门的筒形钻进行清孔换浆工作。边注边抽,保证在孔底500mm 内,稳定液比重小于1.20,粘液不大于28s,砂率不大于4%,沉渣厚度5cm时,完成第一次清孔,并用测绳测定成孔深度。第二次清孔在导管安装完毕,灌注水下混凝土之前进行,清孔方法:孔径大于800mm时,采用空吸泵反循环方式、导管空气升液排渣法清孔。 清孔后要对钻孔进行检查,孔的平面位置在各方向的误差均为50mm,钻孔直径应不小于桩的设计直径
42、。清孔后的泥浆性能指标:泥浆比重不大于1.10,含砂率小于2%,粘度17-20s,胶体率大于98%,孔底沉碴厚度柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于10cm。2.2.4钻孔出土清理钻孔出土时,钻机动力头可左右摆动,钻头提出孔口后,钻头摆向一侧,反转甩土。在地下水位下施工时,由于钻头反复摆动和重新对孔位,极易损伤孔壁,造成塌孔。因此,钻机出土时应限制机头的摆动,在孔口设立专门的出土装置,钻头只进行垂直上下往复运动,不作水平向摆动。2.3钢筋笼制作与安装2.3.1钢筋笼的制作钢筋笼在现场钢筋加工场上集中制作,加强箍筋间距为2m,为环状,其四周分设4根定位钢筋;外箍筋采用螺旋形式;钢筋笼的主筋尽量为整根,
43、分段施工时,钢筋采用搭接焊接头。所有搭接焊缝长度应满足设计规范要求,焊接时不得咬伤竖筋。钢筋笼加工过程中按设计要求埋设预埋筋。钢筋笼宜采用整节制作,整体吊装入孔。吊装过程中确保钢筋笼刚度满足要求。钢筋笼制作完后,逐节进行检验。当钢筋有焊接接头时,50cm范围内,同一根钢筋不得有两个接头。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不超过受力钢筋总截面积的50%。主筋搭接采用双面焊,焊缝长度大于5倍的钢筋直径,焊缝高度大于0.3倍钢筋直径,焊缝宽度大于0.7倍钢筋直径。两搭接钢筋中心位于同一轴线上。2.3.2声测管安装桩径<1.8m时,检测管采用3根;桩径1.8m时,检测管采用4根。声侧管应牢固绑扎
44、在钢筋笼的内侧,随钢筋笼分段安装,管与管应互相平行、定位准确,并埋设至桩底,因桩基底部有素混凝土段,需要将绑扎声测管的主筋延长至桩底上方20cm处,并在钢筋底部加一箍筋,防止素混凝土段声测管破裂。检测管外径54mm,上端高出桩基顶面必须30cm,接头处采用钳压式连接。声侧管底部应采用焊接盲盖或钢板来保证密封。声测管每埋设一节应向管内加注清水,安装完毕后应将上口加盖或加塞封闭,以免浇筑混凝土时落入异物,致使孔道堵塞。2.3.3钢筋笼的吊装和放置钢筋笼吊装之前,先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符,主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物,如突出尖石、树根等,以确保钢筋
45、笼的安装。为确保钢筋起吊时不变形,采用两点水平起吊,起吊吊点应设在加劲筋部位,待骨架立直后,由上吊点吊入孔内。钢筋笼下放要严格控制主筋位置,按设计要求放置,到位后,要采取固定措施,使用两根直径32mm钢筋接长主筋焊接在护筒内壁或钻机底盘上,防止浇注砼时钢筋笼上浮。2.4水下混凝土的灌注采用导管法灌注钻孔桩水下混凝土。混凝土采用HATJ-4标拌合站混凝土,砼搅拌运输车运输,直接或泵送灌注。导管和储料漏斗的制备导管是灌注砼的重要工具,用3mm厚钢板卷制焊成,导管内径为250mm,导管中间节长为2.5m,导管上部配置23根0.51.0m的短节,用于调整导管的总长度。中间节采用法兰接。上下两节法兰间垫
46、以4-5mm厚橡胶垫圈。导管使用前应试拼、试压,确保导管水密、承压和接头抗拉拔强度满足要求,并试验隔水栓能否顺利通过,试水压力为0.61.0MPa。导管应安装在钻孔桩的中心,由稳固架支固。导管的底部至孔底的距离为300500mm。导管安装完毕后,再次检查孔底沉渣和孔底泥浆的情况,检查合格后方可进行混凝土灌注工作。为了保证水下混凝土的质量,贮斗内混凝土的初存量要保证首次灌注时导管底端能埋入混凝土中1m以上。随着混凝土的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底端要始终埋入混凝土面以下26m,严禁把导管提出混凝土面。灌注时设专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和计算混凝土的灌注方量。当井孔混凝土面接近和
47、进入钢筋骨架时,宜使导管保持较大埋深,并放慢灌注速度。待井孔混凝土面进入钢筋骨架下4m以上时,提升导管,使钢筋骨架底端埋入混凝土一定深度后,即可恢复正常灌注速度。混凝土灌注过程应连续进行,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间,确保在首盘混凝土初凝前完成整根桩的灌注。灌注过程中,应尽量使导管位于孔中央,防止导管刮擦到钢筋笼导致钢筋笼上浮。并不得向孔内掉落杂物,泥浆引流至适当地点处理,以防止污染。灌注的桩顶标高应比设计高出0.51.0m。以确保桩顶混凝土质量。在拌制和灌注过程中应经常检查混凝土的质量,检查混凝土原材料的品种、规格和用量,每一工作班的检查次数不得少于二次。混凝土的坍落度每个工班检查也不小于
48、二次。混凝土灌注结束24h内,5m范围内的桩基不得施工。2.5桩头处理和检测待钻孔灌注桩的混凝土强度达50%以后,对桩头进行处理,采用风镐凿除桩头泥浆混凝土,确保桩顶无松散混凝土,桩顶标高符合设计要求,待桩头处理完毕后,按设计要求对桩进行检测。2.6施工注意事项 护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责,严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。 为防止钻斗内的土砂掉落到孔内,使泥浆性质变坏或沉淀到孔底,斗底活门在钻进过程中始终应保持关闭状态。 钻机施工中检查钻斗,发现侧齿磨怀,钻斗封闭不严时必须及时整修。 泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散
49、。为防止快速地上下移动钻斗,水流以较快的速度在钻斗外侧和孔壁之间的空隙中流动导致冲刷孔壁,和上下提钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌,应按孔径的大小及土质的情况来调整钻斗的升降速度。钻机因故停止钻孔时,应设专人值班补浆,防止塌孔事故。钢筋笼或探孔器向孔内放置时,应由吊车吊起,将其垂直、稳定放入孔内,避免碰坏孔壁,使孔壁坍塌,在砼浇筑时出现废桩事故。钻孔成孔后要及时灌注,不得过夜,以免造成缩径和塌孔。根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。测绳要定期用钢尺校验,当更换测绳、搭接测绳或其他不明情况发生时,要随时用钢尺检验。混凝土灌注完毕,开始初凝,即割断钢
50、筋笼挂环,使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,及钢筋与混凝土的粘结力。灌注导管使用后要及时用水清洗,管壁、法兰盘要经常检查,随时清除砂眼、接口变形等隐患,破损的胶垫和连接螺栓要及时更换。三、事故预防及处理措施3.1坍孔原因分析挖埋式护筒底部和四周粘土夯填不密实,护筒底部埋设在砂类等透水层中或杂填土等易坍地层中。钻孔桩在成孔过程中或成孔后,孔内水位高度不够,低于地下水位,不足以平衡水头压力。当钻至砂类等强透水层时,泥浆补给不足引起孔内水位急剧下降。出现较强承压水时,易导致孔底翻砂和孔壁坍塌。钻孔附近有较大的振动或成孔后附近地面载重量过大。泥浆比重偏小。成孔速度过快,尤其是钻至砂类等强透水层时,在孔壁上
51、来不及形成泥膜保护层。在吊放钢筋笼时,钢筋笼不垂直,下放时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。工序安排不合理,成孔后不能及时灌注混凝土,造成成孔与灌注间孔的静置时间过长。预防措施埋设护筒时,严格按交底要求操作,对护筒直径外60cm范围内的杂填土进行换填,换填深度至原状土层下1020cm。换填采用粘土,每20cm一层,采用气夯进行分层夯实,夯填的密实度要求同台背填土的一致。夯填时,应在护筒四周对称均衡地进行,防止护筒变形或位移,夯填应密实不渗水。孔内水位必须稳定地高出孔外地下水位2.0m以上,并不得低于护筒底部,同时,随时调节补充孔内水位。泥浆泵等钻孔配套设备能量应有一定的安全系数,并应有备用设备,以应
52、急需。施工通道的布置应离孔位有2.0m以上的距离,尤其是地表下有淤泥质粘土之类的软弱土层时更应注意。应根据不同土层采用不同的泥浆比重,易坍地层采用比重较大的泥浆。应根据不同的土层采用不同的钻进速度,如在砂性土或含少量卵石土层中钻进时,可用一或二档钻速,并控制进尺。在地下水位较高的粉砂中钻进时,宜采用低档慢速钻进,同时加大泥浆比重和提高孔内水位。钢筋笼的吊放,应保证垂直。在钢筋笼下放时应保持钢筋笼位于孔位中心,避免碰坍孔壁。钢筋笼下放速度不应过快,同时应人工配合保证钢筋笼位于孔位中心。钢筋笼下放不顺时,严禁强制下放,可根据实际情况进行分析、处理。尽量缩短成孔至灌注混凝土间的间隔时间,合理安排渣土的清运速度,作到孔成渣清,同时根据吊装能力适当增加钢筋笼的每节长度,以缩短连接时间。3.2钻孔漏浆原因分析护筒埋置深度不够,或护筒底为透水砂层或杂填土层等,泥浆从护筒底部向外流失。护筒制作粗拙,接头和纵向拼缝处不严密,使泥浆产生渗漏。当钻进至砂类等强透水层时,没有及时调整泥浆比重,泥皮形成不到位。发生坍孔情况。预防措施成孔过程中护筒内保持适当的静水压力(80120cm)。在安置护筒前,严格验收护筒的制作质量,并在纵、横接缝处设置止水垫片。加稠
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