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施工作业指导书——旋挖钻灌注桩

发布时间:2019-4-2  新闻类别:行业动态 点击次数:119

一、技术要求


1、桩深达到设计要求后,必须检查桩径、垂直度、泥浆比重等指标,做好记录,合格后进行清孔换浆。


2、按设计图纸及规范要求进行钢筋笼制作,并按设计要求设计垫块。


3、混凝土灌注要及时进行,灌注混凝土前沉碴厚度必须满足设计要求。


二、施工程序


施工准备→测量放样→钢护筒埋设→钻机就位→钻进成孔→成孔检测→清孔→沉渣厚度检测→移机→安放钢筋笼→下导管→沉渣厚度测试→灌注水下砼。


2.1、施工准备


施工场地布置:由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位,材料运输及时、钻渣及时外运。合理布置临时用水、用电设施,全面满足施工要求。


2、2施工工艺


2.2.1测量放样


采用全站仪精确定位桩孔的位置,根据桩定位点拉十字线钉放四个护桩,以四个护护桩为基准控制筒的埋设位置和钻机的准确就位,护筒中心竖直线与桩位中心线应一致,偏差不大于50mm。护桩要做好保护工作,防止施工过程中被扰动。


2.2.2护筒埋设


根据测量确定的桩位,准确稳固埋设护筒。护筒采用4mm厚钢板制作,护筒内径应大于钻头直径,当时用旋挖钻时应大于钻头20cm。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m,并高出施工地面0.5m。


护筒埋置深度符合下列规定:黏性土,粉土不小于1m,砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m,并在护筒四周回填黏土并分层夯实;护筒顶面中心与设计桩位中心偏差不大于5cm,护筒倾斜度不大于1%。


2.2.3钻机就位


首先要保证钻机下地基不产生沉陷,在钻机就位时,先将地面整平压实,钻杆调整垂直,然后检查护筒埋设后重新定出的桩中心与钻头中心是否重合,如果偏差较大应调整钻机位臵,确保钻孔的中心符合设计要求。


2.2.4钻孔作业


1、(需要时)泥浆池、沉淀池采用挖掘机开挖,四周放1:0.25的坡度,开挖平整后铺上塑料布,防止泥浆中水的流失和池壁坍塌。在泥浆池顶部外围设置梯形小围坎土坝,土坝上口面尺寸20cm,高30cm。


安全防护网:在离池边1.0m位置,用直径50mm钢管搭设,横向布置两根,钢管上下间距1.0m;竖向在泥浆池矩形尺寸的长边侧埋入4根短边侧埋入3根,高度距原地面不小于1.3m,埋入地面下不应小于50cm。钢管用红白油漆间隔50cm喷涂,挂绿色密目网围护,另在一端开设一个1米宽的小门,供施工人员进出。在围护栏杆外围醒目位置挂设“泥浆池”标识牌及安全警示标志。


施工作业指导书——旋挖钻灌注桩

泥浆池立面图

2、(需要时)泥浆选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能,泥浆性能指标如下:


泥浆比重:一般地层为1.1~1.3,坚硬大漂石、卵石夹粗砂1.4~1.6。


粘度:一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s。


含砂率:新制泥浆不大于4%。


胶体率:不小于95%。


PH值:大于6.5。


泥浆中掺加剂的用量,应先试配。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂,按循环周期加入,并经常测定泥浆指标,防止掺加剂过量,搅拌好的新鲜泥浆其性能必须适合于地基条件和施工条件。


3、旋挖钻进是利用旋挖钻杆上的液压马达往下钻,并利用扭矩旋转,使旋挖钻头挤压并旋转切入土体,使破碎的岩体直接装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆提出孔外卸土,这样循环往复,不断取土卸土,直至钻至设计深度。提出孔外的钻渣,装入自卸汽车运走。


1)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。


2)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,初钻压力控制在90Kpa左右,钻速先慢后快。


3)不同地质条件采取不同类别的旋转钻头进行施工:细砂、中砂、砾砂、角砾土及强风化层可采用筒式钻头,对于强度不均匀地质、易偏孔地质采用短螺旋嵌岩钻头,岩层软硬不均、存在孤石及抗压强度较高的岩石地质采用筒式嵌岩钻头。


4)因短螺旋嵌岩钻头出渣能力有限,出渣是换用筒式钻头。


5)当钻杆充满钻渣后,停止下压回旋,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,避免钻头碰撞孔壁,提出孔口倾卸钻渣。


当出现钻杆跳动,钻机摇晃,钻不进尺等异常情况时,立即停钻提钻检查,查明原因妥善处理后再钻,直至钻至设计深度。


6)(需要时)钻进过程中要随时不断补浆,使孔内始终保持高于地下水位1~1.5m的水头高度,同时应根据土质情况调整泥浆比重。钻至设计标高时用带有活门的筒式钻头清理沉渣,当孔壁泥皮沉淀较厚时,可用扫孔钻头上下往复扫刷孔壁。


7)钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。通过捞取孔底的钻渣,与地质柱状图对照,以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符,及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求,立即对孔深、孔径、孔型进行检查。确认满足设计和验标要求后,报请监理工程师验收,监理工程师验收合格后,进行下一道工序。


2.2.5终孔


钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。通过捞取孔底的钻渣,与地质柱状图对照,以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符,及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求,立即对孔深、孔径、孔型进行检查。确认满足设计和验标要求后,报请监理工程师验收,监理工程师验收合格后,立即进行清孔。


2.2.6清孔


1、干钻清孔


钻进到设计深度后,采用旋挖斗清孔,密切注视电脑上的深度显示值,当显示值为钻进深度显示值时,原位正向旋转4-5转,使孔底的沉渣旋入容斗内,同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底,然后提出旋挖斗卸渣。为确保孔底沉渣满足要求,第一次掏渣后还需用测绳检测孔深,如果测量深度与钻进深度一致,表明清孔合格,否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。


2、泥浆清孔(需要时)


钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查,各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔采用泥浆置换法。


清孔标准符合设计及规范要求,即:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度,柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于10cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。


在清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍塌。浇筑水下混凝土前,检查沉渣厚度,进行二次清孔,必要时用高压风冲射孔底沉淀物,立即浇注水下混凝土,保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。


2.2.7检孔


孔桩成孔后质检员进行自检,对孔形、孔径、孔深、孔位中心、孔底沉碴及竖直度进行检查。孔径、孔形、孔位中心及竖直度可采用自制笼式探孔器入孔检查,笼式探孔器用φ20钢筋制作,外径等于设计桩径,长度等于4~6倍桩径,检查时,将探孔器吊起,使笼子中心与孔位中心,吊绳保持一致,缓慢放入孔内,上下通畅无阻表明钻孔合格,如中间遇阻则钻孔有缩径或孔斜现象,必须采取措施消除。孔深采用标准测绳检测。检查合格后上报监理工程师。


监理工程师对孔形、孔径、孔深、孔位中心、孔底沉碴及竖直度进行检查,检查合格后方能进行下一道工序。


2.2.8钢筋笼安装


清孔结束后,及时吊放钢筋笼入孔,吊车吊起钢筋笼后,检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓。


钢筋骨架应尽量采用双钩起吊,缓慢地将钢筋笼竖直,拆除上吊点以外的临时支撑,在工作人员的扶持下缓慢插入孔内。第一节钢筋笼吊入桩孔后,悬挂在钢护筒顶口,吊起第二节钢筋笼与第一节钢筋笼对接。对接时,应先固定十字撑的四个点,再检查上下两节钢筋笼在对接时的中心线是否一致。对接完成后,下放前检查钢筋笼垂直度,确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致。缓慢下放钢筋笼,将已完成节段钢筋笼悬挂在钢护筒顶口,如此继续,直至全部安装完成。


当钢筋笼下端接近护筒底口时,应放慢下放速度,并在操作人员的扶持下,对准孔中心缓慢下放,防止钢筋笼碰撞孔壁,一旦发生钢筋笼被卡,入孔困难时,应稍稍提起并转动钢筋笼缓慢试探入孔。严禁高起猛落,强行下放,以防碰撞而引起坍塌,下放过程中,要注意观察孔内水位情况如发现异常现象马上停放,检查是否坍孔。直到钢筋笼下放至设计标高,准确测量钢筋笼底口标高,检查钢筋笼中心是否于桩中心一致。


2.2.9导管安装


1、导管首次使用前须进行导管水密性试验检测。


1)检查每节导管有无明显孔洞,检查每节导管的密封圈完整情况,所有导管制作应力求坚固,内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸缺陷。各节导管内径应大小一致,偏差不大于±2mm。现场发现缺少或破旧的导管, 要及时拆除更换或添加,并在钢索槽中涂适当的黄油。


2)选择场地,使导管在地面上平整对接,对接时就各节导管按顺序编号(导管首尾对接顺序为4.0m/节+2.7m/节*15节=44.5m)先把导管首尾用密封扣件相连。导管可在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查。


3)对导管两端安装封闭装置,封闭装置采用既有施压套。安装时使两孔位于管道的正上方,以使注水时空气从空中溢出。


4)安装水管向导管内注水,注水至管道另一端出水时停止,并应保证导管内冲水达70%以上,方可停止。


5)将一端注水孔密封,另一端与空气压力机连接,检查导管连接处封闭端安装情况,检查合格后压风机充压,进行水密试验的水压不应小于孔内水深或泥浆深度的1.3倍压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍,保持压力15分钟。


计算导管能承受的最大内压力p,可按下式计算:


P=Yc*hc-Yw*Hw


式中:P—导管可能受到的最大压力(KPa);


Yc—混凝土拌合物的重度(取ρ=2500kg/m3);


hc—导管内混凝土柱的最大高度,以导管全长计(m);


Yw—桩孔内水或泥浆的容重(取ρ=1200kg/m3);


Hw—桩孔内水或泥浆的深度(m)。


6)检查导管接头处溢水情况,对溢水处做好记录,将导管翻滚180,再次加压,保持压力15分钟,检查情况做好记录。经过15分钟不漏水即为合格。


2、导管作试拼和水压试验后,并编号及自下而上标示尺度,导管下口离孔底30~50cm。


2.2.10混凝土灌注


1、干孔混凝土灌注


根据《铁路桥梁钻孔桩施工技术规程》(Q/CR 9212-2015)要求,干作业成孔的钻孔桩混凝土可按水下混凝土标准进行配制,严格按照导管法干孔浇筑,桩顶4m范围内的混凝土应进行振捣。浇筑完毕后对桩顶部混凝土应进行养护。


利用导管控制混凝土坍落度,使其不离析。计算首批封底混凝土数量,使导管下口埋入混凝土不小于1m。


考虑采用干法灌注桩基混凝土,灌注过程中,设计桩顶4米范围内的混凝土采用插入式振捣棒进行振捣密实,以保证桩顶混凝土质量。


浇筑连续进行,中途停歇时间不超过30min。混凝土的运输时间和距离应尽量缩短,以迅速、不间断为原则,宜在8h以内完成,防止在运输中产生离析。混凝土灌注过程中,经常量测孔内混凝土面的标高,及时调整导管深度。一般埋管深度控制在1~3m。


混凝土灌注高度应较设计桩顶高程高出0.5m左右,多余部分在承台施工前凿除,以保证桩顶混凝土质量。


2、水下混凝土灌注(需要时)


下完导管后,再次检测孔底泥浆沉淀厚度,如沉渣厚度大于5cm(柱桩)或10cm(摩擦桩)时,进行二次清孔,确保孔底沉渣厚度符合规定要求。


水下混凝土灌注过程中,经常量测孔内混凝土面的标高,及时调整导管深度。一般埋管深度控制在2~6m,防止导管悬空或超埋,以免出现断桩事故。


水下混凝土灌注应连续进行,尽量缩短拆除导管的间隔时间。当混凝土灌注至接近钢筋笼骨架时,应适当加大导管埋深,放慢灌注速度,以减少混凝土对钢筋笼的冲击,防止浮笼。


水下混凝土灌注高度应较设计桩顶高程高出1.0m左右,多余部分在承台施工前凿除,以保证桩顶混凝土质量。


 
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