钻孔桩施工方案.docx
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钻孔桩施工方案
(一)开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
(二)开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
5.3钻孔桩施工方案
5.3.1技术参数
本工程钻孔灌注桩主要是:
抗拔桩、抗拔桩兼立柱桩,共255根,桩长30m,抗拔试验桩3根,桩长44m。
5.3.2施工工艺流程
图5.3-1钻孔灌注桩施工工艺流程图
5.3.3施工方法
5.3.3.1施工准备
⑴场地准备。
场地整平压实,就近开挖泥浆循环池,分区集中开挖沉淀池,多余泥浆、沉渣由密封泥浆车运到指定场所排放。
对进场的钻机及配套设备进行专项检查,钻机配套的机电设备试运转不正常的及时修理完善。
临时用水从附近鱼塘用水泵接入,临时用电从围挡外东北角业主接入2台630kVA箱变接口接入。
项目部同时配备一台120kW发电机应急。
⑵测量定位。
测量主管放样定位后,经测量监理工程师、测监单位复核后,交桩给作业层。
作业层及时埋好十字护桩,便于开钻前桩位检查和钻进过程中桩位复核,用1.5m长短钢筋拉好护桩,埋入深度1m。
5.3.3.2钻进成孔
⑴埋设护筒。
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒,钢护筒采用8mm钢板制作,高2.3m。
护筒内径比桩径大20cm,护筒顶面高出原地面50cm。
护筒埋设:
旋挖钻机先下挖1.8m左右,然后扩孔安置护筒,并使护筒中心与桩的中心保持一致,在孔壁四周回填粘土,将护筒固定。
护筒平面位置与桩中心线偏差不大于50mm,垂直度控制在3‰,为便于泥浆循环在护筒顶端留有高30cm,宽20cm的出浆口。
⑵钻机就位。
先用吊机将钻机吊放到钻孔位置,钻机安装后的底座和顶端平稳,在钻进中不产生位移和沉陷,否则及时处理。
利用护桩拉线检查钻杆、转盘轴线是否与桩中心一致,用水准尺检查转盘是否水平,用钢卷尺检查钻头直径,验收合格后方可开钻。
⑶正常钻进。
根据不同土层情况,选用合适的泥浆性能参数、选用合适的钻压、转速、泵量。
本工程钻孔桩经过地下土层主要为粉质粘土、粉土夹粉砂、粉砂。
经过粉质粘土层时选用1.1~1.2的稀泥浆,中压、中速钻进;经过粉土、粉砂层时选用1.3~1.4的浓泥浆,低压、低速钻进。
钻孔过程中泥浆粘度24~28s,含砂率不超过8%,具体泥浆性能参数由试桩确定。
钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、塌孔以及地面沉陷等情况,停止钻进,经采取下列有效措施后,方可继续施工。
①当钻孔倾斜时,可反复扫孔修正,如纠正无效,应在孔内回填粘土或片石至偏孔处上部0.5m,再重新钻进;
②钻进中如遇塌孔,立即回填粘土,待孔壁稳定后再钻;
③遇地面沉陷时,作业人员立即撤出施工场地,立即调用挖掘机回填粘土,暂停施工,经项目部确定处理方案后再施工。
④钻进过程连续不中断,遇临时停电时,立即启用发电机应急。
每2小时量测一次孔深,并如实做好钻孔记录。
实时复查钻杆轴线与桩位中心的关系,实时复查钻盘水平运转状态,及时纠正。
及时检测泥浆性能指标并根据不同土层做相应调配。
⑷终孔验收。
①孔深及孔底沉渣检测:
孔深及孔底沉渣采用标准测锤检测。
测锤采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高度20cm~22cm,质量4kg~6kg。
保证孔深度不小于设计、沉碴厚度在规范范围之内,如沉碴超标用钻杆重新搅拌将沉渣溢出。
②桩位检测:
通过护桩恢复桩位中心,并配合用全站仪检测。
桩位偏差容许偏差±50mm,桩径容许偏差0-50mm。
⑸一次清孔。
终孔验收合格后,开始一次清孔。
一次清孔是抽换孔内泥浆,清除钻渣沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。
一次清孔后的泥浆性能指标:
含砂率<4%,比重1.15~1.2,粘度24~28s。
⑹钢筋笼下放
钢筋笼的安放标高,可由护口管顶端处的标高来计算,安放时必须保证桩顶的设计标高,允许偏差为﹢30˜-50mm。
钢筋笼下放时,应对准孔位中心,一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉,防止碰撞,放至设计标高后应立即固定。
起吊钢筋笼时由人工辅助对准孔位,保持垂直,轻放,慢放,避免碰撞孔避。
下放过程中若遇到障碍应立即停止,查明原因后进行处理,严禁提高猛放和强制下入。
钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时,应使钢筋笼保持垂直状态,对接钢筋笼时应两边对称施焊。
孔口对接钢筋笼完毕后,需进行中间验收,合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。
下放钢筋笼时,技术员在现场严格控制笼顶标高。
钢筋笼应制作2根吊杆(吊杆用φ20钢筋加工,下部焊接在钢筋笼主筋上,上部弯钩吊挂于井口钢构件上),防止钢筋笼下沉或浇筑砼时上浮。
⑺导管安装
导管使用前进行泌水性试验,确保导管连接严密不漏气,不合格的导管严禁使用。
格构柱内空间较小,导管安装时严格控制导管居中并且竖直,避免导管碰撞、挂扯钢筋笼。
采用内径30cm的丝扣式导管灌注水下砼,在导管外壁用明显标志逐节编号,导管吊装前先试拼,接口连接牢固,封闭严密,并进行导管水密性试验,试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。
同时检查拼装后的垂直情况。
根据桩孔的深度,确定导管的拼装长度,导管下口至孔底的距离宜为30~50cm。
防止导管进入沉淀中,砼无法涌出管外。
另避免离孔底太高,使第一斗灌注砼无法埋住导管口或导管埋深太少,泥浆重新涌入导管内形成夹泥,影响成桩质量。
吊装时导管位于井孔中央,根据配管计算的导管管节长度逐节稳步安放,做好导管安装记录,防止卡挂钢筋笼,并在浇注砼前进行升降试验。
每次砼灌注完毕必须马上清洗后用干净编织袋包裹丝口端,导管确保导管内壁光滑圆顺,丝扣表面干净。
因使用时间过长而变形、磨损的导管应剔除。
⑻二次清孔。
二次清孔的目的是将孔底沉淤清除到设计要求,降低泥浆含砂率及泥浆比重达到灌注砼要求。
二次清孔后的泥浆性能指标:
含砂率<8%,比重1.10~1.15,粘度24~28s,二次清孔后的孔底沉淤厚度不超过100mm。
⑼水下砼灌注。
二次清孔合格后,立即准备灌注砼。
材料为商品砼,由砼搅拌车运输到现场,经砼性能测试合格后,方可使用。
首灌砼按要求需埋管0.8~1.3m,经计算,首灌方量不得小于0.8m3。
灌注砼前再次确认导管底口距孔底悬高30~50cm,以保证首灌砼顺利灌注。
适时测量孔口到砼面的深度,做好砼灌注记录。
随着砼的上升,要适当提升和拆卸导管,导管底口埋入砼面以下保持2~6m,最大不超过6m,最小不少于1m。
灌注到基底标高后超灌2m,基底以上孔内填充黄砂到孔口。
灌注过程连续不中断,因砼运输导致灌注停顿时间超过20分钟时,轻微升降导管,严禁把导管底口提出砼面。
及时制作试件并送标养室养护。
5.3.3.3钢筋笼制作
⑴材料准备。
钢材运到加工场地后随即取样送检,检测合格后投入使用。
按标准化工地对钢材分规格分批次分检测状态堆放,并做好标识,为避免钢材受潮生锈,对钢材上盖下垫,钢材多时分层堆码,方便取用。
⑵钢筋加工。
用于钢筋笼制作的钢筋先除锈、调直处理。
按钢筋配料表加工,半成品堆码整齐并做好标识。
钢筋笼主筋连接搭接焊,焊接接头及时取样送检。
外观检查及应对措施:
①接头处没有横向裂纹。
如有裂纹,换低频预热方法,增加预热程度;
②与电极接触处的钢筋表面,没有明显烧伤。
如表面微熔及烧伤,及时清除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污,清除电极内表面的氧化物,改进电极槽口形状,增大接触面积,施焊时夹紧钢筋;
③强箍筋在胎盘模型上弯曲成型,确保箍筋成型直径。
接头采用双面搭接焊,焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径,下同),焊缝宽度不小于0.8d,厚度不小于0.3d。
施焊过程中电流适当,不烧伤钢筋,施焊结束敲除焊渣。
螺旋箍筋先冷拉调直,同样在胎盘模型上弯曲成型,切成小捆备用。
⑶钢筋笼制作。
钢筋场地内提前修建钢筋笼加工台架,先定位加强箍筋,自钢筋笼顶往下间距2m一道,底端两处可适当调整间距,但不超过2.5m。
定位好加强箍筋后,安装第一根主筋,要求安装后平直并点焊牢固。
再利用特制的间距卡逐根安装其余主筋。
骨架制作完成后,选两根以上主筋按钢筋图画出螺旋箍筋间距点,注意各主筋上间距点错开布置。
按间距点绑好螺旋箍筋,绑扎量为总数的50%,梅花型绑扎。
钢筋笼保护层采用定位钢筋,与加强箍筋对应位置安装,每断面8个,垂直焊接到主筋上,焊缝长10cm,焊缝宽8mm。
制作好的钢筋笼放到成品堆放区并填好标识牌。
钢筋笼堆放时,下面要求垫高防水,上面要求覆盖防雨。
5.3.3.4格构柱制作
格构柱主材料为四根∠140×16角钢,角钢之间使用缀板连接。
严格控制格构柱加工后的外尺寸,φ850mm桩基对应格构柱外尺寸为450×400mm,基底以上布置缀板1(300×380×12mm)按间距800mm设置,每断面4块;基底以下钢筋笼内的缀板2(150×380×10mm)按间距500mm设置,每断面4块。
缀板与角钢接触位置均满焊,格构柱与桩身顶节钢筋笼通过缀条可靠焊接,一起吊装入孔。
5.3.4质量验收标准
⑴泥浆的制作及钻进中质量控制:
①除自行造浆土层外,均要制作泥浆,泥浆好坏直接影响到成孔的质量,钻孔时,泥浆面应高于地下水位1.0m以上,受水位涨落影响,泥浆面应高于最高水位1.5m以上。
②浇筑砼前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率≤8%;粘度小于28s;
⑵桩身控制检验标准
表5.3-2灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
成孔方法
桩径允许偏差(mm)
垂直度允许偏差(%)
桩位允许偏差(mm)
1~3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩
条形桩基沿中心线方向和群基础的中间桩
泥浆护壁钻孔桩
D≤1000mm
±50
<1
D/6且不大于100
D/4且不大于150
D>1000mm
±50
100+0.01H
150+0.01H
①钻孔灌注桩垂直度施工误差不得大于1/200,格构柱垂直度偏差不大于1/300,桩径允许偏差0~+50mm,桩位允许偏差±50mm。
②浇筑砼前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25,含砂率不大于8%,粘度不大于28s。
新拌制的泥浆应储放24小时后方可使用。
⑶围护桩钢钢筋笼检验标准
表5.3-3砼灌筑桩钢筋笼质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
主筋间距
mm
±10
用钢尺量
2
长度
mm
±100
用钢尺量
一般项目
1
钢筋材质检验
设计要求
抽样送检
2
箍筋间距
mm
±20
用钢尺量
3
直径
mm
±10
用钢尺量
①钢筋笼、格构柱在现场加工好,检查格构柱尺寸、角钢与缀板之间焊缝;钢筋笼下放到位后,顶节钢筋笼与格构柱连接用钢筋和格构柱每个角焊接固定,保证下放过程中不脱落。
②相连的两根主筋搭接在同一截面上或同一截面的钢筋接头率大于50%。
③当格构柱下放到位后,控制柱顶标高,量吊筋长度或用水准仪测柱顶标高。
⑷砼灌注中质量控制要点:
①灌注砼前,使用的隔水栓应有良好隔水性能,保证顺利排出,导管底部至孔底距离为30-50cm。
②水下砼必须具备良好的和易性,坍落度宜180mm-220mm,水泥用量不得小于360kg/m³。
③第一车砼灌入时,应连续灌入,应保证导管埋入深度不小于0.8m以上;砼必须连续浇筑,每根桩的浇筑时间按初盘砼的初凝时间控制,边浇砼变上下提升导管,导管埋入深度宜为2-6m,严禁导管提出砼面,导管提升过程中,慢慢提升,以免导管挂住钢筋笼。
应做好导管提升和砼浇筑原始记录。
④控制最后一次浇筑量,超灌高度为2m,应凿除的浮浆高度必须保证暴露的桩顶砼达到强度设计值。
表5.3-4砼灌筑桩质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
桩位
见表4-6
基坑开挖前量护筒,开挖后量桩中心
2
孔深
mm
+300
只深不浅,用重锤测,或测钻杆、套管长度,嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度
3
桩体质量检验
按基桩检测技术规范。
如岩芯取样,大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50cm
按基桩检测技术规范
4
砼强度
设计要求
试块报告或钻芯取样送检
5
承载力
按基桩检测技术规范
按基桩检测技术规范
5.3.5常见问题的预防措施及技术处理
⑴塌孔
①塌孔产生的原因:
a护筒周围未用粘土填封紧密而漏水,或护筒埋置太浅。
b未及时向孔内加泥浆,孔内泥浆面低于孔外水位,或孔内出现承压水降低了静水压力,或泥浆密度不够。
c在流砂、软淤泥、破碎地层松散砂层中进钻,进尺太快或停在一处空转时间太长,转速太快。
②防治措施及处理方法
a护筒周围用粘土填封紧密。
b钻进中及时添加新鲜泥浆,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土层时,适当加大泥浆密度,不要使进尺过快,空转时间过长。
c轻度塌孔,加大泥浆密度和提高水位。
d严重塌孔,用粘土泥浆投入,待孔壁泥浆稳定后采用低速钻进。
直接回填采取注浆加固后再成孔。
⑵钻孔偏移(倾斜):
①产生原因:
a桩架不稳,钻杆导向架不垂直,钻机磨损,部件松动,或钻杆弯曲接头不直。
b地基土层软硬不匀、不牢固。
c钻机成孔时,遇较大孤石或探头石,或基岩倾斜未处理,或在粒径悬殊的砂、卵石层中钻进.钻头所受阻力不匀。
①防治措施及处理方法:
a安装钻机时,要对导杆进行水平和垂直校正,检修钻孔设备,如钻杆弯曲,及时调换。
b遇软硬土层应控制进尺,低速钻进偏斜过大时,填入石子、粘土重新钻进,控制钻速,慢速上下提升、下降,往复扫孔纠正。
c如有探头石,宜用钻机钻透,用冲孔机时用低锤密击,把石块打碎;倾斜基岩时,投入块石,使表面略平,用锤密打。
⑶不进尺:
①产生原因:
a钻头粘满粘土块(糊钻头),排渣不畅,钻头周围堆积土块。
b钻头合金刀具安装角度不适当,刀具切土过浅,泥浆密度过大,钻头配重过轻。
②防治措施及处理方法:
a使孔内水压高于孔外水位0.5m以上,适当加大泥浆密度
b流砂严重时,可抛入碎砖、石、粘土用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使其成坚厚孔壁,阻止流硫涌入。
⑷流砂:
①产生原因:
a孔外水压比孔内大,孔壁松散,使大量流砂涌塞桩底。
b遇粉砂层,泥浆密度不够,孔壁未形成泥皮。
②防治措施及处理方法:
a使孔内水压高于孔外水位0.5m以上,适当加大泥浆密度。
b流砂严重时,可抛入碎砖、石、粘土用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使其成坚厚孔壁,阻止流硫涌入。
⑸钻孔漏浆:
①产生原因:
a遇到透水性强或有地下水流动的土层。
b护筒埋设过浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,在护筒及脚或接缝处漏浆。
c水头过高使孔壁渗透。
②防治措施及处理方法:
a适当加稠泥浆或倒入粘土慢速转动,或在回填土内掺片石,卵石,反复冲击。
b增强护壁、护筒周围及底部接缝,用土回填密实。
c适当控制孔内水头高度,不要使压力过大。
⑹断桩:
①产生原因:
a因首批砼多次浇灌不成功,再灌上层出现一层泥夹层而造成断桩。
b孔壁塌方将导管卡住,强力拔管时,使泥水混入砼内或导管接头不良,泥水进入管内。
c施工时突然下雨,泥浆冲入桩孔
d采用排水方法灌筑砼,未将水抽干,地下水大量进入,将泥浆带入砼中造成夹层;
e另一方面,由于桩身砼采用分层振捣,下面的泥浆被振捣到上面,然后再灌入砼振捣,两段砼间夹杂泥浆,造成分节脱离,出现断层。
②防治措施及处理方法:
a力争首批砼灌一次成功。
b钻孔选用较大密度和粘度、胶体率好的泥浆护壁;控制进尺速度,保持孔壁稳定;导管接头应用方丝扣连接,并设橡皮圈密封严密;孔口护筒不使埋置太浅;下钢筋笼骨架过程中,不使碰撞孔壁。
c施工时突然下雨,要争取一次性灌筑完毕。
d当发现导管拔空时亦可采用二次砍球
灌筑桩严重塌方或导管无法拔出形成断桩,可在一侧补桩;深度不大可挖出;对断桩处作适当处理后,支模重新浇筑砼。
⑺钢筋笼偏位、变形、上浮:
①产生原因:
a钢筋笼过长,未设加劲箍,刚度不够,造成变形。
b钢筋笼上未设垫块或耳环控制保护层厚度,或桩孔本身偏斜或偏位。
c钢筋笼吊放未垂直缓慢放下,而是斜插入孔内。
d孔底沉渣未清理干净,使钢筋笼达不到设计标高。
e由于钢筋笼未下到位底部悬空较大,砼浇筑速度过块砼冲击力使钢筋笼被顶托上浮。
②防治措施及处理方法:
a钢筋过长,应分2~3节制作,分段吊放,分段焊接或设加劲箍加强;
b在钢筋笼部分主筋上,应每隔一定距离设置砼垫块或焊耳环控制保护层厚度,桩孔本身偏斜、偏位应在下钢筋笼前往复扫孔纠正,
c孔底沉渣应置换清水或适当密度泥浆清除;
d保证钢筋笼下放到位并控制砼浇筑速度。
⑻斜孔:
①产生原因:
a钻进松散地层中遇有较大的圆孤石或探头石,将钻具挤离钻孔中心轴线
b钻具由软地层进入陡倾角硬地层,或粒径差别太大的砂砾层钻进时,钻头所受阻力不均。
c钻具导正性差,在超径孔段钻头走偏,以及由于钻机位置发生串动或底座产生局部下沉使其倾斜等。
②防治措施及处理方法:
a针对地层特征选用优质泥浆.保持孔壁的稳定。
b防止或减少出现探头石,一旦发现探头石,应暂停钻进,先回填粘土和片石,用椎形钻头将探头石挤压在孔壁内。
c钻进过程中应注意钻杆的垂直度发现有倾斜现象立即进行纠正,或用冲击钻冲击或将钻机(或钻架)略移向探头石一侧,用十字或一字型冲击钻头猛击,将探头石击碎。
如冲击钻也不能击碎探头石,则可用小直径钻头在探头石上钻孔,或在表面放药包爆破。
⑨桩头强度不足或超灌过大造成浪费:
①产生原因:
a砼灌注时,未浇灌到桩顶设计标高高位置,或浇灌到桩顶位置但没有超灌,而使桩头强度不足;
b砼超灌过大,而造成砼浪费。
②防治措施及处理方法:
a灌注砼时,应严格控制好砼灌入量和灌入到位置,应以超灌0.5m-1.0m为宜。
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