承台墩台身安全技术培训资料.docx
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承台墩台身安全技术培训资料
跨盈度公路大桥钻孔桩作业
安全技术培训教材
(金台铁路项目)
第一节桩基护筒施工
一、基本施工原理
为什么要打设护筒?
1、护筒可以固定桩位,引导冲锤的方向。
2、防止桩基孔口坍塌。
3、隔离河水不能进入孔内,保持孔内的泥浆高出河水水位一定高度(一般1.5m~2m),形成对孔外的水压,保护孔壁不坍塌。
4、护筒一般打设到粗砂层甚至强风化岩层,所以可以有效防止漏浆、塌孔。
二、施工方法
1、准备工作
在三通一平的基础上,钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒、泥浆循环系统设置、泥浆备料调制及钻孔机具就位等。
①场地准备:
钻孔前将场地整平,在夯填密实土层上横向铺设枕木,然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢,即构成钻机平台。
场地的大小要能满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运输、汽车吊等协调工作的要求。
②埋设护筒:
A.护筒用8mm厚的钢板制作,其内径大于桩径20cm(即2.0m)。
为增加刚度防止变形,在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。
B.护筒的埋设深度大于2m,并埋入较坚实的地层不小于1.5m;筒顶高出施工水位或地下水位1.5~2.0m,并高出施工地面0.3m。
C.桩基护筒埋设采用挖埋法,埋设应准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm,垂直度偏差不允许大于1%,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。
护筒外侧和底部用粘土填满夯实。
D.护筒内储存泥浆使其高出护筒底脚至少0.5m,保护桩孔顶部土层不致因钻头(钻杆)反复上下升降、机身振动而导致坍孔。
③安装钻机:
冲击钻机:
钻机中心应对准桩中心,并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上。
钻机定位后,底座必须平整,稳固,确保在钻进中不发生倾斜和位移。
④泥浆的制备及循环净化:
A.泥浆各项指标如下:
相对密度:
1.1~1.3、粘度(s):
18~22、含砂率(%):
<4、PH值:
8~10、胶体率(%):
>95、失水率(ml/30min):
≤20。
B.在两墩桩基之间设置制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环槽连接。
出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。
C.采用泥浆搅拌机制浆。
泥浆造浆材料选用优质粘土,必要时再掺入适量膨润土保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。
D.施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池,人工用网筛将石碴捞出。
然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内,形成不断的循环。
钻孔弃碴(废泥浆)经泥浆沉淀池沉淀(或使用泥水分离机)达到标准后弃运到指定地方,不得任意堆砌在施工场地内或直接向流水河排放,以避免污染环境。
钻孔桩施工工艺流程和施工步骤图:
钻孔桩施工工艺流程图
2、钻孔施工
对准孔位,钻孔前放稳机架,测好垂度。
孔内泥浆(水位)应高于护筒脚0.5米以上,并应比护筒顶低约0.3米,以防泥浆溢出,孔内水位要比孔外水位高1.0米以上。
钻孔桩过程中,要勤抽碴,抽碴过程中不得过快,若采用抽碴桶进行抽碴时,不得碰撞护壁,以免造成护壁脱落或坍孔;
钻孔过程中随时做好进尺记录,由现场技术人员填写“钻孔桩施工记录表”。
通过不同地层时要及时取样与设计核对,发现与设计不符时,应及时与设计单位联系,进行变更设计,采取处理措施。
施工过程中要控制好孔内泥浆比重,造浆用的粘土要求质地良好,粉碎过筛(无粘土地区,可采用膨胀土),以起到护壁作用,便于沉碴浮起。
终孔后灌注桩身砼前,认真进行清孔,并经监理工程师检查签证,以保证砼桩的质量。
施工过程中如遇坍孔,应立即处理。
根据坍孔原因,选择适当的处理方法。
一般投填片石或灌注砼来增加孔壁和稳定,砂卵层多采用延伸钢护筒。
砂土层应多投粘土,使泥浆比重、粘度加大来进行护壁。
具体操作方法如下:
A.开钻时先在孔内灌注泥浆,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。
护筒底脚以下2m~4m范围内土层比较松散,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。
待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。
在开孔阶段4~5m,为使钻渣挤入孔壁,减少掏渣次数,正常钻进后应及时掏渣,确保有效冲击孔底。
B.在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法。
冲程应根据土层情况分别制定:
一般在通过坚硬密实卵石层之类的土层中采用大冲程;在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程,冲程过大,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,采用中冲程;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。
在通过岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易发生偏孔,亦可采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。
在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按1:
1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2~3次。
若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。
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0.5m的小冲程,防止卡钻、埋钻。
要注意均匀地松放钢丝绳的长度。
一般在松软土层每次可松绳5cm~8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3~5cm,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。
为正确提升钻头的冲程,应在钢丝绳上做油漆长度标志。
C.钻孔施工中,一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm~10cm,松软地层每小时纯钻进尺小于15cm~30cm时,应进行取渣。
或每进尺0.5m~1.0m时取渣一次,每次取4~5筒,或取至泥浆内含渣显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止。
取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护泥浆(水)面高度,投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。
每钻进1m掏渣时,均要检查并保存土层渣样,记录土层变化情况,遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究处理措施后继续施工。
D.钻孔作业应连续进行,因故停钻时,必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。
在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
E.整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位(或施工水位)至少0.5m,并低于护筒顶面0.3m以防溢出。
F.在遇溶洞的钻孔措施
根据既有地基钻探资料,查明后根据是否存在溶洞,若是空洞或充填淤泥或流砂(若充填土较密实按土层正常进行钻进)则在开孔时将开口段孔径增大20cm,在过溶洞时采用护筒跟进。
另施工前需备足片石、粘土和足够的泥浆,以防孔内浆漏后造成坍孔。
3、成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
①孔径和孔形检测
孔径检测是在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行的,是根据桩径制做笼式井径器(即检孔器)入孔检测,笼式井径器用φ16和φ22的钢筋制作,其外径等于钢筋笼直径加100毫米,但不得大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的4~6倍。
检测时,将井径器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。
②孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。
测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高20~22cm,质量4kg~6kg。
测绳必须经检校过的钢尺进行校核。
③成孔竖直度检测
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
1
混凝土强度(MPa)
在合格标准内
按附录D检查
2
桩位(mm)
群桩
100
全站仪或经纬仪:
每桩检查
排架桩
允许
50
极值
100
3
孔深(m)
不小于设计
测绳量:
每桩检查
4
孔径(mm)
不小于设计
探孔器:
每桩检查
5
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
6
沉淀厚度(mm)
摩擦桩
符合设计规定
沉淀盒或标准测垂:
每桩检查
支承桩
不大于设计规定
7
钢筋骨架底面高程
±50(mm)
水准仪:
测每桩骨架顶面高程后反算
第二节承台施工
三、承台施工
1、大体积承台砼施工时应严格按设计要求安装好冷却钢管,在灌注承台砼时应不断循环冷水,吸收砼中的热量;冷却水和砼温度差不宜太大,应合理使用,冷却管通水应持续至砼浇却完后15天;
2、采用低水化热水泥,如大坝水泥、粉煤灰水泥、矿碴水泥;
3、改善骨料级配,降低水灰比,掺粉煤灰或外加剂以减少水泥用量;
4、分两层浇筑,加快砼散热速度,
5、严格按规范要求进行各层间和各块间水平和垂直施工缝的处理,各水平缝间铺设金属扩张网,沿侧面布设防裂金属网;
6、严格控制粗细骨料含泥量,石子含泥量〈1%,砂含泥量〈2%。
4、承台基坑内施工时,应有专人仔细观察基坑壁的渗水及受力状况,在确保安全的前提下方可下人进行施工。
5、人员上下基坑采用木梯,一个基坑须准备4个木梯。
1、承台采用C30砼施工。
施工中所有砂、碎石以及外掺料等符合要求并检测合格。
2、承台钢筋采用HPB335/HRB400,在每批材料到达现场后,由试验和质检人员及时检测,合格后方可用于承台施工。
桩基砼强度大于设计强度的70%并检测合格后方能进行承台施工。
3、承台施工工艺流程为:
施工放样→没设围堰→基坑开挖→桩头凿除→桩基检测→垫层施工→模板安装→钢筋绑扎→承台砼浇筑→砼养生、拆模→基坑回填。
4、桩身砼达到一定的强度后进行基坑开挖。
承台基坑开挖按1:
0.5~1:
2坡度控制(可由地质情况而定),坡度可以放缓,但不可以放陡。
开挖至设计基坑底30cm处时,人工配合开挖,允许开挖误差按+0~-10cm控制,基地要平整、密实。
开挖出来的土不可随意丢弃,要拉到指定堆放位置,现场保持整洁。
坑底做环向排水沟,积水用水泵抽到指定排水沟排放。
5、在基坑开挖到中部,在中间四周的侧壁上在打上四根桩位,重新对高程进行控制。
做好开挖中的校核作用。
6、基坑开挖后抓紧施做垫层,垫层采用10cm厚的C20混凝土,为保证承台厚度,垫层标高要严格控制,绝对不允许侵入承台范围内,施工时可适当降低1~2cm。
7、承台开挖后即可以凿除桩头,凿除桩头要平整,预留桩顶伸入承台10cm高度。
注意不要损伤桩头混凝土,在凿至桩头30cm时人工用攒头凿除,确保桩头混凝土不松动。
凿至设计标高后,打磨低应变检测点位,桩中心打磨一点,直径10cm,外围3个点,直径6cm。
复测桩顶高程,进行桩基检测。
8、模板安装前技术人员核对基底处理结果及桩身检查情况,桩顶高程,并且要对模板进行除锈打磨,确保整洁、平整,拆模剂要涂抹均匀。
模板安装要按测量人员定的装模线挂线,保证模板安装顺直。
模板采用整体大块钢模板,安装采用内拉外顶,保证连接牢固及模板的整体性,在混凝土浇筑时不产生胀模和位移。
模板底部用砼封底以防止漏浆和保证平整,支承基底应稳固。
9、承台底标高及基桩埋入承台长度经检验合格,并对基底面进行修整后即可以进行钢筋绑扎。
承台钢筋在集中加工点严格按照施工技术交底加工,在基坑内按图纸设计的位置及先后顺序进行现场绑扎。
主筋间距误差不得大于1cm,箍筋间距误差不得大于1cm。
保护层误差不得大于5mm。
注意预埋墩柱钢筋和沉降观测点。
10、钢筋布置、模板安装经检查合格并经监理工程师检验合格后,即可进行承台砼灌注。
灌注混凝土要水平分层连续进行,每层厚度30cm。
浇筑混凝土之前,必须清除钢筋上的油渍及基底、模板上的杂物,并检查模板的加
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