修筑通道、测量定位护筒埋设配置钻头、钻杆垂直度调整桩机就位成孔加杆钻进第一次清孔泥浆配制泥浆循环废浆外运钢筋笼制作吊放钢筋笼安放导管第二次清孔配制商砼、运输试块制作、标养商砼灌注灌注完毕桩机移位4.1.2测量放线
测量定位:工程施工前,测量队先行进场,根据沿线布设的GPS点,对线路施工区域内进行加密点布设,对有障碍、桥梁、水中桩基事先做到处理,测放大致位置,进行开挖清
障或围堰填筑,以保证桩基施工的连续性。各测量控制点和水准点经自检闭合后报监理复核,用混凝土固定,以利保存。
4.1.3护筒埋设
桩位测定分初、复两次进行,埋护筒前初测,护筒埋设后复测,打入φ12钢筋作为钻孔定位标志,用水准仪测定护筒标高,报监理复核后方可就位施工。护筒埋深在回填土里,四周及底部用粘土回填,并捣实,严禁护筒底漏水,要求护筒中心与桩位必须对中、水平、稳固。
4.1.4泥浆循环系统布设
因本工程为线路施工,施工区域狭长,桥墩间距基本为25米以上,不可能在每个桩机附近大规模开挖废浆池,只能通过泥浆循环系统,将废泥浆排到集浆池内再输送到泥浆车上外运。每台钻孔桩机配备一个泥浆箱,小型循环池在现场开挖,施工循环泥浆通过循环池排到泥浆箱,再通过泥浆箱排到集浆池或泥浆运输车上。
4.1.5泥浆的制备
本工程上部基本为淤泥质粘土和粉质粘土,具备原土造浆条件,在钻孔前先制备好泥浆,以备在钻进过程中使用。稳定泥浆必须具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。主要指标为泥浆的密度、粘度、和含砂量等。泥浆的配合比根据现场试钻情况确定,在施工过程中根据测孔情况和混凝土灌注方量及时调整泥浆的施工参数。
泥浆性能指标
地层情况 非含水层粘土、 粉质粘土 流沙层 密度(g/cm3) 粘度(s) 含砂率(%) 备注 1.03~1.08 15~16 <4 1.10~1.25 18~27 <2 在施工过程中必须定期监测泥浆指标,及时调整,严防塌孔事故。 泥浆质量的检验方法 项目 检测 方法 指标 控制指标
比重 比重计 表1 据土层 调节 粘滞度 漏斗 粘度计 表1 据土层调节 含砂率 量杯 <3% ≯10% 稳定性 目测 <0.03g/cm2 分离不沉降 无胶凝反应 备注 4.1.6桩孔钻进
(1)护筒埋设:
护筒内径宜要比桩径大200mm,长度3m左右,上部设有两个溢流口。 首先以施工桩位中心,用十字交叉法沿桩位四周测放四个控制桩,控制桩距桩中心点的
距离根据现场实际情况确定,以埋设护筒时控制桩不受影响为原则,再将钻头中心对准桩位中心,用钻头挖出桩直径大的圆孔,再用扩孔钻头扩到钢护筒外径大的圆孔,复核桩中心线,桩中心有偏差则进行修正,桩位中心准确后将底部整平夯实,然后用钻机安放护筒。安放护筒时,保证钢护筒的圆心和桩的中心重合,护筒壁垂直。护筒安放完成后应复核护筒中心与桩中心的偏差是否小于5cm,否则应重新安放。安放护筒后要在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土,并分层夯实,护筒顶端要高出原地面不少于0.3m。
钢护筒埋设后的顶标高要高于地下水面1.5m,以便保证钻孔时孔内的水头压力。 钢护筒底部穿过松散回填土、流朔状淤泥等不良土层深度不小于1m。
埋设钢护筒的同时,挖一条深不小于0.4m的泥浆循环沟,沉渣池和钢护筒的溢流口通过泥浆循环沟连通。
(2)钻机就位:
钻机就位时,地基要有足够的承载能力(不小于12T/m2),以确保钻机在钻进过程中不会发生倾斜、位移和沉陷。
钻机就位后,利用钻机的自动调整控制系统,对钻机进行调平、对钻杆的垂直度进行调整,并对正桩位。每天至少一次用水平尺或线锤对钻杆垂直度进行校核,以确保成桩孔的垂直度。
(3)钻进:
施工前量测钻具长度及尺寸,符合设计要求后,灌注桩机就位,报请监理工程师批准后开钻。
①、钻头对位,下放钻头,钻头着地,旋转,开挖。以钻头自重作为钻进压力。刚开钻时应当轻压慢钻,保证钻杆的同心度。
②、成孔施工期间认真做好每段土体层的施工原始记录,参照地质报告对各地层特性对比,掌握各地层变化情况,以便与成孔质量检测结果对比。从而为工程桩施工提供优化的各工艺技术参数,确保成孔成桩质量。
③成孔钻进拟采用钻进参数如下:
1)钻压:自始至终依靠钻具自重,及主卷扬机升降松紧来控制压力;
2)转速:上部层孔段采用1速,中部孔段采用2-3速,临近终孔前放慢钻进速度,以便及时排出钻屑,减少孔内沉渣。
3)泥浆比重:上部孔段1.20左右,中下部砂层孔段1.25-1.30。
钻进过程中,确保施工桩径不小于设计桩径,对易缩径及坍塌土层,必须保持泥浆具有良好的性能指标外,还应控制好钻进速度,应适当上下提钻扫孔扩径,必须做好施工保径工作。
泥浆护壁,泥浆采用钻进土层过程自然造浆法造浆。根据以往类似施工经验及地质特性,⑦层有大量砂层粉砂粘土互层,地质情况复杂,成孔必然造成泥浆比重大粘度小,因此必须采取相应措施保证孔壁稳定性。首先应保证泥浆池储存一定量的优质泥浆;至⑤层以下成孔施工把成孔的泥浆排放到废浆池,用储存的优质泥浆用泥浆泵抽至孔内,以保证孔壁稳定性及孔内沉渣满足设计要求。
钻孔泥浆比重控制在1.20-1.35之间(泥浆比重仪测定),泥浆的粘度控制在18~22秒(粘度计测定);在杂填土、粉质粉土层夹砂、砂层钻进必须使用较浓泥浆,使之具有能在孔壁上形成致密泥皮,维护孔壁稳定和清孔冲渣,确保成孔质量。
4.1.7钢筋施工
1、根据施工图钢筋规格及用量,各种规格钢筋部分用量预先进入现场,进场钢筋进行复试,每批进场钢筋每个规格均应进行复试,并按每60t钢筋进行一组复试。复试合格后方可进行钢筋笼的制作。进行钢筋必须满足现场施工的用量要求,并有一定余量。钢筋笼需预
先制作待用。钢筋焊接试验按每300个接头进行一组试验。
2、钢筋骨架制作严格按设计图纸施工,钢筋骨架的制作需采用胎模成型法进行,确保骨架位置的准确。钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±l0mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程+20mm,骨架底面高程±50mm。
3、按图纸要求分段制作钢筋笼,吊放时主筋采用电焊焊接,同一截面内钢筋接头数不大于总数的50%,最短节段放在底部。搭接焊要求搭接长度单面10d,双面5d。
4、对于部分钻孔桩需要布置3Φ50声测管,随钢筋笼一起分段下放,并与钢筋绑扎固定,声测管接长所需接头必须保证密封、牢靠、不漏浆。声测管保持内壁光滑不漏水,管底设堵头,管顶设帽塞防止杂物落入声测管,三根声测管应按图纸要求布置。在钢筋龙下放入水时,应逐节向管内注入清水,检查接头是否密封不漏水,若管内水位下降,说明接头漏水会造成进浆堵塞管道,需提出水外重新处理。
5、钢筋骨架顶端设2个挂环,以便临时吊挂,骨架下端加焊箍筋一道,防止主筋插入孔壁或卡挂导管,声测管与钢筋笼要绑扎牢固,防止掉落、离散而无法测试桩基质量。下放钢筋笼采用汽车吊,即将上下两节钢筋笼焊接连接后,由汽车吊起吊后下放至孔内。
6、应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4 处。骨架顶端应设置吊环。
7、钢筋笼放置时对准孔位,吊直扶正,缓缓下放,避免碰撞孔壁,随时观察孔内水位变化,到设计标高时即固定。
8、当最后灌注的混凝土开始初凝时,即应割断钢筋笼骨架的挂环,使之不影响混凝土的收缩,避免两者的粘结力受损失。钢筋笼采用加强筋定位成型,使得主筋匀称分布于同一截面,并点焊成型分节预制,要求单节长度小于10m,由于带肋钢筋均为固定尺寸,在下料时可能出现长短不一的钢筋焊接在同一节半成品钢筋笼内的情况,对于需要接长的钢筋要求单面焊10d,确保相邻主筋的错开长度应≥35d,并在同一断面接头不得大于总数50%。
制做好各节钢筋笼半成品经成批验收后,标识堆放整齐以便配合其他工序施工,对于检查出的不合格品必须返工修补后重新检验。
4.1.8清孔与成孔验收
清孔工作是钻孔灌注桩施工过程中重要的隐蔽工程之一,清孔分两次进行,结束后应单独验收,确定最终清孔效果是否符合设计要求。
1)第一次清孔是钻孔终孔后利用3PNL泵立即进行。一清需将大量的粗砂、泥团置换出孔内,此时泥浆比重和粘度均较大。泥浆比重控制在1.3~1.35。一次清孔时间根据不同的施工情况而定,一般控制在40分钟左右。
2)第二次清孔是下放钢筋笼在灌注导管孔内安装完毕,利用导管进行的,根据以往的施工经验通过正循环清孔完全可以达到设计要求。根据桩体积计算,第二次清孔时间为30~40分钟左右(由试成孔结果验证);基本可以满足设计要求。二次清孔验收满足孔底沉渣厚度≤100㎜,泥浆比重小于1.2。二次清孔结束后在停止清孔的情况下应30分钟内浇灌混凝土,并保证孔内泥浆液面高度。否则应重新测定孔底沉渣厚度。
桩孔经过二次清孔后,其必须满足孔底沉渣≤100㎜的设计要求,因此需对孔底沉渣进行测定。
孔底沉渣厚度测定采用带圆锥形测锤 标准水文测绳进行,测锤重量≥1㎏,终孔孔深通过钻具总长和机上余尺控制,与标准测绳作比较后计算沉渣厚度。测绳测定出有经验的施工人员进行。二清沉渣厚度满足不了设计要求,需继续清孔,直至满足要求。
4.1.9混凝土灌注
1、本工程采用商品混凝土,等级为C30,在钻孔灌注桩施工前,认真安排好商品混凝土供应,并按要求做好各种材料的试验工作,及时通知搅拌站按规定级配要求供应。对于混凝土,每根钻孔桩至少做2组试块,具体制作试块数量将根据国家规范和昆山当地的施工要求以及业主和监理要求进行。混凝土拌和物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性,其坍落度宜为180-220mm。混凝土运至浇筑地点后发生离析、严重泌水或坍落度不符合要求时,应进行第二次搅拌。二次搅拌时不得任意加水,确有必要时,可同时加水和水泥以保持其原水灰比不变。如二次搅拌仍不符合要求,则不得使用。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过下表。
2、混凝土灌注采用导管法进行,导管用3~5mm钢板卷制而成,最下端一节底管长度4~5m。每节长度2.5m左右,导管直径为25cm。混凝土灌注前,必须对所采用的导管长度进行复核,在导管上做好标记,以免因长度错误发生事故。
3、混凝土浇灌前在导管内水面上放置隔水球,隔水球设置在导管孔内水面以上20~30cm处,并用铁丝吊住,首灌混凝土由料斗放入导管时,向上拉出隔水板。首灌混凝土的体积通过计算确定。导管距孔底30~50cm左右,以便放出隔水球。
4、浇筑时,上提导管速度宜保持在0.5-3m/h为宜,且导管下口必须始终保持在混凝土内埋深大于2米;整个浇筑过程中,应避免水平移动导管。
5、首灌混凝土时,导管离孔底0.4米左右,灌入混凝土后,导管插入混凝土的长度不小于2米,首灌混凝土时取1米。根据以往经验首灌混凝土的体积要确保导管内混凝土柱高度所产生的顶升压力,大于导管外的混凝土顶升时所需的超压力和井孔内灌注混凝土面以上的水或泥浆的重力,否则导管外混凝土顶不起来,同时灌注桩的混凝土密实度达不到设计要求。
6、混凝土灌注过程中导管须始终埋在混凝土,严禁将导管提出混凝土面。导管埋入混凝土面的深度以3~6米为宜,最小埋入深度不得小于2米。导管应勤提勤拆,一次提管拆管不得超过6米。否则容易造成导管外混凝土面以上泥浆沿导管壁压入导管内,从而影响桩混凝土的质量。
7、为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m 左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m 以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。
8、混凝土实际灌注高度比设计桩顶标高高出2米,以保证设计标高以下的混凝土符合设计要求。混凝土浇筑结束之前,及时计算充盈系数,其值不得小于1,也不宜大于1.3。单桩混凝土灌注时间不宜超过8小时。
9、浇筑混凝土过程中应有专人指挥,认真制作混凝土试块,试块模具采用尺寸为150×150×150mm的标准模具,试块脱模后应置于20℃±3℃的水池中养护。
10、在验收前需填写好所有技术资料及隐蔽工程验收单,上道工序未经验收通过不许进行下道工序施工。
4.1.10桩身质量检测
钻孔灌注桩按照规范要求需进行超声波及静载试桩等多种检测方法对成桩质量、承载力等进行检测,有关频率将根据业主、设计要求确定。
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