桩基工程管控要点.ppt
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1、2021年4月桩基工程管控要点目 录第 1 章 桩基简介 第 2 章 钻孔桩施工工艺流程第 3 章 桩基检测与事故缺陷桩处理第 4 章 常见事故与缺陷的原因及防治 第 5 章 桩基工程精细化管理第 6 章 桩基安全管理措施第 7 章 工程案例 第 1 章 桩基简介 1.1 桩基的概念及发展1.2 桩的分类1.3 钻孔灌注桩机的简介桩基的概念由桩和连接桩顶的承台组成的深基础,简称桩基。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点,几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建筑物。在沿海以及软土地区,桩基应用比较广泛。1.1 桩基的概念及发展 桩基是一种古老的基
2、础型式。桩基技术经历了几千年的发展过程。宋代的营造法式较成熟,清代工程做法则例趋于完善。随着科技的进步,无论是桩基材料和桩类型,还是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展,已经形成了现代化基础工程体系。1.1 桩基的概念及发展 1.2 桩的分类预制桩灌注桩预制桩基础施工现场灌注桩基础施工现场桩按工艺分类预制桩灌注桩钻孔灌注桩冲击成孔灌注桩回旋成孔灌注桩旋挖成孔灌注桩1.2 桩的分类灌注桩沉管灌注桩沉管灌注桩人工挖孔桩钻孔灌注桩人工挖孔桩旋挖成孔冲击成孔回旋成孔1.3 钻孔灌注桩机的简介1.3.1 冲击桩机简介1.3.2 回旋桩机简介1.3.3 旋挖桩机简介1.3.4 泥浆泵简介1.3.1 冲击桩机
3、简介冲击式钻机主要用于卵砾石地层或坚硬的基岩地层,也适用于粘土、粉砂土、中粗砂地层。它以钻头自由落体的方式冲击各类土层和卵砾石层,挤土为主,排渣为辅。在卵砾石、坚石地层中以锤的自重按一定高度自由坠落冲碎卵石和坚岩,大桩径采用掏渣筒把碎渣掏出,小桩径采用泥浆循环的方式排渣。冲击式钻机成孔直径为6002500mm,深度可达80m,小直径、长钻头情况下最深可达180m。无卡斯广东冲冲击钻机成孔的优点:1、适用的地层和土质较为广泛。2、冲击锤在下冲过程中有些钻渣被挤入孔壁内,可起到加强孔壁,并增加土层与桩身之间的侧摩阻力。3、机械设备简单,安装、拆除、运输较为方便。4、施工操作简单,一般人员经过短期培
4、训便可上机操作。5、机械设备造价低,可节约前期投资成本。6、需要的操作人员少,一般有35人左右便可完成钻孔桩成孔。冲击钻机成孔的缺点:1、大部分冲击式钻机移动不方便,工作时噪音大。2、成孔工艺复杂,成孔周期较长。3、由于机械振动大,成桩垂直度控制难度大,需要经常检查校正。4、充盈系数大,增加工程造价。1.3.1 冲击桩机简介钻机按照泥浆的循环方式:分正循环钻机和反循环钻机。正循环钻机适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。反循环钻机适用于粘性土、砂性土、卵石土和风化岩层,但卵石粒径少于钻杆内径的2/3,且含量不大于20%。成孔孔径一般为6001200,最大孔径3000,成孔 深 度
5、 可 达 100m。常 用 桩 机 主 机 功 率 为4575KW,配 备 泥 浆 泵 的 功 率 一 般 为 11KW、22KW两台。根据经验每台桩机实际消耗功率可按总功率的80%来估算。根据作业时间的长短每台桩机可配置35名工人。1.3.2 回旋钻机简介正循环钻结构示意图反循环钻结构示意图回旋钻机成孔的优点:1、适用的地层和土质较为广泛。2、充盈系数小,成孔形状规则。3、机械设备简单,安装、拆除、运输较为方便。4、施工操作简单,一般人员经过短期培训便可上机操作。5、机械设备造价低,可节约前期投资成本。6、需要的操作人员少,一般有35人左右便可完成钻孔桩成孔。回旋钻机成孔的缺点:1、大部分回
6、旋式钻机移动不方便。2、岩石地质钻进速度慢。1.3.2 回旋钻机简介旋挖式钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土、卵石层、碎石黏土层等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖桩采用泥浆循环方式排渣。最大孔径可达3.5米,孔深达120米,旋挖钻机的额定功率一般为125450kW,输出扭矩为120400kNm,旋挖桩机采用自身柴油发动机提供动力,对施工现场临时用电需求量极小。1.3.3 旋挖钻机的简介岩芯钻头1.3.3 旋挖钻机的简介回转斗短螺旋旋挖钻机的优点1、施工速度快:直接将碎渣装入钻斗内提升运至地面。2、施工精度比较高:施工过程通过电脑控制,自控性较强。3、环境
7、污染小:噪声污染较小;泥浆用量。4、移动方便:旋挖桩机自带履带式底盘,可在场地内自行移动。1.3.3 旋挖钻机的简介旋挖钻机的优点5、机械化程度比较高:不需进行钻杆的拆除和组装、泥浆清渣处理等。6、无需提供动力电源:旋挖桩机采用自身柴油发动机提供动力。7、承载力高:孔壁比较粗糙,桩体与土体的结合程度比较高。8、适用性好:旋挖桩机可配置钻头的多样性,旋挖桩机可适用各种底层。1.3.3 旋挖钻机的简介旋挖钻机的缺点1、前期投入比较大。2、自重大,对场地要求比较严格。3、孔壁护壁差。4、需要机械配合作业。5、软土中孔内容易产生负压。旋6、施工过程短期投入增加。1.3.3 旋挖钻机的简介1.防护罩2.
8、泵体3.叶轮4.泵盖5.密封体6.导管7.泵轴8.托架9.联轴器10.电动机泥浆泵是钻机的重要配套产品,用于钻孔作业中循环泥浆。泥浆泵是在钻孔过程中,将泥浆加压后携带出井底的岩屑和供给孔底动力钻具的动力,向孔底输送和循环钻孔液的往复泵。3PNL-12型泵结构图1.3.4 泥浆泵 第 2 章 钻孔桩的施工工艺流程 2.1 施工准备2.2 测量定位2.3 埋设护筒2.4 钻机就位2.5 钻 孔2.6 第一次清孔2.7 钢筋工程2.8 安放导管2.9 第二次清孔2.10 灌注混凝土2.11 注浆2.12 凿桩头2.13 桩与承台连接构造2.14 成品保护施 工 工 艺 流 程 图2.1 施工准备 开
9、工前场地完成三通一平。地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均要清除处理完毕。各项临时设施如临时电、临时水、安全设施准备就绪。施工准备1.三通一平3.施工前检查2.熟悉资料5.砌泥浆池4.清除障碍物2.1 施工准备施工准备1.三通一平3.施工前检查2.熟悉资料 5.砌泥浆池4.清除障碍物 熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料、建筑桩基技术规范等资料,编制桩号图。施工准备1.三通一平3.施工前检查2.熟悉资料5.砌泥浆池4.清除障碍物 操作前应对桩机的卷扬机、配电箱、钢丝绳、刹车等进行安全可靠的检查和试验,确保施工安全;对桩锤的直径、砼料斗的体积进行检查,确保施工质量。2.1 施工准备施工
10、准备1.三通一平3.施工前检查2.熟悉资料5.砌泥浆池4.清除障碍物场地应先按设计图纸要求的标高进行平整,清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根、垃圾、管线等),场地低洼处须回填夯实。2.1 施工准备施工准备1.三通一平3.施工前检查2.熟悉资料5.砌泥浆池4.清除障碍物2.1 施工准备 2.2.1 规划定位 2.2.2 建立控制网 2.2.3 施工定位2.2 测量定位 邀请规划部门的测绘单位来工地,对每一个建筑物进行定位。测绘单位技术人员定位时,施工单位要派出相关人员协助测绘单位对定位点进行保护,每个定位点用混凝土浇筑,并安设防护标志,防止碰撞而发生位移。2.2.1 规划定位 先根
11、据规划部门测设的建筑物定位坐标点和高程点,在场区内用水准仪、全站仪引测现场控制网点,经甲方及监理核验后,作为现场施工放样的依据。然后根据该点进行轴线、桩位放样和标高控制。现场控制点采取保护措施,并安设防护标志,防止施工中碰撞而发生位移。建立控制点建立控制点2.2.2 建立控制网 桩位测定分初测、复测,分别为挖埋护筒前和埋设护筒后,复测合格后,打入12定位钢筋一根,作为钻孔机定位标点,然后用水准仪测定其护筒和地坪标高,经甲方、监理工程师验收合格后方可就位施工。2.2.3 定桩位 2.3.1 埋设要求2.3.2 护筒作用 2.3.3 埋设十字桩2.3 埋设护筒 1、护筒埋设应准确、稳定,护筒中心与
12、桩中心的偏差不得大于20mm,护筒的倾斜度不大于1%。2、护筒常用48mm钢板制作,其内径应大于设计桩径200mm,其上部开设12个溢浆孔。3、护筒的埋设深度:在粘性土中不宜小于1.5m;砂土中不小于2.0m;护筒顶端高出地面30cm。2.3.1 埋设要求 1、保护孔口2、定位导向3、隔离地表水4、保持水头5、防止塌方6、固定钢筋笼2.3.2 护筒作用 为了校正护筒及桩孔中心,在挖护筒之前采用“+”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩,定位桩采用20钢筋,在位于护筒边12m位置进行埋设,定位桩顶高于护筒顶20cm,且埋入地面不小于30cm,并浇筑20cm厚,半径20cm圆型混凝土进行固定
13、,并用红油漆标识,施工中做好定位桩的保护工作。2.3.3 埋设十字桩2.4 钻机就位2.4.1 冲击钻桩机就位2.4.2 回旋钻桩机就位2.4.3 旋挖桩机就位钻机安放在枕木上,必须平整、稳固,确保施工中不移位、不倾斜;钻头中心与护筒中心误差不得大于20mm,钻孔时,护筒内泥浆面高出地下水位1m以上,当受地下水位涨落影响时应高出地下水位1.5m以上,或不低于自然地面。2.4.1 冲击钻桩机就位钻机安放在枕木上,必须平整、稳固,确保施工中不移位、不倾斜;钻头中心与护筒中心误差不得大于20mm,钻孔时,护筒内泥浆面高出地下水位1m以上,当受地下水位涨落影响时应高出地下水位1.5m以上,或不低于自然
14、地面。2.4.2 回旋钻桩机就位确定钻机位置,在钻机位置四周洒白灰线标记,标记位置,定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置,不再挪动,连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。2.4.3 旋挖桩机就位2.5 钻 孔2.5.1 冲击成孔2.5.2 旋转成孔2.5.3 旋挖成孔2.5.1 冲击成孔1、加水造浆2、造浆比例3、冲击成孔4、检查纠偏5、判定界面6、终孔验收1、加水造浆开锤前,护筒内必须加入足够的粘土和水,然后边冲击边加粘土造浆,以保证粘土造浆护壁的可行性。采用粘土造浆,成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重,根据成桩进入的土层不同,泥浆的
15、比例要作相应的调整。2、造浆比例2.5.1 冲击成孔3、冲击成孔冲击钻桩锤对准护筒中心,要求偏差不大于20mm,开始低锤密击,锤高0.40.6m,并及时加粘土泥浆护壁,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒下34m后,才加快速度,加大冲程,将锤提高至1.52.0m以上,转入正常连续冲击。2.5.1 冲击成孔4、检查纠偏在钻进过程中每12m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进,采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位,应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过,以保持孔形良好。2.5.1 冲击成孔5、判定界面(1)在整个桩基施工前,甲方组织设计单位、勘察单位、施工单位来现场,结合地质勘查报告
16、、施工图、相关规范以及现场试桩情况,一起确定桩基持力层入岩判定原则,制定相关判断标准,并把勘察单位确定的试桩岩样封存,作为以后入岩判断的参考。2.5.1 冲击成孔5、判定界面(2)仔细阅读地质勘探资料,绘制出每个桩体持力层顶端标高等高线,看基岩面的起伏情况并与最近的钻孔对比,待施工中钻孔深度达到等高线附近时可进行判别。2.5.1 冲击成孔5、判定界面(3)认真做好钻孔记录,详细了解钻进的情况。桩基一般入岩时钻速会明显降低,钻进时设备晃动也比较厉害。主要依赖施工经验来判断,但同时也要注意,桩机没有调试好,或者桩机处地基软硬程度相查较大,也会出现设备摇晃比较厉害的现象。2.5.1 冲击成孔3/30
17、/20245、判定界面(4)仔细检查岩样。然后根据地质勘察报告进行预先判断,等钻到差不多深度,结合沉渣颜色、硬度进行判断。强风化层岩样一般棱角不明显,一般为次棱及次圆形;中风化层岩样多为棱角形片状。(5)如果桩深变化很大或对持力层入岩有怀疑时,可以采用钻芯取样的方法鉴定。2.5.1 冲击成孔6、终孔验收(1)在钻进过程中施工单位技术员要对照岩土工程勘察报告,进入中风化凝灰岩时要查看岩样,自查符合要求后再上报监理、甲方验收。验收时从捞取的钻渣中取出样品,岩样符合要求后填写岩层深度、取样时间等标签,标签填写好后装袋保留。2.5.1 冲击成孔6、终孔验收(2)根据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)
18、及设计要求,执行如下质量标准:1)桩位中心允许偏差不大于50mm。2)孔径不小于设计桩径。3)孔深不小于设计孔深。4)桩孔垂直度偏差应小于1。检查孔径测孔深度2.5.1 冲击成孔2.5.2 旋转成孔(1)钻进时,在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环,钻具下入孔内后要低档慢速轻压,钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力钻进。(2)正常钻进时,应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻进参数,在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进,在砂土中宜采用低速、轻压、大泵量钻进,在碎石土中宜用低档慢速,控制进尺、加大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。(3)加钻杆时,应先将钻具稍提离孔底
19、,待冲洗液循环35min后再拧卸加接钻杆。(4)钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时,应停止钻进,经采取有效措施后方可施工。2.5.2 旋转成孔回旋钻入岩判定方法:1、要求施工班组在刚进入岩层时立即通知监理、甲方到现场判定是否入岩,看钻杆是否在异常振动,声音也和平常的不一样,看看冲出来的石粒是否是持力层的岩样,这样可判断是否开始进入岩层。然后记录时间和钻杆的位置。2、每隔一段时间比如半个小时、一个小时,看钻杆进入的深度,判断钻速,根据钻速作出预判,然后在查看岩样是否与地质勘查资料相符合。3、入岩判定时需要注意几点:判断是否开始进入岩层;判断钻机是否有下钻,有时候班组为了省事,
20、往往把钻速降低,然后就在原位空钻,所以要让钻杆下钻很关键。岩样确认2.5.2 旋转成孔岩样封存2.5.2 旋转成孔(1)做好钻孔记录:在钻孔过程中应时刻关注地层变化情况,并核对地资料,如发现地层情况与地质资料不符,并对成孔造成影响,应及时通知设计,以便及时做出相应措施,进入持力层后,应留置持力层地质样本,并封存。(2)钻孔过程控制:1)在钻孔过程中随时注意桩机位置,并检查钻杆垂直度,防止桩位偏斜,钻头碰孔壁。2)注意孔中泥浆高度,随时补浆,防止孔壁坍塌,并随时注意泥浆指标变化,根据情况及时调整。3)钻孔作业应保持连续性,如因故需暂停的,应保持孔内泥浆比重,并随时注意钻孔情况,及时处理异常原因。
21、2.5.3 旋挖成孔桩机钻进2.5.3 旋挖成孔旋挖桩入持力层界面判定方法:1、旋挖机抓斗挖出土方中卵石含量达到50%以上,结合地勘数据,可判定入卵石层。2、旋挖机抓斗挖出土方中含有卵石含量少于50%,应继续挖一斗,如下一斗卵石含量明显增加,且卵石含量明显大于50%,结合地勘数据,以上一斗的最后挖入深度为持力层界面。3、旋挖机在土层中钻进和在卵石层中钻进声音有明显区别,在土层中钻进时基本只有旋挖机本身的声音,进入卵石层后,会发出金属磨擦石头较为尖锐的声音,且机器会产生一定振动,如旋挖机表现满足上述情况,且钻入深度与该处地勘相符,可判定入持力层。2.5.3 旋挖成孔岩样确认2.5.3 旋挖成孔岩
22、样封存2.5.3 旋挖成孔(3)孔深、孔径、倾斜度的检测1)钻至设计标高时,甲方、监理、施工单位对孔深进行准确测定,并以此作为终孔标高依据记录。2)孔径和孔深须达到设计要求(检查工具可选择卷尺、测绳等),倾斜度不得大于1%。3)在测量孔深前应对测量所用工具(测绳等)进行检验,检验合格后方可作为孔深测量工具。测绳检验测绳检验测量孔深测量孔深2.5.3 旋挖成孔第一次清孔也是至关重要的,其操作方法是:正循环冲进终孔后,将泥浆管捆在锤头的钢丝绳上,并缓慢放入孔底,进行泥浆正常循环清孔,采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆;返出泥浆的含砂量8%;泥浆比重1.25;孔底沉渣厚度50。经第一次测量孔深,
23、达到相应钻孔深度后,第一次清孔完毕。2.6 第一次清孔 2.7.1 钢筋原材 2.7.2 钢筋笼制作 2.7.3 钢筋笼的检查 2.7.4 钢筋笼的吊装 2.7.5 钢筋笼的焊接 2.7 钢筋工程1、检查钢筋生产厂家营业执照、生产许可证、出厂合格证、厂家检测报告。2、钢筋进场时应检查钢筋的品种、规格、型号、批量、炉号、每个炉号的生产数量、供应数量等,并按规定抽取试件作力学性能试验,其质量必须符合有关标准的规定。2.7.1 钢筋原材3、有抗震要求的框架结构,纵向受力钢筋的强度应满足设计要求;对一、二级抗震等级,检验所得的强度实测值应符合下列规定:(1)钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不
24、应小于1.25。(2)钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。4、当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。5、钢筋的表观质量:钢筋应平直、无损伤,表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。2.7.1 钢筋原材钢筋笼的分节长度应按照下料单要求下料,钢,筋笼的加劲箍筋设置间距2m一道设置,主筋与加劲箍筋采用点焊连接。每根桩的钢筋笼分节编号,同一截面内接头数量不超过钢筋总数量的50%;主筋的接头采用单面焊接,焊接长度为10d(d为主筋直径),箍筋与主筋采用交错点焊和绑扎方式进行固定,下料时主筋接头位置的错位搭接长度要符合设计要
25、求。2.7.2 钢筋制作1、钢筋主筋长度100mm,尺量检查。2、钢筋笼直径10mm,尺量检查。3、主筋间距10mm,尺量检查不少于5处。4、加强筋间距20mm,尺量检查不少于5处。5、箍筋或螺旋筋间距20mm,尺量检查不少于5处。6、加密箍的长度,5倍的桩径,尺量检查。7、钢筋骨架垂直度1%,吊线尺量检查。2.7.3 钢筋笼检查允许偏差范围钢筋笼入孔时,由吊车吊装。在安装钢筋笼时,采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间,并采取措施对起吊点予以加强,以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准桩孔中心,要保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔之后应缓缓
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