钻孔灌注桩工程施工技术.doc
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1、 钻孔灌注桩工程施工技术一、工程概况:TJ-1标项目地处黄河冲洪积平原,沿线连续分布有粉土、粉砂土层,一般处于中密、稍松状态,20m深度范围内的粉(砂)土、粉砂层属轻微严重等级液化。全标段范围内共有6座大中桥,一座立交式互通,下部结构基础为钻孔灌注桩基础,均为摩擦桩,桩长为33m60m范围。桩径1.2m的234根、桩径1.4m的100根、桩径1.6m的104根、桩径1.8m的34根,共477根。二、试桩目的根据实际情况,桩基施工前应进行工艺性试验。通过试桩,为后续的钻孔灌注桩的施工积累更多的经验。试桩应取得如下指标:1、钻进时的参数:进尺、泥浆性能等;2、现有钻机在典型地质中的成孔时间,包括在
2、各种地质中的进尺速度;3、灌注前二次清孔后的泥浆指标及清孔方法;4、成孔质量控制的措施(孔径、倾斜度、中心偏位等);5、验证施工组织方式、各职能部门间的配合、机具和人员配备以及管理体系的适用性;6、扩孔系数;7、沉淀层的厚度。三、编制依据 1、商登高速公路工程第一段合同两阶段施工图设计; 2、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2011);3、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);四、试桩桩位选择和机具的选择考虑试桩施工便利情况,项目部决定试桩点定在北互通EK0+198E匝道桥1#桥墩1号桩及四支渠大桥4#桥台0a-1桩,两桥桩位施工便道畅通且离钢筋加工场、混凝土搅拌站较近
3、,施工机械、材料进场方便,钢筋加工场及混凝土搅供应十分方便;两桥试桩的桩径均为1.2 m,桩长分别为41m及48m。钻孔机械采用JZ50反循环钻机2台,钻头直径1.2m。 五、施工准备情况 1、组织机构及人员 项目部组织成立了试桩小组,各个部室都安排人员进行全过程参与,下设一个试桩施工队。工作小组的人员组成及职责如下:序号职务姓名职责、分工备 注1组长杨景安试桩负责人2副组长高朝阳组织全面试桩工作3副组长逮发财试桩技术负责人机械选择及施工方案制定,技术指导,各种要素的配备4组员段维春负责现场试桩方案实施和资料收集参与现场方案实施,整理成果5组员原长利负责试桩的材料、机具供应6组员李刚负责试桩的
4、各项试验、检测工作室内试验现场测试及其它测试工作,成果整理7组员余明凯负责试桩质检工作质量控制、检验8组员刘永庆负责试桩安全、环保工作安全环保控制9组员杨新负责施工队内部日常工作 试桩施工队安排钻机队长2人、钻机操作手2人、普工6人、电工1人、钢筋工10人。 2、机械设备 JZ50反循环钻机2台,钻头直径1.2m TX3-500 32KW电焊机3台 16T汽车吊机2辆 泥浆泵2台 钢筋弯曲机1台 钢筋切断机1台 钢筋调直机1台 混凝土搅拌车3台 3、技术准备(1)、导线点、水平点加密与复测已完成,监理已进行现场确认,现场施工放样完毕,并通过监理复核与认可。 (2)、技术人员已完成图纸审核,对试
5、桩班组的试桩技术交底工作已经完成。4、安全交底对进场的施工管理人员进行了岗前安全教育和培训,合格的人员方允许其进场,不合格的人员已经辞退。由项目部工程部长对参加试桩的全体人员进行了安全技术交底,使参加人员明白了各自的岗位职责并掌握了安全注意事项,使操作工人熟练掌握了GPS-20反循环钻机操作规程,满足试桩要求。5、施工便道、材料准备 桩基钢筋笼加工场紧邻试桩点西南侧。混凝土搅拌站位于试桩点西南约200m。G106位于试桩点东300m。试桩点、G106、钢筋加工场、混凝土搅拌站之间均通过施工便道相联系。砂、碎石、水泥、钢筋等材料已进场且检验合格。 六、施工计划及施工工艺 1、试桩施工计划 钻孔灌
6、注桩试桩计划2013年7月16日开工,根据目前施工实际条件,预计2013年7月21完工。2013年7月28日对桩基进行检测 2、施工顺序 施工准备测量放样护筒埋设泥浆池挖设钻机就位钻孔制作钢筋笼骨架检测成孔深度、孔径、倾斜度清孔吊放钢筋笼下导管砼搅拌及运输灌注水下砼钻机撤出拆护筒养生。 七、工艺试验的详细工作方法和工作程序 1、施工准备1)场地平整、及泥浆池的准备:清除桥台处现场杂物,对场地进行平整,夯打密实作业场地平台。在钻桩桩位旁边开挖建造泥浆池,泥浆池开挖考虑到以后施工的需要,大小为8m长8m宽1.8m深;在11a-0桩右侧泥浆池附近处设大小为1.5m1.5m的循环池,以供钻孔过程中泥浆
7、的循环。 2)桩位测量:在平整好的场地上进行桩位测定,用木桩准确标识各桩位的中心及标高,放样完毕后报现场监理复核。 3)埋设护筒:钢护筒采用8mm厚钢板加工而成,为增加刚度,防止变位,在护筒上下端和中部外侧各焊一道加筋肋,做成整体式。直径为140cm,护筒高3m,采用挖埋法埋设护筒,开挖土至护筒埋深在2.7m,然后起吊安放护筒,根据放样设置的中心保护桩,护筒中心轴线应对准测量标定的桩位中心,并严格保持护筒的竖直度,用锤球吊,确保护筒埋设偏差在1cm范围内,垂直度控制在1%范围内,四周用粘土夯实不透水;埋设护筒口应高出原地面30cm。 4)施工用电:变压器已安装,能够保证施工用电。 2、钻机就位
8、 施工场地平整处理,保证反循环钻机底座场地应平整、夯实,避免在钻进过程中钻机产生沉陷;在反循环钻机底部铺设底板以控制钻机不均匀下沉。 桩位确定后,利用十字线放出四个控制桩位,并以四个控制桩控制护筒埋设位置。 3、泥浆制备及性能控制 桩基开钻机时采用附近取的粘土制浆,在钻进以后,采用自制泥浆。泥浆配制相对密度先按1.1配制,根据钻孔情况及实际地质情况随时调整。泥浆性能达不到要求的要及时调整。钻碴每个地层提取编号留存。泥浆性能指针见下表泥浆性能指针表。 钻孔方法地层情况泥 浆 性 能 指 标相对密度粘度(pas)含砂率()胶体率()失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(pa)
9、酸碱度(PH)反循环一般地层易坍地层卵 石 土1.021.061.061.101.101.1516201828203544495959520202033312.512.512.5810810810 4、成孔 (1)开钻前在护筒内存进适量泥浆。开始钻孔时,稍提钻杆,在护筒内打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后开始钻进。开钻时保持低档慢速钻进,钻至护筒下1m后再正常速度钻进, 在孔深4.0m以内,不超过2m/h,以后不要超过3m/h,钻进速度应与泥浆排量相适应。在易塌孔的砂土土层钻孔时,宜采用低速、轻压钻进,同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。 本台钻机有2名操作手,均经过技术交底,严格按照作业
10、工区下发的反循环钻机操作规程施工,随时填写钻孔记录,并经常检查钢丝绳和润滑部分。两人交接班时按照要求,仔细交代本班钻进情况及下一班需注意的事项。 验证地质勘察情况是否与实际情况符合,钻进过程中对抽出的泥浆进行了滤碴,同时也密切注意地层的变化。每钻进2m或地层变化处,捞取碴样,判断地质的类型,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻碴样应编号保存,以便分析备查。 桩基钻孔过程要连续,始终保持孔内规定的水位和泥浆的相对密度、粘度。钻孔过程中要保持孔内有2m以上的水头高度,钻孔内附近地面无开裂,护筒、桩架无倾斜。二,施工注意事项:1、由于钻机设备较重,施工场地需平整、宽敞,并有一定硬度,避免
11、钻机发生沉陷。2、钻机施工中检查钻头,发现侧齿磨坏,钻头封闭不严时必须及时整修。3、泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。4、在钻机施工时应严格一次钻进深度。5、钢筋笼或探孔器向孔内放置时,应由吊车吊起,将其垂直、稳定放入孔内,避免碰坏孔壁,使孔壁坍塌,在混凝土浇筑时出现废桩事故。6、根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注混凝土时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁撑护作用。7、其它施工工艺事项,应严格按照桥涵技术规范和标准进行施工。 5、清孔钻孔达到设计孔深,经终孔检查合格后,可进行清孔。在清孔排碴时,注意保持孔内水头,防止坍孔。严禁用超深成孔的方
12、法代替清孔。采用优质泥浆在足够的时间,经多次循环,将孔内的悬浮的钻碴置换并沉淀出。在砼灌注前进行二次清孔,直到孔底沉碴厚度、泥浆指标达到设计要求。 6、钢筋笼施工钢筋笼制作以施工图要求的规格及尺寸进行加工(施工前要仔细核对施工图,确保图纸正确)。钻孔灌注桩钢筋笼在加工场地集中制作,根据现场桥梁施工进度给钢筋班组下达书面钢筋笼加工计划书。钢筋笼制作并采用长线法施工。钢筋笼分节加工,顶笼标准长度,底笼为调节段,底笼主要用于安装声测管。钢筋笼长度宜为18m左右,并尽量减少施工现场焊接量,下料时要考虑到搭接长度(采用双面搭接焊)。钢筋笼制作时要按照统一的标准进行加工,不得随意更改,以防出错。如有临时变
13、更要及时以书面的通知告知施工班组。钢筋笼在钢筋胎膜上加工,在预先弯制好的加强筋圆圈上,等距离的画好主筋的间距,以保证钢筋笼主筋位置的准确;加强筋按设计施工图纸要求的间距进行布设(每2m一道)。钢筋笼外侧安装C25砂浆圆形垫块作为钢筋保护层,垫块直径为16cm,厚度为5cm。砼垫块集中制作,标准养护,达到设计强度后方可使用。每隔2m设一层,每层均布4个, 梅花状布置。箍筋:加强箍筋制作要按图纸尺寸制作,不得进行随意修改;螺旋箍筋,首先调直钢筋,再盘好待用,间距加强区每10一道,一般区域每20一道,误差应控制在规范许可范围内,施工时需注意设计图中螺旋箍筋布置,螺旋箍筋搭接长度为10d。螺旋箍筋以采
14、用点焊方式固定(满布式焊接),如用绑扎方式固定必须全部绑扎到位,绑扎点采用十字行绑扎。钢筋焊接(主筋):加工场内主筋焊接采用双面搭接焊,同一截面上接头数量不超过50%,采用双面搭接焊时焊缝长为5d;现场采用单面搭接焊,焊缝长为10d,焊缝宽度0.7d,焊缝高度0.3d。加工时需注意顶笼处端部打弯需符合设计要求,打弯钢筋直线长度为4.25d,打弯半径2.5d。为保证轴线一致搭接焊前主筋需预弯4角,并且预弯长度要保证一致,但不能小于焊接所需长度(10d)。同时为现场焊接方便,弯曲制作时,注意弯曲方向,一般上口为顺时针弯曲,下口为逆时针弯曲。钢筋笼在施工中要加强过程控制,出现错误要即时更正。要避免完
15、工后再出现的反工。钢筋笼制作完成后,应及时通知质检部进行验收,再得到质检部验收合格通知后钢筋笼方可使用。每一套钢筋笼制作都需要挂标牌并标示出合格、待检,不合格三种情况,不合格钢筋笼不允许出厂。钢筋笼在出厂前要有施工部位的标识(注明桥名、墩台号、桩号及节数)钢筋笼存放、运输、安装钢筋笼存放:要求下垫30方木,并在钢筋笼上方用塑料彩条布进行覆盖;钢筋笼放置时需注意上下口方向排列,并设置标牌。钢筋笼运输:采用加长板架车,拖拉机牵引,运输过程中要防止钢筋笼变形,轻吊轻放。放置地点应提前用枕木垫高,避免钢筋直接接触泥土地,污染钢筋。钢筋笼安装:钻孔桩成孔检验合格后,即可开始钢筋笼的吊装施工。同时应该在孔
16、口边放置两根枕木用来支撑钢筋笼,并且要高出护筒口5cm。钢筋笼安装采用汽车吊(不小于16T),为了保证骨架起吊时不变形,可以在加强骨架内焊接临时三角支撑,以加强其刚度。钢筋笼宜采用三点吊装,吊装时第一吊点设在骨架的下部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。第三点放在钢筋骨架的上部。对于长骨架,起吊前应在骨架内部临时绑扎两根48钢管以加强其刚度。起吊时,先提第三点,使骨架稍提起,再与第二、第三点同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停吊,继续提升第三吊点。随着第三吊点不断上升,慢慢放松第一吊点和第二吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。当骨架进入孔
17、口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁。然后,由下而上地逐个解去绑扎钢管的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第三吊点附近的加强箍接近孔口,可用型钢等穿过加强箍筋的下方,将骨架支承于枕木之上。再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时要保证上下主筋顺直,焊接长度单面焊为10d、双面焊5d。焊缝要饱满、无烧伤主筋、无焊渣残留。每一处接头焊接完成,需要自检并且上报监理工程师,合格后方可进行下一道工序。全部接头焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。吊筋:根据孔口标高与笼顶标高差值计算,根据计算长度要向施工班组进行书面交底
18、(特别要注明桥名、墩台号、桩号),反复核对无误后再焊接定位筋吊筋,焊接要求等同主筋的连接。吊筋采用与主筋同规格的钢筋制作,采用两点支撑。利用护桩在钢筋笼上拉出十字线,找出钢筋笼中心,并使其与桩位中心重合。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的型钢,并将整个定位骨架支托于枕木上。为了节省钢筋笼焊接时间,现场需保持不少于二台电焊机,分工流水作业。电机电流要适中,不宜过大过小,防止焊接时烧伤钢筋。钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差(mm)1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%7、导管安放
19、:采用直径300mm导管,导管内壁光滑圆顺,内径一致。中节长2.02.5m,底节长4.0m。导管底端距孔底沉碴高度一般为0.30.5m。桩孔底至导管底端距离间距为0.4m,导管顶端距孔底距离为49.5m,导管使用前先对导管进行编号,以免丢失或安放顺序错误,再进行水密承压和接头抗压试验,严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍;p=chc-wHw2434-1134=442kpa式中:p导管可能承受到的最大内压力(kPa); c混凝土拌和物的重度(取24KN/m3); hc导管内混凝土柱最大高度(m),以导管
20、全长或预计的最大高度计; w 井孔内水或泥浆的重度(kN/m3) Hw井孔内水或泥浆的深度(m);按导管抗压不小于混凝土灌注时最大内压力p的1.3倍计算,导管抗压力应是442kpa1.3倍=576kpa,导管抗压力应不小于576kpa;水密承压和接头抗压试验合格后方可使用8、混凝土要求试桩阶段采混凝土配合比报监理办进行审批,水泥采用42.5水泥,粗集料采用配范围5-31.5mm,砂用级配良好的中砂。(各种材料的性能指针见附表)混凝土水灰比在0.54,水泥用量(含粉煤灰)308kg/m3,含砂率为42,混凝土初凝时间为34h,坍落度为180220mm,混凝土具有良好的和易性。在混凝土拌制过程中,
21、安排试验人员在混凝土搅拌厂进行旁站,拌合时的配合比、使用材料情况进行监督,并对出厂的混凝土进行坍落度检测,每车混凝土到达现场后试验人员用坍落度进行抽查。在水下混凝土浇筑过程中,在监理监督情况下,进行现场标准试压块的制作,施工单位做四组,监理单位取一组,在试验室恒温进行养护。9、灌注水下混凝土(1)钻孔至设计孔底标高后,应立即进行终孔检查,核对孔径尺寸、标高,查对孔底地质情况,通过监理工程师的最终检查,即可清孔。孔底沉碴厚度不大于设计规定值,清孔时保持孔内水头不小于2m,防止塌孔。(2)水下混凝土的拌制水下砼强度必须满足设计要求,砼的坍落度控制在180-220mm。导管法灌注水下砼程序如下图:f
22、dbecaa安设导管(导管底部与孔底之间留出30cm50cm空隙);b悬挂隔水栓(采用皮球作隔水栓),使其与导管内面紧贴;c灌入首批混凝土;d剪段铁丝,隔水栓下落孔底;e连续灌注混凝土,上提导管;f混凝土灌注完毕,拔出护筒。 (3)水下混凝土初灌量的确定: 一般按V=D2(H1+H2)/4+h1d2/43.141.22(0.4+1)4+3.142.270.2524=1.8m3式中 V灌注首批砼所需数量(m3) D桩孔直径(m)H1桩孔底至导管底端间距,一般为0.4mH2导管初次埋置深度(m)d导管内径(m)h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m
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