钻孔灌注桩首件工程施工总结报告一、概况1、前言为了便于桥梁钻孔灌注桩施工的顺利进行,熟练掌握旋挖钻机在桥梁钻孔灌注桩中的施工工艺和方法,我们将跨西宝客专特大桥237号墩15号桩基作为该桥的工艺性试验桩,并针对其施工工艺和现场管理情况进行了认真的分析和总结。
2、工程概况跨西宝客专特大桥237#墩中心里程DgK13+411.44,桩基础采用15根直径1.5m,桩长68m 的摩擦桩,桩基采用C40混凝土灌注。
地质多为粗砂和中砂层,其中夹有两段少量黏土层。
灌注完后需逐根进行无损法桩身质量检测。
二、首桩人员及机械设备配备情况钻机配备人员 10 人,其中机手3人,辅助工人7人。
主要是进行钻孔、灌注等工作。
钢筋笼焊接4人,主要进行钢筋笼孔口焊接。
(二)机械设备配备三、试桩过程(一)施工准备:2013年3月18日—3月21日,进行了场地平整、挖泥浆池、制备泥浆、测量放样、埋设护筒、护筒复测、钻机就位。
(二)钻孔:2013年3月22日6点30分开始钻孔,2013年3月22日16点55分终孔,共计10小时25分钟。
(三)检孔:2013年3月22日16点55分检孔,2013年3月22日17点30分检孔结束,共计35分钟。
(四)一次清孔:2013年3月22日17点30开始初次清孔,2013年3月22日18点50分初次清孔结束,共计1小时20分钟。
(五)安装钢筋笼:2013年3月22日18时50分—2013年3月22日22时45分,共计3小时55分钟。
(六)导管安装:2013年3月22日22时45分—2013年3月22日23时20分,共计35分钟。
安装时导管底部距孔底高度为0.4m。
(七)二次清孔(换浆法):2013年3月22日23时20分—2013年3月23日2时50分,共计3小时30分钟。
清孔完成后测定泥浆的各项性能指标:泥浆比重为:1.08,泥浆黏度为20s,泥浆含砂率为1.5%,沉碴厚度为2cm。
(八)灌注:2013年3月23日3时15分开始灌注,2013年3月23日6时59分灌注完毕,共计3小时44分钟。
现场实测塌落度为200、210、210mm,实测入模含气量为2%,实际灌注砼方量为123.5m3,现场留置试块2组。
四、施工过程(一)施工工艺流程图见“钻孔桩施工工艺流程图”钻孔桩施工工艺流程图(二)施工准备1、在施工前先平整场地,压路机碾压密实,保证钻机平台平整、稳定,确保钻机在钻进中保持稳固,确保施工安全和成孔质量。
2、在现场靠近承台左侧挖一个长9m宽9m和深2m的泥浆池,作为钻孔中存放泥浆及灌注混凝土时溢出泥浆用。
并在四周用红白相间的钢管进行防护,钢管埋深0.6m,外漏1.2m,上部两横杆间距为0.6m。
现场泥浆池储浆能力超过125m3,按桩基设计长度和孔径参数,完全满足造浆配送需求。
3、桩位放样:测定桩位和地面高程。
桩位放样时,桩的纵横向允许偏差不大于50mm,并在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,以供随时检测桩中心和高程。
4、护筒埋设:护筒由6mm钢板卷制而成,护筒直径170cm;护筒中心与桩中心的平面位置偏差为2cm,满足规范不大于5cm的要求,倾斜度为0.3%,满足规范不大于1%的要求;护筒顶高出地面30cm,护筒埋深为3.7m;护筒顶端留有高40cm、宽20cm的出浆口。
护筒底部和四周所填粘质土分层夯实。
5、泥浆制备与调试:针对粉砂土层易坍塌的特点,要求配置的泥浆护壁速度快、效果好。
因此我们选择由膨润土、纯碱(Na2CO3)纤维素(CMC)及水搅拌而成的优质泥浆,其比例为:膨润土25%,纯碱用量为膨润土的0.4%,纤维素用量为膨润土的0.1%。
配比和各项性能分别如下表所示:泥浆的配比表泥浆各项性能现场泥浆配比由试验调制,粘度一般控制在18~21s, 泥浆含砂率为1.5%,泥浆比重为1.18,粘度、含砂率和泥浆比重均在设计要求范围内。
初次使用的泥浆根据试验充分搅拌,搅拌时间为3min。
经过现场测试和对各项数据的对比分析,一般泥浆比重为1.1时,则需要用膨润土为55kg/m3,一根68m桩基共需要膨润土约6.6吨,折合97.2kg/m,现场泥浆池储浆能力超过125m3,按桩基设计长度和孔径参数,完全满足造配需求。
首桩桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆经过预先挖设的水沟流回泥浆池内,计划用于下一根桩基钻孔护壁。
(三)钻机成孔钻机就位前,对旋挖钻机进行检修后开始安装就位,将钻锥徐徐放入护筒内。
钻机底座和顶端保持平稳,防止产生位移和沉陷,钻机的起吊滑轮线、钻锥和桩孔中心三者保持同一铅垂线。
向埋好护筒已被挖进的孔内注入泥浆,泥浆初次注入时,应垂直向桩孔中间进行注浆。
开钻时慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,再正常钻进。
钻机在钻进过程中,钻斗的升降速度控制在0.75~0.8m/s。
(四)清孔清孔采用泥浆泵进行换浆,以相对密度较低的泥钻进过程中,先用螺旋钻切土,然后用旋挖斗捞取钻渣,同时取渣样并检查泥浆指标,注意土层变化,及时对不同地层调整钻速、钻进压力和泥浆比重。
利用旋挖钻钻头对孔底进行清孔,清孔结束后,孔底沉碴厚度为80mm,满足设计要求不得大于100mm的要求。
(五)钢筋笼骨架的制作安装钢筋笼加工在钢筋加工场加工成型,自制平板车拉运。
成孔清孔验收合格后,利用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内。
在首桩施工过程中,因为钢筋笼长度为26.3m,需分三节制作,分节吊装、焊接接长,焊接接头错开至少1米,并在钢筋笼每道加强筋处焊接四个Φ20耳筋作为钢筋保护层。
钢筋笼每2m设置一处十字支撑,设计图纸给出桩身配筋范围内加强箍筋N7除上下各设一根外,中部每隔2m设一根,除顶底部N7钢筋外,其余每根N7钢筋处对称设4根N8吊装定位钢筋。
为了有效保证图纸要求的保护层厚度,在钻孔桩灌注混凝土时用N8吊装定位钢筋来控制钢筋笼保护层厚度,确保主筋保护层为10cm。
为了保证钢筋笼的中心位置,我部采用了加长钢筋的做法,具体方法为:在主筋对称的位置上,接长四根钢筋,焊上箍筋,伸出水面。
在护桩上引出十字线,利用铅垂确定出钢筋笼的中心位置。
钢筋笼孔口焊接采用搭接焊。
钢筋笼骨架的允许偏差和检验方法(六)导管试压及安装对导管两端安装密封装置,封闭装置采用既有试压套。
在试压封闭两端管道的正上方安装进水孔,以便注水时空气从孔中能够溢出。
采用水管向导管内注水,注水至管道另一端出水,当导管内充水达70%时,停止注水。
将一端注水孔密封,另一端与空气压力机连接,检查导管连接处封闭端安装情况,检查合格后压风机冲压,进行水密试验的水压不得小于孔内水深的1.3倍压力,也不能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,滚动导管三到五次,保持压力15min不漏水即为合格。
导管壁能承受的最大内压力计算如下:Pmax=1.3(ㄚcHcmax-ㄚwHw)公式中:Pmax——导管壁可能承受的最大内压力,KPa;ㄚc——混凝土容重(用24KN/m3),KN/m3;Hcmax——导管内混凝土柱最大高度,采用导管全长73m;ㄚw——钻孔内水容重为12KN/m3Hw——钻孔内水或泥浆深度73m。
则Pmax=1.3(24×73-12×73)=1138.8KPa导管安装接头一律采用丝扣连接,并采用橡胶垫圈增强密封。
导管底标高按实际孔底悬空40cm控制。
本次试桩施工中导管拼接长度为1节4m+23节3m,总长73m,导管悬空40cm。
(七)二次清孔沉渣厚度的控制:首先进行初始桩长的确定和设计沉渣厚度的确定,在泥浆泵换浆完成后,立即下测绳测沉渣厚度,测绳下端采用钢筋头焊接,要有一定重量,测沉渣时,抖动测绳,感觉地下锤头在接触桩底时是否反弹来决定换浆是否彻底。
在混凝土浇注前还应测一次,确定沉渣厚度是否符合设计要求。
钢筋笼安装好后,根据孔深安装导管,导管底部离孔底40cm,然后采用泥浆泵换浆进行二次清孔,清孔时间为3.5小时,测得沉渣厚度为2cm,经监理工程师检查合格并签证后进行下一道工序施工,立即进行水下混凝土的灌注。
(八)灌注水下混凝土混凝土采用自动计量拌和站拌和。
首车混凝土坍落度为21cm ,满足规范要求控制在18~22cm 之间的要求,经现场与拌和站电话沟通、对配合比含水量进行适当调整、第二车混凝土坍落度为20cm 、第三车混凝土坍落度为20cm ,第四车混凝土塌落度为21cm ,后面接着每车的塌落度均很稳定。
水下混凝土灌注采用导管法。
根据首桩桩孔的深度为73.3m ,确定导管的拼装长度为73m ,导管拼接长度为1节4m+23节3m 、总长73m 。
吊装时导管位于桩孔中央,在浇筑前进行升降试验、发现导管没有出现异常现象。
安装后复核导管底口至孔底的距离为40cm ,满足规范在30~50cm 范围内的要求。
灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深均无误,泥浆沉淀厚度2cm ,经检查无坍孔现象。
水下混凝土的灌注按验标要求进行。
初灌采用剪球法施工,在导管里放置皮球,球的直径为27cm ,满足宜比导管内径小2~3cm 的要求,球面光滑,并用盖子盖住漏斗下口,盖子与钢丝绳连接,漏斗内储足首批浇筑的混凝土量3m 3,吊车拉钢丝绳,提起盖子,混凝土快速落下,迅速落至孔底并把导管裹住,首批初灌混凝土将导管埋深为1.3m ,满足规范不小于1m 的要求,浇筑连续进行。
第一次混凝土灌注量的计算方法如下:式中:D —桩孔直径1.5m ;H 1—孔桩底端至导管底端间距0.4m ;H 2—导管初次埋置深度1m ;d —导管内径0.3m ;h 1—钻孔内混凝土达到埋置深度1m ,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m ),即h 1=c H w w γγ/,式中:H w —桩孔内水或泥浆的深度72m ;w γ—桩孔内水或泥浆的重度12kN/m 3;c γ—混凝土拌和物的重度24kN/m 3。
V ≥3.14*1.5*1.5/4*(0.4+1)+3.14*0.3*0.3/4*(1*24/12)=2.615m 3水下砼的灌注工作要连续进行,中途不得停顿。
灌注过程中经常用测锤探测孔内砼顶面到达的位置。
通过测量及时调整导管的埋深,埋深控制在2~6m 。
为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距离钢筋骨架底部2m 左右时,降低灌注速度。
混凝土顶面上升到钢筋骨架底部4m 以上时提升导管,使导管底口高于钢筋骨架底部2m 以上后在恢复正常的灌注速度。
为保证成桩质量,水下砼灌注面需高出设计桩顶面标高1.0m ,灌注过程中指定专人认真详细填写灌注记录。
122124d )(4h H H D V ππ++≥灌注的砼强度达到5MPa以上后即可拔出护筒,修整后可重复利用。
并对场地进行清理,将钻机移至下一孔位施工,钻孔桩应循环间隔施工,相邻的两根桩在前一根桩砼灌注结束24小时后才能开始后一根桩的钻进工作。