钻孔灌注桩标准化施工工艺一、设计标准1张集铁路的钻孔灌注桩直径主要有2种,一种是1.0m, —种是1.25m。
分为摩擦桩和柱桩。
2、张集铁路钻孔灌桩耐久性砼采用的是T1级环境。
3、根据张集线的地质情况,应采用冲击钻机成孔。
二、钻孔前准备1、首先是桩位的测量放样,平整钻孔桩位及周边场地,以利于安放钻机、砼运输车运输砼、吊车安装钢筋笼、起吊导管、砼提供场地。
当桩位位于水中时,修通陆地位置便道,为施工机具、材料运送提供便利。
2、桩位于水中的,施工时在钢套筒上搭设钻孔平台,钢套筒顶面高出水位1m~1.5m。
3、护筒由工厂采用3 =4mm厚钢板制作,高2.5m,护筒内径大于钻孔桩直径20cm。
桩位放样完成后用人工开挖护筒埋设基础,开挖宽度应超过护筒半径0.5m~ 1.0m 护筒就位后人工锤击压实,护筒中心偏位控制在50mm内,旱地位置护筒顶面高出地面0.3m护筒埋设时由护桩校核护筒位置,并严格控制护筒垂直度,保证垂直度w 1%护筒安放就位,基础回填50cm粘土,外侧回填粘土并夯实填平。
4、护筒埋设结束后将钻机就位,钻机摆放平稳,钻机底座全部用枕木支垫, 钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查,用水平尺检查钻机摆放是否水平,在钻锥下悬挂垂球,并利用交叉护桩检查钻机摆放是否正确。
在岸滩上埋设护筒,应在护筒四周回填粘土,并分层夯实,可用锤击、加压、振动方法下沉护筒5、泥浆池可设在桥的下游。
每个桥墩至少设置一个泥浆池,泥浆池的大小根据孔深、孔径和采产的泥浆、沉淀物来计算,绝不允许泥浆从泥浆池外溢出来。
6、泥浆的制备泥浆应采用质量合格的粘土造浆,有条件时可采用膨润土造浆,制备的泥浆满足有关的性能和技术指标。
为了提高泥浆的粘度和胶体率,可在泥浆中投入适量的烧碱和碳酸钠,其掺量由试验确定。
泥浆指标应满足:入孔泥浆比重:1.1-1.3;孔底泥浆比重:粘土1.3,大漂石、卵石层1.4,岩石1.2;粘度:入孔泥浆粘度,一般地层16-22s松散易坍地层为19-28S含砂率:新制泥浆不宜大于4%;胶体率:不应小于95%;PH 值:应大于6.5。
在钻孔过程中,应采用泥浆稠度仪随时检查泥浆稠度,如不符合要求及时进行调整。
三、钻孔桩施工1、钻孔就位(1 )桩机机械设备必须鉴定合格后,才能投入使用。
(2)开钻前,必须作好施工场地平整和临时设施,如供水、电、道路、排水、排污等。
(3)钻机就位必须稳固、周正、水平,确保“三点一线” 。
(4)钻机钻头中心与护筒顶面中心误差不大于50mm。
2、冲孔(1)冲孔时,钻架必须平稳,钻头对准桩位中心,开钻前应对钻机及其它机具进行检查,要求机具配套,水电接通。
在施工过程中,为保证施工连续进行,应配备满足施工需要的发电机备用。
(2)在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头;在粘性土、砂类土层中宜用管形钻具。
(3)吊钻的钢丝绳必须采用软性、优质、无死弯和无断丝者,安全系数不应小于12。
钢丝绳与钻头的联结必须牢固。
主绳与钻头的钢丝绳搭接时,两根绳径应相同,捻扭方向必须一致。
(4)为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土的凝固,应待邻孔砼浇筑完毕,并达到2.5Mpa抗压强度后方可开钻。
(5)在地层变化处应捞取样碴,判明土层,记入表中,以便核对地层地质剖面柱状图。
(6)冲击法造孔应采用小冲程开孔,使初成孔坚实、竖直、圆顺,能起导向作用,并防止孔口坍塌。
钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。
坚硬漂、卵石和岩层应采用中、大冲程;松散地层应采用中、小冲程。
(7)钻进过程中,必须勤松绳、少量松绳,不得打空锤,勤抽渣,使钻头经常冲击新鲜地层,每次松绳量,应根据地质情况、钻头形式、钻头质量决定。
(8)钻孔时,应经常检孔。
更换新的钻头前必须检查到孔底,始可放入新钻头。
(9)钻进时应有备用钻头,轮替使用。
钻头直径磨耗超过 1.5cm时,应及时更换、修补。
(10)根据规范要求制做有效桩径钢筋笼检孔器,当钻孔深度达6m 左右时进行第一次孔径、垂直度检查,保证孔径不小于设计值,垂直度W 1%;钻孔深度达15〜20m进行第二次检查,终孔时进行第三次检查。
检查时利用吊车配合钻机提升将钻锥移至地面摆放,然后用吊车起吊检测笼检查钻孔垂直度、孔径。
如遇孔径小于设计值,则对钻锥加焊刀片增加直径,并在孔径小于设计值位置反复提升钻锥扫钻。
如遇钻孔倾斜,从倾斜位置开始反复提升钻锥扫钻。
(11)经常检查钻机是否出现不均匀沉降及水平位移,采用水平尺检查钻机是否出现不均匀沉降,同时在导轮位置悬挂垂球,交叉护桩挂线,标出孔桩中心位置,检查中心与垂球是否符合,如不符合则及时进行调整,符合要求后继续钻进。
(12)如遇塌孔,仔细分析、查明原因和位置,然后进行处理,塌孔不严重时,回填砂砾至塌孔位置,并增加泥浆稠度后继续钻进。
如果塌孔严重应立即将钻孔全部用砂或小砂石夹粘土回填,回填时应击实,回填完成暂停一段时间后,查明塌孔原因,采取相应措施重钻。
2清孔当钻孔完成,检查钻孔深度、孔径、垂直度是否达到要求,合格后进行清孔。
清孔后灌注混凝土前孔底沉淀层厚度柱桩不超过10cm磨擦桩不少于30cm,清孔后应在4 小时内进行水下混凝土灌注,否则应重新进行清孔。
3钢筋笼制作与安装钢筋笼在施工现场制作成型。
绑扎、焊接应按照设计图纸要求进行,钢筋应平直,无局部弯折,表面洁净,无油渍、漆皮、鳞锈。
钢筋焊接长度单面焊缝不小于10d,双面焊缝不小于5d。
主筋焊接接头面积最大百分率受拉区不超过50%。
钢筋笼成型后经自检合格并请监理工程师检查批准。
绑扎、焊接安装应符合规范的规定和要求;同时还要做到:(1)清孔后,应及时将钢筋笼用吊车吊装入孔,并配备 2 台电焊机施焊,缩短钢筋笼的作业时间,减少钻孔桩底部的沉淀。
钢筋笼入孔后,顶端与护筒顶横杆采用2根16钢筋焊接牢固定位,防止钢筋笼下落,防止在灌注过程中钢筋笼上浮。
(2)桩的钢筋骨架,应在混凝土灌注前整体放入孔内。
如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注,那么钢筋骨架应从孔内移去。
在钢筋骨架重放前,应对钻孔的完整性,包括孔底松散物重新进行检查。
(3)钢筋笼底面高程的容许误差为士50m m。
达到设计深度后调整好钢筋笼中心位置。
4 灌注水下混凝土耐久性砼需符合工指下发的《耐久性砼质量实施细则》、《铁路耐久性砼设计暂行规定》、《铁路砼施工技术指南》。
(1)钢筋笼安放完成后,及时拼装吊装导管。
导管内壁应光滑圆顺,内径一致,直径可采用20~ 30cm中间节长宜为2m底节长4m。
使用前应试拼、试压、不得漏水,并编号及自下而上标示尺度。
导管轴线偏差依孔深、钢筋笼内径与法兰盘外经差值而定,不宜超过孔深的0.5%,亦不宜大于10cm;组装时,试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。
导管长度可根据孔深、操作平台高度等因素决定,漏斗底至孔口距离应大于一中间节导管长。
(2)柱桩在浇筑水下混凝土前,应射水(或射风)冲射孔底3〜5mi n,翻动沉淀物,然后立即浇筑水下混凝土。
射水(风)压力应比孔底压力大0.05MPa。
3)不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
(4)钢筋笼主筋与加强箍紧必须全部焊接且宜整体吊装入孔。
当条件困难时,可分段入孔,上下两段应保持顺直。
接头应符合现行《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210)的有关规定。
( 5)钢筋笼入孔后,应牢固定位。
(6)水下混凝土的坍落度应采用18〜22cm,。
(7)水下混凝土封底,必须有隔水栓,隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。
(8)混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后,导管埋入混凝土中的深度不得小于1m,并不宜大于6m;当桩身较长时,导管埋入混凝土中的深度可适当加大。
水下混凝土应连续浇筑,不得中途停顿。
水下砼初存量计算公式:V=[D2(H+h+0.5t) +d2(0.5L-H-h-0.5t)]*d4V-砼初存量d-导管内径D-成孔桩径L-桩孔深度H-导管埋入混凝土的的深度h-浇筑前测得导管下口距孔底高度t-浇筑混凝土前孔底沉渣厚度(9)水下混凝土浇筑面宜高出桩顶设计高程1.0m。
(10)在混凝土浇筑过程中,应设专人经常测量导管埋入深度,并按《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002附录D作好记录。
11)浇筑过程中,当因导管漏水或拔出混凝土面、机械故障、操作失误或其他原因,造成断桩事故时,应予重钻或会同有关单位研究补救措施。
(12)灌注工作应连续进行,经常用测绳探测钻孔内混凝土高度,及时调整导管埋深,导管埋深控制在2〜6m范围内,钻机提升导管。
(13)当混凝土面接近和进入钢筋骨架时,保持导管较大埋深,放慢灌注速度,减少混凝土对钢筋笼的冲击。
当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后,适当提升导管,使钢筋骨架在导管下口有一定埋深。
(14)混凝土采用集中搅拌混凝土,混凝土搅拌运输车运输混凝土,可避免混凝土运输过程中产生离析、泌水现象,混凝土运到现场后倒入吊斗中,由吊车起吊吊斗将混凝土倒入导管上方漏斗进行灌注。
施工中严格控制混凝土配合比及和易性,一个孔桩做2 组混凝土试件,并根据混凝土灌注情况,随机进行混凝土坍落度检查。
(15)施工中尽量减少拆除导管时间,保证全孔混凝土在首批混凝土初凝前灌完。
(16)混凝土灌注快达到设计高程时,保持导管上端比护筒顶高4〜5m,同时计算好末盘混凝土数量,并及时通知搅拌站。
(17)灌注桩顶标高应高出桩顶设计1.0 m高度,当混凝土达到一定强度经桩机检测后,凿除多余混凝土,并清除干净。
( 18)在浇注水下混凝土期间,应配备水泵以及吸泥机、高压射水管等设备,其设备性能应具备施工要求,以保持孔内水头和及时处理浇注故障。
( 19)孔桩混凝土达到一定强度后,委托具有相关资质单位对孔桩进行小应变检测,经检测无断桩、夹碴、缩径等现象,各项检测合格后可进行墩台身的施工。
四、钻孔灌注桩的质量控制由于钻孔灌注桩施工工艺环节多,一环不慎,便会有质量事故发生,需要施工人员具有认真的工作态度、良好的技术水平和丰富的临场处理能力。
更需要加强施工管理,搞好成桩质量。
1钻孔前质量控制在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求在《铁路桥涵施工技术规范》已有详细规定。
如果钻孔在陆地上进行,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打入的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。
钻孔对中过程中,较易忽视钻机底座的水平问题,这在一般成套设备中因为有液压调整装置,问题不大,只要注意就行;而在自制的钻孔设备中,由于没有水平调整装置,再加上有时在水上搭设平台,平台本身即与水平面不平行,致使钻杆夹具无法保持水平,引起钻杆的不垂直,从而影响灌注桩的垂直性。
尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合,而实则桩位已偏斜。