钻孔灌注桩技术交底概述.docx
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钻孔灌注桩技术交底概述.docx
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钻孔灌注桩技术交底概述
技术交底记录
施04编号:
001
单位工程名称
北大青鸟时尚产业园项目
分部分项工程名称
地基基础分部泥浆护壁成孔灌注桩分项
施工图号
11-001、11-002
交底依据:
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、施工流程
施工准备→桩位放线→钻进成孔(钢筋笼制作)→一次清孔→沉渣检测(→成孔检测)→安放钢筋笼→下导管→二次清孔→灌注混凝土→移机
二、施工准备
2.1技术准备
⑴开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料,施工图及图纸会审纪要。
⑵施工现场(围墙范围内)环境和邻近区域内的地上地下管线(高压线、管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料,提前做好准备工作,确保不影响现场的施钻及其它工作。
⑶主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需做材料的试验,试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
⑷具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。
⑸工程地质资料
作好全面的施工准备,施工前对工程的地质情况尤其是对粉沙土的特性进行必要的研究,对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。
2.2机械设备准备
根据现场施工要求,安排性能好的机械设备进场,并对进场设备进行必要的维护与保养,以保证设备正常运转。
2.3测量准备
依据已经监理工程师批准,并能满足工程需要的测量控制网,组织测量人员对桩位进行精确放样,
桩位放样完成后报项目部施工测量人员复核无误后方可进入下道工序施工。
2.4试验准备
在监理工程师见证下,随机抽取相应的钢筋、试验件,进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作,并报监理工程师批准。
2.5物质材料准备
按照施工设计图相关内容做好钢材、水泥、地材等的准备工作,并按质量保证体系对合格材料供应方进行评价,签订长期的供货合同,保证物质材料按使用计划供应,满足正常施工需要。
砼计划提前报项目部,每次砼浇灌完后成剩余砼及时通知现场生产经理,余料再利用,杜绝浪费。
2.6施工便道
临时铺设道板或200厚道渣。
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北大青鸟时尚产业园项目
分部分项工程名称
地基基础分部泥浆护壁成孔灌注桩分项
施工图号
11-001、11-002
交底依据:
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2.7施工场地布置
由于钻机钻杆高、自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度,以避免钻机沉陷或倾斜。
合理布置施工场地:
保证钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输,钻渣能及时外运。
合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施,全面满足施工工作的要求。
由于钻机行走移位方便,在桩孔的施工顺序安排上要交替施工,以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。
2.8测量放样
采用全站仪精确定位桩孔的位置,开孔前复核桩位。
2.9钻机就位
钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好,保证钻机工作正常。
通过测设的桩位准确确定钻机的位置,并保证钻机稳定。
三、钻孔灌注桩施工要求
(1)工程桩钻孔灌注桩:
混凝土设计强度等级为C30(水下)。
(2)混凝土的充盈系数为1.1。
(3)施工允许偏差:
垂直度偏差不大于1/150,桩位偏差不大于50mm。
(4)施工前对桩位处应探明和清除地下障碍物,并用素土换填分层压实,护筒长度应超过杂填土埋深,结合防坍孔措施适当加长,护筒应进入原状土0.2m,确保不塌孔。
(5)围护桩正式施工前,为了解土层情况、施工特性及进行孔壁稳定性测试,应进行试成孔,数量不宜少于2个。
结合试成孔测试情况,深化施工砂土层防坍孔措施。
(6)护壁泥浆建议采用人工造浆或原土造浆;成孔不允许有缩径、坍孔、孔斜现象,若出现应及时处理。
(7)成孔至设计深度后应对孔深进行检查,孔深允许偏差0~+300mm;桩径允许偏差0~+30mm。
(7)采用间隔成桩的施工顺序,刚完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于3倍桩径,或间隔时间不应少于36h。
(8)清孔分两次进行;第一次清孔应在成孔完成后进行;第二次应在安放钢筋笼和导管安放完毕后进行,确保桩底沉渣厚度不大于100mm。
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《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
(9)钻孔灌注桩应满足桩身质量及钢筋笼焊接质量要求,不得有断桩、混凝土离析、夹泥现象发生。
(10)混凝土应连续灌注,每根桩的浇注时间不得大于混凝土的初凝时间。
混凝土浇注应适当大于桩顶的设计标高,凿除浮浆后的桩顶混凝土标号必须满足设计要求。
(11)钢筋笼的制作
1)钢筋笼宜分段制作。
分段长度应视成笼的整体刚度,来料钢筋长度及起重设备的有效高度因素合理确定。
2)钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求,钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为±20mm。
3)环形箍筋与主筋的连接应采用点焊连接;螺旋箍筋与主筋的连接可采用铁丝绑扎并间隔点焊。
4)成形的钢筋笼应平卧堆放在干净平整的地面上,堆放层数不应超过2层。
5)钢筋笼应经中间验收合格后方可安装。
6)为保证钢筋保护层厚度,在钢筋笼的两侧应焊接定位垫块,钢筋笼水平方向每侧设两列,每列垫块纵向间距为4m。
7)钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。
起吊吊点宜设在加强筋部位。
8)钢筋笼安装深度应符合设计要求,其允许偏差±100mm。
四、钻孔灌注桩工艺流程
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《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
五、操作要点
(1)测量定位:
采用J6经纬仪、S3水准仪和50m钢卷尺测放。
1)所有测量控制点要设在不受桩基影响的区域并固定,在施工过程中要加以保护并常对控制点进行校正。
根据施工现场测设的施工测量控制网和水准控制点,测量员按桩位平面图进行桩位放样和孔口标高测定,在测量桩位过程中,要步步有检查,特别注意检查经纬仪的操作和距离测设的精度。
在技术负责复核后,再由建设(监理)单位代表验收签证。
2)护筒起固定桩位作用,护筒直径应比设计孔径大100mm以上,埋深2m左右。
埋设护筒时,注意护筒的垂直度,护筒与孔壁间用素土填实,使护筒稳固、周正。
由测量员、质检员认真检查护筒埋设的稳固性、垂直度和对中,校核护筒中心与桩位中心是否一致,偏差在2cm以内,并由建设(监理)单位代表验收。
3)钻机就位必须稳固,钻架垂直地面,其中心线应对准护筒中心,使钻具中心、护筒中心与桩位中心同为一线,偏差保证在2cm以内,由质检员进行校核。
(2)工程桩施工顺序
工程桩采用跳打施工工艺,刚完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于3倍桩径,或间隔时间不应少于36h。
(3)成孔及一次清孔:
成孔正循环钻进,自然造浆护壁。
1)在成孔前各项准备工作就绪后,经质检员检查合格开具《开孔令》后方可施工,《开孔令》中明确桩的类型、技术参数和施工注意事项,使施工操作人员了解施工任务及其要求。
2)开钻前用钢尺测量各机台钻具长度,根据孔位标高、设计孔底标高来计算孔深。
3)采用同心度好的笼式钻头和平直度高的钻杆,固定好钻机机架,以减少因钻头晃动而产生的超径。
4)钻孔灌注桩开孔阶段,钻进时要轻压慢放、低转速钻进。
本场地③-1土层为砂质粉土层,在初始成孔因密切注意成孔过程中的情况,采用低速钻进,一般10m深后后可快速钻进。
5)根据地层情况调整泥浆性能,在上部土层要采用高密度、高粘度泥浆护壁,防止砂性土坍孔。
6)钻进过程中要勤检查钻机头架滑轮组、转盘与钻头是否在同一垂直线上,做到勤校正,如发现孔斜,要及时纠斜扫孔。
7)成孔后立即进行一次清孔,一次清孔时将钻具上提10cm左右慢速回转送浆,泥浆比重在1.25g/cm3左右,粘度为22-26,一次清孔以泥浆中没有泥屑、岩屑返出为止。
(4)钢筋笼制作
1)钢筋必须有质保书并在按规范要求取样检测合格后使用,进场时有材料员负责验收,对不同厂家产品、不同规格、品种的钢筋,应挂牌标明分别堆放,不得混杂。
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2)钢筋焊接人员必须持焊工合格证上岗,钢筋焊接按规范规定(每300个接头为一批)取样送建委规定的实验室测试抗拉强度,合格后方可进行同批量钢筋焊接。
3)钢筋笼制作按照设计图纸的技术要求(配筋的种类、级别、直径、笼长、根数、间距、主筋错开距离等)分节加工。
4)钢筋笼制作在制作台架上成型,首先按设计要求制作成型加强箍筋,在箍筋上标上主筋位置,同时在主筋上按设计要求也标上箍筋位置,然后在操作台上主筋长度范围内安放好两个加强箍筋圈,钢筋笼主筋焊接接头在同一平面内的数量不得超过主筋根数的50%,相邻两接头错开距离为≥35d,按主筋(要错开)、加强筋相互位置扶正箍筋,使之与部分主筋搭接好成型,再将加强箍筋圈、主筋安放到位焊接成型,最后套上螺旋箍筋,按主筋上所标螺旋筋位置分隔均匀,并按设计要求点焊好。
5)每套钢筋笼制作成型后,由钢筋班自检、质检员复检钢筋笼的配筋制作偏差、平直度和焊接质量并执行挂牌验收制度,再由建设(监理)单位代表验收签证。
钢筋笼制作允许偏差:
主筋间距:
±10mm
箍筋间距或螺旋筋螺距:
±20mm
钢筋笼直径:
±10mm
钢筋笼长度:
±50mm
每隔3米设置一组保护层垫块,主筋保护层用水泥垫块设置,厚度为50mm,误差在±20mm以内。
(5)钢筋笼安放
1)钢筋笼在成孔及一次清孔质量检查合格后即进行安放,钢筋笼在搬运过程中要防止变形、弯曲。
钢筋笼安放前必须由质检员检查钢筋笼的种类、配筋、平直度和起吊点强度。
2)钢筋笼入孔安放时,操作要平稳,下入孔内时要对准孔中心并扶正保持垂直后徐徐放入。
吊放时严禁碰撞孔壁,受阻时严禁强行下入,查明原因后再行下入。
3)安放过程中,上、下两节笼搭接时保持垂直状态,各主筋位置要对正,保证搭接长度。
4)孔口焊接采用电弧焊单面焊立焊焊接,保证焊接质量。
要求焊接长度≥12d,焊缝宽度≥0.7d,厚度≥0.3d。
焊接时电流不宜过大,防止起弧烧伤钢筋,焊接过程中,要及时清渣,焊缝表面要光滑平整,不得有较大的凹陷焊瘤,接头处不得有裂纹。
5)钢筋笼吊筋长度是确保钢筋笼安装标高的关键,钢筋笼安装标高误差为±100mm,必须有质检员计算每根桩钢筋笼吊筋长度,吊筋要固定在地面上,防止钢筋笼上浮及偏位。
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6)钢筋笼安放过程由质检员指挥、检查,钢筋笼安放及孔口焊接质量由质检员复检并会同建设(监理)单位代表验收并办理隐蔽项目签证。
7)钢筋笼的吊筋采用2φ10钢筋,底部与环箍焊接牢固,上部做成环钩用卸扣吊挂在护筒上,吊筋长度应根据护筒标高及桩顶标高计算确定。
(6)导管安放及二次清孔
1)导管采用钢管制作,壁厚4mm、外径258mm,导管的接头处为丝扣连接,密封性良好不得漏水。
2)导管安放过程中,接头处丝扣要上紧。
3)导管要下放到孔底后进行二次清孔。
4)砼灌注前必须进行二次清孔,采用3PNL泥浆泵正循环清孔。
5)二次清孔要确保孔底沉渣厚度在10cm以内,并能保持孔壁稳定性,二次清孔泥浆比重≤1.15g/cm3,粘度18-22。
6)二次清孔合格后在三十分钟内必须进行混凝土浇灌,否则需再次测量孔底沉渣或清孔。
(7)混凝土灌注
1)混凝土采用商品混凝土,坍落度18-22cm。
2)砼灌注前必须有砼配合比报告、水泥质保书、水泥及砂、石复检合格报告,原材料出厂证明报告单、材料复试报告单及有关技术资料。
混凝土灌注前做好一切准备工作,由质检员检查合格后开具《浇灌令》方可进行水下砼灌注。
3)砼搅拌时间控制在90秒以上,由质检员检查砼的配合比和原材料计量,经常进行砼坍落度测试和检查砼的和易性,不合格的砼严禁使用。
4)混凝土灌过程由施工员指挥,浇灌时导管上提使导管底端距离孔底50cm左右,便于隔水栓和导管内泥浆能顺利排出。
5)隔水栓要具有良好的隔水性能并能顺利通过导管。
6)初灌时计算初灌量,保证初灌后导管底端埋入砼中1.0m以上。
初灌量按下式计算:
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《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
7)灌注过程要连续进行,及时测量砼面上升高度,及时提升导管,做到勤测勤拔,保持埋管深度在2-6m。
8)为确保桩顶砼质量,桩顶标高以上超灌高度为1倍桩径以上且大于1m。
9)每根桩灌注完毕后,由质检员测量砼顶标高,计算充盈系数,再由建设(监理)单位代表验收并办理隐蔽项目签证。
10)钻孔灌注桩每根桩做一组试块,标明桩号及制作日期,养护28天后送实验室测试抗压强度。
(8)泥浆外运
钻孔和砼灌注过程中所排出的废浆输入排污池,由专用泥浆运输车外运弃置于嘉兴市渣土办同意的地方。
(9)粉砂层施工控制要点
本工程③-为砂质粉土层,厚度4.10~14.00m,平均厚度达3.9m,此层在施工中应采取有效措施,防止塌孔。
1)制浆要点
根据试成孔情况,上部10m孔深范围内可采用膨润土人工造浆。
现场膨润土与水按1∶(8~10)的比例进行均匀搅拌,配制成胶体溶液,将此溶液倒入循环系统,并加水至粘度在28~30s即可。
2)成孔要点
除按正常的成孔工序施工外,砂性土层地区成孔还应控制以下几点:
a成孔转速控制。
为防止砂性层位扰动而引起液化现象,成孔时应尽量减少对地层的扰动,一般采取低速运转(以Ⅰ~Ⅱ速为宜),严格控制高速运转。
b泥浆性能控制。
因本层土无法自然造浆,而配制的浆液或置换来的浆液在经过几次循环后会失去粘度,性能变差。
因此成孔浆液在经过4~5次循环后应进行更换。
3)清孔控制。
成孔后进行的第一次清孔,应在清孔时逐渐对孔内泥浆进行替换,清孔结束时应基本保持孔内泥浆为性能较好的浆液(以配制的浆液不少于80%为宜),且浆液中含砂率<8%,浆液密度≮1.3kg/L,孔底沉渣<100mm为清孔验收标准。
一清后孔内保持较好的浆液,可有效的保证浆液中的胶体量,使得孔内钻屑和砂粒与胶体结合,呈悬浮状,防止钻屑沉入孔底,从而造成孔底沉渣超标。
4)钻头选用。
根据试成孔检测结果,成孔后3h孔径基本保持稳定,6h液化层位出现(轻微)缩径现象,一般选用与设计同径或比设计桩径>10~20mm的钻头用于成孔。
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5)时间控制。
根据试成孔检测,6h出现缩径的现象。
要求成孔后至成桩时间应控制在6h以内,成孔后的各工序衔接时间应紧凑。
六、钻孔过程中孔内事故的应急预案
⑴卡埋钻具
卡埋钻具是钻机施工中最容易发生的、也是危害较大的事故,因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防,一旦出现事故,要采取有效措施及时处理。
发生的原因及预防措施:
①较疏松的砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。
在钻遇此地层前,应提前制定对策,如调整泥浆性能、埋设长护筒等。
②粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。
所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量,一次钻进深度最好不超过40cm。
③钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻。
所以,钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上,边齿、侧齿应加长,以占钻斗筒长的2/3为宜,同时在使用过程中,钻头边齿、侧齿磨损后要及时修复。
④因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长,导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。
因此,平时要注意钻机本身的及时保养和维修,同时要调整好泥浆性能,使孔底在一定时间内无沉渣。
处理卡埋钻的方法主要有:
①直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。
②钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法,清理钻筒四周沉渣,然后再起吊。
③高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内,即可回转提升被卡钻头。
④护壁开挖法,即卡钻位置不深时,用护筒、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣。
⑵主卷扬钢绳拉断
钻进过程中如操作不当,易造成主卷扬钢绳拉断。
因此,钻进过程中,要注意提钻时卷扬机卷绳和出绳不可过猛或过松、不要互相压咬,提钻时要先释放地层对钻头的包裹力或先用液压系统起拔钻具。
如果钢绳出现拉毛现象应及时更换,以免钢绳拉断而造成钻具脱落事故。
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⑶动力头内套磨损、漏油
发生这一现象的原因除了钻机设计上存在欠缺外,主要是超钻机设计能力钻进所致,所以要注意钻机的设计施工能力,不要超负荷运行。
七、断桩处理预案
钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。
但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响,处理不好就容易引起断桩,因此编制断桩处理预案是十分必要。
7.1断桩原因
断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中,泥浆或砂砾进入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔开并形成上下两段,造成混凝土变质或截面积受损,从而使桩不能满足受力要求。
常见的断桩原因大致可分为以下几种情况:
①由于混凝土坍落度过小,或石料粒径过大、导管直径较小,在灌注过程中堵塞导管,且在混凝土初凝前无法疏通好,不得不提起导管,形成断桩。
②由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析,又没有进行二次搅拌,灌注时大量骨料卡在导管内,不得不提出导管进行清理,引起断桩。
③由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块,搅拌时没有将结块打开,结块卡在导管内,而在混凝土初凝前不能疏通好,造成断桩。
④由于混凝土灌注过程中发生坍孔,无法清理,或使用吸泥机清理不彻底,使灌注中断造成断桩。
⑤由于检测和计算错误,导管长度不够使底口与孔底距离过大,首批灌注的混凝土不能埋住导管底部,从而形成断桩。
⑥由于在提拔导管时,盲目提拔,将导管提拔过量,使导管底口拔出混凝土面,或使导管口处于泥浆层,形成断桩。
⑦在提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在混凝土初凝前无法提起,造成混凝土灌注中断,形成断桩。
⑧由于导管接口渗漏,使泥浆进入导管,在混凝土内形成夹层,造成断桩。
⑨处理堵管时,将导管提升到最小埋置深度,猛提猛插导管,使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合,形成夹泥缩孔。
⑩由于导管埋置深度过深,无法提起导管或将导管拔断,造成断桩。
⑾由于其他意外原因(如机械故障、停电、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注,中断时间超过混凝土初凝时间,致使导管无法提起,形成断桩。
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由此可见,钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响,灌注前应从各方面做好充分的准备,尽可能避免意外情况发生。
7.2预防措施
①施工材料
集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6~1/8以及钢筋最小净距的1/4,同时不大于40mm。
拌和前,应检查水泥是否结块;拌和前还应将细集料过筛,以免因细集料冻结成块造成堵管。
控制混凝土的坍落度在20±2cm范围内,混凝土拌和物应有良好的和易性。
在运输和灌注过程中,混
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