正循环潜水钻机成孔钢筋混凝土灌注桩施工工法Word文档格式.doc
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正循环潜水钻机成孔钢筋混凝土灌注桩施工工法Word文档格式.doc
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泥浆黏度大,密度大,使孔壁泥膜厚;
沉渣厚度大。
1.3适用范围
本工法适用于建筑工程中采用泥浆护壁,利用潜水钻机采取正循环工艺进行的钢筋混凝土灌注桩施工。
正循环钻进成孔适用于填土层、淤泥层、粘土层、粉土层、砂土层,也可在卵砾石含量不大于15%、粒径小于10㎜的部分砂砾石层和软质基岩、较硬基岩中使用。
桩孔直径一般不宜大于1000㎜,钻孔深度一般约为40米为限。
2施工准备:
2.1材料
2.1.1钢筋:
品种、规格、型号应符合设计要求,钢筋进场时应有产品合格证及出场检验报告(质量证明书),进场后按照国家标准进行见证取样,做力学性能检验,当采用进口钢材或加工过程中发生脆断等特殊情况,还需做化学成分检验。
2.1.2水泥:
采用强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥,并应有产品合格证及出厂检验报告,进场后对强度、安定性及其他必要性能指标进行取样复试,合格后方可使用。
2.1.3混凝土:
采用商品混凝土,严禁现场搅拌。
进场的混凝土应有预拌混凝土出厂质量证明书、混凝土配合比通知单,如图纸对混凝土的碱含量有要求时还应提供混凝土碱含量评估报告。
对进场的混凝土每车均应进行坍落度检查,合格后方可使用。
对浇注的混凝土应按规范要求进行留置混凝土试块。
浇注完成28天后,商品混凝土厂家应补报混凝土的28天强度报告。
2.1.4水:
宜使用饮用水。
当采取其他水源时,其水质应符合国家现行标准的规定。
2.1.5辅助材料:
膨润土、粘土球、隔水塞(或球胆)、垫块等。
2.2机具准备
2.2.1钻孔设备
使用的潜水钻机应状态完好,有国家检测部门出具的使用合格证,进城后应按要求进行机械设备的进场验收,合格后方可使用。
2.2.2辅助设施及机具
护筒:
一般采用4-8mm钢板制作,其内径大于钻头直径100mm,上部开设1-2个溢浆孔。
小型土方机械:
用于场地平整、道路修建、泥浆池开挖、地下障碍物清理等工作。
检测工具:
测绳、线坠、水准仪、经纬仪、坍落度筒等。
泥浆系统:
泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵、废浆池等。
混凝土浇注机械及工具。
2.3作业条件
2.3.1施工范围内的地上、地下障碍物应清理完毕,对不能移除的应进行标示,并做好保护措施。
2.3.2现场做好三通一平,对松软地面应提前进行处理,修筑临时现场施工道路。
2.4技术准备
2.4.1熟悉施工现场的水文、地质状况,熟悉施工图纸。
2.4.2编制施工方案,并经审批。
对施工作业人员进行技术交底。
2.4.3根据设计图纸及现场给定的坐标控制点,进行桩位点及标高控制点的测放。
并经监理、建设单位进行复核合格。
2.4.4如对施工区域土质状况不熟悉,在施工前需做成孔质量试验,数量不少于2个,以核对地质报告,检验所选设备及工艺。
3操作工艺
3.1工艺流程
第一次清孔
测量定位
埋设护筒
钻机就位
钻孔至设计深度
移走钻机
安放钢筋笼
插入导管
第二次清孔
灌注水下混凝土
拔出导管及护筒
3.2施工方法
3.2.1测量定位:
应由专业测量人员根据测绘单位提供的控制点,按照国家《工程测量规范》的要求进行桩位的测放,并用标桩标定准确。
3.2.2埋设护筒:
当地表土层为砂土,且地下水位较浅;
或表层为杂填土,孔径大于800mm时,应设置护筒。
护筒一般采用挖埋法,对于钢护筒可以采用锤击法。
在埋设过程中,一般使用十字栓桩法,确保护筒中心与桩位中心重合。
为保证桩位的准确,护筒埋设完成后,可将桩位点重新垂测到护筒内。
3.2.3钻机就位:
在埋设好的护筒上,测出孔口标高,作为桩长施工的控制依据。
将桩机精确的定位在已经验收合格的桩位点,定位偏差不得大于2厘米。
同时在钻机的两侧用吊线坠调整桩机的平整、垂直度,以保证钻孔的垂直度。
钻机就位时应稳固,以保证在施工中不发生倾斜、位移。
3.2.4钻孔:
钻头回转中心对准桩位,偏差不大于允许值。
开动泥浆泵使冲洗液循环2-3分钟,然后开动钻机,慢慢将钻头放置在护筒底。
在护筒刃脚处应低压慢速钻进,使刃脚处的地质能稳固的支撑护筒,待钻至刃脚以下1米以后,可根据地质条件以正常速度钻进。
在粘土地层钻进时,由于土层本身的造浆能力强,钻屑成泥块状,易出现钻头包泥、憋泵现象,应选用尖底且翼片较少的钻头。
在淤泥和淤泥质土中的钻进速度不宜大于1米/分钟。
在其他土层中的钻进速度一般以不超过钻机符合为准,在强风化岩或其他硬土层中的钻进速度以不产生跳动为准。
在砂层钻进时,应采用较大密度、粘度和静切力的泥浆,以提高泥浆悬浮、携带砂粒的能力。
在坍塌段,必要时,可向孔内投入适量粘土球,以帮助形成泥壁,避免再次坍塌。
要控制钻具的升降速度和适当降低回转速度,减轻钻头上下运动对孔壁的冲刷。
3.2.5清孔:
一般采用换浆法。
第一次沉渣处理:
在终孔时停止钻具回转,将钻头提离孔底100-200mm,维持冲洗液的循环,并向孔内注入含砂量小于4%(比重1.05-1.15)的新泥浆或清水,令钻头在原位空转10-30min,直到达到清孔要求为止。
第二次清孔:
在钢筋笼和下料导管放入孔内后,开始进行第二次清孔。
通常利用混凝土导管向孔内压入比重1.15左右的泥浆,把孔底在下钢筋笼和导管的过程中再次沉淀的钻渣置换出。
3.2.6安放钢筋笼
(1)钢筋笼制作
钢筋加工严格按设计图纸下料,主筋接头采用焊接接头,加强筋用特制绞盘缠绕环状,焊接成型,箍筋按间距要求螺旋型缠绕在笼骨架上,绑扎牢固。
钢筋笼根据不同长度,分节制作,井口焊接,用吊车吊入孔内。
钢筋笼外每隔3m焊接钢筋耳环或绑混凝土垫块,保证桩钢筋保护层厚度。
下钢筋笼前做自检记录,然后由监理分批验收,合格后方可下入孔内。
钢筋接头采用搭接焊接按《钢筋焊接及验收规范》的要求执行。
(2)钢筋笼安装
①钢筋笼在移动过程中,应进行严格的保护,并应有垫管或垫板,严禁带泥或变形,发生后应立即处理,方可隐蔽;
②钢筋笼安装时应放置在中间,确保四周保护层厚度,同时根据设计要求严格控制桩顶标高;
③钢筋笼投放时,须吊直扶稳,对准孔位,缓慢放下,不得左右旋转,避免碰撞孔壁。
若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。
严禁高提猛落和强制下入。
严禁将钢筋笼由孔口自由投入孔底。
钢筋笼吊装完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇注混凝土;
④为便于控制笼顶标高,在钢筋笼下放前用钢丝套住笼顶或制作钓钩,以便钢筋笼能进入地面以下,下放过程中用标尺放在笼顶钢筋处,用水准仪严格控制笼顶标高,桩顶标高测放好后,支撑钢丝的水平杆要放在孔口两边的垫木上,保证钢筋笼在灌注砼时不超标下沉。
3.2.7灌注导管安装
(1)导管不得有弯曲,凹陷,接头须用密封圈阻水,用前应试装;
(2)导管安装须在钢筋笼安装后抓紧进行,导管入孔深度控制在距孔底0.5m左右。
导管壁厚不宜小于3mm,直径200~250mm,每节长度2-2.5米,最下端一节导管长度应为4-6米。
最下端一节导管底端外侧要焊接加强箍,以免冲击张裂。
导管使用前应检查其密封性,导管下入孔内距离孔底0.3~0.5m左右,导管使用后冲洗干净。
3.2.8混凝土浇注
灌注桩在二次清孔完成后,检查孔深、沉渣厚度及泥浆比重合格后,即开始进行混凝土的浇注工作。
混凝土采用商品混凝土,应有良好的和易性,塌落度控制在18-22厘米。
隔水塞一般使用球胆制作,其外形和尺寸要保证在灌注混凝土时顺畅下落和排出。
灌注时首次灌注量须保证埋管深度不少于1.0m。
首批混凝土浇注正常后,应连续浇注混凝土,严禁中途停工。
在浇注过程中应经常探测混凝土面的上升高度,并适时提升拆卸导管,并保持导管的合理埋深。
在每次提升导管前探测一次管内外混凝土高度,以分析和判断孔内的情况。
灌注混凝土过程中,应采取防止钢筋笼上浮的措施。
一般采用压笼管,下端抵住钢筋笼,上端由桩机进行固定,与钢筋笼吊筋配合使用,保证钢筋笼标高位置的准确。
另外,当浇注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时应降低混凝土的灌注速度,当混凝土上升到骨架底口4米以上时,提升导管,使其底口高于笼底2米时,即可恢复正常的灌注速度。
浇注过程中,导管埋入混凝土的深度应控制在2-6米之间,严禁将导管离开混凝土面,以免发生断桩及导管无法拔出等质量问题。
混凝土的上升速度不得小于2米/小时,混凝土的浇注时间必须控制在导管中的混凝土未丧失流动性以前。
混凝土灌注的高度,应超过桩顶设计标高约500mm,以保证在剔除浮浆后,桩顶标高和桩顶混凝土符合设计要求。
3.2.9拔出导管和护筒,完成施工。
3.2.10泥浆和泥浆循环系统
(1)造浆粘土应符合以下技术要求:
胶体率不低于95%;
含砂率不大于4%。
泥浆性能指标:
泥浆比重为1.05~1.25;
漏斗粘度为16~28s;
含砂率小于4%;
胶体率大于95%;
失水量小于30ml/30min。
(2)循环系统由泥浆池、沉淀池、循环槽、废浆池、泥浆泵、泥浆搅拌设备、钻渣分离装置等组成。
采用集中搅拌泥浆,集中向各钻孔输送泥浆的方式。
沉淀池采用二个串联并用,每个沉淀池的容积为6m3。
泥浆池的容积为钻孔容积的1.2~1.5倍。
并不小于8立方米。
沉淀池、泥浆池、循环槽用砖块和水泥砂浆砌筑牢固,不得有渗漏或倒塌。
泥浆池等不能建在新堆积的土层上,防止池子下陷开裂,漏失泥浆。
4施工中要注意的质量问题
4.1泥浆护壁成孔时,发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况,要停止钻进。
经采取措施后,方可继续施工。
4.2钻进速度,要根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。
4.3浇筑前,导管中要设置球、塞等隔水;
浇筑时,初灌导管插入混凝土的深度不小于1m。
4.4清孔过程中,必须及时补给足够的泥浆,并保持浆面稳定。
泥浆的比重应符合规范规定,采用比重计进行测量。
4.5钢筋笼变形:
钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中,必须加强对操作工人的技术交底,严格执行加固的技术措施。
4.6混凝土浇到接近桩顶时,随时测量顶部标高,以免过多截桩或补桩。
5施工要点:
5.1安装钻机前,要对钻机和配套设备进行全面检查,保证电缆密封接头绝缘良好,输水胶管连接牢固,避免泄露。
5.2规划布置施工现场时,首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安设,以保证正循环作业时,冲洗液循环畅通。
污水排放彻底,钻渣清除顺利。
5.3及时清除循环槽和沉淀池内沉淀的钻渣,必要时可配备机械钻渣分离装置。
清出的钻渣应及时动出现场,防止钻渣废浆污染施工现场及周围环境。
5.4为防止潜水钻机因钻杆折断或其他原因掉入孔中,应在钻机上加焊吊环,并系上保险钢丝绳引出孔外,吊住。
5.5操作要点:
5.5.1安装钻机时,钻具中心应同钻架上吊滑轮同一垂直线上,钻杆位置偏差不应大于2cm。
5.5.2开始钻进时,应先在护筒内放一定数量的泥浆或粘土块,稍提钻杆,开始空转,并从钻杆中压入清水,使之搅拌成浆,开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后开始钻进。
5.5.3初钻时应低档慢速钻进,使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁,钻至护筒刃脚下1m后,可按土质情况用正常速度钻进。
5.5.4钻具下入孔内,钻头应距孔底钻渣面50~80mm,并开动泥浆泵,使冲洗液循环2~3分钟。
然后开动钻机,慢慢将钻头放到孔底,轻压慢转数分钟后,逐渐增加转速,并适当控制钻速。
5.5.5正常钻进时,应合理调整和掌握钻进参数,操作时应精力集中,掌握升降机钢丝绳的松紧度。
5.5.6加接钻杆时,应先将钻具稍提离孔底,待冲洗液循环3~5分钟后再拧卸加接钻杆。
5.5.7钻进过程中,应防止扳手、管钳、垫叉等金属工具掉落孔内,损坏钻头。
5.5.8如护筒底土质松软出现漏浆时,可提起钻头,向孔中倒入粘土块,再放入钻头倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,稳住泥浆后继续钻进。
6施工过程中常见问题及处理
6.1存在问题:
钻进速度缓慢
处理方法:
(1)调整泥浆性能;
(2)调整钻进参数;
(3)调整冲洗液的比重和黏度,适当增大泵量。
(4)检修或更换钻头
6.2存在的问题:
孔壁坍塌
(1)孔内水位必须高于地下水位2米以上;
(2)将护筒的底部贯入粘土中约0.5米以上;
(3)按照不同的地质土质,采用不同的泥浆比重和黏度;
(4)根据地质条件控制成孔速度;
(5)下放钢筋笼时避免碰撞井壁;
(6)施工中尽量减少施工作业振动的影响。
6.3存在的问题:
钻具跳动,钻刃有崩落
(1)用掏渣筒或冲抓锥清理孔中石块;
(2)使用冲击类钻具施工此类地层。
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