冲击钻施工方案.docx
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冲击钻施工方案
钻孔灌注桩(冲击钻)施工方案
一、编制依据
1、设计图纸;
2、交通部《公路工程国内招标文件范本》(2009年版);
3、交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;
4、交通部《公路工程质量检验评定标准》JTGF80-2004;
5、交通部《公路工程施工安全技术规范》JTJ076-95。
二、工程概况
标段工程为xx工程,路线呈南北走向,设计范围南xx,北止xx,标段全长约xxKm。
钻孔灌注桩基础,主要工程数量钻孔桩136个。
其中钻孔灌注桩桩径1.0米有24根,为744米;桩径1.4米有96根,为3360米;桩径1.5有16根,为604米。
三、工程地质及水文地质
1、工程地质概况
项目所在区域地层依次为:
填筑土、淤泥质粘土、中砂、砂质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。
本区位于潜在震源区,基本烈度为Ⅶ度。
2、水文地质概况
本项目位于亚热带海洋性季风气候区,年平均气温21.9℃,极端最低气温-1.9℃,极端最高气温38.2℃,无霜期352天。
年平均降雨量1639mm,春夏雨量多,4~9月是雨季,5、6、8月降雨集中,夏秋台风活动频繁。
地下水位埋深一般在1.2~2.0m之间,主要补给来源于大气降水及地表水,地下水对砼不具腐蚀性。
四、钻孔桩施工准备
要求采用整套冲击钻机设备,避免使用双筒卷扬机组成的简易钻具。
为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应待邻孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。
1、交通导改和施工围蔽
在钻孔桩施工前,首先要做施工围蔽。
一期对xx进行施工围蔽;二期对xx进行施工围蔽。
2、场地平整及测量放线
清除场地杂物,平整场地,换除软土,夯打密实,并做好排浆管和沉淀池,备齐各种检测设备。
排浆管计划采用Ф100mm软塑料管。
泥浆池计划设置在两个墩柱中间的绿化带内,泥浆池长4米,宽2米,外围采用三层砖砌,以防止污染路面。
根据控制桩以及钻孔桩桩位坐标,用全站仪准确放出桩位,做好护桩。
经监理工程师复查确认无误后安装钻机。
3、埋设钢护筒
护筒内径比桩径大20cm~40cm。
护筒埋置深度符合下列规定:
一般情况下不小于2米。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。
4、开挖泥浆池,选择和备足良好的造浆粘土或膨润土,造浆量为2倍的桩的混凝土体积,泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
泥浆性能指标如下:
泥浆比重:
一般地层控制在1.1~1.2,易塌地层控制在1.2~1.4。
粘度:
一般地层18~24s,松散易坍地层22~30s。
含砂率:
新制泥浆不大于4%。
胶体率:
不小于95%。
PH值:
控制在8~11。
5、施工场地内地下管线的保护
由于施工场地内地下管线较复杂,虽然施工前对各种影响施工的管线进行了改移等措施,但为了避免发生破坏未知管线,施工前由人工配合机械开挖路面及表层土方,挖探槽以探明地下管线,如遇到未探明的管线及时保护并通知产权部门进行处理,对大管径管线,必要时经业主、设计及监理单位同意后,可以采取适当调整钻孔桩位置以避开管线。
五、钻孔桩施工
1、钻孔
(1)、安装钻机
安装钻机时要求底部应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷,顶端用缆风绳对称拉紧,钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。
(2)、钻进
开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放下钻锥冲击,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。
此时,宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
泥浆补充与净化:
开始前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充,并应按泥浆检查规定,按时检查泥浆指标,遇土层变化时应增加检查次数,并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,及时排除钻渣并置换泥浆,使钻锥经常钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
(3)、检孔
钻孔完成后,采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径),长度为4~6倍外径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测孔径、孔垂直度、孔深。
(4)、清孔
清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆比重、泥浆粘度、含砂率等指标符合规范要求。
清孔时注意事项:
清孔标准符合设计及规范要求,即:
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重为1.03~1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于规范要求。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
2、钢筋笼的制作及吊放
钢筋笼按设计图纸加工制作,钢筋笼加工前先调直主筋,焊接时,主筋的搭接互相错开35d,在不小于500mm区段范围内,同一根主筋上不得有两处搭接接头,同区段内接头数不得超过钢筋总数的50%。
钢筋笼在现场制作,并在钢筋笼上按设计要求焊接定位(耳朵)钢筋,定位钢筋焊在骨架主筋外侧,来保证灌注桩的保护层厚度。
钢筋笼制作好后,在每个钢筋笼的内侧按等边三角型布置超声波检测管3组,检测管选用φ57×3.5钢管,声测管接头处用φ70×6.5钢管连接。
声测管接头及底部应密封好,顶部用木塞封闭,防止砂浆、杂物堵塞管道。
制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上,并垫上木方,以免粘上泥土,同时骨架都要挂牌标明桩号,避免吊装时出错,并及时向监理进行报检。
当成孔验收合格后,将验收合格的钢筋笼运至孔口,采用起吊机吊装就位。
钢筋笼吊起后缓慢落入桩孔内就位。
由于钢筋笼离桩底均有一定的距离,待就位到正确位置后,用4根φ22钢吊钩钩住笼顶加强箍,用2根[16a槽钢做横担悬挂在井壁上,借助自重保证钢筋笼标高及垂直度正确,待桩芯砼具有一定强度再取掉挂钩。
钢筋笼吊运中应防止扭转、弯曲。
安装时应对准孔位,吊直扶稳,缓慢下放,避免碰撞孔壁,就位后立即固定。
钢筋笼吊放见(钻孔桩钢筋笼图)
钻孔桩钢筋笼图
3、混凝土灌注
导管技术要求灌注水下砼采用钢导管灌注,采用导管内径为25-30cm。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,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砼时的最大内压力p的1.3倍,p=rchc-rwHw
式中:
p为导管可能受到的最大内压力(kPa);
rc为砼拌和物的重度(24kN/m3);
hc为导管内砼柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计;
rw为井孔内水或泥浆的重度(kN/m3);
Hw为井孔内水或泥浆的深度(m)。
(1)、安装导管
导管采用φ25-30钢管,每节2~3m,配1~2节1~1.5m的短管。
钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。
使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。
导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。
导管安装后,其底部距孔底有250~400mm的空间。
(2)、二次清孔
浇筑水下混凝土前应按照钻孔桩的成孔质量标准的要求检查灌孔前的各项技术指标。
沉渣厚度和泥浆指标均应满足规范要求。
其中沉渣厚度柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于30cm。
如沉渣厚度超出规范要求,则应利用导管进行二次清孔。
(3)、首批封底混凝土
计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。
足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。
首批灌注砼的数量公式:
V≥πD2/4(H1+H2)+πd2/4h1;h1=Hwrw/rC;导管底口与孔底的距离为25-40cm,H1表示砼桩底到导管底口的高度,H2表示首批灌注砼的最小深度(导管底口到砼面的高度)为1m,h1表示泥浆底部到砼面的高度,保证导管埋入砼中的深度不小于1m。
对孔底沉淀层厚度应再次测定。
如厚度符合设计要求,应立即灌注首批砼。
剪球、拨栓或开阀
打开漏斗阀门,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。
如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故。
(4)、水下混凝土浇灌
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。
在灌注过程中,应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测探不准确;应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除;导管的埋置深度应控制在2~6m。
同时应经常测探孔内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。
如导管法兰卡挂钢筋骨架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。
要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中,要注意安全。
已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。
循环使用导管4~8次后应重新进行水密性试验。
在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:
①尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小;②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处,并慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时,要计算还需要的混凝土数量(计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内),通知拌和站按需要数量拌制,以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。
如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。
在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大,粉煤灰可能上浮堆积在桩头,加灌高度应考虑此因素。
为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上,以便灌注结束后将此段混凝土清除。
在灌注混凝土时,每根桩应至少留取三组试件,对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时,根据规范要求增加。
试件应施加标准养护,强度测试后应填试验报告表。
强度不合要求时,应及时提出报告,采取补救措施。
有关混凝土灌注情况,在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测;在灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。
(5)、灌注砼测深方法
灌注水下砼时,应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度,以控制导管埋深。
如探测不准确,将造成埋深过浅,导管提漏,埋管过深拔不出或短桩事故。
因此,在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作,一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法,重锤的形状是锥形,底面直径不小于10cm,重量不小于5kg。
用绳系锤吊入孔内,使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面(或表面下10-20厘米)根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。
本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。
测锤不能太轻,而测绳又不能太重,否则,探测者手感会不明显,在测深桩,测锤快接近桩顶面时,由于沉淀增加和泥浆变稠的原因,就容易发生误测。
探测时必须要仔细,并以灌注砼的数量校对以防误测。
(6)、泥浆清理
钻孔桩施工中,产生大量废弃的泥浆,为了保护当地的环境,这些废弃的泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆的堆放场地,并做妥善处理。
4、钻孔灌注桩特殊情况的处理
在钻进过程中,如发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔冒浆等情况立即停止钻进,采取下列措施处理:
⑴、当钻孔倾斜时,可反复扫孔修正,如纠正无效,在孔内回填土至偏孔处以上0.5m,再重新钻进。
⑵、钻孔过程中遇坍孔,立即停钻,并回填粘土,待孔壁稳定后再钻。
⑶、如遇到护筒周围冒浆,可用稻草拌泥团堵塞洞口,并在护筒周围压上一层砂包。
7、桩身完整性检测
桩头凿除彻底,凿除面平整,无桩体破碎现象,不能采用爆破桩头的方法,以防伤及桩体。
桩身完整性的检验单位要有合格的资质,并经监理工程师认可进行检测,检测方法采用超声波检测仪检测。
对可疑桩在监理工程师的指导下做钻芯检验。
检查合格率要满足设计要求,合格率为100%。
表1钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
柱桩
不小于设计孔深,并进入设计土层
3
孔位中心偏心
排架桩
≤50
4
群桩
≤100
5
倾斜度
≤1%桩长,且不大于500
6
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤300
柱桩
≤50
六、施工质量保证措施
1、组织保证措施
采用系统管理、分工明确、落实责任、层层把关的施工质量管理理念,确保工程质量目标的实现。
质量管理体系
2、质量保证措施
(1)、桩的垂直偏差不得大于桩长的1%,长度应符合设计要求,成孔桩径允许偏差为±5mm。
(2)、钢筋笼的制作必须符合设计要求,其允许偏差为:
主筋间距为±20mm,箍筋间距为±10mm,钢筋笼直径±5mm,骨架保护层厚度±10mm。
骨架顶端高程±50mm,骨架底面高程±50mm。
钢筋焊接方式符合设计要求,焊条按要求使用。
(3)、护筒设置位置应正确、稳定,与孔壁之间应用粘土填实。
(4)、成孔施工采用连续工作制,无故不得停钻,施工过程中作好施工原始记录,做好机械设备状态控制,施工过程中如发现斜孔、弯孔、缩孔、塌孔或沿护筒周围冒浆及地面沉陷等现象时,应及时采取措施处理后方可继续施工。
(5)、混凝土必须具有良好的和易性,配合比应经实验确定,混凝土灌注前应检查成孔和钢筋笼质量,混凝土应连续一次灌注完毕,并保证密实。
(6)、采用水准仪视线高法控制设计桩底标高。
(7)、合理安排施工顺序,使成孔余土就近堆放且不影响后续桩的施工。
(8)、混凝土试件制作数量,根据桩径和桩长按规范要求制作。
七、施工安全保证措施
1、组织保证措施
为体现“以人为本”的理念,实现“绿色施工”的目标,确保工程安全施工,我公司将严格按照安全生产法规及有关规定执行,为保证本工程的安全施工,项目部特设安全文明管理机构,由项目经理xx任安全生产第一责任人,安全总监xx任安全生产直接责任人。
建立以项目经理为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作。
安全生产领导小组成员由项目经理(任组长)、项目副经理、安全总监、专职安全员、各班组负责人组成,钻孔灌注桩安全管理体系见(安全管理体系)。
2、制度保证措施
⑴、项目经理是施工项目安全管理第一责任人。
表8-1安全管理体系
⑵、各级职能部门、人员,在各自业务范围内,对实现安全生产的要求负责。
⑶、全员承担安全生产责任,纵向到底、横向到边,环环紧扣,人人负责。
⑷、健全新工人进场安全教育制度,实行三级安全教育制度,作业人员须持证上岗。
⑸、实行逐级安全技术交底制度,由项目经理部组织有关人员进行详细安全技术交底,并做好记录。
由专职安全员对施工安全技术措施的执行情况进行监督检查。
⑹、建立健全各种安全管理规章制度,以经济手段进行安全生产管理,防止工伤事故发生。
安全生产管理既依靠操作人员的自觉行为,更依靠严明的奖罚制度,对违章者实行经济处罚,对安全生产做得好的予以奖励,激发施工人员参与安全生产活动的热情。
⑺、搞好安全生产宣传教育,全员树立安全生产意识。
利用墙板、标语、横幅、会议等形式,由专职安全员具体负责,对进场施工人员进行安全生产教育,使全员都树立安全生产意识,做到“不伤害他人,不被他人伤害,不伤害自己”,从而达到全员对安全生产负责。
3、冲击钻施工安全措施
(1)、采用钻孔桩施工时,要控制进尺,速度适当,减少对粉细砂的扰动,同时加大泥浆比重和提高水头,以加强护壁,防止坍孔。
(2)、施工人员要认真检查,机具关键部位重点检查,经试运转,符合安全施工要求,方能正式投入生产施工中,每天对设备进行一次检查。
(3)、钻孔桩施工时,由于空间狭小,设专人负责指挥,保证施工场地清洁,无关人员不得靠近,防止出现人员、机具滑移。
八、雨季施工
1、施工现场要做好排水通道,桩孔四周不得积水和当作流水通
道;
2、桩孔盖不得漏水;
3、低压变压器和照明灯应有可靠的防雨措施;
4、排水通道主要依靠道路的雨水口排水,在进场后要对道路雨水管道进行疏通,保证管道通畅;
5、为避免集水灌入桩孔内,桩孔沿口要高出地面20cm;
6、频繁收集天气信息资料,大雨来时要组织人员及时疏导
地表滞水;
7、工地配备抽水机两台,以便及时抽排水。
九、环境保护、文明施工
1、严格执行广东省建设厅关于“市政工程现场文明施工基本标准”和“建筑施工现场环境保护基本标准”,以及遵守《公路工程招标文件范本》有关文明施工的要求执行。
2、为了方便公众监督,施工现场必须悬挂城建部门规定的施工标牌,标明工程名称、施工单位、现场负责人、文明施工监督电话等。
3、严格控制施工范围,支搭临舍、停放机具、材料不乱占施工范围处的场地。
4、现场材料的堆放按照指定的区域范围分类对方,材料转运设有专人管理,专人清扫,保持场内清洁。
5、施工现场防火、用电安全、施工机械及散体物料的运输,均严格执行国家或地方有关规范、规程和规定,禁止违章行为。
6、施工现场未能及时运弃土方,除满足安全要求外,还应采用密目网格布进行遮盖,防止扬尘污染。
7、土方运输选用有液压自动封盖的车辆,施工区域出口处设专人冲洗轮胎,不得将泥土带上社会道路;运送袋装或散装材料的车辆要用帆布严密遮盖,防止遗洒及粉尘污染;施工现场不乱倒垃圾杂物,垃圾、杂物及时清运,运输过程中应严密遮盖。
8、设专人负责路况维护工作,对因施工造成的路面破损、凹陷等及时进行修补,确保路况完好。
9、施工现场经常洒水,经常清理围挡和车辆遗洒。
10、施工区域的围挡、交通标志要保持干净清晰,经常组织清洗保洁。
11、地下既有通道处设置积水井,施工污水或地下水经汇集沉淀后排出地面,并派专人负责。
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