回旋钻灌注桩作业指导书
1 适用范围
钻机按照泥浆的循环方式:分正循环钻机和反循环钻机。正循环钻机适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。反循环钻机适用于黏性土、砂性土、卵石土和风化岩层,但卵石粒径少于钻杆内径的2/3,且含量不大于20%。
2 作业准备 2.1施工技术准备
2.1.1 根据设计文件和环保要求,结合现场情况,编制实施性施工组织设计和施工工艺细则。 2.1.2 按有关规定和设计要求进行试桩,确定施工工艺参数和检验桩的承载力,并应具有完整的试桩资料。
2.1.3施测墩台及孔位控制中线,做好护桩。 2.2 场地准备
2.2.1 在旱地上应清除杂物,换除软土,平整压实,场地位于陡坡时,可用枕木或型钢等搭设工作平台。
2.2.2 在浅水中宜用筑岛或围堰法施工,筑岛面积应依据钻孔设备大小等决定。
2.2.3 钻孔场地在深水中或淤泥较厚时,可搭设水上工作平台施工,平台搭设应符合下列规定: (1)平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作及浇筑水下混凝土等施工过程中的所有静、活荷载,并保持坚固稳定,同时应满足各项有关施工作业和施工设备安全进、退场子的要求。
(2)工作平台可利用浮吊或打桩船打入钢筋混凝土桩或钢管桩作为基桩,顶面纵横梁和支撑架可用木料、型钢、万能杆件、钢桁架或其他材料搭设。当流速不大,且河床地质条件较好、承载力较高时,也可部分利用钻孔桩钢护筒加高兼作基桩设置作业平台,但钢护筒刚度、埋深等必须同时满足基桩的设置要求。
(3)当水流平稳时,钻机可设在组合船舶或浮箱上钻孔,但必须锚碇稳固。
(4)当水流速较大,但河床较平顺时,可采用薄壁浮运沉井,就位后灌水下沉,落床,在其顶面搭设工作平台。
(5)水上工作平台的设置应考虑泥浆的循环、过滤和排放的要求 2.2.4 在场地布置中安排泥浆循环净化系统。 2.3 物资准备
根据工程实际情况备好各种所需材料。 2.4 人员配置
劳动力组织采用内部队伍组织模式,施工人员要结合现场确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置,主要人员配置见表1《回旋钻灌注桩施工主要劳力安排表》
2.5机械配备见表2《回旋钻灌注桩施工主要机械配置表》 3 技术要求
3.1相关部门提供的该工程的地质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及图纸会审资料。
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表1 回旋钻灌注桩施工主要劳力安排表
序 号 1 2 3 4 5 6 职 务 现场负责人 技术负责人 钢 筋 工 电 焊 工 电 工 修 理 工 数 量 1 1 2~4 2 2 1 序 号 7 8 9 10 11 12 职 务 安 全 员 测 工 试 验 员 钻机操作员 机械司机 其 它 数 量 1 3 1 根据工程定 根据工程定 根据工程定 表2 回旋钻灌注桩施工机械配置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 机 械 名 称 回旋钻机 砼拌和站 装载机 砼搅拌输送车 变压器 发电机组 汽车吊 高压电动油泵 抽水机 钢筋切割机 钢筋弯曲机 电焊机 运输汽车 规 格 型 号 功 率 数量 视工程量定 1套 1套 2~4辆 1组 1组 1辆 1套 视工程量定 1台 1台 2台 2~4辆
3.2施工现场环境和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑物、精密仪器车间等的调查资料。
3.3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,对所需的材料必需作材料的物理性能试验,并委托有资历的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
3.4 测量人员已对钻孔桩位置进行了测量,并标出其中心位置,并在纵横向设了护桩。 3.5 钻机司机等操作人员已进行了安全技术教育培训。 4 施工工艺及流程
回旋钻灌注桩施工工艺见图1《回旋钻灌注桩施工工艺流程图》。 4.1 测放桩位
人员机械进场,进行桩位详细测量放样,标明具体位置。 4.2 埋设钻孔护筒
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组拼检查导管 图1 回旋钻灌注桩施工工艺流程图
测放桩位 埋设钻孔护筒 制作护筒 搭设作业平台 桩机就位 供 水 钻孔注浆 钻孔 泥浆沉淀 成孔检测 开挖泥浆池 清孔 设置泥浆泵 泥浆备料 安放钢筋笼 制作钢筋笼 测量沉碴厚度 安放导管 移走钻机 测量砼面高度 浇筑水下混凝土 吊运砼 备制砼 拔出导管、护筒 基桩检测 钻孔前应设置坚固不漏水的护筒:
4.2.1 钢护筒在旱地或水中均可使用,筒壁厚度可根据钻孔桩径、埋深和埋设方法选定,一般钻孔桩可为4~12mm,必要时可根据钻孔桩孔径、埋设方法和深度通过计算确定。
4.2.2 钢筋混凝土护筒可在水深不大的钻孔中使用,筒壁厚度为8~10cm。 4.2.3 护筒内径应大于钻头直径20~40cm。
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4.2.4 护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m,并高出施工地面0.5m,其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。
4.2.5 在岸滩上护筒埋置尝试为:黏性土、粉土不小于1m,砂类土不小于2m,当表层土松软时,宜浆护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m;埋设时应在护筒四周回填黏土并分层夯实;可用锤击、加压或振动等方法下沉护筒。
4.2.6 在水中筑岛护筒宜埋入河床面以下1m左右,在水中平台上设置护筒,可根据施工最高水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深,必要时打入不透水层;在水中平台上下沉护筒,应有足够的导向设备控制护筒位置。
4.2.7 护筒顶面中心与设计桩位允许偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。 4.3 开挖泥浆池
钻孔施工应根据地层情况制造泥浆护壁。选择和备足良好的造浆黏土或膨润土,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:当使用管形钻头钻孔时,入孔泥浆比重可为1.1~1.3;使用实心钻头时,孔底泥浆比重不宜大于:岩石1.2,黏土、粉土1.3,坚硬大漂石、卵石1.4。
黏度:入孔泥浆黏度,一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s。 含砂率:新制泥浆不大于4%。 胶体率:不小于95%。 PH值:大于6.5。 4.4 搭设作业平台
根据实际场地情况,搭设钻孔桩作业平台。 4.5 桩机就位
安装钻机前,对主要机具及配套设备进行检查、维修,底部应平整,保持稳定,不得产生位移和沉陷,钻机顶端用缆风绳对称拉紧,钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。
4.6 钻孔
4.6.1 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。 4.6.2 开钻前应在护筒内存进适量泥浆;开钻时宜低挡慢速钻进,确保孔位准备,使初成孔坚实、坚直、圆顺,能起导向作业,并防止孔口坍塌。钻至护筒1m后再以正常速度钻进;钻进过程中,应经常检查土层变化,对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量;在砂土或软土等容易坍孔的土层中钻孔时,宜采用慢速轻压钻进,同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。
4.6.3 钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m。
4.6.4 钻进过程中,钻头起落速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,孔内出土不得堆积在钻孔周围。
4.6.5钻孔作业应连续进行,因故停钻时,应将钻头提高孔底5m以上,孔口应加护盖。 4.6.6钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况,并与地质剖面图核对;钻孔达到设计深度后,应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检查,按填写钻孔记录表。
4.6.7 使用反循环钻机时,应将钻头提离孔底约20cm,待泥浆循环畅通方可开始钻进。 4.6.8 使用潜水钻机钻孔,应按钻孔孔径和地质条件选择钻头,钻头切削方向应与主轴旋转方向一致;钻进时,应按土质软硬控制进尺,钻机应控制在额定电流范围内;钻机运行发现不正常情
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况时,应立即停机检查,找出原因,清除故障。
4.7 成孔检测
当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,检查方法可采用笼式测孔器或超声波检测。确认满足设计要求后,方可进行孔底清理和浇筑水下混凝土的准备工作。
4.8 清孔
清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求,钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查,各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔可采用换浆法,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在清孔时,应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆保持孔内水位。
清孔应符合下列标准:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm的颗料;泥浆比重不大于1:1;含砂率小于2%;黏度为17~20s;浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求,设计无要求时,柱桩不大于10cm,摩擦桩不大于30cm。否则应进行二次清孔。
4.9 安放钢筋笼
4.9.1 钻孔前在现场制作钢筋笼。主筋均采用双面搭接焊,搭接长度为5d,焊条规格采用E50系列,焊接接头按规范错开,确保同一截面内主筋接头不大于50%;箍筋与主筋连接全部焊接。
4.9.2 钢筋笼制作时。箍筋加工要圆顺,半径要准确,主筋的尺寸和位置符合设计与规范要求。 4.9.3 钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋或同强度等级混凝土旋转垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置4~6个。
4.9.4 安装声测管
(1)声测管采用三根D≥5cm的钢管绑扎于加强箍筋上,成等边三角形布置。上下端均用钢板焊牢密封,不可漏水(浆)。
(2)声测管上端伸出桩基顶面20cm以上,下至桩底。每节长8~12m,节间用套管焊接,接口内侧应平顺。
4.9.5 存放钢筋笼时要标识明确,每隔2~3m放置一根垫木并及时覆盖。
4.9.6 吊放钢筋笼:清孔完毕经检查孔深、孔型、孔径及斜度符合规范和设计要求,经监理工程师检查签证后吊放钢筋笼。钢筋笼采用吊机整体吊放,吊装过程严防孔壁坍塌。钢筋笼吊放达到设计标高后,要牢固地用吊筋将笼体与孔口护筒用电焊机联结,以放掉笼或浮笼。
4.10安放导管
4.10.1 安放导管前应搭设浇筑混凝土工作平台,平台应坚固稳定,高度满足导管吊放、拆除和充满混凝土后的升降要求。
4.10.2 灌注水下砼采用导管及漏斗技术要求
(1)水下混凝土导管在平面上的布设根数和间距,应根据每根导管的作用半径和桩底面积确定。 (2)导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密;直径可采用20~30cm,中间节长度宜为2m等长,底节可为4m;漏斗下可用1m长导管。
(3)导管使用前进行试拼试压,不得漏水,并编号,按自下而上标示尺度;导管组装后轴线偏差不宜大于孔深的0.5%并不大于10cm;组装时,连接螺栓的螺帽宜在上;试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
(4)导管长度可根据孔深和孔口工作平台高度等因素确定,漏斗底距钻孔口应大于一节中间导
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