台山至开平快速路及龙山支线段工程 S273跨线桥桩基施工方案 各焊吊环一个。漏斗上口直径一般为200cm,高100cm。为了增加圆锥漏斗的刚度,沿漏斗上口周边外侧焊接直径φ16的钢筋。在漏斗下孔口以下两节导管间安设阀门。
导管施工注意事项:导管内壁应光滑圆顺,内径一致,接口严密,直径可采用20~35cm,中间节长宜为2.5m,底节长4m,漏斗下宜用1m长导管;使用前应试拼、试压、不得漏水,并自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm,连接时连接螺栓的螺帽宜在上;试压压力宜为孔底静水压力的1.3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;漏斗底口处必须设置隔水栓,隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出;导管安装时应逐节量取导管实际长度并按序编号,做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。并应注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象,以免灌注过程中出现导管进水等现象。
4.6 二次清孔
导管下放到位后,应立即进行孔底沉渣检测,若沉渣厚度不满足设计要求时,同样采用换浆法进行二次清孔,但与第一次换浆施工略有差异,二次清孔通过导管将泥浆由泥浆池抽至孔底,通过正循环的方法置换出孔底沉渣泥浆,以已达到清除孔底沉渣目的。循环时应注意保持泥浆水头并补充优质泥浆防止塌空。清孔结束经监理工程师现场检验合格后,立即拆除吸泥弯头,开始浇注混凝土。
4.7 混凝土灌注 4.7.1 混凝土灌注设备
1、导管及漏斗
导管采用无缝钢管制成,快速螺纹接头,导管接头处设2道密封圈,保证接头的密封性。
根据首批封底混凝土方量的要求,选用合适的漏斗,能够满足混凝土浇注的需要。
2、混凝土生产、输送设备
根据道路建设情况,混凝土由商品混凝土拌和站供应,10m3混凝土运输车运输。
4.7.2 混凝土灌注
1、混凝土灌注前,首先根据桩孔直径、导管内径等要素计算首批混凝土的需要量,确保首批混凝土灌注时能将导管埋置在1m以上。为了确保桩基封底质量,在灌注时首批混凝土灌注时储料斗容积不小于2m3,储满后再打开阀门。首批混凝土的数量按下式进行计算:
中电建路桥集团江门市台开路第一项目经理部 23 台山至开平快速路及龙山支线段工程 S273跨线桥桩基施工方案 V=πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4
式中:V--灌注首批混凝土所需数量(m3); D--桩孔直径(m);
H1--桩孔底至导管底端间距(m),一般为0.3~0.4m; H2--导管初次埋置深度(m); d--导管内径(m);
h1--桩孔内混凝土达到埋置深度时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度(m)
h1=Hw*γw/γc
式中:Hw指桩孔内水或泥浆的深度(m);
γw指桩孔内水或泥浆的重度(kN/m3),取1.03~1.10kN/m3,具体以现
场实测值为准;
γc指混凝土的重度,取24kN/m3。
根据设计图纸及现场实际情况,计算出每个桩基的首灌量V。
2、拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处,注入钻机提升的料斗内,车内砼方量约10m3,由一人统一指挥,双方都准备好后将隔水栓和阀门同时打开进行封底,隔离栓采用钢板,钢板用细钢丝绳牵引,由钻机起吊。
3、灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度,导管到达一定埋深后,逐级快速拆卸导管,并在每次起升导管前,探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次,避免发生错误。
4、控制灌注的桩顶标高比设计标高高出1m左右,以保证混凝土强度,多余部分桩头必须凿除,确保桩头无松散层。
5、灌注完混凝土后,应及时将导管、漏斗等进行清理和检查,以备下一孔使用。
6、在灌注水下混凝土前,应填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的“相关检测表格”,在浇注水下混凝土的过程中,应填写“水下混凝土浇筑记录”。
4.7.3 混凝土灌注应注意的问题
1、混凝土运抵灌注地点时,应检查其和易性、坍落度等情况。坍落度应控制在18-22cm。灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离为0.3~0.4m,储料斗首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。混凝土初凝时间应大于整桩灌注时间。
2、灌注开始后,应连续有节奏地灌注混凝土,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时,徐徐地灌注,防止在导管内造成高压空气囊,
中电建路桥集团江门市台开路第一项目经理部 24 台山至开平快速路及龙山支线段工程 S273跨线桥桩基施工方案 造成堵管。及时测定孔内混凝土面的高度,及时调整导管埋深。
3、灌注过程中若发生堵管现象时,可上下活动导管,严禁使用振捣设备振动导管,如处理无效时,应及时地将导管及钢筋笼拔出,然后重新清孔,吊装钢筋骨架和灌注混凝土。
4、混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作。灌注工作开始前,机械管理人员和负责司机应对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养,保证机械在施工过程中正常运转。
5、灌注过程中应记录混凝土灌注量及相对的混凝土面标高,用以分析扩孔率,发现异常情况应及时报告主管工程师,并进行处理。
6、在灌注混凝土将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。在灌注过程中,应将孔内溢出地下水或泥浆运往适当地点处理,不得随意排放,污染环境及河流。
7、灌注时桩顶部标高较设计预加1m,在孔内混凝土面测3个点,根据现场实施情况适当调整。最后拔管时应缓慢进行,保证桩芯混凝土密实度。
8、水下混凝土灌注过程中,若发生导管漏水、将导管拔出混凝土面、机械故障或其它原因,造成断桩事故,应予以重钻或与有关单位研究补救措施。
4.8 桩头凿除
待桩基浇筑完成强度达到设计强度的75%后,及时进行桩头凿除。桩头凿除采用人工配合风镐的施工方法,凿除长度按设计图纸要求确定。在承台开挖完后,人工用风镐先凿出钢筋笼的主筋和声测管,然后进行桩头分离,再采用大型机械将桩头吊起。跨线桥施工中,凿除钢筋混凝土共计92.8m3。
4.9 超声波检测
桩基质量检测应按设计和规范规定达到7天强度以后进行。每根桩均按设计要求进行超声波进行无损检测。桩基检测前,先用水进行冲水检查,若有淤塞,进行不断冲洗,直至孔底。桩基检测应达到Ⅰ类桩。
钻孔桩质量检测方法如下:
(1)混凝土强度试件至少制取5组。
(2)对桩进行超声波无破损法检测,检测桩的完整性,超声波检测应在桩身混凝土浇注完成后7~30天内进行。
声测管布置见下图。
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图4-6 声测管布置图
4.10 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。
4.10.1 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。 11、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
中电建路桥集团江门市台开路第一项目经理部 26 台山至开平快速路及龙山支线段工程 S273跨线桥桩基施工方案 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。
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。
4.10.2 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18~22cm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,混凝土不应有离析、泌水现象。
2、混凝土灌注
(1)根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径,采用φ250mm大直径导管。使用前要对每节导管编号,进行水密承压和接头抗拉试验,以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度,尤其要记好每节导管的长度。
(2)混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度等,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不能使用。
(3)下导管时,其底口距孔底的距离应不大于40~50cm(导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1m)和填充导管底部的需要。
(4)关键设备(如发电机、托泵、起重设备、运输车辆等)要有备用,材料要准备充足,以保证混凝土能够连续灌注。
(5)首批混凝土拌和物下落后,应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中,一般控制导管的埋置深度在2~6m范围内为宜,要适时提拔导管,不要使其埋置过深。
(6)若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土,应配置多台搅拌车运输,以保证凝土灌注的连续性。
4.10.3 处理断桩的几种方法
1、在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况
在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况,则应立即停止灌注,并且将钢筋笼拔出,然后用重新钻孔,清孔后下钢筋笼,再重新灌注混凝土。
2、在混凝土浇筑中途且未进入或刚进入钢护筒内出现段断桩情况 若灌注中途时因严重堵管造成断桩,且已灌混凝土还未初凝时,在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置,并准确计算漏斗和导管容积,将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处,加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置,当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间(此时漏斗内混凝土
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