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(3)对设有声测管的钻孔桩用声波投射法检验桩身混凝土质量和强度,并符合《公路工程基桩动测技术规程》JTG/TF81-01-2004要求,每个桩设置三根声测管,呈等边三角形布置,角桩和边桩都设置声测管。
(4)下导管
混凝土灌注导管采用内径Φ200mm型卡口管,在首次导管下放前必须对所有使用的导管长度进行测量,标明每节导管长度尺寸。在每次使用导管前必须进行压水试验,并检查导管接头的牢固性,确保在混凝土浇注过程中安全可靠,不脱落,不漏水。为了保证桩基成桩质量,导管每次使用前,均必须进行为提高导管安装速度,先在平台上接长,单节段长度按10米考虑,下放导管时,现场技术员必须在现场旁站并指导工人安装,记录下放导管节数、导管组合和总长度(包括每节导管长度、具体安放位置)。吊装工要正确指挥吊机起放导管,操作工人导管就位后上好夹板及卡子,导管下放到位后可将导管直接放置孔底,再一次验证孔内深度。导管下放到位后,需再一次进行孔深检测,检查导管下放到位后有无沉淀增加,确定导管下放时有无挂落孔壁泥土,孔内泥浆性能状况,采用二次清孔的方法和时间。
过程中按《公路桥涵施工技术规范》要求进行控制,各项工作必须并经监理工程师检查合格后才能进行。
导管底口至桩孔底端的距离控制在0.3m左右,首批混凝土储料斗设计容积为:满足导管初次埋置深度大于2m。
(七)清孔
钻孔深度达到设计标高后,用测绳和超声波测孔仪分别进行孔径和垂直度的检查,并经监理工程师验收合格签认后,在泥浆池加入清水,适当降低泥浆浓度,进行清孔作业。清孔主要目的是抽、换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标,清除钻渣,减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。采用正循环换浆清孔,使清孔后泥浆的质量以及孔底沉淀土厚度满足规范要求时,即可终孔。
清孔要注意以下事项:
①清孔排渣时,注意保持孔内水头,防止坍孔。
②清孔过程中的泥浆均需运至监理工程师指定的地点,尽量减少对周围环境的影响。 ③禁用超深成孔的方法代替清孔。
④用优质泥浆在足够的时间内,经多次循环,将孔内悬浮的钻渣置换并沉淀出,清孔时间不少于将孔内泥浆循环三次。
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⑤清孔后的孔底泥桨性能指标应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)中表6.8.3的规定,即相对密度:1.03~1.10;粘度:17~20Pa·s;含砂率:<2%;胶体率:>98%。孔底沉淀物的厚度要求不大于50cm。
⑥成孔验收:验收时主要采用测绳检查孔深,利用探孔器检查孔的倾斜度。 (八)、灌注水下混凝土
(1)灌注水下混凝土时应配备的主要设备及备用设备
1)、灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间,则应掺入缓凝剂。
2)、水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵,距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。
3)、水下混凝土用钢导管灌注,导管内径为200~350mm,视桩径大小而定。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。 (2)、灌注水下混凝土的技术要求
1)、混凝土拌和物运至灌注地点时,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,不得使用。
2)、首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注。 3)、在灌注过程中,导管的埋置深度宜控制在2~6m。
4)、在灌注过程中,应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋深。 5)、为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。
6)、灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,一般为1.0m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
7)、使用全护筒灌注水下混凝土时,当混凝土面进入护筒后,护筒底部始终应在混凝土面以下,随导管的提升,逐步上拔护筒,护筒内的混凝土灌注高度,不仅要考虑导管及护筒将提升的高度,还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低,以保证导管的埋置深度和护筒底面低于混凝土面。要边灌注、边排水,保持护筒内水位稳定,不至过高,造成反穿孔。
8)、在灌注过程中,应将孔内溢出的水或泥浆引流至适当地点处理,不得随意排放,
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污染环境及河流。 (3)、混凝土浇注预防措施
1)、试验员现场技术员检查每车混凝土质量,包括是否出现坍落度过大或过小,混凝土是否严重离析或夹有水泥结块和大粒径的石子,混凝土的拌和时间是否满足,和易性是否达到要求。
2)、每次混凝土灌注前,必须进行导管压水实验。检查导管接头连接是否牢固,有无漏水现象。
3)、施工过程中注意控制混凝土的落差,使其满足规范要求,确保混凝土密实,在进行导管拆除时导管提升应缓慢平稳。
4)、准确计算首批混凝土方量,复核导管悬空情况。灌注过程中勤测孔内混凝土上升情况,准确计算导管埋深,及时进行导管拆除。
5)、保证桩基混凝土灌注连续、快速地进行,做到一气呵成。出现问题要及时处理。 6)、混凝土灌注开始后,注意保持孔内的静压水头不少于2.0m。
7)、混凝土灌注前应组织专人对各种机械设备进行检查、维修,确保机械设备正常运作。水电配置满足施工要求,并备有发电机。
(九)、 钻孔施工过程中的常见问题及其措施
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大,因此得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度。必须防止在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题,保质、保量地完成桩基施工任务。
①、护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。 防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
②、孔壁坍陷
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钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,泥浆水位变化剧烈,则表示有孔壁坍陷迹象。
造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快对接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
③、缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。 造成原因:塑性土膨胀。
防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
④、钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
造成原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
⑤、桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时
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间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
⑥、卡管:水中灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。
造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性不好、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。
防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0MPa,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
⑦、钢筋笼上浮:钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
造成原因:钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;由于混凝土灌注超过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇筑时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
防治措施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,控制导管埋深在
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