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糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中,糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象。
预防和处理办法:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。
(5)扩孔和缩孔
扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因与坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.
(6)钻孔漏浆 a漏浆原因
①、在透水性强的砂砾或流砂中,特别是在有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。
②、护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。 ③、护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。 ④、水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。 b处理办法
①、凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。
②、属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。
6.1.14 钻孔桩断桩常见事故及处理
(1)首批混凝土封底失败 a事故原因和预防措施
⑴导管底距离孔底大高或太低。 原因:由于计算错误,使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够,埋不了导管下口(1米以上)。太低了使首批砼下落困难,造成泥浆与混凝土混合。
预防措施:
准确测量每节导管的长度,并编号记录,复核孔深及导管总长度。 也可将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。 ⑵首批砼数量不够。
原因:由于计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。 预防措施:根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 ⑶首批混凝土品质太差。
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原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。 预防措施:搞好配合比设计,严格控制混凝土和易性。 ⑷导管进浆。
导管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥浆压力太大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。
b处理办法
首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。 (2)供料和设备故障使灌注停工 a事故原因和预防措施
原因:由于设备故障,混凝土材料供应问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。
预防措施:施工前应做好过程能力鉴定,对于部分设备考虑备用;对于发生的事故应有应急预案。
b处理方法
⑴如断桩距离地面较深,考虑提起钢筋笼后重新成孔。 ⑵如断桩距离地面较浅,可采用接桩。
⑶如原孔无法利用,则回填后采取补桩的办法。 (3)灌注过种中坍孔 a事故原因和预防措施
原因:由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。
预防措施:详见第6.1.1节。 b处理办法
⑴如坍孔并不严重,可继续灌注,并适当加快进度。 ⑵如无法继续灌注,应及时回填重新成孔。 (4)导管拨空、掉管 a事故原因和预防 ⑴导管拨空
原因:由于测量和计算错误,致使灌注砼时导管拨空,对管内充满泥浆;或导管埋深过少,泥浆涌入导管。
预防措施:应认真测量和复核孔深、导管长度;应对导管埋深适当取保守数值。 ⑵掉管
原因:导管接头连接不符合要求;导管挂住钢筋笼,强拉拉脱等。
预防措施:每次拆管后应仔细重新连接导管接头;导管埋深较大时应及时拆管。 b处理办法
⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。 ⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。 (5)灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆 a事故原因
⑴混凝土供料间隔时间太长,灌注停顿,混凝土流动性变小。 ⑵混凝土和易性太差。 ⑶导管埋深过大。
⑷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。 ⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。 b补救措施:
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⑴提起导管,减少导管埋深。
⑵接长导管,提高导管内混凝土柱高。
⑶可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。 (6)灌注高度不够 a事故原因和预防
原因:测量不准确;桩头预留量太少。
预防措施:可采用多种方法测量,确保准确;桩头超灌预留量可适当加大。 b处理办法
挖开桩头,重新接桩处理。
6.2 人工挖孔桩施工工艺
6.2.1 施工流程:
场地整平-放线、定桩位-挖第一节桩孔土方-支模浇灌第一节混凝土护壁-在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线-设置垂直运输架、安装电动葫芦(或卷扬机)、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等-第二节桩身挖土-清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径-拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁-重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度-检查持力层后进行扩底-对桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层进行全面检查验收-清理虚土、排除孔底积水-吊放钢筋笼就位-浇灌桩身混凝土。
6.2.2 测量控制:
(1)开孔前,桩位应定位放样准确,在桩位外设置定位龙门桩,安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置,并由专人负责。
(2)桩位轴线采取在地面设十字控制网,基准点。安装提升设备时,使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致,以作挖土时粗略控制中心线用。护壁支模中心线控制,系将桩控制轴线、高程引到第一节混凝土护壁上,每节以十字线对中,吊大线锤作中心控制用,用尺杆找圆周,以基准点测量孔深,以保证桩位,孔深和截面尺寸正确。
6.2.3 施工方法:
(1)挖孔方法:
a当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m,孔深不宜大于40m。
b挖土由人工从上到下逐层用镐、铁锹进行,遇坚硬土层用锤、钎破碎,挖土次序为先挖中间部分后周边,按设计桩直径加2倍护壁厚度控制截面,允许尺寸误差3cm。每节的高度根据土质好坏、操作条件而定,一般以0.5-1.0m为宜。扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按扩底尺寸从上到下削土修成扩底形。弃土装入活底吊桶或罗筐内。垂直运输,在孔上口安支架、工字轨道、电葫芦或搭三木搭,用1~2t慢速卷扬机提升。吊至地面上后用机动翻斗车或手推车运出。
c地下水采取随挖随用吊桶(用土堵缝隙)将泥水一起吊出。大量渗水,在一侧挖集水坑,用高场程潜水泵排出桩孔外。地下水位较高时,应先采用统一降水的措施,再进行开挖。
d逐层往下循环作业,将桩孔挖至设计深度,清除虚土,检查土质情况,桩底应支承在设计所规定的持力层上。
(2)护壁施工:
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a护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成,拆上节,支下节,循环周转使用,模板间用U形卡连接,或用螺栓连接,不另设支撑,以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。混凝土用人工或机械拌制,用吊桶运输人工浇筑,采用如图护壁形式。
b第一节井圈护壁应符合下列规定:
(1) 井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm;
(2) 井圈顶面应比场地高出150~200mm,壁厚比下面井壁厚度增加100~150mm。 c修筑井圈护壁应遵守下列规定:
(1) 护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求; (2) 上下节护壁的搭接长度不得小于50mm; (3) 每节护壁均应在当日连续施工完毕;
(4) 护壁混凝土必须保证密实,根据土层渗水情况使用速凝剂; (5) 护壁模板的拆除宜在24h之后进行;
(6) 发现护壁有蜂窝、渗水现象时,应及时补强加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入桩子内,以防造成事故;
(7) 同一水平面上的井圈任意直径的极差不得大于50mm;
(8) 灌注护壁混凝土时,可用敲击模板或用竹杆木棒反复插捣; (9) 不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注所壁混凝土。 (3)钢筋施工
钢筋笼的成型为防止钢筋笼吊放时扭曲变形,一般在主筋内侧每隔2.5m加设一道直径25~30mm的加强箍,每隔一箍在箍内设一井字加强支撑,与主筋焊接牢固组成骨架。主筋在现场对焊连接。大直径螺旋形箍筋和加强箍的加工成形,可采取在常用弯曲机的顶盘上加一个同箍筋直径的圆盘以插销连接,在不改变传动机构的情况下进行弯曲成型,每根螺旋箍筋四圈。长度大(15m以上)的钢筋笼,为便于吊运,一般分二节制作。钢筋笼组装通常在桩基工程附近地面平卧进行,方法是在地面设二排轻轨,先将加强箍间距排列在轻轨上,按划线逐根放上主筋并与之点焊焊接,控制平整度误差不大于50mm。上下节主筋接头错开50%。螺旋箍筋每隔1~1.5箍与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定。在钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置一个Ф20mm耳环作定位垫块之用,使保护层保持7cm,钢筋笼外形尺寸要严格控制,比孔小11~12cm。
钢筋笼就位,对重1t以内的小型钢筋笼,可用带有小卷扬机和活动三木搭的小型吊运机具(或汽车吊)运输和吊放入孔内就位。直径、长度、重量大的钢筋笼,可用15t履带吊车进行。水平吊运仍采用两台15t履带吊车抬运,主机吊顶部加强箍4点,辅机吊下部4点递送,当运到桩位上部,在空中翻转,直立扶稳后辅机脱钩,全部钢筋由主机承担,缓慢落入桩孔内就位,用2根16号槽钢制横担穿过钢筋笼顶部加强箍,悬挂在孔口混凝土护壁上再卸钩,如为两节,再同法将上节钢筋笼吊到下节钢筋笼上,使主筋对准,采用绑条双面焊接,最后再用两台吊车将整个钢筋笼抬起,抽出横担后,缓慢放入桩孔内就位。一般钢筋笼离桩底均有一定距离,可采用4根Ф22mm钢吊钩钩住笼顶加强箍,用槽钢横担悬挂在井壁上,脱钩后借自重可保持钢筋笼标高、垂直度和保护层正确。
(4)混凝土的灌筑
挖孔桩灌筑混凝土前,应先放置钢筋笼,并再次测量孔内虚土厚度,超过要求应进行清理。混凝土配制采用粒径不大于50mm石子,水泥用425号普通或矿渣水泥,坍落度为8~10cm,用机械拌制。混凝土用翻斗车或手推车运输。混凝土下料采用串桶,深桩孔用混凝土导管。混凝土应连续分层浇灌,每层浇灌高度不得超过1.5m。大直径挖孔桩应分层捣实,第一次浇灌到扩底部位的顶面,随即振捣密实,再分层浇筑桩身,直至桩顶。在混凝土初凝前抹压平整,避免出现塑料性收缩裂缝或环向干缩裂缝。表面有
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浮浆层应凿除,以保证与上部承台或底板的良好连接。 在灌注过程中,混凝土表面不得有超过50mm厚的积水层,否则,应设法把积水排除,才能继续灌注混凝土。混凝土应边灌注边插实,宜采用插入式震动器和人工插实相结合的方法,以保证混凝土的密实度。当渗水量过大(>1m3-h)时,可考虑采用水下混凝土灌注法,或采用先封底后灌注的方法。灌注桩身混凝土时应留置试块,每根桩不得少于一组。
6.2.4 质量要求:
(1)灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。 (2)实际浇筑混凝土量,严禁小于计算体积。
(3)浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理,必须符合设计要求和施工规范的规定。
(4)基本项目:
a桩身直径应严格控制。一般不应超过桩长的3?,且最大不超过50mm。
b孔底虚土厚度不应超过规定。扩底形状、尺寸符合设计要求,桩底桩底应落在持力土层上,持力层土体不应被破坏。 c允许偏差项目见表。
人工成孔灌注桩允许偏差 项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 钢筋笼主筋间距 钢筋笼箍筋间距 钢筋笼直径 钢筋笼长度 桩位中心轴线 桩孔垂直度 桩身直径 桩底标高 桩壁混凝土厚度 允许偏差(mm) ±10 ±20 ±10 ±50 ±10 ±10 ±10 ±20 检验方法 尺量检查 尺量检查 尺量检查 尺量检查 拉线和尺量检查 尺量检查 尺量检查 尺量检查 3?L,且不大于50 吊线和尺量检查 注:L为桩长。
6.2.5注意事项:
(1)遇到流动性淤泥或流砂时,孔圈护壁的施工可按下列方法进行处理: a减少每节护壁的高度(可取0.3~0.5M),或采用钢护筒施工,采用上述方法后仍无法施工时,应迅速用砂回填桩孔到能控制坍孔为止,并速报有关技术部门及设计单位处理; b对塌方施工段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土;
c开挖时流砂严重的桩孔,应先将附近无流砂的桩孔挖深,使其起集水井作用。集水井应先在地下水流的上方。
d当抽水影响邻近原有建(构)筑物基础及地面下沉时,应即在原有建(构)筑物附近设立灌水管,或利用已开挖但未完成的桩孔进行灌水,以保持水压平衡与土体稳定。
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