5.3.2.施工方法 钻孔灌注桩施工见图14
钻机泥浆泵泥浆沟护筒循环水钻杆钻头沉淀池制浆池图14 钻孔灌注桩施工示意图
(1)施工准备
施工时,先清除设计桩位范围内场地的杂物、障碍物,平整施工场地。 (2)测量放线
依据设计图纸计算各桩位的坐标,并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。经复核无误后在场区内实地放出桩位,桩位经监理复核并同意后方可进行下一步施工。
(3)护筒埋设
钻孔开始前埋设护筒,以保证钻机沿桩位垂直方向顺利工作,同时保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头。护筒采用8mm钢板制作,护筒长度约为2.0m,随地质情况的不同进行护筒高度调整。护筒埋设与坑壁之间用粘土分层夯实,以防漏水。在护筒的上口边缘开设2个溢浆口,便于泥浆溢出流回泥浆池,进行回收和循环。
(4)钻机就位
钢护筒安装完毕,进行钻机就位。就位时要求保持机身平稳,钻杆中心与桩位中心重合,进行钻杆垂直度检验,调整桩机内的控制电脑,使钻杆垂直度达到要求,然后再进行钻进施工。
(5)泥浆护壁钻进
钻机在成孔时,要把好三关:进尺关、泥浆比重关、垂直度关。
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进尺:不同的地层要求采用不同的进尺。根据施工工程地质、水文条件,施工中密切注意各土层的变化,及时调整施工进尺。
泥浆:泥浆用膨润土和添加剂人工进行调制,根据施工场地地质报告及现场实际配备泥浆。灌注混凝土时的回收浆,先放入沉淀池中沉淀,测试其指标后,进行调整,达到表12方可使用。
表12钻孔桩泥浆指标表
检 测 项 目 粘 度 比 重 含砂率 PH值 失水值 单 位 S g/cm% ml/30mm 3 范 围 10-20 1.1~1.15 <6 7-9 <30 调整措施 加水和碳酸钠 加 水 加 水 加 水 加CMC 灌注混凝土时的回收浆,用泵直接泵入沉淀池中,当泥浆循环使用达到废弃指标时,将泥浆泵入废浆池中,用排污车外运处理。
废弃指标为:粘度>45pa.s 比重>1.25 g/cm3,含砂率>7% PH>12
垂直度:钻机施工区域地基应有相适应的承载力,保证钻机在钻进过程中稳定,使钻杆在钻进过程中不左右摇摆;施工中钻杆中心、钻头中心、护筒中心三者应在同一铅垂线上,及时调整钻进垂直度,并用侧锤及经纬仪在相互垂直的方向上进行检测,以保证钻进的垂直度。
(6)终孔验收
当达到设计孔深时,自检合格后,报请监理验收成孔深度、成孔垂直度及成孔直径。检验完成后,方可进行下一步施工,否则须进一步处理。
(7)吊放钢筋笼和格构柱
主筋采用闪光对焊接长,加强箍筋采用双面搭接焊,螺旋筋和主筋连接采用电弧点焊焊接。
钢筋笼和钢格构在平整的加工场内,预先制作成型。
钢筋笼焊接完成并验收合格后,进行钢筋笼吊装。钢筋笼入孔用桩架分节进行吊装,每节连接处钢筋的焊接需满足规范焊接要求。
钢筋笼下放至距笼顶3m处时,吊放钢格构。钢格构与钢筋笼用U型筋与钢筋笼焊接
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牢固。然后下放钢筋笼至设计标高,用吊筋固定在地面上。
钢筋笼吊装前,先进行清孔。将清水直接压入稀释孔内泥浆,将置换的泥浆排入泥浆池中,并连续测试泥浆比重,当泥浆比重小于1.25,清孔完毕方可吊装钢筋笼。
(8)导管安装
钢筋笼及格构柱吊装完成后,进行混凝土浇注导管安装。采用Ф250导管,导管间用丝扣联结牢固,并加设密封圈。导管安装前应作水密封试验,试验压力不得低于0.3Mpa。导管安装时要调整吊钩位置,使导管尽量置于孔的中间,缓慢下放导管,避免碰撞钢筋笼。管口与孔底保持30~50㎝间距,确保管内混凝土畅通。
(9)混凝土灌注
混凝土灌注采用导管法水下混凝土灌注。混凝土采用商品混凝土,混凝土输送罐运至施工现场。
灌注前,需对孔底沉碴厚度进行测定,如沉碴厚度超过规定标准100mm时,应进行第二次清孔,采用高压空气喷射清孔。
混凝土运至施工现场时,混凝土从输送罐中倾倒入料斗中,再起吊料斗进行混凝土灌注。灌注首批混凝土之前在漏斗中放入隔水塞,然后再放入首批混凝土。在确认储存量备足后,即可剪断铁丝,借助混凝土重量排除导管内的水,使隔水塞留在孔底。灌注首批混凝土量应使导管埋入混凝土中深度不小于1.0m,首批混凝土不得少于1.5m3。
混凝土灌注必须保持连续进行,以防止断桩。浇注过程中应勤量测,勤拆管,始终保持导管埋深在2.0~6.0m左右,最后一次拆管时要缓慢提升导管, 以免孔内因导管拆除留下的空间,不能被周围砼所填充,桩体中出现空芯。施工过程中严禁将导管提出混凝土面,以免形成断桩,同时严禁将导管埋置过深,以防混凝土堵管或钢筋笼上浮。
随孔内混凝土的上升,需逐节快速拆除导管,时间不宜超过15分钟。在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管,不得将混凝土整斗从上而下倾入管内,以免管内形成高压气囊,挤出管节的橡胶密封垫。
为确保桩头混凝土质量达到设计要求,桩芯混凝土需超浇50㎝,浇注过程应作好详细记录。
在砼灌注过程中,为防止钢筋笼上浮,开始灌注砼时放慢灌注速度;当孔内砼面进入钢筋笼1~2m后,适当提升导管减小导管埋置深度(不小于1m),增大钢筋笼在下层砼
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中的埋置深度。
混凝土施工过程中,要严格检测混凝土坍落度,坍落度16~20cm,并按照实验规程作好试块及试验记录。
灌注过程中要及时测量混凝土面高度,当确认已灌注至设计标高时,方可停止灌注,拔出导管。
5.3.3.针对性措施
(1)遇孤石的处理措施
在钻孔桩施工过程中遇到孤石,采用高合金钻头,当埋深较浅可采用开挖破除的方法,埋深较深无法破除时,可采用加桩补强的措施。
(2)斜孔的预防及处理措施
钻机就位平稳,转盘保持水平,护筒保持垂直。
当遇到地下障碍物时,不得盲目钻进,要调整钻进参数,确保钻具的垂直度的稳定性。
施工中钻杆中心、钻头中心、护筒中心三者应在同一铅垂线上,及时调整钻进垂直度,并用侧锤及经纬仪在相互垂直的方向上进行检测,以保证钻进的垂直度。
(3)坍孔的预防及处理措施
钻进过程中,坍孔容易在砂性土层中发生,所以在进入砂性土层后,应适当放慢成孔速度,确保砂层段泥皮形成,使该段泥皮具有较好的护壁功能。
放钢筋笼时保持垂直上下;护筒周围用粘土填封密实;钻进中及时添加新鲜泥浆,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土层则适当加大泥浆密度,不要使进尺过快或空转时间过长。
轻度坍孔,加大泥浆比重和提高浆位;严重坍孔,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用泥浆低速钻进。
(4)护筒冒顶的预防和处理措施
埋设护筒时,采用跳孔埋设,清除地层表面杂填土,用粘土回填夯实,并将护筒深入粘土层中,地面下有障碍物及管线的,采用高护筒施工。
5.4.水泥搅拌桩地基加固施工工艺方法及技术要点
敞开段ZSCK7+875~ZSCK8+125围护结构采用水泥搅拌桩进行加固,加固范围为基底以下3m。水泥搅拌桩加固地基采用一台双轴搅拌机进行施工。
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5.4.1.工艺流程
搅拌桩施工工艺流程见图15。
水泥浆制备 预搅下沉 喷浆搅拌下沉 重复搅拌 钻机就位、对中 测量放样
清洗机具管路 移至下一桩位 施工结束 图15 搅拌桩施工流程图
5.4.2.水泥搅拌桩施工方法
就位对中:移动深层搅拌机到达指定桩位、对中,对中误差不大于2cm,搅拌轴设计深度后,再将深层搅拌机边搅拌边提升垂直度偏差不大于0.5L%(L:搅拌桩桩长)。
预搅下沉:待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动深层搅拌机,使深层搅拌机沿导向架搅拌下沉,下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制,工作电流不大于额定电流,如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。
制备水泥浆:深层搅拌机预搅下沉的同时,后台按设计确定配合比拌制水泥浆液,搅拌桩采用32.5普通硅酸盐水泥,掺量为12%,水灰比为0.47,每次投料后拌合时间不得少于3min,待压浆前将浆液倒入集料斗中。
喷浆、搅拌、提升:深层搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵,待浆液到达喷浆口,再严格按设计确定的提升速度边喷浆边提升深层搅拌机。
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