四、主要施工工艺及方法 (一)桩基施工技术方案
一次浇筑量计算 测量混凝土高度
开挖承台 1、 桩位放样护孔管埋设
测量定位选用高精度全站仪,工程测量基准点用混凝土浇筑固定,并安装防护标志,防止重车辗压和重物碰撞而产生的移位,基准方位安设在视线范围内的不产生变形物上,或设点加以混凝土保护。
在测定桩位前,先复校控制基点,闭合测量。符合误差允许要求后,再测定桩位。 测定桩位分三次,在挖埋护筒前测量一次,在埋设护筒后复测一次使护筒中心与桩位偏差不大50㎜,拉好十字线,在护筒边上用油漆做好标记。然后用水准仪测量护筒标高,做好测量记录,第三次测量,在钻机就位前进行,并检查钻机是否对准桩心标记。
2、埋设护筒
平整场地 施工准备 桩位放样 埋设护筒 钻机就位 钻孔 钢筋笼制作 验收与运输 导管气密性检察 孔深、桩径、垂直度检查 安装钢筋笼 安装导管 导管制作及长度配置 漏斗、隔水栓设置 浇筑水下砼 钻机移位、撤护筒 混凝土拌和与运输 凿除桩头 检 桩
工程桩的孔口护筒是保护孔口,隔离上部杂填松散物,是防止孔口塌陷的必要措施,也是控制定位,标高控制的基准点。因此,每根工程桩施工前必须埋设护筒。护筒选用大于桩径15-20㎝的钢制护筒,埋入深度以满足隔离杂填土,防止孔口塌陷为准,护筒外周间隙用粘土回填并捣实,以确保护筒稳定牢靠。
3、制配泥浆
设置泥浆池及成渣池,泥浆池和沉淀池连在起,池之间设一隔墙,钻孔桩排出的泥浆通过泥浆沟进入沉淀池,经沉淀后从隔墙槽口流入泥浆池,然后再回孔内重复使用,沉淀后的渣及灌注时泥浆可根据现场实际情况采用就近处理,当不能满足要求时用挖掘机或泥浆泵送入泥浆灌装车运出场外废弃。钻孔泥浆以造浆为主,即向泥浆地投入粘土,经人工搅拌使用。
泥浆性能指标
泥浆性能指标 钻孔 方法 地层 情况 一般地层 易坍地层 4、钻孔
当进行钻孔作业时,注意事项:
(1) 根据工程地质情况,钻进必须注意地层软硬不均,在钻进中必须注意扫孔,
控制进尺,以防止出现斜孔或台阶孔。
(2) 粘土进钻时,采用原土造浆。在较厚的砂层中进钻时,采用储备泥浆或在孔
中投入粘土造浆。
(3) 冲击到岩面时,加大冲程,勤清渣。每钻进20~50cm要取一次岩样,妥善保
管,以便终孔检验。
(4) 冲击钻具要平稳,尤其是当钻头处于护筒口位置时,必须防止钻头钩挂护筒。
冲击过程中,为防止跑架,随时校核钢丝绳是否对中桩位中心,发生偏差时及时纠正。
(5) 钻孔过程要连续操作,不得中途长时间停止。详细、真实、准确地填写钻孔
相对密度 1.05~1.20 1.20~1.45 粘度(Pa°s) 16~22 19~28 含砂率(%) 胶体率(%) 失水率(ml泥皮厚静切力(mm/30min) (Pa) /30min) ≤25 ≤15 ≤2 ≤2 1.0~2.25 3~5 酸碱度(pH) 8~10 8~10 冲击钻 8~4 ≥96 8~4 ≥96
原始记录,钻进中发现异常情况及时上报处理。
钻孔工作一气呵成,中间停顿时间不能过长,如因工休或其他原因停止钻进时,要将钻头拔出。钻孔结束后,经过测量孔深已达到设计要求时,及时吊装钢筋骨架。钻孔周围地面上不得堆放重物和杂物,孔口附近保持良好的排水状况。施钻过程中,随时检查护筒四周变化,注意是否有沉陷坍塌现象。
5、清孔
钻孔作业完成后立即进行清孔,第一次清孔采用循环用橡胶管,清除孔底沉渣,适度降低泥浆比重至1.25~1.3,降低砂率<2%,在开动空气机吸取泥浆时,开动水泵向孔内注入清水,以保持水头高度。
清孔处理的目的是抽、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,为在泥浆中灌注混凝土创造良好的条件。清孔时,孔内水位要保持在地下水位以上1.0-1.5m。
6、下钢筋笼、导管,进行二次清孔
钢筋笼在钢筋加工场制作,在下钢筋笼时逐段焊接,两段钢筋笼的主筋采用单面焊,使主筋保证在同一轴线上,焊接时采用对称焊接,以缩短施工时间。为确保钢筋笼骨架起吊过程中不发生弯曲,采用点吊法,钢筋笼深至设计标高后用两根钢管支承在孔口边的枕木上。持钢筋笼下放后,下导管,根据孔深计算出导管的长度,导管距孔底约30~40CM。导管安放完毕,进行第二次清孔,采用正循环方式,清孔后沉渣控制在5CM以内,泥浆比重在1.10~1.15之间。
7、钢筋笼的加工、运输和吊装
a钢筋分次制作成型,加工时采用夹板定位,以确保主筋间距,成型钢筋内设十字架立筋,安装时割除。
B钢筋笼每12米一段,在钢筋加工场地制作成型后由人工运往桩孔边,在搬运工程中需做好保护措施避免钢筋笼变形。
c钢筋骨架保护层设置采用焊接钢筋“耳朵”的方法。具体尺寸见设计图纸,焊在骨架的主筋外侧,每隔2.0m设一道,每道沿周对称地设置4个。
D钢筋笼起吊采用吊车起吊。为了保证骨架起吊时不变形,施工时用两点吊,第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点至上三分之一点之间。起吊时先吊第一吊点,使骨架稍提起,再与第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止
起吊,继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解开第一吊点,检查骨架是否顺直。如有弯曲应调整,当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁,使骨架达到设计标高时,将骨架牢固固定于孔口临时井字架上。
8、导管插入
导管用直径300mm的钢管,壁厚4mm,每节长2.0-2.65m,配1-2节长1-1.5m短管,由管端粗丝扣、法兰螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水,灌注砼前要进行水压试验,检查接头处密封情况。
试压步骤:
(1) 检查每节导管有无明显孔洞,检查每节导管的密封圈情况。如缺少或破旧不能使用,要及时拆除更换或添加,并在钢索槽中涂适当黄油。
(2)选择场地,使导管在地面上平整对接。对接时就各管按顺序编号。 (3)对导管两端安装封闭装置,封闭装置采用既有试压套。在试压封闭两端安装进水孔。安装时使两孔位于管道的正上方,以使注水时空气从孔中溢出。
(4) 安装水管向导管内注水,注水至管道另一端出水时停止,并应保证导管内充水达70%以上,方可停止。
(5) 将一端注水孔密封,另一端与空气压力机连接,检查导管连接处封闭端安装情况,检查合格后压风机充压,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的 1.3 倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍保持压力 15 分钟不漏水即为合格。
P=1.3p=1.3*(24*25-11.5*25)=4.06ar
???chc??wHw
【式中:p—导管可能受到的最大内压力(KPa);
?c――混凝土拌合物的重度,取24KN/m3;
hc—导管内混凝土柱最大高度(m), 以导管全长或预计的最大高度计;
?w――井孔内水或泥浆的重度(KN/m3);
Hw—井孔内水或泥浆的深度(m)。】
(6)检查导管接头处溢水情况,对溢水处做好记录,试压将导管翻滚180度,再次加压,保持压力15分钟,检查情况做好记录。
混凝土浇注架由型钢做成,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置混凝土漏斗,混凝土由进料斗经储料斗倒入漏斗,并随即卸入导管直接浇注。
混凝土要求:粗骨料优先选用卵石,最大粒径不大于40mm且不大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4。砂用级配良好的中砂。D1200桩孔砼坍落度控制在18-22CM,混凝土初凝时间为3-4h。
9、水下灌注
浇注时先灌入首批混凝土,其数量经过计算,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入砼,其深度不少于1.0m;开导管用钢板隔水栓,在大灌浆斗颈部设置一个隔水栓,下面垫一层塑料布,隔水栓由钢丝绳栓住挂在横梁上,大灌浆斗装满足够的混凝土,起拔隔水栓,排开泥浆;随着浇注连续进行,随浇随拔管,中途停息时间不超过15min,在整个浇注过程中,出料口伸入先灌注的砼内至少2m,且不得大于6m,利用导管内混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升,上升速度不低于2m/h,灌注高度比设计桩顶标高高0.5--1.0m。护筒待砼抗压强度达到5mpa时拆除
本工程砼采用商品混凝土,砼应严格按照试验配合进行配料,砼应有良好的和易性和流动性;当混凝土运至灌注地点时,每车检验其均匀性和塌落度,不符合要求时不使用。砼的坍落度控制在18-22cm(为宜;为了延长砼的初凝时间,可加入缓凝剂。
开始灌注时,应保证漏斗灌满,外加一储料斗同时下落,保证第一次下料后埋管1m以上;初灌完毕后立即检查埋管情况。
D1200桩初灌量计算式V=h1*π*d2/4+Hc*π*D2/4
=11.3*3.14*0.3*0.3/4+1.4*3.14*1.2*1.2/4 =2.4M3 V—漏斗和储料斗容量(米3)
h1—孔内混凝土高度达到Hc时导管内混凝土与导管外水压平衡所需高度(米)h1=Hw*γw/γc=23.6*11.5/24=11.3
Hc—钻孔初次灌注需要的混凝土至孔底的高度(一般取1.3-1.5米) Hw—孔内水面至初次灌注需要的混凝土面高度(米) D—钻孔设计直径(米)
d—导管内直径(米)
γw—孔内泥浆的容重(吨/米3) γc—混凝土拌和物的容重(吨/米3)
外加剂及拌和水计量必须准确,搅拌时间必须足够;灌注过程中随时检查埋管情况(探测要采用较为准确的方法和探测工具)以便及时拆卸导管(注意提升导管时避免卡