旋挖钻机钻孔灌注桩施工作业指导书
一、 适用范围
适用于各种土质层和砂类土、碎(卵)石土或中等硬度以下基岩的桥墩桩基施工。施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。目前国内常用的德国产BG系列和意大利的R系列旋挖钻机。
二、 作业准备
(一) 内业技术准备
开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,熟悉施工图纸、规范和技术标准,制定施工安全保证措施,提出应急方案。对施工人员进行技术交底,对施工人员进行上岗前培训,考核合格后持证上岗。
(二) 外业技术准备
钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求,须作准备工作如下:、
首先确定钻孔桩位:按照基线控制网及桥墩设计坐标,用全站仪精确放出桩位。
钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者,应平整场地,清除杂物,更换软土,夯填密实。钻机座不宜直接臵于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。修通旱地位臵便道,为施工机具、材料运送提供便利。
钻孔场地在陡坡,应挖成平坡。如有困难,可用排架或枕木搭设工作平台。 钻孔场地在浅水时,宜采用筑岛法。岛顶面通畅高出施工水位0.75~1.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。
三、 施工工艺
本管段钻孔桩基础施工根据现场实际地质情况采用冲击钻机钻孔,吊车配合钻机安装钢筋笼,混凝土由搅拌站集中供应,搅拌输送车运输,混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土,施工程序为:施工准备→埋设护筒→钻孔→成孔→清孔→桩身钢筋笼安放→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除护筒→场地清理。其施工工艺流程图见下页:
(一) 施工前准备工作
1. 测量
确定钻孔桩位:按照控制网及桥墩设计坐标,用全站仪精确放出桩位,同时布设稳固十字护桩,以便经常检查钻孔偏位情况,经复核无误后方可进行孔桩施工。
桩基检测 旋挖钻机钻孔施工工艺流程 配制混凝土 第二次清孔 测沉淤 安放隔水球 灌注混凝土 凿桩头 制作钢筋笼 下钢筋笼 下导管 泥浆补充 泥浆处理 钻孔 第一次清孔 测孔深、沉淤 埋设护筒 钻机就位 定桩位
2. 场地平整及机械安装
钻机底座须为与坚实地基上,以免施工过程中发生不均匀沉陷而造成孔位偏移。
(1)钻孔场地在旱地时,应清除杂物、换除软土、平整压实,场地位于陡坡时,可用枕木、型钢等搭设工作平台。
(2)在浅水中,宜用筑岛法施工,岛顶面高出施工水位1.0米左右,筑岛面积应按钻孔方法、钻机大小等要求决定。
(3)在深水或淤泥较厚时,可搭设工作平台进行施工。平台须坚固稳定,能支承钻机和完成钻孔作业。
(4)制浆池、沉淀池和泥浆池,应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。 3. 埋设护筒
(1)钻孔前应设臵坚固、不漏水的钢护筒,钢护筒内径应大于钻头直径,使用旋挖钻机钻孔应比钻头大约20cm。护筒顶面高出施工水位或地下水位2m,埋设钢护筒,护筒内径比桩径大20cm,还需满足孔内泥浆面的高度要求,在旱地或筑岛时还高出施工地面0.2-0.3m。护筒埋臵深度符合下列规定:
黏性土不小于1m,砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋臵到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒,在护筒四周回填黏土并分层夯实;护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
(2)水中用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。护筒埋入河床以下1m;水中平台上按最高施工水位、流速、冲涮及地质条件等因素确定埋深,必要时打入不透水层。
在水中平台上下沉护筒,由导向管设备控制护筒位臵。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。
(二) 钻孔施工方法及要求
1.钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳,钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕,施工队对钻机就位自检。
2.钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选择不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
3.钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测,不符合要求时,应及时改正。应经常注意地层变化,在地层变化处应来取渣样保存。
4.钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。
5.当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
(三) 清孔
1. 第一次清孔
清孔处理的目的是使孔底沉碴(虚土)厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求,为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,即可进行第一次清孔。
除用抽渣筒清孔外,也可采用换浆法清孔,直至孔内泥浆指标满足要求。 清孔应达到以下标准:孔内排出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s。同时保证水下混凝土灌注前孔底沉碴厚度:,摩擦桩≯20cm,柱桩≯5cm,严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。 2. 钢筋笼加工及吊放
(1)钢筋使用前应检验合格并清除钢筋表面锈皮,使钢筋表面清洁。 (2)钢筋骨架制作:钢筋笼骨架在制作场内分节制作。采用加劲筋成型法:制作时,按图纸设计尺寸做好加劲筋圈,标出主筋位置,焊接时,使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记,校正加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊,一根主筋焊好全部加劲筋后,在骨架两端各设一人转动骨架,将其余主筋逐根焊好,然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固,最后安装和固定声测管。
(3)孔深大于40米的桩基,钢筋笼加工完后及时布设超声波检测管,检测管沿钢筋笼均匀布设,并牢固地绑扎在钢筋笼主筋上,布设时务必顺直,保证间距一致,减少检测误差,底端用钢板焊接封死,接头要焊接密实,防止混凝土渗
漏堵塞。
(4)钢筋骨架保护层的设置
钢筋骨架保护层采用焊接钢筋“耳朵“的方法设置,沿钻孔竖向每隔2米设置一道,每道沿圆周对称的设置4块。
(5)钢筋骨架的存放、运输与现场吊装
骨架的运输无论采取何种方法运输骨架,都不得使骨架变形,当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时,应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引,可运输各种长度的钢筋笼,或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推,也可运输一般长度的钢筋笼。
钢筋笼制作完成后,骨架安装采用汽车吊,为了保证骨架起吊时不变形,对于长骨架,起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑,以加强其刚度。采用两点吊装时,第一吊点设在骨架的下部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架,起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时,先提第一点,使骨架稍提起,再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停吊,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。解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。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。然后,由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口,可用木棍或型钢(视骨架轻重而定)等穿过加强箍筋的下方,将骨架临时支承于孔口,孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端,取出临时支承,将骨架徐徐下降,骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,全部接头焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
钢筋笼下放时应缓慢均匀,根据下笼深度随时调整钢筋笼入孔垂直度,避免钢筋笼倾斜及摆动,注意不要碰撞孔壁,防止坍孔,并防止将泥土杂物带入孔内。 骨架最上端定位,必须由测定的护筒孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线,找出钢筋笼中心,根据护桩找出桩位中心,使钢筋笼中心与桩位中心重合并固定牢固,防止混凝土浇筑过程中钢筋