钻孔灌注桩施工工法(2)

2019-06-02 13:07

b对栈桥面板和防滑钢筋发生翘曲或损坏的部位,及时修复或更换;对栏杆在施工过程中损坏部位及时修复。

c检查型钢焊接联接等完好情况,发现破损及时加焊。

d对载重车量进行控制,禁止重车排布行驶,避免引起共振,破坏桥体,限制车速不超过10km/h,禁止车辆急停急驶,禁止非施工人员和车辆驶入。

(6)栈桥的拆除

a栈桥、平台的拆除工作同栈桥、平台的搭设工作顺序基本相反,依次拆除桥面附属设施、桥面板、型钢分配梁、贝雷、桩顶分配梁及钢管桩,拆除方法基本与搭设方法相同。

b在钢管桩基础拆除时,采用50t履带吊机配合振动沉拔桩机分段拆除,因为钢管桩长度太长,不能一次性拔出。

6 泥浆制备 6.1 泥浆作用

6.1.1 普通泥浆是粘土与水的拌合物,由于泥浆的静水压力比水大,可在井孔壁上形成一层泥皮,阻隔孔外渗流,防止坍孔。

6.1.2 泥浆还起浮悬钻渣的作用,特别是在冲击钻孔中。 6.2 泥浆指标

6.2.1 根据钻孔方法和地层情况,采用不同性能指标的泥浆。一般应符合下表: 地层情况 粘性土 其它 相对密度 1.05—1.20 1.2—1.45 粘度 Pa.S 16--22 19--28 静切力 Pa 1.0—2.5 3--5 含砂率 % <8--4 <8--4 胶体率 % >90--95 >90--95 失水率 ml/min <25 <15 PH值 8--10 8--10 1)冲击钻选用上限,泥浆砂性大的选用上限,粘性大的用下限。 2)地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取底限。

3)地质较好、孔径或孔深较小的取底限。

4)当缺乏优质粘土,不能调出合格泥浆时,可参加添加剂改善泥浆性能。碳酸钠、氢氧化钠、膨润土等,掺量1-2‰

6.2.2 土层本身为粘性土,能在钻进过程中形成合格泥浆的,可以不备制浆材料;采用冲击钻钻进时,可用粘土碎块投入孔内,由钻锥自行造浆固壁。

6.2.3 泥浆静切力应适当,若太大则流动阻力大,砂渣不宜沉淀,影响净化,消弱钻头冲击功能,降低钻进速度;若太小,则携带和浮渣效果不好,因故停钻时,钻渣易下沉,造成积砂埋钻,护壁效果差。

6.2.4 泥浆失水率小,有利于巩固孔壁和保护基岩;失水率太大,在松散和砂岩地层易形成厚泥饼而使钻孔缩颈。

6.3 粘土的选择

6.3.1 粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好。 6.3.2 粘土技术指标:胶体率≥95%;造浆能力≦2.5L/Kg;含砂率≤4%;塑性指数>25,≦15,小于0.005mm的粘土含量>50%,大于0.1mm的颗粒≦6%。

6.3.3 粘土用量按下式确定。

p2?p3Q=Vρ1=p1

p1?p3式中:Q---每立方米泥浆所需的粘土质量(t); V----每立方米泥浆所需的粘土体积(m3); P1---粘土的密度(t/m3); P2---要求的泥浆密度(t/m3);

P3---水的密度,p3=1(t/m3)。 6.4 制浆材料

6.4.1 各种粘土的造浆能力一般为:黄土胶泥1-3m3/t;高岭土3.5--8 m3/t;此膨润土9 m3/t;膨润土m3/t。

6.4.2 将破碎并经浸润的粘土直接投入钻孔内,利用钻锥冲击造浆。 6.5 循环、净化

6.5.1 现场设置沉淀池和储浆池,距离相近的桩孔可共用一套系统。泥浆池及沉淀池的位置、大小因地制宜,钻进过程中随时捞取泥浆槽、池中的钻碴。

6.5.2 在砂层中钻进,含砂量高致使密度大,采用掏渣的办法;待含砂率和密度符合要求后,再补充合格的泥浆或补水加粘土。

6.5.3 在粘土层中钻进,易产生泥浆密度和粘度太高,可向钻孔内注入清水,稀释泥浆,待达到要求的密度和粘度后再进行继续钻进。

6.5.4使用后的废弃泥浆经过三级沉淀处理后排放,待沉渣凉干后运至业主或环保部门所规定的堆放位置。

6.5.5 深水区的泥浆循环、净化可采用钢板箱作为沉淀和储浆池,可在沉淀箱的泥浆流入处加设塑料网分离大颗粒材料,经沉淀后流入储浆箱。

6.5.6 深水区泥浆循环一般采用泵吸式反循环方式;当采用正循环方式时,可利用钢管桩作为沉淀储浆工具,采用流槽与护筒的出浆口连接,利用人工捞渣获塑料网滤渣。

6.5.7 水中钻孔桩的泥浆池的位置设在施工平台上,可以采用施钻周围的护筒作为泥浆池,用钢板制作成40×40cm的矩形槽,矩形槽两端的开口与护筒的开口相联接,多余泥浆及沉渣采用泥浆泵抽至砼罐车运至指定弃土场堆放。

6.6 高性能泥浆

6.6.1 膨润土。分为钠质和钙质两种,钠质较好。密度低、粘度好、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、阻力小、造浆能力大特点。一般用量是水量的8%,粘性土层3%--5%,较差的用量为12%左右。

6.6.2 CMC(羧基纤维素)。具有使土表面形成薄膜强化和降低失水量的作用。掺量一般在0.1%以下。

6.6.3 FCI(铬铁木质素磺酸钠盐)。为分散剂,可改善混有杂土、粉砂、混凝土以及盐分等性能,可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀,以达到重复使用和提高泥浆质量。掺量一般为0.1%--0.3%。

6.6.4 硝基腐植酸钠盐(煤碱剂)。具有很强的吸附能力,在粘土颗粒表面形成结构性溶剂化膜,阻止自由水渗透,使失水量降低,但粘度增加。掌握掺量可改善,一般在0.1—0.3%,与FCI可任选一种。

6.6.5 碳酸钠(Na2CO3),使粘土颗粒分散,颗粒表面负电荷增加,可增加水化膜厚度,提高泥浆的胶体率和稳定性,降低失水率。掺量一般是孔中泥浆的0.1%--0.4%。

6.6.6 几种泥浆配比

1) 水:膨土:粘土:NaoH:CMC=1000:100:60:1.5:1.5。配制的泥浆比重为1.06—1.10;粘度18—22Pa.s;含砂率0.3%—0.5%;PH值8—10,胶体率95%—98%;静切力1.1—1.3;失水率13—15ml。

2)膨润土:水:纯碱=200kg:1000kg:4kg。必要时,适当加入一定量的纤维素来改善泥浆性能。

3)海水:膨润土:PAC(聚合氯化铝):纯碱=1:0.13:0.0037:0.005。海工泥浆。 6.7 泥浆性能测试方法 6.7.1 相对密度测定。

1)可采用口杯和玻璃板。先秤口杯和玻璃板(比口杯直径大5cm)的质量m1。

2)将口杯基本放置水平,向口杯内加水,然后将玻璃板覆盖在口杯上,一边加水一边推动玻璃板,充分排出空气,秤口杯、玻璃板、水的质量m2。

3)采用第二条方法,测定口杯、泥浆、玻璃板的质量m3。

4)计算相对密度:p=(m3-m1)/(m2-m1)。 6.7.2 粘度T的测定

1)采用工地标准漏斗粘度计测定。采用两端开口量杯, 分别量取200ml和500ml泥浆,通过滤网滤去大沙粒后,将700ml泥浆均注入漏斗。

2)然后使泥浆从漏斗流出,流500ml量杯所需要的时间(s),即为所测泥浆的粘度。 5 3)在漏斗中注入700ml清水,流出500ml所需时间应为15s,其偏差如超过±1s,应对泥浆测定结果校正。

6.7.3 静切力Q的测定 1)采用浮筒切力计测定,

公式Q=(G-πdδhγ)/(2πdh+πdδ) G—铝制切力浮筒质量(g); d---切力浮筒的平均直径(cm); δ---切力浮筒壁厚(cm); h---切力浮筒的沉没深度(cm); γ---泥浆的密度(g/cm3)

2)量测时,先将约500ml泥浆搅匀后,立即倒入泥浆筒;

3)将切力浮筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时,轻轻放下,当它自由下降到静止不动时,读出浮筒上泥浆面所对应的刻度,即为泥浆剪切力;

4)取出切力浮筒擦净,用棒搅拌泥浆筒内的泥浆静置10min,采用上述方法测定数值即为终切力。

6.7.4 含砂率测定

1)采用含砂率测定仪测定。 2)将50ml泥浆倒入含砂率仪,然后再加清水,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水混合均匀。

3)将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积(由仪器刻度读出)乘以2就是含砂率。

4)采用900ml的大型含砂率仪时,读出刻度即为含砂率(不乘2)。

6.7.5 胶体率(%)测定 1)胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。 2)将100ml泥浆倒入100ml的量杯中,用玻璃片盖上;

3)静置24h后,测定量杯上部泥浆可能澄清

为水的体积,可采用尺量计算、读数计算、吸管吸出测定方法;

4)胶体率=(100-上部澄清为水的体积)%。 6.7.6 失水率(ml/30min)测定和泥皮厚度测定

1)用一张12cm×12cm的滤纸,置于水平玻璃板上,中央画一直径3cm的圆; 2)将2ml的泥浆滴入圆圈内,30min后,测量湿圆圈的平均直径(mm),即为失水率。 3)在滤纸上量出泥浆皮的厚度(mm)即为泥皮厚度,泥皮愈平坦、俞薄则泥浆质量高,

一般不宜厚于2-3mm。

6.7.7 PH值测定

1)采用PH试纸测定,将一条PH试纸放在泥浆面上,0.5S后拿出与标准颜色对比读数; 2)也可采用PH酸度计、将其探针插入泥浆,直接读出PH值。 7 钻孔

7.1 桩位复测。钻孔前,由测量人员对护筒位置进行复测,并对会同有关人员对桩位轴线进行复核,轴线桩位经复核无误后方可进行施工。

7.2 钻机就位

7.2.1 成孔桩机选择。根据设计要求的孔径、孔深、设计资料绘制的地质刨面图,选择钻孔设备和泥浆。

7.2.2钻机就位前,对钻机和各项准备工作进行检查,包括场地布置、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。

7.2.3 钻机就位时,其下铺垫枕木,底座调平,确保成孔桩位准确。在钻进中不应产生位移或沉陷,否则应及时处理。

7.2.4采用吊车移动钻机定位,采用千斤顶配合调整,使钻头中心对准桩位中心,最大偏差不大于10mm。采用“十字”交叉法校核,在护筒外1—2m范围内安设四根钢筋,坐落在以桩位中心为原点的坐标轴上,从两个方向查看负重钢丝绳是否处于交点。

7.2.5钻孔机就位时,为准确控制钻孔深度,应在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。

7.2.6冲击钻孔,选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳等,应配置适当,钢丝绳与钻锥用绳卡固接时,绳卡数量应与钢丝绳直径相匹配。冲击过程中,钢丝绳的松弛度应掌握适宜。

7.3 试钻

7.3.1 当钻孔工作量较大,地质资料可能有出入,首次在本地钻孔作业的队伍,一般应先试钻。

7.3.2试桩位置一般选取勘探孔附近,不宜采用工程桩位,数量不少于两根。 7.3.3 根据试钻情况,对钻孔方案进行适当的调整,包括路线、顺序等。

7.3.4 试桩记录应详细记录开钻时间、停歇时长、钻进时长,记录能感觉到的地质层变化处的时间、高程。

7.4 开孔(冲孔)

7.4.1 开空前,应先向护筒内灌注泥浆或直接加入粘土快,用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击造浆。

7.4.2 如地表土层为砂或砂卵石等松散土层,可按1:1的比例投入粘土和小片石(粒径小于15cm),用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击,使粘土、片石挤入孔壁。必要时重复回填、反复冲击2-3次,以加固护筒下脚。

7.4.3 孔内水位应高于护筒下脚0.5m以上,以免水面荡漾损坏护筒脚孔壁;应比护筒顶至少低0.3m,以防止泥浆溢出;还应比地下水位高出1.5—2.0m。

7.4.4 开孔时,遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石的比例,按上述办法进行处理,以求孔壁坚实。

7.4.5 开孔阶段要随时检查孔位,务必将冲击中心对准桩孔中心。

7.4.6 一般在护筒下3—4m范围内冲孔时,可不掏渣,以便石渣泥浆尽量挤入孔壁周围孔隙加固孔壁,可按下表参数控制。 土质 土 砂砾 提锤高度(cm) 40--60 40--60 冲击次数(次/min) 20--25 20--25 泥浆相对密度 1.4—1.5 1.5—1.7 7.5 钻进 7.5.1 冲程选择

1)在紧密的砂、砂砾石、砂卵石及砾石、卵石粒径较大的土层中钻进,宜采用高冲程(100cm)。

2)在松散的砂、砂砾石、砂卵石土层中钻进,宜采用中冲程(约为75cm)。冲程过高对孔底振动大,宜引起坍孔。

3)在粘性土、亚粘土、轻亚粘土中钻进,宜采用中冲程。

4)在易坍塌或流砂地段宜采用小冲程,并应提高泥浆的粘度和密度。

5)根据孔位处的地质剖面图以及出渣情况选择适当的钻头、钻速和泥浆比重等参考。 7.5.2 钢丝绳松放程度

1)应根据土层松、密、软、硬程度和进尺情况,均匀松放。

2)一般在松、软地层每次可松绳5-8cm;在密实坚硬土层每次可松绳3-5cm。 3)应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钢丝绳、钻机受到意外荷载,造成钻机损坏。松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳扭曲、纠缠发生事故,同时也会使钻头顶端摇摆,撞击孔壁造成坍孔。

7.5.3 漂石层或岩层钻进

1)当通过漂石层、岩层时,如其表面不平整,应先投入粘土、小片石,将其表面垫平。 2)用十字形钻头绷紧钢丝绳,低锤快打,松绳长度宜根据冲击进尺掌握,每次应小于3—5cm.

3) 待冲平岩面后 ,可加大冲程钻进。 7.5.4 泥浆质量控制

1)在砂及砂卵石地层冲进,泥浆相对密度应大一些,可用1.5左右。 2)在粘土层冲进时,因孔中粘土能自行造浆,可只加清水。 3)在基岩上冲进时,泥浆相对密度以满足浮渣为度,约为1.3左右。太小则不利于浮渣,太大增加冲锥的阻力。

4)泥浆随时补充损耗、漏失的泥浆,保证钻孔中的泥浆稠度,防止发生坍孔、缩孔等质量事故。

7.5.5 掏渣

1)正常钻进每班至少应掏渣一次。也可以每进尺0.5-1.0m掏渣一次。

2)一般在密实坚硬土层,每小时钻进小于5—10cm,在松软地层,每小时钻进小于15—30cm时,应进行掏渣。

3)掏渣掏至泥浆含渣量显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为主。

4)在松软土层,用管锥钻进比十字形冲击钻头快,故掏渣应较勤,一般管锥装满钻渣后即提锥倒渣。

5)掏渣后应立即向孔内添加泥浆或清水。 7.5.6 分级钻进

1)当钻大孔时,为适应钻机负荷能力,可采用分级扩钻的方法,达到设计孔径。

2)当采用十字形锥头钻150cm以上孔径时,一般分两级钻进,第一级锥头直径可为设计桩径的0.4—0.6倍。

3)当采用管锥钻70cm以上孔径时,一般分2—4级。

4)分级钻进,会使大粒径的卵石掉入先一级钻成的小孔中,造成扩钻困难,可在小孔钻后向小孔添泥块到1/3—1/4孔深处,再开始下一级的钻进。一般先钻的孔只宜超前数米,随后即钻次级的孔,交替进行。

7.5.7 钻进

1)钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰,

2)钻进过程中,每进2—3尺检查钻孔直径和竖直度,随时检查平台的水平度,发现倾斜,及时调整,确保成孔垂直度。


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