直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。
8 钢筋骨架
8.1 钢筋材料要求
8.1.1 钢筋、焊条品种规格和技术性能应符合国家现行标准规定和设计要求。 8.1.2 受力钢筋同一截面的接头数量、搭接长度和焊接质量应符合设计规定和规范要求。 8.1.3 钢筋弯曲成型后,表面不得有裂纹、鳞落或断裂现象。
8.1.4 钢筋混凝土桩内纵向主钢筋如需接头时,应采用对焊或机械连接。 8.1.5 螺旋筋或箍筋必须箍紧纵向筋,与纵向筋交接处应采用点焊焊接或铁丝绑扎连接。 8.1.6 钢筋进场后先经抽样送检试验合格后方可使用,钢筋笼制作前,应先进行焊接试验。钢筋笼制作前,主筋、盘条应调直,钢筋表面的锈蚀、污垢应清除。
8.2 分段原则
8.2.1根据吊装方法、所用机具的性能、运输设备的能力、桩长、加工地点、定尺钢筋长度等因素综合考虑钢筋骨架的分段长度。每段长度不宜超过10m。
8.2.2 分段制作钢筋骨架时,应根据接头的方式确定预留接头长度。 8.2.3 各段钢筋骨架之间的钢筋接头,可采用搭接焊、机械连接等方式。 8.2.4 钢筋接头应顺圆周排列,在骨架内侧不能形成错台,以免搭接困难。
8.2.5 距每个接头50cm范围内的箍筋,可待两段钢筋骨架焊接(连接)后再做,当采用焊接时长度应符合要求。
8.2.6 钢筋骨架除设计规定设置的箍筋外,应每隔2m增设直径16mm加劲箍筋一道,以增强吊装时的刚度。
8.3 钢筋骨架制作
8.3.1 按设计尺寸做好加劲圈(箍筋),并在其上标出主筋位置。 8.3.2 把主筋摆在平整的工作平台上,在其上表明加劲筋的位置。
8.3.3 使加劲筋上的任一主筋标记对准主筋中部的加劲筋的标记,扶正加劲筋并使其与主筋垂直后进行点焊。一次,在一根主筋上焊好全部加劲筋。
8.3.4 在骨架的两端各站一人转动骨架,将其余主筋逐根照上办法焊好。
8.3.5 将骨架放在支架上,套入盘筋,按设计位置布好螺旋筋,并绑扎于主筋上,然后点焊固定。
8.3.6 在钢筋骨架下端主筋的端部应加焊加强筋一道,以防止下端钢筋在骨架入孔时插入孔壁或在导管提升时挂卡导管。
8.3.7 钢筋笼分类制作,分类堆放,挂牌标记,安放过程中,始终保持骨架垂直。 8.3.8 分段制作钢筋应在骨架顶端设吊环。 8.3.9钢筋笼制作允许误差
项目 主筋间距 箍筋间距 钢筋笼径 钢筋笼长度
允许偏差 ±10mm ±20mm ±10mm ±50mm
项目
搭接双面焊长度 搭接单面焊长度 焊缝宽度 焊缝厚度
允许偏差 ≥5d ≥10d ≥0.7d ≥0.3d
8.4 钢筋骨架运输、吊装
8.4.1钢筋笼在运输和吊放的过程中,按要求设置加劲箍,并在钢筋笼内每隔3~4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架,在钢筋笼吊放入孔时再拆除。
8.4.2 钢筋笼吊装运输前,由技术员核对钢筋笼是否与桩相应,以免发生错误.
8.4.3 对在运输、堆放及吊装过程中已经发生变形的钢筋笼,应进行修理后再使用。 8.4.4 钢筋笼吊放时采用双吊点,吊点位置一般设在加强箍筋处(吊点处应加焊)。 8.4.5 钢筋笼安装前应根据钢筋笼总重量对吊装设备挂钩和钢丝绳的承载能力进行验算,以确保吊放安全。
8.5 钢筋骨架入孔
8.5.1可采用定位钢筋环、混凝土垫块,或在埋设钢筋笼前在孔中对称设置3—4根导向钢管或导向钢筋,以确保保护层厚度。导向钢筋(钢管)与导管一起上拔。
8.5.2 预制混凝土环形垫圈在使用时穿于加劲筋或螺旋筋上,环形均匀放置5-6个,沿骨架方向每2m设置一道。
8.5.3 钢筋骨架可利用钻机的塔架或吊车等吊起放入桩孔中,为防止骨架变形,除了在制作时增设加强筋、临时十字架支撑外,还可以沿骨架附以方木以增加刚度。
8.5.4 采用分段制作的钢筋骨架,当前一段放入孔内后,上端用钢管临时担在护筒口,再吊起另一段与其对正,做好接头后逐段放入孔内,直至设计标高。
8.5.5 钢筋笼下放前,先用测孔器检查成孔,确保成孔无质量问题方可下钢筋笼。清除孔口杂物,安放操作面跳板和钢筋笼横担枕木。实行“一二三”的原则,既一个人观察指挥,二个人井口焊接,三个人扶导入孔。
8.5.6 钢筋笼吊起后,检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓,平稳垂直放入内,切忌碰撞孔壁,不得强行下放。下放过程中,注意孔内水位情况,如发生异常,马上停止,检查是否坍孔。下放过程中注意拆除加强箍筋的十字支撑,注意不使支撑掉入孔内。
8.5.7吊放钢筋笼入孔时应对准孔位,保持垂直,轻放、缓慢入孔,不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下压。吊装钢筋笼,要平稳,对准桩孔后缓慢放下,不得磕碰井壁,并设专人指挥。
8.6 骨架接头
8.6.1分段制作的骨架,接头方式有很多,如单面搭接焊、双面搭接焊、帮条焊、机械连接等,可视具体情况选用。
8.6.2 采用搭接焊时,要使下节骨架的主筋在里侧,上节骨架的主筋在外侧,防止提升导管时卡挂钢筋。
8.6.3 接头时间应加以控制,施工时控制时间在6小时以内,以免操作时间过长造成坍孔。
8.6.4一道加强筋接近孔口时,用2 根型钢从笼内穿过,将骨架通过型钢支撑在孔口护筒上,再吊起第二节骨架,使两节骨架在同一竖直线上对齐焊接,并把钢筋笼正放于孔位中心。
8.7 骨架固定
8.7.1钢筋笼下沉到设计位置后,应立即固定,在钢筋笼顶面焊接2根与主筋直径相同的定位钢筋,上端做成环状,钢筋笼下沉到位后,经对中调整,然后从定位钢筋环中插入横杠将钢筋笼固定在准确的标高处,防止钢筋笼的移位、下沉。也可将钢筋笼与孔口护筒临时焊接。
8.7.2 根据护筒顶面标高和钢筋笼顶面标高,确定定位筋(吊筋) 长度,用1 根钢管穿过吊筋固定在护筒顶上。
8.7.3在钢筋笼的内侧等距离的绑4根Φ50mm的钢管,用来以后做超声波检测试验。钢管之间焊接连接,并且上下端要封头,要保证检测钢管不漏水。
8.7.4 钢筋笼安放完毕,泥浆泵与导管相连,进行二次清孔。对该桩进行隐蔽工程验收,合格后应及时灌注水下混凝土,其间歇时间不宜超过4h。
8.7.5水下混凝土灌注完毕,待桩上部混凝土初凝后,即解除钢筋笼的固定,使钢筋随混凝土收缩。
8.7.6 钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程+20mm,骨架底面高程±50mm。
9 水下混凝土灌注 9.1 混凝土拌制及运输
9.1.1 可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥的初凝时间不得早于2.5h,水泥的强度等级不宜低于42.5,宜为设计混凝土强度的1.5—2倍。。
9.1.2 粗集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6—1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不大于40mm。
9.1.3 细集料宜采用级配良好的中砂,细度模数在2.1—2.8之间。
9.1.4 混凝土配合比的含砂率宜采用40—50%,水灰比宜采用0.5—0.6。可通过试验调整。
9.1.5 混凝土拌合物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中无明显离析、泌水现象。灌注时应有良好的流动性,其坍落度宜为180—220mm,保持坍落度降低到150mm的时间不小于1h。
9.1.6 每立方水下混凝土的水泥用量不宜小于350Kg,当掺加适量的减水缓凝剂或粉煤灰时,可不少于300Kg。
9.1.7 对于沿海施工应配置海工混凝土。
9.1.8 混凝土的实际配置标号宜比设计标号提高10%--15%。
9.1.9 灌注水下混凝土的搅拌能力,应满足桩孔在规定时间内灌注完成。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。如估计灌注时间长于首批混凝土的初凝时间,则应掺加缓凝剂。
9.1.10 水下混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵车,距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。
9.2 灌注设备的安装 9.2.1 导管 1)规格尺寸:
(1)内经一般为200—350mm,一般为桩径的1/3,视桩径大小而定。 导管直径(mm) 200 250 300 350 通过砼数量(m3/h) 10 17 25 35 桩径(m) 0.6—0.9 1.0—1.5 >1.5 >1.5 (2)厚度一般在3—6mm; (3)分节长度一般应便于搬运和拆装,中间节一般长1—2m,下端节可做成3—6m,上端与漏斗、活门相连结处,可配一、两节0.5—1m长的短管,以便调整高度。
2)结构
(1)导管用钢板卷焊,两端焊有开口法兰盘,用挂钩螺栓逐节拼接。
(2)法兰盘的外径比导管的外径大80—100mm,其厚度为12—14mm,有6—8个直径为12--16mm的开豁口的螺栓孔。
(3)每节导管的一端的法兰盘处,焊挂钩螺栓,用于两节导管的法兰盘连接。 (4)在螺栓孔之间焊加强板,增强法兰盘与管壁的连接和刚度。
(5)最底下一节导管的下端不焊法兰盘,在两侧焊流线型吊耳,用于拴吊提升导管用的钢丝绳。
3)质量检查和试验。导管在使用前及使用一段时间后,应做质量检查、拼接和冲水试验。冲水试验包括水密试验和胀裂强度试验。
(1)质量检查包括各部位焊道是否合格,管道与法兰盘是否有变形和较为严重的缺陷。 (2)拼接试验是为了检验接口是否吻合,螺栓紧固与松动是否自如灵活,管内壁是否直顺。
(3)充水试验用作检查导管整体密封情况和耐压能力。
(4)水密试验的压力为导管工作中可能遇到的最大水深1.5倍的水压力。
(5)胀裂强度试验的压力应不小于灌注混凝土时导管管壁可能承受的最大压力的1.3倍。其数值按公式计算:
P试≥1.3PW
PW=rc*hc-rw*hw 式中:P试—试验压力(MPa);
PW—导管壁可能承受的最大压力(MPa);
3
rc--混凝土密度(t/m);
hc---导管内混凝土柱最大高度(m), 一般可采用导管全长; rw—柱孔内水或泥浆密度(t/m3); hw--柱孔内水或泥浆的深度(m);
(6)充水试验的方法是把拼装好的导管两端封闭,先灌入70%的水,然后从一端输入计
算的风压,将导管滚动数次,经15min不漏水即为合格。
(7)符合要求的导管,沿其外壁从最底下一节的下端开始累计标明尺度逐节标记编号。 4)导管吊放时,宜采用两根钢丝绳分别系在最下端一节导管两侧的吊耳上,并沿导管外壁每隔1—1.5m左右用铁丝将导管与钢丝绳捆绑在一起。钢丝绳沿导管外壁引出桩外,经灌注架顶部的滑轮转向下部的转向滑轮再引向卷扬机。
5)导管可以逐节安装,也可以分段预接,逐段安装。在拼接导管时,上下法兰要对正,只见垫以4—5mm厚的橡胶垫圈,连接螺栓要对称拧紧,拧紧力均匀一致,以保导管密封。
6)首批混凝土灌注时,导管下口与孔底应预留25—40cm的距离;导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m。
7)导管顶端与储料漏斗相连处安装活门。 8)导管在桩内要居中摆放。 9.2.2 灌注架
1)混凝土灌注架也称灌注平台,其上装有卷扬机、爬斗、储料斗、漏斗及活门等部件,分别用于混凝土的提升、首批混凝土的储存和泄放以及造成一定的浇注落差。顶部设置平台,便于站人操作。
2)灌注架要有一定的承载能力,有一定的高度和稳定性,又一定的整体性,便于移动。 3)爬斗的体积为与载重1t的运输翻斗车相匹配,一般为0.4—0.5 m3。储料斗和漏斗的体积,以能满足首批混凝土的储备量为度;
4)储料斗和漏斗可连为一体,并固定在灌注架上。采用钻机架作为灌注架。 9.3 测深
9.3.1 灌注混凝土前,用测深尺,测深锤检测孔深并与成孔时的孔深值相比较,计算回淤沉淀厚度,如超过规定,应再次进行清孔,保证灌注桩的实际长度达到设计要求。
9.3.2 首批混凝土下落孔底后,应随即测探孔内混凝土面的高度,并计算导管的埋置深度,如符合要求,即可继续正常灌注。
9.3.3 灌注过程中,随即探测孔内混凝土面的高度,计算导管埋置深度,为正确指挥导管的提升和拆除提供正确、可靠的数据。
9.3.4 通过对某一灌注阶段,混凝土用量与混凝土面上升高度的换算和比较,可以监测孔径的变化情况。
9.3.5 测深工作,须有两个人用两个测深锤从不同的位置探测,以防误测。 9.4 灌注混凝土前的准备工作
在灌注水下混凝土前,对桩孔的质量、回淤沉淀厚度、泥浆指标、钢筋骨架质量、桩底标高等应进行一次全面的最终检查,并认真填写记录,合格后方可允许灌注混凝土。
9.5 水下混凝土的灌注
9.5.1 根据桩径、导管距孔底的间距、导管的埋置深度及导管内混凝土柱的高度等因素,计算首批混凝土的储备量。
9.5.2 首批混凝土储备量计算:首批混凝土的数量应能满足导管初次埋深(≥1.0m)和填充导管底部间隙的需要,钻孔桩所需首批混凝土数量可参考公式计算。
V≥(πdh1+πDHc)/4
式中:
V—首批混凝土所需数量(m3);
h1—井孔混凝土面高度达到Hc时,导管内内混凝土柱需要高度(m),h1≥rwhw/ rc
Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度(m), Hc=h2+h3;
hw—井孔内混凝土面以上水或泥浆深度; D—井孔直径(m); d—导管直径(m);
rc--混凝土密度(t/m3);
rw—柱孔内水或泥浆密度(t/m3); h2—导管初次埋置深度,H2≥1.0m;
h3—导管底部至钻孔底间隙,约为0.4m。
9.5.3 首批混凝土可采用剪球法或开启活门的办法泄放。设置于漏斗下方的活门,关闭时用作储存首批混凝土的底阀,开启时用于首批混凝土的泄放。活门有多种形式,如抽拉式、翻转式、多瓣式等,可结合具体情况选用。
9.5.4 漏斗的设置高度,应满足在混凝土灌注到最后阶段时对导管内混凝土柱高度的需
要。储料斗和漏斗需要的高度Hc(即导管内混凝土柱的高度)参见图。
Hc=(p+ hw* rw)/ rc
式中:Hc---漏斗与预计的桩顶(包括预加高度)的最小高差(m); P—超压力(Kpa),一般不宜小于7.5Kpa; Hw—预计灌注的桩顶至井孔水面的高差(m); Rw—井孔内水或泥浆地密度(t/m3) Rc—混凝土密度(t/m3)
9.5.5 混凝土拌合物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度等,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用。
9.5.6 首批混凝土泄放后,孔口溢出相当数量的泥浆,导管下口被埋于混凝土中,若导管不漏水,说明情况正常。通过测探混凝土面的高度,推算导管被埋入混凝土中的深度,并作记录。
9.5.6 首批混凝土拌合物下落后,混凝土应连续灌注,导管埋深宜控制在2—6m深。在灌注过程中,应随时测探孔内混凝土面的高度,计算导管的埋置深度,及时调整埋深。
9.5.7 每次拆除导管后,应保持下端被埋深深度不得小于1.0m,每次拆除导管前,其下端被埋深一般不超过6m。
9.5.8 导管提升时,应保持轴线竖直和位置居中,稳步提升。如发生卡挂钢筋骨架现象,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后移到孔中在继续提升。
9.5.9 为防止骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距离钢筋骨架底部
1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土上升到骨架底口4m 以上时,提升导管,使导管底口高于钢筋骨架底部2m以上可恢复正常灌注速度。
9.5.10 在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高度减少,超压力降低,而导管外的泥
hw h3 h2 hA hW hc hc h1
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