混凝土钻孔灌注桩施工工艺规程
混凝土钻孔灌注桩施工工艺
(一)、机械钻孔灌注桩工艺流程图
(二)、施工方法及技术措施
针对本工程的地质情况,决定采用机械钻孔,且机械钻孔具有成孔速度快等优点。钻孔灌注桩采用泥浆护壁,机械钻进成孔、正反循环清孔,现场制作、安放钢筋笼,水下砼灌注成桩。
1、测量定位
用经纬仪测放桩位,桩位中心插一钢筋,四周各打一根控制桩来控制桩位中心,用砂浆固定控制桩,并经复核合格后,进入下道工序。
2、埋设护筒
护筒采用4~8mm厚的钢板加工制成,高度1.5m,内径为D(桩径)+20cm,护筒上部开设1~2个溢浆孔;校核桩位中心后,在护筒四周用粘土分层回填夯实,护筒埋设深度一般为1.2~1.5m。
3、机械成孔
护筒埋设好后,桩机就位,使钻头中心对准护筒中心,要求偏差不大于±20mm。并及时加片石,粘土泥浆护壁,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒底以下3~4m后,才可加快钻孔速度。钻孔时应及时将孔内残渣排出,并定时补浆,直至设计深度。每钻进1~2m时检查一次钻杆的垂直度,如发生斜孔、塌孔或护筒周围冒浆时,应停机。待采取相应措施后再进行施工。
粘土中钻进时,采用原土造浆。
在较厚的砂层中钻进时,采用膨润土制备泥浆或在孔中投入粘土造浆,为使泥浆有较好的技术性能,适当掺加碳酸钠等分散剂,其掺量为加水量0.5%左右。
泥浆性能指标选择
成孔方法地层情况泥浆性能指标
相对密度粘度(S)含砂率(%)胶体率(%)失水率(m1/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度
机械钻孔粉质粘土1.05~1.2016~228~4≥96≤25≤21.0~2.58~10
砂层1.2~1.522~28≤4≥95≤20≤33~58~11
桩基工程中常遇到问题、原因及预防和处理措施:
常遇问题主要原因预防及处理措施
孔壁坍落水头压力不足孔内水位必须高出地下水水位2m
成孔速度太快,容易使孔孔壁塌方成孔速度视地质情况而异
放钢筋笼时碰撞了孔壁从钢筋笼解扎,吊插以及定位垫块,设置安装环节等均应予以注意
水头太大,超过需要时,使钻头外侧的土发生涌起翻砂以至破坏孔内静水压原则上应取地下头±2.0m
桩机偏斜
地面不平或不均匀沉降使钻机底倾斜导致钻孔偏斜弯曲或连接不当,使钻头钻杆中心成不同轴场地要平整,钻架就位后转盘与低架要水平,钻架顶端的起重滑轮边缘因固定的钻孔在同一轴线上,钻杆接头应逐个检查及时调整,弯曲的钻杆及要时更换
桩身夹泥或断桩混凝土丹落度太小,粗骨料粒太大,未及时提升导管,导管偏斜等原因使导管堵塞。提升导管碰撞钢筋笼使孔壁土挤入砼中,导管未扶正砼配合比严格按设计要求配比,粗骨料粒径及坍落度均应满足规范要求,灌砼随时检测顶层上升高度,避免导管埋入过深或提升导管太快而脱离砼面
终孔时以桩长控制为标准进行验证。钻孔过程中,为防止跑架,应随时校核钻杆是否对中桩位中心,发生偏差应立即纠正。成孔后,应用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深,核对无误后,经监理工程师终孔验收后,进行下一道工序。
4、钢筋笼制作安装
钢筋骨架现场制作,在一次清孔完毕后,起钻、吊车吊放钢筋骨架。钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块(砼保护层厚度为50mm),其间距竖向为2m,横向圆周不得小于4处,顶端应设置吊环,钢筋骨架在井口分段焊接,采用单面搭接焊时,焊接长度10d,受力钢筋接头应相互错开,在任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的35倍且不大于500mm的区段范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不大于50%,同一钢筋上应尽量少设接头,接头位置应设置在受力较小处,钢筋规格、等级、间距等安放必须准确。钢筋笼的制作应符合图纸设计和建筑地基基础工程施工质量验收规范《GB50202-20**》要求。
钢筋笼制作允许偏差表(mm)
项次项目允许偏差
1主筋间距±10
2箍筋间距±20
3钢筋笼直径±10
4钢筋笼倾斜度±0.5%
5钢筋笼安装深度±100
6长度±100
钢筋笼在运输和吊装时,应防止变形,安放应对准孔位,不得强行插入和碰撞孔壁,就位后应立即固定。钢筋笼安装可用小型吊运机具或起重机吊装就位。对直径和长度大的钢筋笼,可分节制作和安装,且在每节主筋内侧每隔4m设一道井字Ф20加强支撑,与主筋焊接牢固组成骨架。
钢筋笼安装完毕时,应会同建设单位、监理单位对该项进行隐蔽工程验收,合格后应及时灌注水下砼。
5、安放导管
导管采用壁厚5mm的无缝钢管制作,直径Ф250,导管必须具有良好的密封性能,使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注时最大压力的1.3倍。导管吊放时应居中且垂直,下口距孔底0.3~0.5米,最下一节导管长度应大于4米。导管接头用法兰或双螺纹方扣快速接头。
6、清孔
本工程采用正反循环工艺清孔,反循环采用气举法清孔,防止二次清孔因沉淤过厚而难以清理,以及保证钢筋笼下放顺利;二次清孔在导管下放后,利用导管进行,二次清孔泥浆比重控制在1.15~1.2,粘度≤28s,含砂率≤8%,孔底沉渣厚度≤200mm。清孔过程中,必须及时补给足够的泥浆,并保持孔内浆液面的稳定和高度。清孔完毕后,必须在30分钟内进行灌注砼。
7、水下砼灌注施工
水下砼灌注是成桩过程的关键工艺,施工人员应从思想上高度重视,在做好准备工作和技术措施后,才能开始灌注。本工程采用自拌砼,混凝土强度等级C20,用砼运输车或人力斗车运至现场,导管水下砼灌注。砼必须具备良好的和易性,坍落度控制在18~22cm。砼充盈系数大于1.1,水泥用量不少于400kg/M3,含砂率为40%~45%,并选用中粗砂,粗骨料的最大粒径应为<40mm,采用二级配,砼初凝时间一般宜低于3~4小时。
采用同标号砼隔水塞隔水。料斗砼灌注量应计算准确,保证导管埋入砼中不小于1.5m。
灌注前,在料斗内灌入0.2m左右的1:1.5水泥砂浆。灌注时,保证导管埋入砼中1.5~6m,每根桩的灌注时间符合下面规定:灌注量10~20M3不得超过2h,灌注量20~30M3不得超过4h,砼
浇筑要一气呵成,不得中断,并控制在4~6h内浇筑完,以保证砼的均匀性,间歇时间一般应控制在15min内,任何情况下不得超过30min。最后一次灌注砼量,应高出桩顶设计标高0.5~0.6m,砼浇筑完毕,马上清除0.3~0.4M,余下的待施工承台时再凿除,以利新老砼结合和保证砼质量。
8、泥浆渣土处理措施
成孔过程中产生的泥浆及时排放至储浆池,再抽进全封闭泥浆车运至弃置点,产生的淤泥渣土及时成堆,然后由渣土车运至弃置点。
9、成品保护
(1)已完成的桩,不允许车辆或钻机从邻近经过,以免造成断桩或桩位偏移情况。
(2)桩芯砼浇筑完成,在砼终凝后,应及时进行浸水养护,养护时间不少于14昼夜。
篇2:大桥钻孔灌注桩施工工艺规程
大桥钻孔灌注桩施工工艺
施工程序
施工准备→平整场地及排泥浆沟→测量放样→护筒埋设→钻孔施工←护壁泥浆→清孔→钢筋骨架的就位→水下混凝土的灌注→破除桩头和质量检测
1、施工准备
1.1技术准备
1.1.12008年3月10日前熟悉施工设计图纸,对K24+073柴河二号大桥的原设计图纸审核完毕,同时钻孔灌注桩施工作业指导书已经下发。
1.1.2导线复测及加密导线点布设已全部完成,并通过监理复核批复。现场已经依照施工图精确定出挖孔桩位,及护桩。
1.2试验准备:钻孔灌注桩混凝土配合比及进场原材料的试验工作已经完成。钢筋、砂石料、水泥试验结果详见试验资料。
2、平整场地及排泥浆沟
进场后须先清理杂物,进行场地平整。按照施工方案开挖泥浆坑、排泥浆沟。开工前做到"三通一平",即水通、电通、路通、场地平,为钻机就位、施工人员操作及机械运转创造有利条件。
3、测量放样
施工前进行精确的坐标计算,并报请监理工程师审核,批准后再测量放样,准确定出具体施工桩位。
4、护筒埋设
桥梁桩位中心线施工放样成果经监理工程师批准后,进行具体的桩位施工放样工作(采用全站仪放样)。用"十字交会法"控制桩位的中心位置,附近加设控制桩后,进行基坑开挖、护筒埋设工作;护筒埋设完毕,在护筒上边缘用红(白)漆点上十字线控制点。护筒采用厚5~8mm的钢板卷制而成,护筒直径1.6m,护筒高2m,护筒要焊接牢固,连接严密不漏水。陆地埋设护筒时,护筒顶端应高出施工水位1.5m、高出地面0.3m,护筒埋置深度2~4m。埋置后的护筒中心线与桩中心线重合,平面位置偏差不得大于5cm。在钻孔过程中,随时检查复核护筒位置的准确性。陆上或筑岛施工的护筒在灌注完混凝土后直接拔除。
5、钻孔
根据地质情况和桩基数量,考虑到时间紧迫,我部配备冲击钻机5台,发电机机组1套。
钻孔灌注桩施工采用冲击钻孔机成孔,配置推土机或汽车起重机就位。钻机就位前,应对钻架和各种钻具进行检查、维修,钻具规格必须符合设计桩径的要求。钻机安装就位时,底座和顶端应平衡,钻机底座地基坚实平整,钻孔支架平台牢固稳定,不得产生位移或沉陷。钻机、钻架或桅杆的顶端应用风缆绳固定,并在钻进过程中经常检查,顶部滑轮缘的铅垂线和锥头的中心应对准桩位的中心,其偏差不大于2cm。
当上述准备工作妥当后,即可开始钻孔。钻孔开始后要认真按项目填写施工原始记录和检查记录。开钻时慢速钻进,待导向部位或钻头全部钻进地层后,方可加速钻进。
采用冲击法造孔,用小冲程开孔,使初成孔坚实,竖直、圆顺,能起导向作用,并防止孔口坍塌,钻孔深度超过钻锥全高时,方可施行正常冲击。在钻机冲孔时,应勤松绳,防止打空锤。在起落锥头时,速度应均匀,不得突然加速,以免碰撞孔壁造成坍孔,并防止锥头摆动过大,造成扩孔加大,增加灌注混凝土的数量。冲击钻锥起吊进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止钻锥撞击发生人身事故。禁止锥头砸撞或重压护筒,当发现或怀疑护筒有位移时,应停止作业,由测量人员重新定位后再进行钻进。
钻孔施工在间距5m内的混凝土灌注桩完成24h后才能开钻,避免干扰相邻桩混凝土的凝固。在中途停钻,应保持孔内具有规定的水位要求和泥浆比重及粘度,以防坍孔。当停电或发生机械事故时,锥头应提出孔外或悬吊孔中,以防塌孔或泥砂沉淀埋住锥头。当钻孔深度达到弱风化岩层时,及时通知监理工程师予以认可,认可后继续钻进到入岩深度,并同时用探孔器检查成孔情况,探孔器长度为4~6倍的桩基直径,在钻进过程中要伴随着钻进深度留取岩样并做好钻进记录,检测无误后可用起重机将钻机移位。
6、护壁泥浆
在钻孔中,由于泥浆相对密度大于水的相对密度,故护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用,泥浆可作用在井孔壁形成一保护层,防止孔壁坍塌。另外,泥浆还起到浮悬钻渣、冷却钻头等作用,钻孔时采用泥浆护壁。其性能要满足以下要求:a、塑性指数大于25、小于0.005mm的粘粒含量大于50%;b、相对密度1.20-1.40、粘度22-30Pa.s、含砂率≤4%。
7、清孔
当钻孔深度达到嵌入弱风化岩层2.5倍直径要求后,开始进行清孔经自检合格后,及时通知监理工程师。监理工程师对孔深、倾斜度、孔径、及泥浆性能指标进行检测,合格后开始吊装钢筋笼,吊装钢筋笼完成后并在灌注砼前,再次进行孔深的量测,得出的沉淀厚度若大于3cm,进行第二次清孔,符合以下要求后方可灌注砼。
①相对密度1.03-1.10、粘度17-20Pa.s、含砂率<2%;
②孔的平面位置偏差群桩:100mm单桩:50mm;
③钻孔直径不小于设计桩径;
④桩的倾斜率不大于1%;
⑤桩长不小于设计桩长;
清孔时孔内水位保持在地下水位或孔外水位以上1.5~2.0m,以防止钻孔的塌陷。清孔时将附于护筒壁的泥浆清洗干净,将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。清孔工作的质量对桩的承载力影响甚大,必须特别注意当清孔完成后在较短时间内不能灌注混凝土时,暂不要清孔、掏浆,以免减少泥浆对孔壁的压力造成坍孔。
不得用加深钻孔深度的方法代替清孔
当超出以上质量标准要求时,应调整钻具进行挽救或返工处理。
8、钢筋骨架的就位
钢筋笼制作与安放
钢筋制作和吊放允许偏差:主筋间距±20mm;箍筋间距±10mm;骨架外径±10mm;骨架保护层厚度±10mm;骨架底面高程±50mm。
在钢筋正式焊接之前,先进行现场条件下的焊接性能试验,合格后进行正式施工。钢筋笼的主筋采用闪光对焊,钢筋笼接长采用电弧焊。大风及雨天现场进行焊接时,采取防风防雨措施,焊接后钢筋接头冬季保温冷却,其它时间自然冷却,并避免碰到雨水。
骨架采用整体制作加工,采用吊车施工作业,主筋的焊接接头必须按规范要求错开。
为保证钢筋笼的保护层厚度,每隔2m对称焊接四个"耳环"。吊装时,为保证钢筋笼不变形,避免钢筋笼在吊装过程中产生变形,采取在钢筋笼上设置杉木杆以加强整体刚度。钢筋笼入孔后采取可靠的固定措施,加设槽钢焊接等,防止灌注砼时钢筋笼上浮或下落。
制作成型后的钢筋骨架必须安放在平整、干燥的场地上。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木块,每组骨架的各节段要排好次序,便于使用时按顺序装车运出。在骨架每个节段上都要挂上标志牌,写明墩号、孔号、节号、机长、操作手、护筒标高、桩底标高、桩长、钢筋距护筒顶长度、混凝土顶距护筒顶长。
9、水下混凝土的灌注
灌注水下混凝土前,重新探测孔深,泥浆的回淤厚度,钢筋笼的偏差,检验合格后,开始灌注水下混凝土,导管提前进行试压,在孔外试拼导管,一端用螺栓将加胶垫的钢板连接在套管上,一端连接输风管接头,先灌入70%的水,然后再输入4.0kPa的风压,滚动导管数次,经过十五分钟不漏水为合格。导管内径30cm,法兰盘连接。底节长4m,其余节段为1.5m、2m,接头处设锥形护套,以防提升导管时钢筋笼挂起,导管下放的长度距孔底0.3~0.4m。
首批灌注混凝土的数量计算过程
V≥π*D2/4*(H1+H2)+(π*d2*h1)/4
式中:V-灌注首批混凝土所需数量(m3);
D-桩孔直径(m);
H1-桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;
H2-导管初次埋置深度(m);
d-导管内径(m);
h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即h1=Hw*Yw/Yc;
Hw-井孔内水或泥浆的深度(m);
Yw-井孔内水或泥浆的重度(KN/m3);
Yc-混凝土拌和物的重度(取24KN/m3)。
首批混凝土的灌注应使用大料斗,以保证能将孔底泥渣冲击干净。料斗的容量应满足导管的初次埋置深度不小于1.0m的要求和填充导管底部间隙的需要。灌注混凝土开始后,应连续不断地进行,混凝土的拌合物应徐徐灌入导管,防止在导管内造成高压气囊。在灌注过程中,经常探测混凝土顶层的高度并做好记录,及时提升和拆除导管,导管的埋置深度一般控制在2.0~4.0米。最大埋深一般不大于6m,最小埋深不得小于2m。提升导管时匀速缓慢提升,用力不要过猛,导管始终在孔的中央位置,使导管不卡管、不挂钢筋笼、不漏水。避免用力过猛将导管拔出混凝土面,杜绝断桩事故发生。为防止钢筋笼上浮,当混凝土面接近钢筋笼底部1米左右时,应放慢灌注速度。当砼面上升到钢筋笼底口4米左右时,提升导管使导管底口高于钢筋笼底口2米以上,即可恢复正常灌注速度。灌注水下混凝土后期,导管上口应高出桩顶或护筒内水面4至6米以上,不允许采取升降导管的方法使混凝土下落。
在整个灌注过程中,施工员、质检员、试验员坚守岗位,精心组织施工,发现问题及时解决,认真填写水下混凝土灌注桩施工原始记录,做好试块,随机取样,同时通知监理工程师。
为保证桩顶质量灌注桩的桩顶高比设计标高高出0.8米,多余部分在接桩前凿除,桩头凿除后应无松散、夹泥现象,无偏位和保护层不足等缺陷,以便接柱。
灌注水下砼必须采用砼罐车送砼。不允许用人工推车、拖拉机等简易输送工具来灌注水下砼。每次灌注水下砼前,应认真检查导管密封圈的完好情况,一般情况下每灌注100延米更换一次密封圈。
篇3:机械冲孔灌注桩施工工艺规程
机械冲孔灌注桩施工工艺
本工程基桩设计为冲孔灌注桩,根据场地工程地质条件及设计要求,结合我公司施工同类工程基桩经验,该工程我公司似采用冲击成孔二次清孔,导管灌注施工工艺,以确保工程质量及进度。
1、结合本工程地层特点,土部以3m填方,中部为流塑状淤泥及粘土,下部为中硬岩土层及嵌石量深度较大,我公司选用冲孔机施工。
2、上部杂填土部分用人工挖孔方法,清除较大的块石等障碍物,并埋设护筒。
a.护筒埋设要准确、稳定,护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm;
b.护筒用5-8mm钢板制作,其内径大于钻头直径200mm,上部开1-2个溢桨孔;
c.护筒埋设深度不小于1.5m,必要时埋设多节护筒,直至打入不透水层。
3、冲击成孔开孔时,应低锤密击,直至穿过填土层,至淤泥层、细砂层时,应加粘土块夹小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定。
4、进入基岩后,应低锤冲击或间断,发生偏孔应回填片石至偏孔上方300mm-500mm处,然后重新冲击。
5.遇到弧石时,可预爆、填石或用高低冲程交替冲击,将人弧石击碎或挤入孔壁。必须采取有效的技术措施,以防扰动孔壁造成塌孔、扩孔。
6.冲孔遇到斜孔、弯孔、梅花孔、塌孔、护筒周围胃桨等情况时,应停止施工,采用措施后在进行施工。
7.泥浆制备性能指标
项次项目性能指标检验方法
1比重1.1-1.15泥浆比重计
2粘度10-25s50000/70000漏斗法
3含沙率<6%
4胶体率>95%量杯法
5失水量<30ml/30min失水量仪
6泥皮厚度1-3mm/30min失水量仪
7静切力1min20-30mg/cm2
10min50-100mg/cm2静切力计
8稳定性<0.03mg/cm2
9PH值7-9PH纸
8.由于杂填土孔隙较大,穿越杂填土层及淤泥层时,采用回填高塑性粘土往复冲击冲进,使塑性粘土形成泥皮,吸附在孔壁上,保持孔内泥浆压力与流
塑状淤泥层负压平衡,确保稳定。
9.施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影该响时泥浆面应高出最水位1.5m以上。
10.浇注栓前,孔底500mm以上内的泥浆比重应小于1.25,含砂〈8%,粘度〈28s.
11.废弃的泥浆按环境保护及施工的要求外运15KM外。
12.在杂填土层及流塑状淤泥层成孔易造成坍塌现象,加大了砼的灌入量及成孔难度,根据以往同类地层的施工经验,拟采用泵送正循环冲击成孔,排喳采用泥浆循环或抽喳筒等方法.泥浆循环清孔时应保持泥浆面高于地下水位1m以上,且不断置换优质泥浆,直至浇注水下砼。
13.水下砼浇注工艺
13.1施工顺序
下放孔规→安放钢筋笼→安设导管→二次清孔,安放隔水塞→灌注首批砼→连续灌注直至桩顶→拨出护筒
13.2施工注意事项
13.2.1导管必须具备良好的密封性,导管管径选用250mm、300mm.
13.2.2灌注首批砼,最好先配制0.1-0.3立方米水泥砂浆,放入隔水塞以上导管和漏斗中,然后再入砼,确认初灌量备足后,方可剪断铁丝,灌注首批砼。当初灌量较大时,初灌量可适当加入减水剂或凝剂,提高砼和易性或延缓砼初凝时间。
13.2.3保持关注的连续性,在灌注过程中,导管内砼不满含有空气时,后续砼宜通过滑槽灌入漏斗和导管,避免空气负压损坏密封件或阻止砼灌注的流畅性。
13.2.4上拨导管时,避免将钢筋笼上带,就放慢灌注速度和拨管速度,且管埋入砼深度不宜小于1.5m.
13.2.5桩顶灌注时,由于导管内砼柱高度减小,压力降低,而导管外泥浆及所含渣土调度和比重增大,如桩砼面上升困难时,可在孔内加入稀泥浆,上下活动导管,确保砼灌注量超出设计标高不小于0.25m.