桥梁旋挖钻灌注桩作业指导书
桥梁旋挖钻灌注桩作业指导书
1、目的
明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。
2、编制依据
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
《施工图设计文件》
3、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。
4、施工方法及工艺要求
旋挖钻钻孔桩施工工艺框图
4.1、施工准备
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。钻机座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道,为施工机具、材料运送提供便利。
钻孔场地在陡坡时,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。岛顶面通常高出施工水位0.75~1.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。
4.2、泥浆制备
在砂类土、碎(卵)石土或黏土夹层中钻孔,采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔,当塑性指数大于15,可利用孔内原土造浆护壁。
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,利用于下一基桩钻孔护壁中。
4.3、埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径大于钻头直径,使用旋转钻机钻孔比钻头大约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。护筒埋置深度符合下列规定:
岸滩上,黏性土不小于1m,砂类土不小于2m。当表层土松软时,将护筒埋置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%。
水中用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。护筒埋入河床面以下1m;水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷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,由导向设备控制护筒位置。
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%。
4.4、钻机就位及钻孔
4.4.1、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,在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。
4.4.2、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。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
4.4.3、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,在地层变化处应捞取样渣保存。
4.4.4、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。
4.4.5、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。
4.5、清孔
详见清孔方法详见冲击钻孔桩方法
4.6、钢筋笼骨架的制作安装
详见挖孔桩笼制作、安装
4.7、导管安装
详见冲击钻孔桩导管安装
、灌注水下混凝土
详见冲击钻孔桩灌注水下混凝土
5、质量检验标准
详见冲击钻孔桩质量检验标准。
6、钻孔桩常见事故的预防及处理。
常见的钻孔(包括清孔时)事故及处理方法分述如下:
6.1坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显着增加而不见进尺,钻机负荷显着增加等。
6.1.1、坍孔原因
①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。
②、由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
③、护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。
④、在松软砂层中钻进进尺太快。
⑤、提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。
⑥、水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。
⑧、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。
⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
6.1.2、坍孔的预防和处理
①、在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
②、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。
③、如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
④、清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻中,可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
⑤、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
6.2钻孔偏斜
各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。
6.2.1、偏斜原因
①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石
②、在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。
③、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。
④、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
⑤、钻杆弯曲。
,接头不正。
6.2.2、预防和处理
①、安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。
②、由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。
③、钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。
6.3掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。
6.3.1、掉钻落物原因
①、掉钻落物原因
卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②、钻杆接头不良或滑丝。
③、电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。
④、转向环、转向套等焊接处断开。
⑤、操作不慎,落入扳手、撬棍等物。
6.3.2、预防措施
①、开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。
②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
6.3.3、处理方法
掉钻后应及时摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔,使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
6.4糊钻和埋钻
糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中,糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象。
预防和处理办法:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适
当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。
6.5扩孔和缩孔
扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因与坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.
6.6梅花孔(或十字孔)
常发生在以冲击锥钻进时,冲成的孔不圆,叫做梅花孔或十字孔。
6.6.1、形成原因
①、锥顶转向装置失灵,以致冲锥不转动,总在一个方向上下冲击。
②、泥浆相对密度和粘度过高,冲击转动阻力太大,钻头转动困难。
③、操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。
④、有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。
6.6.2、预防办法
①、应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置。
②、选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。
③、用低冲程时,每冲击一段换用高一些冲程冲击,交替冲击修整孔形。
④、出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击。
6.7卡锥
常发生在以冲击锥钻进时。
6.7.1、原因
①、钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住。
②、未及时焊补冲锥,钻孔直径逐渐变小,而焊补后的冲锥大了,又用高冲程猛击,极易发生卡锥。
③、伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶。
④、孔口掉下石块或其它物件,卡住冲锥。
⑤、在粘土层中冲击冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。
⑥、大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。
6.7.2、处理方法
①、当为梅花卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出。
②、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。
③、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥勾往后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锥提出。
④、在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。
⑤、用其它工具,如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。
⑥、用压缩空气或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候,使卡点松动后强行提出。
⑦、使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。
⑧、用以上方法提升锥无效时,可试用水下爆破提锥法。将防水炸药(小于1kg)放于孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。
6.8外杆折断
常见于旋转钻机。
6.8.1、折断原因
①、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用,其强度、刚度太小,容易折断。
②、钻进中选用的转速不当,使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大,因而折断。
③、钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚。
④、地质坚硬,进尺太快,使钻杆超负荷工作。
⑤、孔中出现异物,突然增加阻力而没有及时停钻。
6.8.2、预防和处理
①、不使用弯曲严重的钻杆,要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好,以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。
②、钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应认真仔细操作。
③、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。
④、在钻进中若遇异物,须以处理后再钻进。
⑤、如已发生钻杆折断事故,可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因,换用
新或大钻杆继续钻进。
6.9钻孔漏浆
6.9.1、漏浆原因
①、在透水性强的砂砾或流砂中,特别是在有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。
②、护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。
③、护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。
④、水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。
6.9.2、处理办法
①、凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。
②、属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。
7、钻孔桩断桩常见事故及处理
7.1首批混凝土封底失败
7.1.1事故原因和预防措施
⑴导管底距离孔底大高或太低。
原因:由于计算错误,使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够,埋不了导管下口(1米以上)。太低了使首批砼下落困难,造成泥浆与混凝土混合。
预防措施:
准确测量每节导管的长度,并编号记录,复核孔深及导管总长度。
也可将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。
⑵首批砼数量不够。
原因:由于计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。
预防措施:根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。
⑶首批混凝土品质太差。
原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。
预防措施:搞好配合比设计,严格控制混凝土和易性。
⑷导管进浆。
导管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥浆压力太大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。
7.1.2处理办法
首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。
7.2供料和设备故障使灌注停工
7.2.1事故原因和预防措施
原因:由于设备故障,混凝土材料供应问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。
预防措施:施工前应做好过程能力鉴定,对于部分设备考虑备用;对于发生的事故应有应急预案。
7.2.2处理方法
⑴如断桩距离地面较深,考虑提起钢筋笼后重新成孔。
⑵如断桩距离地面较浅,可采用接桩。
⑶如原孔无法利用,则回填后采取补桩的办法。
7.3灌注过种中坍孔
7.3.1事故原因和预防措施
原因:由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。
预防措施:详见第6.1.1节。
7.3.2处理办法
⑴如坍孔并不严重,可继续灌注,并适当加快进度。
⑵如无法继续灌注,应及时回填重新成孔。
7.4导管拨空、掉管。
7.4.1事故原因和预防
⑴导管拨空
原因:由于测量和计算错误,致使灌注砼时导管拨空,对管内充满泥浆;或导管埋深过少,泥浆涌入导管。
预防措施:应认真测量和复核孔深、导管长度;应对导管埋深适当取保守数值。
⑵掉管
原因:导管接头连接不符合要求;导
管挂住钢筋笼,强拉拉脱等。
预防措施:每次拆管后应仔细重新连接导管接头;导管埋深较大时应及时拆管。
7.4.2处理办法
⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。
⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。
7.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。
7.5.1
事故原因
⑴混凝土供料间隔时间太长,灌注停顿,混凝土流动性变小。
⑵混凝土和易性太差。
⑶导管埋深过大。
⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。
⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。
7.5.2补救措施:
⑴提起导管,减少导管埋深。
⑵接长导管,提高导管内混凝土柱高。
⑶可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。
7.6灌注高度不够
7.6.1事故原因和预防
原因:测量不准确;桩头预留量太少。
预防措施:可采用多种方法测量,确保准确;桩头超灌预留量可适当加大。
7.6.2处理办法
挖开桩头,重新接桩处理。
篇2:钻孔灌注桩作业指导书（2）
钻孔灌注桩作业指导书(二)
一、总体要求
1、钻孔灌注桩施工要具备工程地质资料和水文地质资料,水、水泥、砂、石、钢筋等原材料及制品的质量检验报告。2、钻孔灌注桩施工时,按有关规定制定安全生产、保护环境等措施进行施工。3、钻孔灌注桩施工时,要有完善的施工记录4、桩位测量一律采用坐标正算方法放样,然后用皮尺等复核,复测无误后,报监理工程师检验,合格并签字后方可进行下道工序的施工。具体方法详见项目经理部下发的《关于测量工作的通知》。
(一)施工平台:本合同段为旱地,首先平整场地、清除杂物、挖除软土、夯打密实。钻机底座不应直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。按照施工规范规定,安装钻机和泥浆制备设施。
(二)护筒设置1、护筒内径宜比桩径大200~400mm。2、护筒中心竖直线应与桩中心线重合,除设计另有规定外,平面允许误差为20mm,竖直线倾斜不大于1%的桩长,干地可实测定位,水中可依靠导向架或者搭板进行定位。3、护筒采用挖坑埋设法,护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。严格注意平面位置,竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合规范要求,沉入时可采用压重、振动锤击并辅以筒内除土的方法。4、护筒高度宜高出地面0.3m或水面1~2m。当钻孔内有水压时,应高于稳定后的承压水位2.0m以上。当处于潮水影响地区时,应高于施工水位1.5~2.0m,并应采用稳定护筒内水头的措施。5、护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,一般情况埋置深度为2~4m,特殊情况应加以保证钻孔和灌注砼的顺利进行。护筒连接处要求筒内无突出物,应耐拉、压,不漏水。二、泥浆的调制和使用技术要求钻孔泥浆一般由水、粘土(膨润土)和添加剂按适当配合比配置而成,鉴于我项目工程使用冲击钻施工,其性能指标参照下表使用:泥浆性能指标选择钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度含砂率胶体率失水量泥皮厚静切力酸碱度(S)(%)(%)Ml/30minmm/30min(Pa)PH冲击钻易塌地层1.20~1.4022~30≤4≥95≤20≤33.0~5.08~11
三、钻孔施工方法
1、钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。2、钻孔时,应按设计资料绘制的地质剖面图,选用适当的钻机和制备所需要的泥浆。3、钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷,否则应及时处理。
四、钻孔灌注桩作业要求
(一)钻孔作业应分班连续进行。填写好钻孔施工冲击记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时,应随时调整。在地层变化处均应捞取渣样,判明后记入记录表中并与地址剖面图核对。(二)钻孔灌注桩钻进的注意事项1、无论采用何种方法钻孔,开孔的孔位必须准确。开孔时均应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。2、采用冲击钻或者正、反循环钻孔(含潜水钻)均应采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力,而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和的80%。3、用全护筒法钻进时,为使钻机安装平正,压进的首节护筒必须竖直,钻孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线,如发现偏移,应将护筒拔出,调整后重新压入钻进。4、在钻孔排渣,提钻头除土或因故停钻时,应保持空内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。(三)、钻孔事故的预防及处理1、塌孔:塌孔的原因:(1)、泥浆相对密度不够及其他性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。(2)、出渣后未及时补充泥浆或孔内水头高度不够。(3)、在松软的砂层中钻进进尺太快。(4)、水头太高、使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。(5)、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。(6)、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。预防和处理措施:针对以上坍孔的原因,认真做好预防措施!1、钻孔偏斜偏斜原因:(1)、钻孔过程中遇到较大的孤石或探头石。(2)、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。(3)、钻杆弯曲、接头不正。预防和处理:针对以上原因认真预防、适当处理。2、掉钻落物施工前认真检查各物件的连接是否紧密,如有掉落使用打捞叉等工具及时清理。3、糊钻和埋钻糊钻的表征是细粒土层中钻进速度缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象,以至钻头被糊住或埋住的现象。处理方法是可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泥浆泵数量。4、钻孔漏浆漏浆的原因:(1)、在透水性强的砂砾或流砂中,特别是有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。(2)、护筒埋置太浅,回填土夯实不够。(3)、地质坚硬、进尺太快,使钻杆超负荷工作。
五、清孔
(一)清孔要求1、钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合有关规定后方可清孔。2、清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。本工程拟采用换浆法和喷射法结合施工。3、在吊入钢筋骨架后,灌注水下砼之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下砼。
(二)清孔时应注意事项清孔方法用换浆和喷射结合施工。在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止坍孔。清孔后应从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验,试验结果应符合有关规定。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
(三)清孔后泥浆的指标成孔后,停止进尺,保持泥浆正常循环,以中速将相对密度在1.03~1.1之间的泥浆压入。清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,粘度为17S~20S,相对密度1.03~1.1,且孔底沉淀渣厚度不大于设计规定(桥涵施工技术规范规定≤300mm)。清孔后灌注水下混凝土之前,泥浆比重等试验检测项目须由项目经理部派试验工程师专人检测,合格后由桥梁专业工程师及监理工程师同意后才方可进行灌注水下混凝土。
(四)沉淀土厚度的检测方法(1)沉淀土厚度的测算基准面用十字或者平底钻锥时,沉淀土厚度从钻头底部所到达的孔底平面算起。用底部带钻锥的笼式锥头时,从锥头下端的圆锥体高度的中心标高算起。(2)检测方法取样盒检测法:在清孔后用取样盒吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,测量沉淀在盒内的沉渣厚度测锤法:使用灌注高度的测锤,慢慢地沉入孔内,凭人的手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉淀土厚度。
六、灌注水下砼
(一)钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求1、钢筋骨架的制作应符合设计图纸要求和相关规定来制作。2、长桩骨架宜分段制作,分段长度应根据吊装条件确定,基本原则不超过三段,应保证不变形、接头应错开。3、应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块或者定位钢筋,垫块尺寸为15cm×20cm×8cm(定位钢筋采用φ16的钢筋焊接在钢筋笼上)其间距竖向为2~5m,横向圆周不得少于4处。骨架顶端应设置吊环。4、骨架入孔一般用吊机。起吊应按骨架长度的编号入孔。5、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,骨架外径±10mm,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。(二)灌注水下混凝土灌注水下砼的搅拌机能力,应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕,灌注时间不得长于首批砼初凝时间。若估计灌注时间长于首批砼初凝时间,则应掺入缓凝剂。水下灌注砼的泵送机具宜采用砼输送泵,距离稍远的宜采用砼搅拌运输车。砼拌和物运至灌注地点时,应检查其和易性和坍落度,如不符合相关规定,应进行第二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。孔身及孔底检查得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后,应立即开始灌注砼,并应连续进行,不得中断。当气温低于0℃时,灌注砼应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶砼不得受冻。砼一般用钢导管灌注,导管管径视桩径大小而定,由内径200~350mm的管子组成,用装有垫圈的法兰盘连接管节。导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。在灌注砼开始时,导管底部至孔底应有250~400mm空间,首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m和填充导管低部间隙的需要。在整个灌注砼的时间内,出料口应伸入先前灌注的砼内至少2~6m,以防止泥浆及水冲入管内,且不得大于6m。应经常测量孔内砼面层的高程,及时调整导管出料口与砼表面的相应位置,并始终予以严密监视,导管应在无水进入的状态下填充。泵送砼时泵管应设底阀或其他的装置,以防止水和管中的砼混合。泵管应在桩内砼升高时,慢慢提起。管底在任何时候,应在砼顶面以下2m。输送到桩中的砼,应一次连续操作。初凝前,任何受污染的砼应该从桩顶清除。灌注砼时,溢出的泥浆应引流至适当地点处理,以防止污染环境或堵塞河道和交通。处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒部分,应在灌注砼后立即拔出;处于地面以上拆除的护筒部分,须待砼抗压强度达到5Mpa后拆除。当使用全护筒灌注砼时,应逐步提升护筒,护筒底面应保持在砼顶面以下1~2m。砼应连续灌注,直至灌注的砼顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇筑,以保证截断面以下的全部砼均达到强度标准。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,一般为0.5~1.0m,以保证砼强度,多余部分应在接桩前凿除,桩头应无松散
层。砼灌注过程中,如发生故障应及时查明原因,并提出补救措施,报请监理工程师经研究后,进行处理。补救费用由承包人承担。在钻孔、清孔及水下混凝土的灌注等工序的施工过程中,施工队必须派专人详细记录整个施工过程的情况,并把每个桩的原始记录资料上交到项目经理部桥梁专业工程师处。
七、灌注事故的预防及处理
1、导管进水主要原因:混凝土的储量不足,或虽然混凝土的储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以至泥水从导管进入。导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出混凝土面,底口涌入泥水。预防和处理办法:如果是上述第一种原因引起的,应立即将导管拔出,将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗吸出。若是第二种或第三种引起的,应拔换原管重新下管,或用原导管插入续管,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或吸水的方法吸出。
2、卡管在灌注混凝土的过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。卡管有以下两种情况:初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等使水泥混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。处理方法可用振捣器把导管中的混凝土下落。机械发生故障或其它原因是混凝土在导管内停留时间过久,或混凝土灌注的时间过长,最初灌注的混凝土已经,初凝的,增大了混凝土下落的阻力,混凝土堵在管里。预防措施是在灌注之前把机械维修一遍。同时采取措施加快混凝土的下落速度。
3、埋管导管无法拔出称为埋管,起原因是导管埋入混凝土过深,或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土之间的摩擦力增大,猛拔导管会把导管拉断。预防办法:应严格控制导管的埋入深度,一般不超过6~8m,在导管上安装附着振动器拔管前或停灌时间较长时,均应适当振动,使周围的混凝土不至初凝。在首批混凝土中掺入缓凝剂。处理办法:若事故已经发生,初时可用千斤顶试拔;若不行可用较小的导管伸入吸出混凝土表面的泥渣,派人下至混凝土面,在水下将导管齐混凝土切断。
4、钢筋笼上升原因:除了由于全导管上拔、导管提升挂钩所至外,主要是由于混凝土表面接近钢筋笼底口,导管底口距钢筋笼底口3m到1m时混凝土灌注的速度过快,使混凝土下落冲出导管底口向上反冲,其顶推力大于钢筋笼的重力导致。预防及措施:克服钢筋笼上升,除了从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外,还应从钢筋笼本身的结构及定位方式上加以考虑,具体措施为:1、适当减少钢筋笼下端的箍筋数量,可以减少混凝土向上的顶托力。2、钢筋笼上端焊固在护筒上,可以承受部分顶托力,具有防止其上升的作用。3、在孔底设置直径不小于主筋的加强筋并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼底部。
八、桩身夹泥断桩原因:
大多是有以上各种事故引起的次生结果。措施:只能采取压浆补强的方法。九、孔灌注桩检查及允许偏差。钻孔灌注桩检查项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1桩砼强度(Mpa)在合格标准内按JTJ071―98附录D检2孔的中心位置(mm)群桩100用经纬仪检查纵、横方向排架桩503孔径不小于设计桩径查灌注前记录4倾斜度直桩1%查灌注前记录斜桩±2.5%5孔深摩擦桩符合图纸要求查灌注前记录支承桩比设计深度超深不小于50mm6沉淀厚度(mm)摩擦桩符合图纸要求。图纸无要求时,对于直径≤1.5m的桩,≤300mm;对桩径>1.5m或桩长>40m或地质较差的桩≤500mm查灌注前记录支承桩不大于图纸规定7清孔后泥浆指标相对密度1.03~1.10查清孔资料粘度17~20Pa.s含砂率98%注:清孔后的泥浆指标,是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。本项指标的测定,限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。