桩基专项施工方案

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桩基专项施工方案

桥梁工程桩基部分专项施工方案

一、桥梁基础施工方案及施工方法:

本标段的钻孔灌注桩共有42根,桩径1.5m。桩基施工计划采用4台乌克斯冲击钻。

拟采用冲击钻成孔,该种机型对各种地层土壤适应性较强,钻进速度快。

杨家山隧道施工方案钻孔桩施工的进度估计:

高压泥浆泵四台(配足管道)

水下混凝土灌注工具两套

钻进1.5m/h,每台班进尺12m

(二)施工技术方案及工艺操作要点

钻孔灌注桩施工工序主要包括测量放样、场地平整、排架搭设、护筒埋设、钻孔、清孔、钢筋笼制作与安装、砼灌注、凿除桩头、桩基检测等。

根据施工现场实际条件对场地进行平整,清除杂物,换除软土,夯打密实。场地为陡坡时,用枕木搭设坚固稳定的工作平台。场地平整完成后,测设墩位中心线及桩位,每排桩需设置十字护桩,便于复核桩位。

钢护筒采用4mm厚钢板加50#角钢加强圈焊制而成,直径比桩径大30cm,长度为2m。旱地护筒埋设采用人工挖埋,先按桩位人工开挖护筒基坑,护筒基坑直径较护筒大40cm,即每侧比护筒直径放宽20cm。所有钢护筒埋设后,其顶端高出地下水位1~2m,顶部高出地面0.3m,四周用粘土夯实,以防护筒渗漏泥浆,钢护筒埋设平面位置偏差<5cm,斜度<1%。水上护筒埋设采用震动法下沉护筒,在搭设的工作平台上,将导向架吊装在工作平台的方孔上,对好中心,垂直下落置于河底,锤击使它沉至稳定的深度,并固定于工作平台上,然后用震动法下沉护筒。

③钻机就位及开挖泥浆池、沉淀池

冲击钻机底座用方木垫稳,以防钻机在冲击成孔时发生位移,保证成孔垂直度,钻机就位后严格检查钻头,纠正误差,要求偏斜不超过2cm。

为充分利用泥浆使用率,防止泥浆污染环境,抽出的泥浆通过沉淀清碴排水后,重复使用。

选用优质粘土造浆护壁,向孔内投放优质粘土利用冲击钻头冲击造浆,钻孔时始终保证水头位置高于地下水位1.0~1.5m以上,施工现场配有流动试验站,随时对泥浆比重进行测试,并根据不同的地质情况采用不同的泥浆比重。必要时,为改善泥浆质量,掺入适量外加剂。

桩的钻孔和开挖,在中距5m内的任何砼灌注桩完成后24h后开始施工,以避免邻桩砼的凝固。

根据不同的地层情况采用不同的成孔速度,特别是初始进尺要慢,低锤密击,以保证孔口质量;钻孔时,根据地质情况,经常检查、调节泥浆比重,间歇式向孔内投放粘土,以达到护壁的效果,成孔过程中,必须保证孔内水位的稳定。抽碴的同时,向孔内补充新鲜泥浆和水,视孔内泥浆比重粘度情况而定,一般成孔时泥浆比重保持在1.2~1.4之间,冲击成孔过程指派专人随时测量泥浆指标、孔深及钻进情况,并做好记录,发现异常及时处理。进入基岩后,低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔及时回填片石至偏孔上方30~50cm处,然后重新冲孔;遇到孤石时,用高低冲程交替冲击,将大孤石击碎或击入孔壁,不得已时可用预爆方法处理;每钻进4~5m深度验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处均进行验孔;进入基岩后,每钻进10~30cm清孔取样一次,以备终孔验收。成孔后用测孔器测量成孔垂直度,如不满足要求,用钻头反复冲孔修正直到满足为止。

抽碴采用抽碴筒抽取钻碴,抽碴频率视钻进速度及钻碴厚度而定,一般2~3小时抽取一次。

清孔时,孔内水位保持在地下水位或河流水位以上,1.5~2m,以防止钻孔的塌陷。

当钻至设计孔底标高后,准确测定孔底标高,经检查确认后方可清孔;清孔采取抽碴筒从孔底抽出钻碴,同时向孔内补充水和新鲜泥浆,直到抽出泥浆含砂率与入孔泥浆含砂率接近使孔底沉渣厚度在规定范围内方可停止清孔。清孔结束后再次测量孔底标高,确认无误后方可拆除钻头,施工下道工序。灌注砼前,孔底沉渣厚度<100mm。

钢筋笼根据桩长分节、分段在钢筋棚加工,钢筋笼主筋接长采用双面焊接,钢筋笼主笼与加强箍筋间点焊焊接,以保证笼体的刚度。加工时注意使钢筋接头在同一截面的数量小于规范要求。钢筋保护层的设置除按设计要求,在主筋上对称焊钢筋耳环外,同时预制圆柱体砼保护层垫块,在圆柱体的中心设孔洞,在绑扎笼体钢筋时将砼保护层块对称穿在主筋上,每隔2m布置一层,每层4个。钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm。

钢筋笼采用吊机吊放,笼体入孔时准确对位,平稳下放。钢筋笼焊接接长时,为保证笼体顺直,焊接采取双侧帮条焊,为加快焊接速度,节省时间,采用2台电焊机同时焊接。钢筋笼下放到位后,在孔口用钢管固定,防止在灌注砼时笼体上浮。

导管采用直径不小于250mm的管节组成,导管预先试拼、编号,并自下而上标示尺度,按规定做密封试验,保证导管不漏水。底节导管可适当放长,一般为4m,且底部不设法兰,以防止牵挂钢筋笼,其余导管为2m一节。导管底部距孔底25~40cm。必须满足首批砼用量的要求(即首批砼入孔后,导管底部埋入砼面以下1m),砼漏斗的容量据此设计。

一切准备就绪,在灌注水下砼前再次测量孔深,以确定沉碴厚度,因均为柱桩,沉碴厚度不得超过规范标准,如超限,则必须重新清孔。

水下砼灌注采用砍球法,预先将隔水木球放置在砼漏斗孔口并用8#铅丝绑牢,待砼量达到规定数量后剪断铁丝,使砼冲动隔水球一起下滑,达到隔水的目的。水下砼连续灌注,不得中断,以防止砼凝固,造成事故,为此指定专人负责协调各道工序,以保证砼灌注连续性。在灌注过程中,随时测量砼面的高度以确定抽拔导管的时间,导管埋入砼面以下以不小于2m,不大于6m为限。砼面超灌至设计桩顶标高以上0.5m~1.0m,以便清除浮浆,确保桩头砼质量。

砼灌注过程中指定专人测量导管埋入深度,及每次灌注砼量,并做好记录。

钻孔桩砼达到一定强度后,开挖孔口,凿除桩头浮浆至桩顶设计标高。对于有承台的桩则按承台尺寸及标高开挖基坑。

砼灌注时,每根桩做砼检查试件至少两组,基坑开挖完毕凿除桩头砼至设计标高后,按规范及业主要求做小应变检测试验。

钻孔桩施工工艺流程见《钻孔灌注桩施工工艺流程图》。

二、钻孔桩事故的预防及处理:

a.泥浆比重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。

b.由于掏渣后未及时补充水或泥浆,或河水潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等湿透水层,孔内水流失等造成孔内水头高度不够。

c.护筒埋置太浅,下端孔口漏水,坍塌或孔口附近地面受水浸泡松软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。

d.在松软砂层中钻进,进尺太快。

e.提住钻锥钻进,回转速度太快,空转时间太长。

f.水头太大,使孔壁泥浆或护筒形成反穿孔。

g.清孔后泥浆比重,粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔,泥浆吸走后未补水,使孔内水位低于地下水位,清孔操作不当,供水管且直接冲刷孔壁,清孔时间过久或清孔后停顿过久。

h.吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

(2)坍孔的预防和处理:

a.在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大

比重、粘度,胶体率的泥浆。或投入粘土掺片石,卵石,低锤冲击,使粘土膏、片石、卵石挤入孔壁起护壁作用。

b.汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取护筒,增加水头,或用虹吸管,连通管等措施保证水头相对稳定。

c.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。

d.如发生孔内坍塌、判明坍塌位置,回填砂和粘土混合物到坍孔处以上1-2米,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再进行钻进。

f.吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。

a.钻孔中遇有较大的弧石或探头石。

b.在有倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进,或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。

c.钻孔较大处,钻头摆动偏向一方。

d.钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。

e.钻杆弯曲,接头不正。

a.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。

b.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,控制钻杆上的提引水笼头,使其沿导向架向中钻进。

c.钻杆、按头应逐个检查、及时调正,主动钻杆弯曲,要用千斤顶及时调查。

d.在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进,或回填片,卵石冲平后再钻进。

检查钻孔方法用检孔器等,查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处,待沉积察实后再继续钻进。

(1)掉钻落物原因:卡钻时强提强扭,操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳断裂,钻杆接头不良或滑丝,马达接线错误,使不应反转的钻机反转钻杆滑脱,操作不慎落入扳手撬棍等。

a.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。

b.经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

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先清孔,使打捞工具能接触钻锥和钻杆。打捞工具可采用:打捞叉、打捞钩、打捞活套等。

糊钻常出现于正反循环回转钻进和冲锥钻进。在软塑粘土层回转转进,因进尺快,钻速过大,出浆口堵塞而造成糊钻。

预防处理办法:首先应对钻杆内径大小按规定计算决定,还应控制进尺,选用刮板齿小,出浆口大的钻锥。

扩孔是孔壁坍塌而造成的结果,各种钻孔方法均可能发生,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。

缩孔原因有二种:一种是钻锥补焊不及时,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,遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。

a.用地质或水文地质钻探小孔经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。

b.钻进中选用的转速不当,使钻杆扭转或弯曲折断。

c.钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚。

d.地质坚硬,进尺太快,超负荷引起。

a.选择钻杆直径和管壁厚度尺寸时,应通过计算决定。

b.不使用弯曲严重的钻杆,要求连接处丝扣完好,以焊套连接的钻杆接头,要有防止反转松脱的固锁设施。

c.应控制进尺,遇坚硬、复杂地层要仔细操作。

d.经常检查钻具各部分的磨损情况,损坏的要及时更换。

e.如已发生钻杆折断事故,可按打捞后将掉落钻杆打捞上来,并检查原因,换用新或大钻杆连续钻进。

(四)钻孔桩终孔后的清孔

终孔检查后,应迅速清孔,不得停歇过久,使泥浆、钻渣沉淀增多,造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔后应在最短时间内灌注混凝土。清孔方法:对本工程中的正循环回转钻机,清孔采用换浆法。当终孔后,停止进尺,稍提钻锥离孔底10-20厘米空转,并保持泥浆正循环,以中速压入比重为1.1~1.25的较纯泥浆,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。根据钻孔直径和深度,换浆时间约为4~8小时。

(1)孔底沉淀土的厚度应按设计文件规定。

(2)清孔后的泥浆性能指标:含砂率4.28%,泥浆比重1.1~1.25,粘度18~20秒。

3.沉淀土厚度的测量:

用平底钻锥时:沉淀土厚度从锥头所达到的孔底平面算起。

用底部带圆锥的笼或锥头时,沉淀厚度从锥头下端的圆锥体高度的中点标高算起。

沉淀厚度测量方法可在清孔后用取样盒(即开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,测量沉淀在盒内的渣土厚度。

四、钻孔桩钢筋骨架制作:

采用箍筋成型法,照筋骨架的外径尺寸制一块样板,将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。在箍筋圈上标出主筋位置,同时在主筋上标出箍筋位置。然后在水平的平台上,在主筋长度范围内,放好全部箍筋圈,将而根主筋伸入箍筋圈内,按钢筋上所标位置的记号互相对准,依次扶正箍筋并一一焊好,再将其余的主筋放进箍筋圈内焊成管架。应在骨架制作过程中,将桩基检测管同时绑扎上,检测管上端伸出桩顶60CM,接头用套管连接,下端用钢板封底焊牢,不可漏水,浇注砼前,将其灌满水,上口用塞子堵死。

2.钢筋架保护层的设置:

焊按钢筋“耳朵”:钢筋“耳朵”用断头钢筋(直径不少于10毫米)弯制成长度不小于15厘米,宽度不小于8厘米,焊在骨架主筋外侧。

3.钢筋骨架的运输和起吊就位:

本工程中骨架成型场地离桩位就近,施工中考虑采用人工板车转运。

(2)骨架的起吊和就位:

a.起吊方法:本工程中考虑利用吊机起吊。

b.起吊和就位:为了保证骨架起吊时不变形,宜用两吊:第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架内部临时绑在两根杉木杆以加强其刚度。起吊时,先提第一吊点,使骨架稍提起,再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,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。骨架进入钻孔后,由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点。解去后,杉木杆受水的浮力自行浮出水面后即可取去。当骨架下降到第二吊点附近的加劲箍接近孔口时,可用木棍或钢管等穿过加劲箍的下方,将骨架临时支于孔口。将吊钩移至骨架上端,取为临时支承,继续下降到骨架最后一个加劲箍处,按上述方法暂时支承。此时可吊来第二节骨架,使上下两节骨架位于同一竖直线上,进行焊接。焊接时应先焊顺桥方向的接头。最后一个接头焊好后,全部接头就可下沉入水。最后用四根钢丝将骨架绑靠在钻架的底盘或临时改于孔口的井字架上,即可松开骨架的吊点。此时测量钢筋骨架的标高是否与设计标高相符,偏差不得大于±5厘米。当灌注完的混凝土开始初凝时即割断挂环,使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,避免钢筋与混凝土的粘结力受损失。

五、钻孔桩灌注水下混凝土:

(1)导管:采用Ф300的快速接头导管。导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真检查外,还需做拼接、过球和水压(风压)试验。水压试验时的压力应不小于灌注混凝土时导管可能承受的最大压力的1.3倍。可用下式计算:

式中:Pw—导管壁可能承受的最大压力(吨/米2)

rc—混凝土容量,用24(吨/米3)

hc—导管内混凝土柱最大高度采用导管全长(米)

rw—钻孔内水或泥浆容量,1.0~1.25泥浆比重大于1.25时不宜灌注水下混凝土(吨/米3)

hw-钻孔内水或泥浆深度(米)。

试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊接风管接头,输入计算的风压力。导管须滚动数次,经过15分钟不漏水即为合格。导管内过球应畅通。符合要求后,在导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度。导管总数应配备20~30%的备用套管。

(2)漏斗、溜槽、储料斗:

漏斗:储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外,并应在灌注到最后阶段时,能满足对导管内混凝土柱高度的需要,混凝土柱的高度,在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时,漏斗底口应比水面至少高出4~6米。

漏斗需要高度(即导管内混凝土柱高度)可按下式计算

hc=(P+rwHw)/rc

式中:hc—漏斗与预计桩顶或封底混凝土顶最小高度(米)

Hw—预计灌注的桩顶或混凝土面至钻孔水面的高差(米)

rw—钻孔内水或泥浆容量(吨/米3)

P—超压力(吨/米3)在灌注钻孔桩时宜不小于7.5

HA—漏斗顶高出水(泥浆)面的高度(米)

漏斗用5~6毫米厚的钢板制成圆锥形式或棱锥型。在距漏斗上口约15厘米处的外面两侧,对称地焊吊环各一个。圆锥形漏斗上口直径一般为800~1000毫米,高为900~1200毫米。棱锥形漏斗为1000×1000×900毫米。插入导管的一段长度为15厘米。漏斗的容量为0.5~0.7立方米。为了增加锥漏斗的刚度,可沿漏斗上口周也外侧焊直径为14~16毫米的钢筋。棱锥形漏斗则沿斗口外侧焊30×30毫米角钢加强。

储料斗:漏斗和储料斗的容量,应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。钻孔灌注桩漏斗和储料斗的最小容量可用下式计算:

V——首批混凝土所需数量、m3

式中:r——漏斗和储料斗容量(米3);

h1——孔内混凝土深度达到HC时导管内混凝土柱与导管外水平衡所需高度(米)

Hc——钻孔初次灌注需要的混凝土面至孔底的高度,即导管初次埋深h2加间距h3,h2至少为1米,h3为0.3~0.4米,当孔底有沉淀时,应将h3值适当加大。

HW——孔内水面至初次灌注需要的混凝土面高度(米);

D——钻孔直径(米),有扩孔情况时,应按扩孔后的直径。

rw——孔内水或泥浆的容重(吨/米3)

rc——混凝土拌合物的容重取2.4(吨/米3)

隔水栓、阀门、栓、阀构造和使用方法如下:球栓可用混凝土或木料制成,球直径可大于导管直径1~1.5厘米,灌注混凝土前将球置于漏斗颈口外,球下设一层塑料布或若干层水泥袋纸垫层,用细钢丝绳引出。当达到混凝土初存量后,迅速将球向上拨出称为拔球法,混凝土压着塑料布垫层与水隔绝的状态,排走导管内的水而至孔底。

2.灌注混凝土测深和导管埋深控制:

(1)测深:灌注水下混凝土时,应控测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀层厚度,埋导管深度和桩顶高度。如果控测不准确,将造成沉淀过厚,导管提漏,埋管过深拔不出或断桩事故。本工程将采用测深锤法进行测深:

测深锤法:目前多采用绳系重锤吊入孔内,使通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面上(或表面下10~20厘米),根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土灌注深度。本法完全凭深测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同的感觉而判别。测锤未接触混凝土顶面时手中所感到的重量是:测锤重+测绳重-测锤和测绳在泥浆(或水)中的浮力-测绳和测锤在泥浆中的静切力(如在水中控测本项可忽略不计)。当测锤接触到混凝土面以后,手中所感到的重是:测绳重-测绳在泥浆中的浮力-测绳在泥浆中的静切力。前后重相差只是测锤在泥浆中减去其浮力和静切力后的重量。因此,如测锤太轻或其比重太小,而测绳又太重,使锤比测绳重不了多少,则控测者的手对前后重量不同的感觉就较为迟钝。在测深桩,测锤快接近桩顶面时,由于沉淀增加和泥浆变稠的原因,更容易发生误测。

因此测深桩的测锤的重量以重一些为好,为防止测深锤接触混凝土表面后陷入太深,以平底为宜,且底面积不宜太小。一般制成圆锥形,锤底直径5厘米左右,高8~12厘米左右,锤用铁铸成,其重量视所系绳各类、测控深度和泥浆比重等而定。一般为6~9公斤。测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩、标有尺度之测绳如尼龙皮尺为宜。

灌注混凝土时,导管埋入混凝土的深度,一般宜控制在2~4米较好。在任何情况下,不得少于1米或大于6米。少于1米时,易发生拔导管时(拔出混凝土外)事故,大于6米以上时,易发生埋管拔不出来的事故。拔管前须仔细测控混凝土面深度。用测深锤测控时,须由2人用2个测锤测控,防止误测。

(3)水下混凝土的灌注:

灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序,应注意.钻孔应经成孔质量检验合格后,方可开始灌注工作。

灌注前,对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定.如厚度超过规定,可用前述喷射法向孔底喷射3~5分钟,使沉渣悬浮,然后立即灌注首批混凝土。

剪球、拔栓或开阀,将首批混凝土灌入孔底后,立即测探孔内混凝土面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故,应按后述事故处理方法处理。

灌注开始后,应紧凑地、连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变透稠凝结,而使测深不准确。灌注过程中,应注意管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,移到钻孔中心。

当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度,可拆除1节和2节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。此时,暂停灌注,先取走漏斗,重新系牢井口的导管,并挂上升降设备,然后松动导管的接头螺栓或快速接头,同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管,徐徐放在地上,然后将漏斗重新插入井口的导管内,校正好位置,继续灌注。

拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15分钟。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中并注意安全,已拆下的管节要立即洗干净,堆放整齐。

在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:

(a)尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时,混凝土的流动性过小,建议使用缓凝剂;

(b)当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应保持较深埋管,并徐徐灌入混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力

(c)当孔内混凝土面进入钢筋骨架1~2米以后,适当提升导管,减小导管埋置深度(不得小于1米),以增加骨架在导管底口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的所握裹力。

为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌一定高度,以便灌注结束后,将此段混凝土清除.增加的高度,可按孔深、成孔方法、清孔方法查定,一般不宜小于0.5米,深桩不宜小于1.0米。

混凝土灌注到接近设计标高时,工地值班人员要计算还需要的混凝土数量(计算时应将导管内的数量估计在内),通知拌合机按需要数拌制,以免造成浪费。

为减少以后凿除桩除的工作量,可在灌注结束后,混凝土凝结前,挖除多余的一段桩头,但应保留10~20厘米,以待随后修凿,接灌承台。

旱地施工用的钢护筒,如需回收,可在灌注结束,混凝土初凝前拔出。

在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高度减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大。如出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拔除最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下,形成泥心。

在灌注混凝土时,每根桩应制作不少于1组(3块)的混凝土试决。试块应妥善保护,强度测试后,应填入试验报告表。强度不合要求时,应及时提出报告予以补救处理。

有关混凝土灌注情况,各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。

3.钻孔桩砼灌注事故的预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应明确分工,密切配合。统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。

如出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。对于确实存在缺点的钻孔桩,应尽可能设法补强,不宜轻易废弃,造成过多的损失。

经过补救、补强的桩,经认真的检验认为合格后,方可使用。对于质量极差,确实无法利用的桩,应与设计单位研究,采用补桩或其它措施。

①首批混凝土储量不足,安置导管或混凝土储量已够在提升导管准备开启栓阀时,导管底口孔底的间距过大,混凝土下落后,不能埋没导管底口,以致漏水从底口进入;

②导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入;

③导管提升过猛,或测深错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。

预防和方法:查明事故原因,采取相应措施加以预防。并可采取以下处理方法:

a.若是上述第一种原因引起的,应即将导管提出,将散落在孔底的`混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清出,然后重新下管并准备足够储量的首批混凝土,重新灌注。

b.若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管,或用原导管插入续灌。但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。最后用潜水泵将管内的水抽干,继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内应有足够深度,一般宜大于50厘米。由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度,灌入导管内。以后的混凝土可恢复正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不很深,且尚未初凝时,可于导管底部设置防水塞,将导管重新插入混凝土内,导管上面再加重量,以克服水的浮力,导管内装满混凝土后,稍提导管,利用混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深,但已初凝,导管不能重新插入混凝土时,可在原护筒内面加设内径稍小注钢护筒,用重压或锤击法压入原混凝土面以下适当深度。然后将护筒内水(泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再将护筒内灌筑普通混凝土至设计桩顶。

在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管,有如下二种情况:

①初灌时隔水栓卡管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,拌合不均匀,运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未加遮盖,使混凝中的水泥浆被冲走,粗骨料集中而造成导管堵塞。

处理办法可用长杆冲捣导管内混凝土,用吊绳拉动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理和修整,然后重新吊装导管,重新灌注。并按前述第2项方法将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

提管时应注意,导管下重上轻,防止翻倒伤人。

②机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注注混凝土已经初凝,增大了管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障立即换备用机械,同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。

当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,此时处理方法将导管拔出,用吸泥机将孔内的内表层混凝土和泥浆、渣土等吸出,重下新导管灌注。但灌注结束后,这根桩宜作断桩再予补强。

在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的,现被埋不能上提,或测深锤探测混凝土面时,达不到原来深度,相差很多,均可证实确为坍孔。

坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,或在潮汐河流中,当涨潮时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。

发生坍孔后,应查明原因,采取相应注措施,如保持或加大水头,移开重物,排除振动等,防止继续坍孔。然后用泥机吸出坍入孔中的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。

如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,保存孔位,以粘土回填,待坍塌稳定后,掏出或吸出回填土,重新下导管灌注。但这种桩也应按断桩采取补强处理。

导管无法拔出称为埋管,其原因是:导管进入混凝土过深,导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大,或提管过猛将导管拉断。

预防办法:应按前述严格控制埋管深度不得超过6米,在导管上端附着式振捣器,每隔数分钟振捣一次,使导管周围注混凝土不致过早地初凝,首批混凝土掺入缓凝剂,加速灌注速度,导管接头螺栓事先应检查是否稳妥,提升导管时不可猛拔。

若埋管事故已发生,初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出,当桩孔较大,已灌注表层混凝土尚未初凝时,可另下一根导管,按前述第一项导管漏水事故的处理要求相应处理,如表层混凝土已初凝,新管插不下去下去,则应按断桩处理。

当已灌注的混凝土距桩顶不深时,可将原护筒向上接长(或外加一道钢护筒)加压或锤击使护筒底脚沉到已灌注的混凝土面以下,按前办法抽水、除渣后,接灌普通混凝土。

产生原因:灌注将近结束时,浆渣过稠,用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面,或由于测深锤太轻,沉不到混凝土表面,发生误测,拔除导管,中止灌注,而造成浇短桩头事故。

①测深锤宜加重。重锤即是在混凝土处于坍落度尚大时可能沉入混凝土数十厘米,测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的测算深度较实际的多数十厘米,而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小,重锤沉入混凝土的深度也将越来越小。

a.灌注将近结束时加注清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

b.采用钢管取样盒插入混凝土内取样判别。

c.采用热敏电阻测深仪进行判别。

处理办法可按具体情况参照前述接长护筒,或在原护筒外面或里面加设护筒,

压入已灌注的混凝土内,然后抽水、除渣,接浇普通混凝土,或用高压水将泥渣和松软层冲松,再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净,重新下导管灌注水下混凝土。

大都是以上各种事故引起的次生结果。此外,由于清孔不彻底,或灌注时间过长,首批混凝土已初凝,流动性降低,而续灌注混凝土冲破顶层而上升,因而在两层混凝土中夹有泥浆渣土,甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

对已发生或估计可能发生断桩、夹泥的桩,应采用地质钻机钻芯取样,作深入的探查,判明情况。有下述情况之一时,应采取压浆补强方法处理。

①对于柱桩,桩底与基岩之间的夹泥厚度大于5厘米以上;

②桩身混凝土有断桩、夹泥,或局部混凝土松散;

③取芯率小于95%,并有蜂窝、松散、裹浆等情况。

一般采用压入水泥浆补强的方法,施工要点如下:

①对需补强的桩,除用地质钻机已钻一个取芯孔外(用前振动器探测的要钻2个孔),应再钻一个孔。一个用做进浆孔,另一个用作出浆孔。孔深要求达到补强位置以下最少1米,柱桩则应到达基岩。

②用高压水泵向一个孔内压入清水,压力不宜小于5~7公斤/厘米2,将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来,直到排出清水为止。

③用压浆泵压浆,第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆(宜用425号水泥),进浆管应插入钻孔1米以上,用麻絮填塞进浆管周围,防止水泥浆从进浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来后,再用水灰比0.5的浓水泥浆压入。

④为使浆液得到充分扩散,应压一阵、停一阵,当浓浆从出浆口冒出时,停止压浆,用碎石将出浆封填,并用麻袋堵实。

⑤最后用水灰比注0.4的水泥浆压入,并增大灌浆压力到7~8公斤/厘米2关闭进浆闸,稳压闷浆20~25分钟,压浆工作即可结束。

压浆工作结束,水泥浆硬化以后,应再作一次钻芯,检查补强效果。如断桩、夹泥情况排除,认为合格后,可交付使用。

1.检验内容:主要是指水下灌注混凝土质量的检验.检验内容如下:

(1)根据水下混凝土浇注记录表,检查灌注情况;

(2)检查灌注过程中预留试块的抗压强度,每根桩留取的试块不得少于1组(3块);

(3)凿平桩头时,应凿取桩头混凝土试块作抗压强度试验,一般可按基桩总数的5~10%抽查;

以上所作试块抗压强度应不低于设计强度.

(4)所有各桩径的混凝土浇注记录检查或用非破损方法检验,认为其中某些桩的混凝土质量可疑,应以地质钻机钻通全桩取芯,检查该桩有无夹泥、断桩、混凝土质量松软;并作芯样抗压强度试验。

(5)在质量检验中,如发现断桩或其它重大质量事故,应由施工负责人会同设计人员共同研究提出处理方案。在处理过程中,应作详细记录。处理工作完毕后,再作一次检查认为合格后,方可进行下一步的施工。

(6)钻孔灌注桩完成后,应按各项原始记录填写施工记录汇总表.

2.混凝土桩质量无破损检验方法

(1)声测法(SonicCoringMethod),是通过在桩内不同标高处的声波传播时间,来检验混凝土的连续性,一般在5000赫兹以内声波在混凝土内的传播速度约为4000米/秒,但是有蜂窝的混凝土、卵石及泥土中波速急剧下降至2000~3000米/秒以下,如有此种缺陷或夹有泥土时可立即发现.本法是预先设于孔内并固定在钢筋骨架上至少两根50毫米的钢管,管内分别沉入1个发射器和一个感受器.发射器发出一个脉冲通过混凝土感受器所接受。用一只绞车连续地同时下沉发射器和感受器,就可在一幅记录纸上录出声波传播时间随下沉深度的变化曲线。根据曲线情况即可判断桩的缺陷类别和深度。

(2)动力检验法:动力检验是采用在桩顶上水平向,以一个铁锤(摆)敲,低速钻进引起自由振动。用固定在桩端头上注拾振仪将振动记录下来。完好的桩的频率n0=24~28次/秒,振幅较小,其值A=106~306微米。有点损坏的桩的频率n0=11~17次/秒。振幅A=160~695微米.严重损坏和中断的桩(上部长度约2.5米)的频率位6~8次/秒,振幅A﹥1000微米。

钻孔桩施工结束并经检测合格后,用挖掘机开挖基坑,边坡按1:0.5考虑,如边坡不稳,则以简易板桩进行临时支护。机械开挖桩顶标高以上15cm左右时,改用人工挖土,凿除桩头混凝土露出钢筋进行接柱钢筋搭接,及外模拼装,经监理工程师检验合格后浇混凝土,进行接柱施工。接柱模板拟采用定型组合钢模拼装,安拆使用吊车,支撑主要采取外侧箍抱支撑的方式(模板图略)。

钢筋的下料和制作在钢筋加工棚内进行,运至现场焊接成形,其要求按施工技术规范的有关规定执行,并注意台身钢筋的预留。

混凝土浇筑采用“溜槽结合吊斗方式,分层浇筑,层厚控制在45cm以内。浇筑过程中设专用设专人随时检查钢筋和模板的稳固性,发现问题及时处理。混凝土浇筑到顶初凝后,立即进行洒水覆盖养护,达规定强度后拆除模板。

八、桥梁工程的施工测量

按施工技术规范的规定和要求布设全桥施工测量控制网。

①基桩。根据设计图纸提供的有关数据,先利用极坐标法定出基桩中心位置,然后用测距仪或钢尺定出各个桩位。

②承台及接柱。承台开挖基坑浇好垫层后,使用测距仪根据保护桩将基础中心恢复,然后定出承台的边位位置。承台或接柱施工完毕,在进行下道工序施工之前均要对其中心位置及标高进行检查复测,以保证构造物的位置标高及各部尺寸与设计相符。

③盖梁。对墩柱的中心位置和标高,经检查无误后,即可铺设底模板,然后检查底模板的位置标高是否准确,再进行下道工序施工。全部工序完成浇混凝土之前,要进行一次全面复测检查,如不满足要求,应及时进行调整。

④支座位置及梁安装位置。安装梁之前,要将桥轴线和支座中心位置的十字线放样于盖梁顶部,据此浇支座垫石混凝土,完成后再将十字线恢复在垫石顶面,并严格控制垫石顶标高。每片梁的安装位置均应用墨线弹出。

①基桩标高通过护筒顶标高来控制

②承台的顶面标高则通过在模板上标注醒目标记来控制。

③墩柱采用钢模,各部尺寸必须准确,其标高在安装时调整确定。

④盖梁顶标高亦通过在模板上标注来控制。

DB15/T 1018-2016 盐碱土壤枸杞咸淡水轮灌技术规程.pdf⑤桥面铺装采取在人行道块件上画线的方法来控制其标高。

(3)施工测量应注意的几个问题

①测量人员必须认真细致。

②各部位的平面位置和高程控制,必须严格校核确认无误后T/CAQI 37-2017 中小学教室空气质量管理指南.pdf,方可进行施工。

③所有控制测量和放样测量的计算和施测,均应由他人进行复核和复测工作,以减少失误。

④各道工序完成后,应及时进行检查,发现问题及时上报给主管部门。

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