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大西铁路客运专线钻孔灌注桩技术交底钻机就位,对准桩孔中心,经复测后开钻。
由于本区段单个承台有8根、10根、24根桩,一般采用跳桩法施工,在已灌注成桩邻近桩位钻孔时,要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻,避免扰动相邻已施工的钻孔桩。跳桩法施工示意图如下:
T/CECS797-2021 建筑工程合同管理标准及条文说明.pdf成桩参考顺序:31→34→22→25→11→14→33→36→13→16
(1)旋挖钻机成孔:旋挖钻机采用筒式钻斗,钻机就位后,调整钻杆垂直度,注入调制好的泥浆后进行钻孔;当钻头下降到预定深度后,旋转钻斗并施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,提升钻斗将土卸于堆放地点,由铲车倒运到指定地点进行打堆处理,再由弃土车辆外运至弃土场。
钻机施工过程中,由于旋挖钻机不能自身造浆,应直接及时向空中补充新浆,保证泥浆面始终不得低于护筒底部,保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔;钻孔过程中注意对孔内补充泥浆;钻孔完成后,用清底钻头进行孔底沉渣的第一次处理,完成第一次清孔,并用测绳测定成孔深度,经自检合格后向监理报验。
在钻孔过程中,要经常观察,结合地质情况,选择钻压和钻速,每钻进一段深度,就上提扫孔,保证孔身垂直度≤1%;要经常捞取浮渣,与勘探的地质情况比对,差异很大或有异常情况要及时上报,和监理、设计及时沟通,以利于困难及时解决。
(2)冲击钻机成孔:开始时先在孔内灌注泥浆,泥浆比重等指标根据土层情况而定;如孔中有水、可直接投入粘土,用冲锥以小冲程反复冲击造浆;开孔及整个钻进过程中,始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m,并低于护筒顶面0.3m,以防溢出;护筒底脚下2~4m范围内一般比较松散易坍孔,按1∶1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击钻锥,小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁,要重复回填反复冲击2~3次力求孔壁坚实。
冲程根据土层情况分别调整,在通过土层中时,采用高冲程(100cm),在通过松散砂、砂砾石或卵石土层时采用中冲程(75cm),在易坍塌或流砂地段用小冲程,并提高泥浆的粘度和比重;若遇倾斜岩层冲击面不平时,先投入粘土、小片石将表面垫平,再用十字型钻锥进行冲击钻进以防斜孔、坍孔。
冲击钻进过程中注意均匀地松放钢丝绳的长度,在松软土层每次可松绳5~8cm,在密实坚硬土层中每次可松绳3~5cm,防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大荷载而遭损坏;松绳过多,则会减少冲程降低钻进速度,甚至使钢丝绳发生纠缠。
钻孔工地应有备用钻进,检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换补修;更换新钻头前,应先检孔到孔底,确认正常时方可放入新钻头。
钻孔深度达到设计要求后,对孔深、孔径、孔位、孔形等进行检查,填写终孔检查证,经监理工程师签证认可后,进行孔底清碴和灌注水下砼准备工作。
当钻进至设计标高或达到要求岩层后报请监理工程师终孔,并进行终孔检查,作好记录,进行清孔作业。为准确判定孔底碴是否清完,还需用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔,若两次测孔深度相同并与终孔数字相符时测证明孔碴已清理干净,否则还需继续清至达到要求,本区段设计允许沉碴厚度不得大于20cm。
钻孔桩终孔后采用换浆法进行清孔。清孔后的沉碴要满足设计要求,经监理工程师签认后灌注水下砼。
3.6钢筋笼加工与吊放
钢筋笼加工采用长线法施工,钢筋笼分2~3节加工制作,如分三节制作则顶笼和中笼为标准长度,底笼为调整节。
(1)钢筋笼在钢筋胎膜上加工,在预先弯制好的加强筋圆圈上,等距离的画好主筋的间距,主筋的间距必须至少采用2个间距定型固定架来进行固定,禁止人工手扶固定间距,保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范误差要求;布设加强筋应按施工图纸操作(每2米一道)。
(2)钢筋笼制作时,在相邻两节钢筋笼对应的钢筋上用油漆做出通长接地标记。
(3)钢筋笼加工要确保主筋位置准确,并在钢筋笼外侧安装与桩身同标号的垫块作为钢筋保护层,每隔2m设一层,每层均布4个,梅花状布置。如下图:
(4)箍筋:加强箍筋制作要按图纸尺寸制作、加工机械要合理布置,整齐一至;成品堆放要固定区域摆放整齐;螺旋箍筋应加工成圈,(加强区每10㎝一道,一般区域每20㎝一道)误差应控制在规范许可范围内;本工程采用螺旋箍筋,首先调直钢筋,再盘好待用。
(5)钢筋焊接(主筋):焊接头在钢筋笼制作时,采用5d双面焊接,在现场接笼时采用10d单面焊接;采用对焊接头时,操作工要持证上岗,焊接要检验合格后才能使用;个别情况需要帮条焊接的,可以按照规范进行帮条焊接;所有焊接接头应控制好电流,大小适中,不能烧伤钢筋,每200个接头要求送检一批次,检验合格后才能使用,以确保焊接质量。
按设计结构图及规范要求加工钢筋笼,计算拼接长度;主筋和加强筋要焊接牢固,电焊机电流要调适中,不能为快而调大,烧伤主筋和加强筋;箍筋搭接长度满足8~10d;钢筋加工场内主筋加工采用双面焊接,焊缝长不小于5d,现场主筋加工采用单面焊接,焊缝长大于10d,焊缝宽度不小于0.7d,焊缝高度不小于0.3d。主筋搭接焊需预弯4°角,以保证轴线一致;顶笼处端部弯钩要规范化,(钩直线长≥3d,弯心直径≥2.5d)沉放时要垂直慢放,防止破坏孔壁。
主筋搭接焊时,同一断面内的钢筋接头不得超过主筋总数的50%,两个接头的间距不小于主筋直径35d范围且不小于500mm。
钢筋笼吊装时配备专用托架,平板车运至现场,在孔口利用16t以上汽车吊吊放;下放前检查钢筋笼垂直度,确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致;入孔后不宜左右旋转,徐徐下放并严防孔口坍塌,严禁猛提猛落和强制下落;钢筋笼安装就位后立即将钢筋笼中4根加长主筋与钢护筒顶部焊接固定,防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮。
焊接要求施工队配备足够熟练的操作工和足够的焊机设备,确保在2.5小时内完成安装;为成孔节约时间,防止沉渣过多或缩径。
在钢筋笼吊装完成后,应立即组织导管安装;导管采用直径为250mm以上的快速卡口垂直提升,标准分节长2.65m,顶节采用1m和1.5m调节节,最下节长大于4m;导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸;各节导管内径大小一致,偏差≯±2mm;导管运至现场后,使用前应事先进行水密性试验,检测合格后方能使用;导管安装时要放设密封圈,拧紧箍圈;下放过程中保持导管位置居中,轴线顺直,逐步沉放,防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁;浇筑首盘混凝土时,导管底部至孔底距离控制在35~40cm。
浇筑水下混凝土必须做好充分的准备工作,配置足够备用应急设备和材料,确保浇筑水下混凝土时间≯8小时,必要时在混凝土内掺入缓凝剂以确保工程质量。
浇筑水下混凝土之前,再次检测孔底泥浆沉淀厚度,如沉碴厚度大于20cm(摩擦桩)时,对孔内进行二次清孔,确保孔底沉碴厚度符合规定要求。
首盘混凝土需用量由计算确定,保证首批混凝土浇筑后导管埋入混凝土中的深度≮1.5m,并能填充导管底部间隙。在整个砼浇筑时间内,导管口应埋入混凝土内至少1.5m,
罐采用大储料斗,最小容量可参照下图和下列公式计算。
V≥πd2h1/4+πD2HC/4
V—首批砼所需数量,m3
h1—井孔砼面高度达到Hc时,导管内砼柱平衡导管外水
(或泥浆)压所需要的高度,即h1≥Hwrw/rc,m
Hc—灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度,
Hw—井孔内砼面以上水或泥浆深度,m
rw,rc—水泥浆,砼的容重
h2—导管初次埋深(h2≥1.5m),m
h3—导管底端至钻孔底间距,约0.4m。
参考值:桩长55m,Φ1m桩首灌量为2.6方;Φ1.25m桩首灌量为3.5方;Φ1.5m桩首灌量为4.6方。
汽车泵完成首罐封底混凝土后,大储料斗换成小储料斗,采用砼输送车直接浇筑砼,以加快水下砼的浇筑速度。
砼浇筑过程中,应特别注意混凝土面到达钢筋笼底标高位置时的操作,当混凝土面接近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度;放慢浇筑进度,以减少混凝土向上的冲击力,当混凝土面超过钢筋笼底2m左右,应减少导管的埋深,使导管底口处于钢筋笼底标高附近,并加快浇筑速度,以增加钢筋笼的埋深;当混凝土面高于钢筋笼底2~4m后即可正常浇筑。
经常量测孔内混凝土面的上升高度,并适时缓慢平稳提升,逐级快速拆卸导管,并在每次起升导管前,探测一次管内混凝土面高度;混凝土浇筑开始后,应快速连续进行,不得中断;最后拔管时注意提拔及反插,保证桩芯混凝土密实度。
混凝土浇筑标高比设计标高高出1m以上,多余部分在承台施工前凿除,确保桩头无松散层。
这是至关重要的环节。导管的拆拔,要保证导管埋深2~5m左右,要以实测砼面高度与理论方量计算高度项对比,综合导管各节拼接长度来确定拆拔导管的节数及长度,严禁超拔现象发生,严防断桩发生。
导管长度及拼接要结合桩长,合理搭配导管的长短节,特别是顶部的短节要合理,以便导管拆除。
灌注桩检孔器须按如下要求进行加工:
(1)外径:按照设计桩径(Φ100㎝、Φ125㎝、Φ150㎝)加工;
(2)长度:按照设计桩径的5倍加工;
(3)加强圈每1.5米设置一道;
(4)材料:采用Φ20圆钢制作;
(5)工艺:采用焊接制作,焊接缝要饱满,牢固,保证使用时不变形不脱焊。
对于本桥段桩基,当桩径小于等于1.5m、桩长小于等于40m,利用低应变反射波法进行检测;当桩长大于40m时,利用声波透射法进行检测。
本桥段基础需进行声波透射法检测的桩基,原桩基钢筋主筋N1若为通长筋,N3钢筋布置与原桩基钢筋布置图相同,若为非通长筋,N3钢筋在原来布置的基础上自上而下每隔2米布置一根到桩基底部,同时将声测管之间的3根主筋N1延长至桩基底部,新增的N3钢筋与主筋N1焊接,与声测管绑扎;详见下图:
(加密区和非加密区)声测管布置断面图
声测管采用A3钢板,内径50mm壁厚3mm,声测管底端有效封闭沿桩身全程埋设,管内无异物,完成埋设后顶端封闭;声测管固定在N3钢筋内侧,绑扎牢固,保持竖直。同时为保证声测管垂直并相对平行,可采用相隔一定距离焊接支撑架的方法,声测管在桩中位置应等分桩的圆周;声测管的连接应尽量采用丝扣连接,以保证声测管内的顺直通畅,声测管底部与桩底等齐;在埋设过程中,应检查声测管是否畅通,并事先灌满清水,做好管底封闭、管口加盖等工作。
由于桩基检测需要,3根声测管必须等高齐平,同时管顶高出设计桩顶面不少于30cm,施工安装时必须考虑预留长度,详见下图:
应采用绑扎方式将声测管固定在钢筋笼上,不得焊接固定;成桩后的声测管应垂直、相互平行,严禁堵塞现象。
每根桩钢筋笼制作时,必须对通长接地钢筋用红油漆或钢筋头焊接做出标记,以利于后续承台综合接地施工时识别;用于综合接地的钢筋笼通长主筋严禁使用对焊。
4常见事故的预防及处理
在开工前用测量仪器对甲方提供的控制点进行认真复核,经确认无误后引出控制点,在场地周围建立控制网,其中永久性控制点不得受到施工干扰,对临时性控制点必须经常校核,桩孔定位必须严格遵照下列程序:计算→复核→测量,每道工序由专人负责复核检查,实行签字通过制度,在钻机开钻之前,由测量施工员使用全站仪进行放样,护筒偏差必须小于20mm。
事故原因:场地不坚实、不水平,地表循环不科学,钻机安装不水平(或在施工时出现歪斜)、天车与孔口中心不在一直线上,钻机运转中振动过大,主杆没有导正,摆动过大,钻具刚性小,加之钻进中转速过快,钻压大且不均匀,人为造成孔径不规则,换层、换径或遇到较大坚硬障碍物。
根据以上各种原因,应该在施工中加以预防,一旦出现偏孔现象,应该利用翼片较多的扫孔钻头慢转,从偏斜处上方往下反复多次扫孔,或者直接使用筒状钻头加以修正,向孔内回填黏土,捣实后重新缓慢钻进。
(1)护筒周围未用粘土紧密填封或护筒埋深不满足要求;
(2)在松散粉沙土或流沙中钻孔时,进尺速度过快;
(3)护筒内水头不满足要求或泥浆比重太小;
(4)放钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁。
钻孔中发生坍孔后,应查明原因和位置,进行分析处理。坍孔不严重时,可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后续钻进;坍孔严重时,回填重新钻孔。冲击法钻孔时,可投黏土块夹小片石,用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁控制坍孔。
在松散粉沙土或流沙中钻孔时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、黏度、胶体率的泥浆或高质量的泥浆。
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。
如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和黏质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进行钻进。
施工时需控制泥浆比重,必要时采用化学浆护壁,护筒的埋设应满足要求,清孔时要注意泥浆的比重老小区改造陪标(北方)施工组织设计,同时合理安排尽量缩短与浇注砼之间的时间间隙。
根据以往施工经验结合本工程实际情况,造成堵管原因可能会有如下几种:
(1)导管原因:导管内壁不干净,造成混凝土在下降过程中局部受阻,或由于导管接头处于不完全密封,造成管内进水而使混凝土局部离析,或者导管因变形导致垂直度无法保证;
(2)初灌量原因:初灌量过大或过小,过大则可能造成导管底节爆开,过小则造成导管脱离混凝土面,使泥浆反压管内;
(3)泥浆原因:泥浆比重过大,增加导管底部反压力,使管内混凝土无法正常压出;
(4)混凝土质量原因:混凝土制作时搅拌时间不够房地产项目开发流程与运营管理,49页PDF下载.pdf,造成混凝土和易性降低,严重导致混凝土在管内离析,或在运输中振动离析;
(5)粗骨料原因:由于卵石级配不符合施工要求或夹杂粒径较大的杂物;