冲击钻孔灌注桩基础施工工艺(19页).doc
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编号:878946
2024-01-09
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1、一、工艺特点冲孔灌注桩是灌注桩的一种。灌注桩是直接在桩位上就地利用重锤(冲锥式钻头)提升到一定高度后以自由下落的冲击力来反复冲击岩土,破碎岩层成孔,用掏渣筒来掏取孔内的渣浆,然后在孔内浇注混凝土或钢筋混凝土而成,冲孔机冲击成孔时,由泥浆护壁。 冲孔灌注桩是冲击钻成孔,主要用于有水和岩石有夹层的地方。此工艺造价较高且施工周期长。主要有钢绳成孔(施工机械有:CZ系列、WKC系列)和冲击反循环成孔两种。冲孔灌注桩机二、适用范围适用范围冲孔灌注桩适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂陈发育的地层施工,桩孔直径通常为8001500mm,最大直径可达2500mm2、,冲孔深度最大可达50m左右。三、施工期准备工作施工准备工作是建筑工程组织和管理的重要内容,是工程施工顺利进行的重要保证。认真细致地做好施工准备工作,对于充分发挥人的积极因素、合理组织人力、物力、加快施工进度、提高工程质量、降低工程成本及保证安全文明施工起着十分重要的作用。(一)、技术准备1、组织有关人员认真熟悉施工图纸,领会施工图纸的设计意图,了解施工区域内的工程地质状况、编制专项施工方案、对工程用原材料抽检试验、确定混凝土配合比。2、熟悉和掌握有关本工程的规范、规程以及当地其他技术文件。3、进行现场勘察,会同有关单位作好现场接收工作,包括水源、电源的交接,现状地貌的交接等4、施工测量基准点3、的交接,。与业主、监理单位进行坐标和高程基准点的移交,同时办理验收手续,根据给出的坐标和高程基准点建立平面控制网,进行施工场地的控制测量,设置场区测量控制标桩。4、作好技术交底工作,要将工程概况、施工方案、技术措施及特殊部位的施工要点、注意事项等向全体施工人员作详细的交底。(二)、施工现场准备1、施工前应作场地查勘工作,如有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施,妨碍施工或对安全操作有影响的,应先作清除、移位或妥善处理后方能开工。2、施工前应做好场地平整工作,对不利于施工机械运行的松散场地,必须采取有效的措施进行处理。场地要采取有效的排水措施。4、选择能满足成桩设计要求的施工机械,并对进场的机械4、做好维修和调试工作,确保开工时运转正常。6、做好水、电管线的架设、安排、布置。7、做好季节性施工准备,认真落实雨季施工措施。作业条件(三)材料1、砼采用商品砼,选择砼质量好,信誉高的砼厂家供应砼,就近选择砼厂家,对砼的配合比,原材料进行严格控制,包括对石子粒径,砼坍落度,凝结时间,外加剂的品种及掺量、掺合料的数量等的具体要求。2、钢筋:品种和规格均应符合设计规定,并有出厂合格证和按规定试验合格后才能使用(若为进口钢材须有进口商检证及化学成分分析报告) 四、施工工艺及操作要点(一)施工工艺流程冲孔灌注桩施工工艺流程测量放桩位、复核护筒埋设浇筑 桩机就位冲孔开始工作至成孔清孔泥浆循环系统吊放钢筋笼5、安设导管清孔砼养护拔除护筒浇筑桩水下砼钢筋笼隐蔽验收钢筋笼制作桩顶标高控制设备、输送砼泥浆比重测定泥浆比重测试孔深、垂直度控制探笼下放测试砼浇注令含砂量泥浆测定(二)施工操作要点1、测量定位放线1)灌注桩一般为单桩单柱,在放桩位时要特别细心,随时校对,以防止发生放样时桩位偏差。2)将甲方提供的水准基点,引测到施工现场,作为标定高程的依据,其位置应设在不受打桩和车辆行走影响的地方。基准点应复核无误后方可使用。3)根据业主提供的并经规划院复核无误的建筑物四角点,选用直角座标法测设,建立平面轴线控制网,同时办理交接手续。4)场地平整后放线定桩位,考虑到施工对现场的影响,桩位点宜用全站仪定位,一桩一定6、位。5)定位后要在每个桩位中心点打入一条16600mm的钢筋做桩位标记,并用混凝土固定好,桩位放线后会同监理、甲方对桩位进行复核,并办好复核记录签证。桩位经复核无误后方可进行施工。2、机械就位与调试1)设备吊装要平稳,轻起轻落,吊装时要设专人指挥,非工作人员撤离作业面。2)设备安装就位后,精心调平,保持天车、冲头中心与桩位中心三点在同一直线上,再将冲机前后固定,确保施工中不发生偏斜和移位。3)、冲机对桩位采用十字交叉法,用水准仪校正。4)、所有设备使用前要认真检修,并进行试运转。3、泥浆池和沉淀池分布原则1)采用自流式正循环系统。在施工现场内设置泥浆池、沉淀池和循环槽。循环槽断面为5005007、mm,坡度小于1%,泥浆池一机不少于一池,容积为3050m3,具体按冲孔直径不同和场地而定。沉渣集中堆放,泥浆池和沉淀池随着施工进度可回填再重新挖设,以方便施工。2)泥浆池和沉淀池的布置应根据桩位的分布情况,在场地空闲并不影响施工的地方挖设,使泥浆循环池,沉淀池的布置能够满足整个工程施工要求且不再需要重新填挖泥浆循环池和沉淀池。3)泥浆池沉淀池的池面标高应比护筒低0.51m,以利泥浆回流畅顺。泥浆池和沉淀池的位置要合理布局,不得妨碍吊机和钻机行走。泥浆池的容量为每孔的排渣量,沉淀池的容量应为每孔排渣量的1.52倍。4)应派专人清除泥浆沟槽的沉淀物,保证不淤塞。沉淀池及泥浆池的沉积物应经常清除,8、多余的泥浆要及时用泥浆车抽取排出基坑。4、护筒制作与埋设1)施工中一般采用钢护筒,根据桩经大小用812mm厚的钢板加工制成,高度为1.52m,冲孔桩的护筒内径应比钻头直径大200mm,直径偏差不大于20mm,混凝土护壁高出原地面30cm,并开一溢浆口。2)护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。护筒位置要根据设计桩位,按纵横抽线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑挖好后,将坑底整平,然后放入护筒,经检查位置正确,筒身竖直后,四周即用粘土回填,分层夯实,并随填随观察,防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正,护筒中心与桩位中心应重合,偏差不得大于50mm.5泥浆护壁泥浆好坏是保证顺利成孔9、的关键,采用正循环泥浆护壁,泥浆可在桩孔内直接造浆,也可在泥浆池先行造浆,必要时投入工业碱粉,调制成优质泥浆而后开始钻孔。为确保冲孔过程中孔壁不坍塌,在不同的土质应使用不同的比重:1)在粘性土中成孔时应注入清水,以原土造浆护壁。循环泥浆比重应控制在1.11.3。2)在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,应制备泥浆(冲孔桩可在孔中投入泥团造浆),泥浆比重应控制在1.21.3.3)在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,泥浆比重应加大至1.31.5.4)泥浆的控制指标:粘度1822S;含砂率不大于8%;胶体率不大于90%。施工中应经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。6桩成孔作业1)、钻具和钻头可按下列规定10、选用:a在一般粘性土、淤泥、淤泥质土以及砂土中,宜采用笼式钻头。b在砂卵石层、强风化层中,可用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头。c遇孤石或旧基础时,可用带硬质合金刀的筒式钻头。d在硬岩中,可用牙轮钻头。e钻头的直径与设计桩径相比,冲孔钻头、冲岩钻头小5080mm;修孔钻头大1020mm;扩孔钻头大60100mm,冲击钻头必须设置打捞环。2)、钻机钻进时,应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度,钻速应符合下列规定:a在淤泥和淤泥质土层中,应根据泥浆补给情况,严格控制钻进速度,一般不宜大于1m/min;b在松散砂层中,钻进速度不宜超过3m/h. c在硬土层中或在岩层中的钻进速度以11、钻机不发生跳动为准。3)、冲孔应遵守下列规定:a开孔阶段:成孔中心必须对准桩位中心,钻机必须保持平稳,不能发生位移,倾斜和沉陷。开始时用小冲程低锤密击,锤高0.40.6m,并及时加片石,砂砾石和粘土泥浆护壁,应尽量使钻渣挤入孔壁,反复冲击造孔壁,保证护筒的稳定。孔深不足34m时,不宜捞渣,捞渣筒的直径宜选择桩孔直径50%70%。b必须保证泥浆的供给,使孔内浆液稳定。c在各种不同的土层和岩层中钻进时,施工要点如下。a)、粘土或粉质粘土层:中小冲程12m,泵入清水或稀泥浆,经常清除钻头上的泥块。提高钻进效率b)、粉砂或中粗砂层:中冲程13m,泥浆比重1.21.5,投入粘土块,勤冲勤掏渣。反复冲击,12、造成坚实孔壁,防止坍孔。c)、砂卵石层:中、高冲程23m,泥浆比重1.31.5,投入粘土块,勤掏渣。提高钻进效率d)、基岩:在岩层中冲进时,采用低档慢速、低锤密击或间断冲击,保持良好的泥浆性能,防止机械过大震动。f)、软弱土层或塌孔回填重钻,小冲程反复冲击,加粘土块夹小块石,泥浆比重1.31.5。造成坚实孔壁g)、遇弧石时可适当抛填硬度相似的片石,用重锤冲击,或重低冲程交替冲击。将大弧石击碎挤入孔壁。h)、必须准确控制松绳长度,避免打空锤。一般不宜用高冲程,以免扰动孔壁,引起坍孔、扩孔或卡钻事故。i)、应经常检查钢丝绳的磨损情况,卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免掉钻。j)、应经常检查冲击钻13、头的磨损情况,如磨损过大,切削角不符合要求时要及时更换修理,以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。k)、钻进过程中:孔深达护筒下34m后,加快速度,加大冲程,将锤提高至1.52.0m以上,每钻进0.51.0m应捞渣一次,每次捞渣 45筒为宜。应及时捞渣,减少钻头的重复破碎现象。l)、每次捞渣后,应及时向孔内补充泥浆或粘土,保持孔内水位高于地下水位1.52.0m。m)、为保证冲孔的垂直度,经常要观察冲机平台是否平稳,转台是否水平,若平台、转台不成水平状态,及时利用水平仪较正,防止发生孔斜。n)、施工期间护筒内的泥浆面控制在高出地下水位2.0m以上。o)、施工过程中,各种小工具如扳手、榔头、撬棍等14、用保险绳栓牢,防止掉入孔内而出现孔内事故。p)、冲机操作人员在施工中要求严格执行操作规程,注意冲进每一环节的细微变化,并详细记录。4)、冲孔桩施工若遇下列情况之一时,应立即停钻处理。经采取下列有效措施后,方可继续施工a产生斜孔、弯孔和缩孔时,应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开始处以上0.51m,重新钻进、不得用冲孔钻头修孔,防止卡钻;当钻孔倾斜时,可反复扫孔修正,如纠正无效,应在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔处上部0.5m,再重新钻进;b钻进中如遇塌孔,应立即停钻,回填夹片石的粘土块,加大泥浆比重,反复冲击造壁及钻进;c沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时,应立刻停钻并防止钻机倾倒,及时在护筒外围回15、填粘土(用稻草拌和);并加以夯实,必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。d若遇卡钻、掉钻,应按下列方法处理:a)卡钻时应交替紧绳、松绳,将钻头缓缓吊起,不得硬提猛拉,必要时可使用打捞钩、千斤顶等铺助工具助提;b)掉钻时应立即打捞,用打捞钩钩住钻头预设的打捞环,把钻头提上来。5)、桩孔排碴可采用泥浆循环或抽碴筒排碴等方法。如采用抽碴筒排碴,在钻进45m深后,每钻进0.51m应抽碴一次,并及时补给泥浆。6)、钻大孔时可分级成孔,第一级钻头直径宜为第二级钻头直径的0.60.8m倍。7)、冲孔入岩后,每钻进200mm要取一次岩样,并妥善保存,以便终孔验证。钻孔桩入岩后宜每钻进100mm取一次岩样。7、16、入岩判断与终孔冲进入岩判断是工程的关键质量控制要点之一,关系到工程桩质量的主要技术环节,须重点监控确保万无一失。1)根据钻前资料对比现场冲孔深度,判断入岩深度。2)入岩判断的方法主要参考桩长,地质资料所反映持力层的埋深及冲机冲进速度,结合桩孔底返渣取样鉴定进行综合判断。3)在钻进深度接近参考深度时,开始观察返渣情况并取样鉴别,确定持力层后,施工员及时报告现场监理和甲方代表,由地质勘察部门代表确认。4)每孔用小木盒分段留取适当岩样备查,岩样用塑料袋装好,并贴上写有桩号、标高、日期的标签。5) 终孔条件; a:孔底进入持力层深度应符合设计要求,实际钻孔深度应与设计深度基本相符,若相差太大应征得设计17、部门认可方可终孔。 b:所确定的持力层最终进尺速度应符合要求,且进尺速度应对应于一定的锤重和标高。 c:孔底岩样应鉴别其岩性和风化程度,粗岩颗粒含量应大于70%,岩性应与地质资料相符。 三、清孔1、清孔应按下列规定进行。1)对以原土造浆的钻孔,钻到设计后,可使钻头空转不进尺,循环换浆,泥浆比重应控制在1.1左右;2)对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层,可用泥浆循环或抽碴筒抽碴清孔。清孔后孔底泥浆比重宜为1.151.25m左右;粘度28s,含砂率10%;3)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;4)清孔后的孔底沉碴厚度,端承桩不得大于50mm,或不大于设计规定值;摩擦桩不得大18、于200mm。5)、清孔过程中,要不断测量孔底沉渣厚度、泥浆比重、泥浆性能满足规范要求,符合要求时,立即停止清孔,以防吸坍孔壁。孔底沉渣厚度用标准绳量测,泥浆比重用比重计测定。2、清孔方式:1)、捞渣清孔是冲孔桩常用的一种清孔方法,清孔过程应边捞渣边向孔内注水,并保持孔内水头高度1.52.0m,防止发生塌孔事故,并应随时观测孔底沉渣厚度和观测冲洗液含渣量,当冲洗液含渣量小于4%时,孔底沉渣符合规定即可停止清孔。 2)、采用泵吸反循环清孔,送入孔内的浆液不小于砂石泵的排量,防止浆液给量不足,孔内水位下降导致垮孔;反复循环将孔内的渣土带出,泥浆比重将逐渐下降。返回孔内浆液的比重控制在1.051.219、0,孔内水头高度保持不小于2m .3、清孔次数第一次清孔:冲进达到设计深度后,先将冲头提离孔底约50mm,进行换浆清孔,回流泥浆比重应控制在1.20左右。第二次清孔:在下放钢筋笼后,灌注混凝土前,进行第二次清孔,检测泥浆比重及含砂量,确保沉渣厚度满足设计要求。4、测沉渣1)测沉渣使用的工具:测锤(直径130150mm,高度180200m,质量35),水纹测绳。2)测沉渣方法:沉渣厚度以钻头或圆锥底部中点标高为测量起点。5、在灌注水下混凝土前必须复测沉碴厚度,沉碴超过规定者,必须重新清孔,符合规定方可灌注水下混凝土。五 安放钢筋笼 1、要求1)、进场钢筋必须要有出厂质量证明,并经抽样检验,达到力20、学性能要求后方可使用;焊条也应采用合格产品(一般采用E43型)2)、钢筋在场内存放时,不同级别不同直径的钢筋要分开堆码。堆码时必须要下垫枕木或H字钢等,距地面的高度不得少于150mm,枕木或H字钢的间距不得大于2m,遇雨天时,加盖油布以防钢筋生锈。3)、电焊工要有特殊工种(焊工证)操作证并有过硬的技术本领。2、钢筋的放样 技术员根据施工图中钢筋尺寸并结合砼保护层、钢筋弯曲、搭接要求和锚固等规定下加工料表,提出加工申请,加工料表包括钢筋的根数、规格、形状简图、加工尺寸等内容。3、钢筋加工钢筋加工在现场所设加工场内完成,严格按下料单执行,发现料表有误时应遵循正常程序予以改正。4、钢筋切断将同规格钢21、筋根据不同长短搭配,统筹排料,先断长料,后断短料,减少短头,减低损耗。断料时钢筋切断机安装平稳,并在工作台上标出尺寸刻度线和设控制断料尺寸用的挡板,切断过程中如发现断口有劈裂缩头,严重弯头或断口呈马蹄形时必须切除。钢筋切断长度要求准确,其允许偏差为10mm。5、钢筋弯曲成型1)加劲箍由钢筋弯曲机完成,弯曲前,根据料表尺寸,用石笔将弯曲点位置划出,弯曲时应控制力度,一步到位,不允许两次反弯或重复弯曲。2)钢筋笼主筋保护层为70mm,允许偏差不超过20mm,3)钢筋笼纵筋通长布置,桩顶钢筋锚入承台45d。4)为防止钢筋笼在搬运和吊装过程中产生变形,钢筋笼成形后要焊接斜拉钢筋加固处理。6、钢筋接头要22、符合如下要求:1)在加劲箍上点焊固定主筋时,位置要准确,间距要均匀。2)上下钢筋笼搭接的主筋接头要错开,在35d钢筋直径区段范围内的接头数量不超过钢筋总数的一半。3)钢筋的接长采用搭接焊接,搭接长度为10d(d为纵筋直径)单边焊接接头。7、钢筋笼的制作: 1)每根灌注桩的钢筋笼一般分两段制作,每段长度为20m左右,满足施工机械吊装的限制高度,安装时焊接完成。2)将支承架按23m的间距摆放同一水平面(地面平实)上的同一直线上,然后将配好定长的主筋平直的摆放在支承架上。3)将主筋按设计要求套入箍筋,加劲箍设在主筋内侧,且保持与主筋垂直,进行点焊。4)钢筋笼保护层素砼垫块采用绑扎。素砼垫块是用在制作23、时把扎丝嵌入素砼内。绑扎时应牢固。 5)将制作好的钢筋笼放在平实的地面上,防止变形,钢筋笼制作的允许偏差应符合下列规定。主筋间距箍筋间距钢筋笼直径钢筋笼长度纵向垂直度偏差主筋保护层10mm20mm10mm50mm 1/30020mm 6)吊筋应该采用两根主筋直接焊接牢固(固定在护筒边上),以防止钢筋笼产生浮笼或掉入孔中。起吊挂钢丝绳的地方应焊接牢固,防止在起吊过程中发生脱落导致变形。7)主筋一般不设弯钩,钢筋头也不得内园弯曲,以免阻碍导管工作;8)钢筋笼外径应比钻(冲)孔设计直径小140mm;8 钢筋笼的吊放钢筋笼下笼前,用3-5m长的探笼测试孔径及垂直度,合格后方可下笼。1)钢筋吊放是采用桩24、机自带的卷扬机分两段进行吊装。首先,用预制的钢筋探笼测试孔内完整性,确保钢筋笼下放顺利。2)用卷扬机的钢丝绳挂住第一段钢筋笼,缓慢的起吊,对准孔中心,垂直将钢筋笼缓慢放入孔内,临时搁稳在孔口处。再进行第二节钢筋笼吊装,将上节钢筋笼与下节笼子的上端垂直对准,笼上的长短接荐主筋对应,用手工电弧焊把钢筋笼按设计要求焊好(对焊时特别注意焊缝及垂直度要求),为了提高工效,钢筋笼在焊接长时,用两至三名焊工,均衡从几个方向同时进行焊接。冷却后,将钢筋笼对中缓慢放到设计标高和中心位置,3)钢筋笼固定:用3根1-3m长的直径18二级钢筋焊在护筒壁上,防止钢筋笼在浇注水下砼时上浮或下沉以及偏位。待桩身砼灌注完毕,25、砼达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。 4)钢筋笼安装完成后必须进行二次清孔,当用测锤量测孔底沉渣厚度40 m3者不得超过6h。d、砼搅拌车在现场交货地点抽检的坍落度超过允许偏差值时及时处理,专职试验员做塌落度试验及标准养护试块,塌落度控制在180-220cm之间,每根冲孔灌注桩砼量小于50m3时做一组试块。e、在灌注前必须控制好泥浆的含水率及泥浆比重,这是影响桩基质量的很重要因素。 8)、成桩检测十、施工安全注意事项文明施工是施工企业的追求,同时也是建筑业和社会的需要。文明施工管理的水准是反映一个现代企业的综合管理水平和竟争能力的重要特征。1、对市政管网和周围房屋落实保护措施2、清除施工的地下障碍物,整平施工场地,认真查清地下管线,给排水管道等情况。3、冲孔机施工时,司机应思想集中,服从指挥,并不得随意离开岗位。4、冲孔机操作时应安放平稳,以便防止冲、钻机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。5、施工现场安全用电必须符合以下规定:1)施工场内的一切电源、电路的安装和拆除,必须由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。2)电器安装后经验收合格后方准接通电源使用。3)多机作业用电必须分闸、严禁一闸多机和一闸多用。4)施工现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉乱搭。