资源描述
兰州至乌鲁木齐第二双线(新疆段)
LXTJ2标三工区桥梁工程
旋挖钻钻孔桩
作业指导书
编制:
复核:
审批:
中交第三航务工程局
兰新铁路第二双线项目部三工区
二O一O年八月
旋挖钻钻孔桩作业指导书
一、目标
明确桥梁桩基旋挖钻钻孔桩作业工艺步骤、操作关键点和对应工艺标准,指导、规范桩基作业施工。
二、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》
三、适用范围
适适用于多种土质层和砂类土、碎(卵)石土或中等硬度以下基岩桥墩桩基施工。旋挖钻具用自动化程度高、成孔快、质量高,地质图层识别显著等特点,多年来得到了大量应用。施工前应依据不一样地质采取不等钻头。本工程采取三一重工生产SR22OC型旋挖钻机。
四、工艺介绍
旋挖钻机成孔是经过钻机底部带有活门桶式钻头旋切破碎岩石泥土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这么循环往复,不停地取土卸土,直至钻至设计深度,对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必需采取静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
五、施工方法及工艺要求
定桩位
埋设护筒
钻机就位
钻孔
第一次清孔
测孔深、沉淤
下钢筋笼
下导管
第二次清孔
测沉淤
安放隔水球
浇筑砼
泥浆补充
泥浆
处理
制作钢筋笼
配制砼
旋挖钻钻孔桩施工工艺框图
1、施工准备
1)旋挖钻机机械设备进场前,作好各项检修和保养工作,做到进场后便可投入使用;场地内供电线路采取发电机供电,并在临时便道对应位置埋设ф100mm钢管穿过。对钻机各部位状态进行全方面检验,确保其性能良好。
2)钻孔场地在施工前应平整场地,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、材料运输提供便利。
3)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。
2、桩位测量放样、保护和标高控制
依据设计院提供施工图纸,结合现场测量桩、水准点,用全站仪正确定测出每根桩桩位。
测量班放出桩位后,要采取方法保护好桩位。护桩用木桩钉钉,土质较软地段要水泥包桩,护桩埋深要够。每次钻机就位好开钻前和钢筋笼吊放前,需要进行复测。测量无误后才可进行下步工序施工。钻进开始前要在护筒上作好标高控制点,计算实际钻进深度,并用测绳注意量测实际深度。快到桩底设计标高时要加密量测次数,以确保不超钻或欠钻。
3、埋设护筒
旋挖钻护筒采取壁厚8mm钢护筒,由单节长度4m护筒组成,护筒间由平头螺栓连接,应坚固不漏水。护筒内径大于钻头直径 20cm。护筒顶面高出施工水位2m,护筒泥浆溢出口底边高出地下水位1.5m以上,还应高出施工地面0.3~0.5m。护筒埋置深度大于2米。
旋挖钻机护筒和钻机动力头驱动连接器连接在一起,钻机操作手利用导墙将第一节钢护筒正确定位,以后经过大扭矩钻机动力头将钢护筒旋转压入设计标高。护筒压入前及压入后,经过靠在护筒上水平仪调整护筒垂直位置。护筒顶面中心和设计桩位偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。
4、泥浆制备和使用
旋挖钻机采取静态泥浆护壁,即伴随钻孔深度增加立即向孔内补充配置好化学泥浆,灌注混凝土时泥浆排出孔外,经处理后循环使用。
在砂类土、碎石土或黏土夹层中钻孔,宜采取膨润土泥浆护壁。为了提升泥浆粘度和胶体率,选择优质膨润土、碳酸钠、中性羟基纤维素(CMC)配制化学泥浆。
造浆后应试验全部性能指标,钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验统计表。
为确保不因泥浆数量和质量影响成孔速度和成孔质量,每个旋挖钻机机组通常在一个施工区段(范围约3个墩左右)配置两个泥浆池。泥浆池依据现场条件开挖,同时设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接,用于泥浆循环净化。为保护当地环境,清除废浆和钻渣利用泥浆罐车运输到指定弃土区丢弃,严禁泥浆乱倒或乱流,造成环境污染。
钻进时,从泥浆制备池中抽取泥浆至井孔,待灌注混凝土时将泥浆抽回到泥浆沉淀池中,经沉淀除砂后排至泥浆制备池,在泥浆制备池中对泥浆各项指标进行检测,指标不合格,进行处理合格后使用。
施工中,严禁采取未经处理废浆、混入混凝土泥浆、含砂率过大泥浆、回旋钻机产生泥浆。
5、 钻机就位及钻孔
1)钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检验。钻机安装后底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完成,施工队对钻机就位自检。
2)钻孔前,按施工设计所提供地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不一样地质层选择不一样钻头、钻进压力、钻进速度及合适泥浆比重。
3)钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工统计,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应常常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测,不符合要求时,应立即更正。应常常注意地层改变,在地层改变处应捞取样渣保留。
4)钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处改变情况,发觉沉降现象立即停机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。
5)当钻孔深度达成设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检验,确定满足设计要求后,立即填写终孔检验证,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准备工作。
6)转速、进尺对成孔影响
一般钻斗(包含无底板和有底板钻斗)在钻进时必需严格控制进尺,预防孔内事故发生。
钻进时,钻齿切削岩土进入钻斗内,经过伸缩式钻杆和主卷扬机提升钻斗到孔外,钻杆反转卸土,返回孔内,进行下一个循环。若进尺太大,则进入钻斗岩土将经过钻斗上部充填到钻斗四面,泥浆将不能进入钻斗下部,在提钻时钻斗下部形成真空,不能提钻,造成孔内卡钻事故。依据地质情况和钻机性能,旋挖钻机在各类土层中转速、进尺以下:
①土层钻进时:转速45~55转/min,进尺通常控制在40~50cm,采取慢速进尺、常修孔。
②细砂层钻进时:为预防对细砂过分扰动,转速控制在40转/min以内中等转速,钻杆合适带紧,采取轻压有控制地向下钻进,进尺通常控制在60cm左右,但必需采取双底板捞砂钻斗。注意:出渣时,提斗速度不易过快,钻斗满载时升降速度控制在0.8m/s以下,空斗升降速度控制在1.0m/s以下。
③粗砂层钻进时:可较细砂层钻速合适加紧,采取轻压满钻,经过较高转速,从而提升钻速度。
7)钻机定位系统和垂直控制系统
双锥双螺旋钻头
单锥单螺旋钻头
图6.2-1
旋挖钻机采取全电脑控制系统,在操作室即可监控主桅杆、钻杆垂直度和进尺深度。钻孔时钻机可自行至桩位处,把钻机钻头对准桩位,并调整钻机底盘水平。
8)孔位对中
经过主桅杆四边形调整系统、行走系统对中孔位中心,并锁定,在钻进时,钻机旋转到孔位时自动锁定,可确保孔位正确性。在操作时必需严格控制并随时检验,这是确保孔位正确和不出现斜孔关键方法。
⑻在砂层中钻进
砂土工特征决定在砂层中钻进必需引发足够重视。
依据试验结果调整护壁结构和钻进方法;对砂层较厚孔,必需调整泥浆各项参数,调大比重、粘度、胶体率含量等。调整方法可采取钻斗携带膨润土至砂层位置提升砂层位置护壁效果,预防塌孔。立即换用捞砂钻头,确保砂层全部提出孔外。
⑼依据地质情况立即更换适宜钻头
旋挖钻机机组通常配置筒式一般钻头、筒式捞砂钻头、长螺旋钻头、短螺旋钻头、开岩钻头、螺旋磨岩钻头等多个型号,在施工中应依据具体地质情况更换适宜钻头。依据本桥桥址处地质情况,宜采取单锥单螺旋钻头或双锥双螺旋钻头。见图6.2-1。
6、检孔
钻孔灌注桩成孔后,要对桩孔进行检验验收,检测内容包含:钻孔平面位置、孔深、倾斜度、全深孔径等。成孔质量应符合下列标准:
⑴孔径不应小于设计孔径;
⑵孔深大于设计要求;
⑶倾斜度小于1%。
孔深、孔底沉渣采取标准测锤检测,孔径、孔形采取自制检孔器检测。检孔器用Ф28和Ф16钢筋制成,检孔器外径等于钢筋笼外径+100㎜,检孔器长度是检孔器外径4~6倍,检孔器顶面几何中心焊起吊圈。检测时,将检孔器吊起,使笼中心、井孔中心、吊绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻标明孔径大于设计桩径;若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或弯孔现象,应采取方法给予消除。检孔器还可测孔位、桩孔倾斜度,将检孔器放入孔内,调整起吊滑轮,使吊绳保持竖直,此时吊绳位置即为桩孔中心位置,将起吊滑轮固定测出滑轮至井口距离,测出检孔器下放时各个位置水平偏移,就可推算出个测点偏移桩中心距离及倾斜度。
只要旋挖钻钻头直径符合设计要求,旋挖钻成孔方法决定了桩径不会小于设计桩径,旋挖钻上有很多检测装置,能随时检测桩垂直度和深度,只要操作适当不会出现问题,加强过程控制比成孔检验更有效控制成孔质量。
7、清孔
钻孔至设计高程,经对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检验确定合格后,应立即进行清孔。旋转钻机采取换浆法清孔。清孔应达成以下标准:
⑴浇筑水下混凝土前,许可沉渣应满足设计要求,当设计无要求时,摩
擦桩小于20cm。严禁用加深钻孔深度方法替换清孔。
⑵孔内排出或抽出泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重小于1.1,含砂率小于2%,黏度17~20S。
自检合格后,应以书面形式立即通知旁站监理工程师验收。根据旁站监理工程师同意方法进行检测,并准备验收统计,验收合格,请监理工程师在验收统计上签字。未经监理工程师验收同意桩孔不得灌注混凝土。
8、钢筋笼骨架制作安装
钢筋笼使用全部钢筋应含有出厂日期和质量证实书,检验合格后才能使用。制作前先将主筋调直,清除钢筋表面油污和杂物等。钢筋下料要正确控制下料长度。
钢筋笼在钢筋加工场集中制作,每节长度小于18m。对于长度大于18m钢筋笼分节时,应考虑主筋接头按规范要求错开。两节钢筋笼对接一端宜预留1~2m箍筋不绑扎,方便于主筋在孔口连接时施工方便。
桩基钢筋笼加工时主筋接头采取闪光对焊,安装时搭接单面焊,每一截面上接头数量不超出50%,单面焊时,焊缝长度大于10d,双面焊时,焊缝要大于5d,要求焊缝饱满,焊缝深度和宽度满足规范要求。搭接焊时,注意接头两侧主筋中心必需在同一直线上。全部加劲箍和主筋连接点必需满焊。
加强筋弯制成型后点焊待加强筋和主筋连接成一个整体后再施焊,加强筋点焊后必需用扳手消除弹性变形,焊工必需持证上岗。加强箍筋和主筋连接全部焊接。钢筋笼材料、加工、接头和安装,符合要求。钢筋骨架保护层用设计“耳筋”来确保,按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周部署4个。钢筋“耳朵”用钢筋制作,见图6.2-2。
4.5cm
15cm
9cm
10cm
9cm
10cm
图6.2-2“耳筋”绑扎示意图
钢筋笼制作完成后, 骨架安装采取大吨位汽车起重机吊装钢筋笼,采取自制平板车水平运输钢筋笼,为确保骨架不变形,须用两点吊:第一吊点设在骨架下部,第二吊点设在骨架长度中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再和第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。伴随第二吊点不停提升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直。骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架在同直线上进行焊接。
桩基钢筋笼焊接完成后,在最上一节骨架上焊接吊筋,吊筋长度依据桩顶高程到孔口位置确定。吊筋应牢靠固定在孔口吊杠上,预防钢筋笼上浮或下沉,更要严防掉笼。吊杠可用型钢或钢管制作,其刚度必需能够承受全部钢筋笼重量,并能抵御施工过程中偶然冲击。
9、导管安装
水下混凝土钢导管应内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密,导管直径为30cm。导管管节为2.5m,最下端设4m长节,另备1m左右若干个调整管节,导管采取螺旋丝扣连接。
使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上次序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不超出钻孔深0.5%并小于10cm,试压力为孔底静水压力1.5倍。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管安装后,其底部距孔底有 250 ~ 400mm 空间。
10、灌注水下混凝土
1)二次清孔
浇筑水下混凝土前应检验沉渣厚度,沉渣厚度应小于20cm。如沉渣厚度超出规范要求,则利用导管进行二次清孔。使沉渣悬浮,然后立即灌注首批水下混凝土。
2)首批封底混凝土
首批封底混凝土下落时要有一定冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土大于1m深。足够冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,降低工后沉降关键步骤。
封底混凝土所需方量按下式确定:
V—首批封底混凝土所需数量,m3;
d—混凝土导管内径,m;
h1—导管内和桩孔内混凝土高度差,其值由桩孔内泥浆压力决定,不计混凝土落入导管内冲击力和混凝土在导管、桩孔内流动阻力,h1=hwγw/γc,m;
hw—桩孔内混凝土面以上泥浆深度,m;
γw—泥浆容重,kN/m3;
γc—混凝土拌和物容重,24kN/m3;
D—桩孔直径,m;
Hc—桩孔内混凝土高度,由导管首次被混凝土埋置深度决定和导管距孔底高度决定,导管首次埋深要求大于1m,导管距孔底通常0.4m。
3)拨栓或开阀
打开漏斗阀门,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如发觉导管内大量进水,表明出现灌注事故。必需立即停止灌注进行处理。
4)水下混凝土浇灌
桩基混凝土采取罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中,应预防混凝土拌和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稠凝结,致使测探不正确;应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,立即测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管提升和拆除;导管埋置深度应控制在2~4m。同时应常常测探孔内混凝土面位置,即时调整导管埋深。
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,再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快,时间通常不得超出15min。要预防螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下管节要立即清洗洁净,堆放整齐。循环使用导管4~8次后应重新进行水密性试验。
在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要渐渐灌入,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,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下方法:①尽可能缩短混凝土总灌注时间,预防顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土流动性过小。②当混凝土面靠近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处,并慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上冲击力;③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,合适提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架握裹力。
混凝土灌注到靠近设计标高时,要计算还需要混凝土数量(计算时应将导管内及混凝土输送泵内混凝土数量估量在内),通知拌和站按需要数拌制,以免造成浪费。
在灌注快要结束时,因为导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下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。在拔出最终一段长导管时,拔管速度要慢,以预防桩顶沉淀泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大,粉煤灰可能上浮堆积在桩头,加灌高度应考虑此原因。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌50cm以上,方便灌注结束后将此段混凝土清除。
在灌注混凝土时,每根桩应最少留取一组试件,对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时,依据规范要求增加。试件应施加标准养护,强度测试后应填试验汇报表。强度不合要求时,应立即提出汇报,采取补救方法。
相关混凝土灌注情况,在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测;在各灌注时间、混凝土面深度、导管埋深、导管拆除和发生异常现象等,应指定专员进行统计。
六、质量检验标准
1、全部钻孔桩桩身混凝土质量均应进行低应变动测法检测;
2、对怀疑质量有问题桩,钻取桩身混凝土判定检验;
3、对于大桥或结构需要控制桩桩底沉渣厚度,根据桩总数量3%—5%钻孔取样检验;
4、每根桩做混凝土检验试件不少于一组。
表1 钻孔桩钻孔许可偏差
序号
项 目
许可偏差(mm)
1
孔径
大于设计孔径
2
孔深
大于设计孔深
3
孔位中心偏心
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤200
表2 钻孔桩钢筋骨架许可偏差
序号
项 目
许可偏差(mm)
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
2
钢筋骨架外径
±20
3
主钢筋间距
±0.5d
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
1%
七、劳动组织
1、劳动力组织方法:采取架子队组织模式。
2、施工人员依据工艺试验和配置人员、机械选择最好组合,人员配置见表。
工班长
1人
技术员兼安全员
1人
质检员
1人
钻机操作手
2人
指挥员
1人
装载机驾驶员
1人
其中工班长、技术员兼安全员和质检员必需有正式职员担任。
八、关键机具设备
1、关键机械:SR22OC型旋挖钻机1台。
2、辅助机械:钻头2个,搅浆机1台,泥浆泵1台,电焊机2台,氧气瓶1台,空压机1台,乙炔瓶若干,挖掘机1台,千斤顶1个,抽渣机1套,检孔器及测绳一套。
九、钻孔桩常见事故预防及处理。
常见钻孔(包含清孔时)事故及处理方法分述以下:
1、坍孔
坍孔特征是孔内水位忽然下降,孔口冒细密水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。
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、因为出渣后未立即补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔经过砂砾等强透水层,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、坍塌或孔口周围地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,因为振动使孔口坍塌,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立即补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。
⑧、清孔操作不妥,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停立即间过长。
⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
2)坍孔预防和处理
①、在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选择较大相对密度、粘度、胶体率泥浆或高质量泥浆。
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、清孔时应指定专员补浆(或水),确保孔内必需水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应经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,预防触动孔壁。不宜使用过大风压,不宜超出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。
2、钻孔偏斜
1)偏斜原因
①、钻孔中遇有较大孤石或探头石
②、在有倾斜软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或粒径大小悬殊砂卵石层中钻进,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。
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、固定钻杆卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并常常检验校正。
②、因为主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必需在钻架上增设导向架,控制杆上提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。
③、钻杆接头应逐一检验,立即调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶立即调直。
3、掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。
1)掉钻落物原因
①、掉钻落物原因
卡钻时强提强扭,操作不妥,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲惫断裂。
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。
2)预防方法
①、开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸收,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。
②、常常检验钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
3)处理方法
掉钻后应立即摸清情况,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。
4、扩孔和缩孔
扩孔比较多见,通常表局部孔径过大。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,扩孔发生原因和坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达成设计深度则无须处理,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。
缩孔即孔径超常缩小,通常表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或提外鸣叫迹象。缩孔原因有两种:一个是钻锥焊补不立即,严重磨耗钻锥往往钻出较设计桩径稍小孔;另一个是因为地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。多种钻孔方法均可能发生缩孔。为预防缩孔,前者要立即修补磨损钻头,后者要使用失水率小优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或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成设计要求为止。对于有缩孔现象孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.
5、钻孔漏浆
1)漏浆原因
①、在透水性强砂砾或流砂中,尤其是在有地下水流动地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。
②、护筒埋置太浅,回填土扎实不够,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。
2)处理措施
①、凡属于第一个情况回转钻机应使用较粘稠或高质量泥浆钻孔。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,应按前述相关护筒制作和埋设规范要求办理。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。
十、钻孔桩断桩常见事故及处理
1、首批混凝土封底失败
1)事故原因和预防方法
⑴导管底距离孔底大高或太低。
原因:因为计算错误,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,造成泥浆和混凝土混合。
预防方法:
正确测量每节导管长度,并编号统计,复核孔深及导管总长度。
也可将拼装好导管直接下到孔底,相互校核长度。
⑵首批砼数量不够。
原因:因为计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。
预防方法:依据孔径、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。
预防方法: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,因为外部泥浆压力太大,渗透导管内,造成砼和泥浆混和。
2)处理措施
首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。
2、供料和设备故障使灌注停工
1)事故原因和预防方法
原因:因为设备故障,混凝土材料供给问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。
预防方法:施工前应做好过程能力判定,对于部分设备考虑备用;对于发生事故应有应急预案。
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,可采取接桩。
⑶如原孔无法利用,则回填后采取补桩措施。
3、灌注过种中坍孔
1)事故原因和预防方法
原因:因为清孔不妥、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。
预防方法:
①、在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选择较大相对密度、粘度、胶体率泥浆或高质量泥浆。
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、清孔时应指定专员补浆(或水),确保孔内必需水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应经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,预防触动孔壁。不宜使用过大风压,不宜超出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。
2)处理措施
⑴如坍孔并不严重,可继续灌注,并合适加紧进度。
⑵如无法继续灌注,应立即回填重新成孔。
4、导管拨空、掉管。
1)事故原因和预防
⑴导管拨空
原因:因为测量和计算错误,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。
预防方法:应认真测量和复核孔深、导管长度;应对导管埋深合适取保守数值。
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。
预防方法:每次拆管后应仔细重新连接导管接头;导管埋深较大时应立即拆管。
2)处理措施
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措施。
5、灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。
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在灌注快要结束时,因为导管内混凝土柱高减小,超压力降低。
⑸导管外泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。
2)补救方法:
⑴提起导管,降低导管埋深。
⑵接长导管,提升导管内混凝土柱高。
⑶可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。
6、灌注高度不够
1)事故原因和预防
原因:测量不正确;桩头预留量太少。
预防方法:可采取多个方法测量,确保正确;桩头超灌预留量可合适加大。
2)处理措施
挖开桩头,重新接桩处理。
十一、安全要求
1、施工现场设置警示标志,严禁非施工人员进入。
2、钻机各个岗位工作人员,在上岗之前,全部必需经过针对性培训,持证上岗,全部工作人员全部必需熟知桩基整个施工过程,同时要熟练掌握自己所负担工作内容和操作过程。不符合条件不得上岗。
3、坚持“安全第一,预防为主”方针,定时和不定时组织人员进行安全学习和安全教育。
4、钻机就位前,墩位钻孔范围内要碾压密实,在软弱地基段钻机履带下腰垫10cm厚钢板,避免钻机倾斜发生意外。钻机就位后,机身要用方木垫平,塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。
5、钻孔中,应注意观察有没有漏浆现象,尤其是岩溶地址,随时补充泥浆,确保孔内水位。冲击钻施工时,应对周围建筑物安全检测。应在钻孔周围设置醒目标志和围栏,以预防人员掉入孔内。
6、全部电器设备必需有可靠接地装置和防漏装置。
7、按钻机维修保养制度,定时进行保养和维修,并作好保养维修统计。每工班检验钻头、主绳、主绳和钻头连接、提梁、绳卡等,立即处理问题。钢丝绳一个节距内断丝超出15%时必需更换。钢丝绳安全系数,缆风绳为3.5,吊索为8~10。
8、泥浆池四面要设安全护栏,挂醒目标警示口号。
9、护筒周围一定要按要求回填密实,埋设深度满足要求,避免地表土质较差造成孔口塌孔,影响机械设备及人员安全。
10、钻机上方有高压线时一定要确保足够安全距离,杜绝为了进度冒险施工。
十二、环境保护要求
1、多种机械设备及人员不得随意进入戈壁,严禁进入征地界限外。
2、施工驻地产生多种生活垃圾应集中存放,定时送至垃圾回收站,不得乱弃。加强施工驻地周围净化,做到定时消毒。
3、做好施工燃油保管工作,油料存放应做到密封保留。
4、钻渣要立即清运,在弃渣场做好防护工作,避免水土流失污染环境。
5、泥浆要做好循环利用,不能利用沉渣要用密封车清运出现场,不能污染河流及水域。泥浆应沉淀处理后排放,并符合环境保护要求,必需立即清运渣土,预防污染。
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