1、桩基施工手册目 录第一章 桩基施工定义及分类第二章 桩基施工常见问题处理第一章 桩基施工定义及分类第一节 桩基施工定义这里桩基施工指桥梁工程,地面水平承台以下基础部分。桩基作为支护结构一个形式,除必需满足结构稳定,确保基坑安全可靠,还应依据工程地质条件、设备机具能力,优化设计、选择安全、可靠节省类型。桩基结构轴线定位点和水准基点应设在不受施工影响地方,施工前应按各相关单位最终认可施工图进行复核,并妥善保护,施工期间应常常复测,被损坏测量点要立即补测。桩基施工中,应对隐蔽工程进行中间验收,加强自检(设计桩径、轴线、泥浆指标、沉碴厚度、设计桩长等)。第二节 桩基施工分类及工艺步骤桩基施工分类,这里
2、指灌注桩。按桩土相互作用特点分为竖向荷载桩(摩擦桩、端承桩)和水平受荷桩(主动桩、被动桩)。按成孔方法分类(泥浆护壁成孔、沉管、夯扩、冲抓成孔、干作业成孔)桩基施工采取具体形式,通常在标书中全部已确定。了解桩基分类及其适用条件,能够依据工程地质条件,合理优化设计,进行设备机具能力合理组织。第一小节 人工挖孔灌注桩一、通常挖孔桩适用条件:(1)桩基桩长较短;(2)无流砂、细砂等涌水层或淤泥质土软弱地层。(3)地质条件限制钻孔桩施工。挖孔桩桩间施工净间距不得小于4.5米。小于4.5米时,必需间隔开挖。护壁砼强度等级应不低于C15,每节护壁高度通常为0.31m。作为承重桩时,宜在终桩层位下钻一个勘探
3、钻孔,钻孔深度通常应达成孔底以下3倍桩径,以判别该深度范围内基岩有没有孔洞、破碎带和软弱夹层存在。 二、挖孔桩施工程序:场地整平放线、定桩位锁口砼施工挖第一节桩孔土方支模浇筑第一节砼护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、设置垂直运输架、安装提升设备、吊土桶、鼓风机、照明设施第二节桩身挖土校核桩孔垂直度和直径支第二节模板、浇灌第二节砼护壁反复第二节工序、循环作业直至设计深度检验持力层进行扩底全方面检验桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层清理虚土、排除孔内积水吊放钢筋笼就位灌注桩身砼。三、挖孔桩施工次序1、施工准备:施工前,技术责任人和施工责任人逐孔检验各项施工准备,逐层进行技术、安全交
4、底和安全教育;对场地进行平整、扎实,条件许可时,将原地面挖至基顶标高,以降低挖孔及护壁数量;平整完成后,正确放样桩位,从桩中心位置向四面引出四个桩心控制点。2、挖孔2.1修筑第一节孔圈护壁(俗称开孔)时,孔圈中心线应和桩轴线重合,其和轴线偏差不得大于20mm,护壁应比下面护壁厚100150mm,高出地面0.150.2m。桩顶设防雨棚,严禁外来水进入桩内。2.2混凝土护壁模板可采取厚度=4mm组合式钢模板(或木模)拼装组合而成,拆上节而支下节,循环周转使用,上下设两对半圆组合钢圈顶紧,不另设支撑,钢圈之间用专用扣扣紧。2.3挖孔桩通常采取人工镐头开挖,风化松软岩及岩石时采取风镐开挖或合适弱爆破技
5、术。孔内爆破时,现场其它孔内作业人员必需全部撤离,并以钢板覆盖孔口。混凝土护壁边挖边护,以确保施工安全和孔壁稳定。为确保结构尺寸,挖孔尺寸比设计尺寸边大510cm。挖孔桩施工时配足抽水设备,水量较大时采取井点降水。 2.4 弃土通常采取吊桶、安装电葫芦提升,弃土堆在一边,合适时间集中用车运出。2.5上下护壁搭接长度不得小于50mm,不得在桩孔水淹没模板情况下灌注护壁混凝土,护壁混凝土中宜使用速凝剂。3、测量控制设专员严格校核中心位置及护壁厚度。桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点措施控制,安装提升设备时,使吊桶钢丝绳中心和桩孔中心线一致,方便挖孔时粗略控制中线。正确控制时将桩控制轴线、高程引
6、到第一层护壁上,每节以十字线对中,吊大线锤作中心控制用。用尺杆找圆周,以基准点测量孔深,以确保桩位,孔深和截面尺寸正确。4、挖孔注意事项4.1 对桩垂直度和直径,每段检验,发觉偏差,随时纠正,确保位置正确。每一段桩孔挖好安装护壁模板时,用桩心点来校正模板位置,垂直度偏差控制在0.5%以内。4.2挖孔至设计持力岩(土)面时,立即通知相关各方进行判定。符合设计要求后再行进行入岩挖掘或进行扩底端施工。4.3 扩底时,为预防扩大头处塌方,可采取间隔挖土扩底方法,留一部分土作为支撑,待浇筑砼前再挖。4.4碰到流动性淤泥或流砂时,孔圈护壁施工能够:降低每节护壁高度为0.30.5m,或用钢护筒,无法奏效时,
7、快速用砂回填桩孔到能控制塌孔为止,并速报相关技术部门及设计单位处理。易塌段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土。开挖流砂严重桩孔,应先将周围无流砂桩孔挖深,使其起集水井作用,集水井应选在地下水流上方。仍不奏效则改为钻孔桩施工。4.5 一圈砼灌完后,必需立即将接口处砼密实填入,表面压光,对漏水现象立即加以堵塞或导流,预防孔外水渗透,影响后序开挖。5、除协议文件具体要求外,通常质量要求为:(1) 桩孔中心偏差控制在10mm;(2) 桩径偏差控制在-50mm;(3) 桩垂直度偏差控制在5L(桩长);(4) 护壁砼厚许可偏差30mm;(5) 孔底不许可残碴、浮土、杂物和积水,护壁无污泥。6、施工安全方法6
8、.1从事挖孔桩作业工人,需经健康检验和安全作业培训(井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等)且考评合格后,方可进行现场施工。6.2施工图会审和桩孔挖掘前,认真研究分析地质情况,对可能出现流沙、管涌、涌水和有害气体等,制订针对性安全防护方法。对安全施工存在疑虑,应事先向相关单位提出。6.3施工现场全部设备、设施、安全装置、工具、配件和个人劳保用具等必需常常检验,确保完好和安全使用。6.4建筑物周围桩孔施工,应采取设置灌水管或利用已开挖但未完成桩孔灌水,保持水压平衡和土体稳定,桩孔开挖后,加强对周围建筑物监控测。桩孔靠近旧建筑或危房时,必需对旧建筑物或危房采取加固方法后才能施工。6.5挖出土石方应
9、立即运走,孔口2米范围内不得堆放淤泥杂物。机动车辆通行时,应作出预防方法或暂停孔内作业,以防挤压塌孔。6.6桩孔开挖深度超出5m时,天天开工前应进行有毒气体检测,宜用仪器检测,也可用鸟笼放置鸽子,吊放至孔底,放置时间不得少于10min。6.7天天开工前,应将孔内积水抽干,并用鼓风机向孔内送风5min,是孔内混浊空气排除,才准下人。超出10m时,地面应配置向孔内送风专门设备,风量大于25L/S。6.8提升机具(电葫芦、吊笼等)必需采取合格机械设备,配自动卡紧保险装置,天天设专员巡回检验提升设备及用电安全情况。严禁脚踩护壁凸缘上下桩孔。桩孔内必需放置绳梯或适宜尼龙绳,并随挖孔深度放长至工作面,作为
10、救急备用。6.9桩孔内作业人,应遵守以下要求:(1)孔口设水平移动式活动安全盖板,当吊桶提升到地面上时,推活动盖板关闭孔口,然后再卸土。同时孔口四面设置安全护栏。(2)井口工作人员挂安全带,井下作业戴安全帽、穿绝缘鞋,严禁酒后作业,不准孔内吸烟、不准孔内使用明火。孔内作业照明采取12V以下安全灯。(3)开挖时,孔口设置半圆形防护罩,防护罩用钢木板或密眼钢筋网做成。吊桶上下作业时,作业人员必需站在防护罩下边,停止作业,注意安全。起吊大块石时,孔内作业人应全部撤离至地面后才能起吊。(4)桩孔暂停开挖时,加盖板封闭孔口,并加0.8-1米高围栏围蔽,。(5)认真留心孔内一切动态,发觉流砂、涌水、护壁变
11、形及异味气体等异常情况,立即撤离作业区。(6)开挖复杂土层时,每挖深0.51m应用手钻或16钢筋对孔底作品字形探查,检验孔底面以下是否有洞穴、涌砂等,确定安全,方可继续进行挖掘。(7)施工场内一切电源、电器安装和拆除,必需严格接地、接零和使用漏电保护器。经验收合格后,才准接通电源使用。各桩孔用电必需分闸,严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆必需架空、严禁拖地和埋压土中,必需绝缘,并有防磨损、防潮、防断等保护方法。(8)在灌注桩身砼时,停止相邻10米范围内挖孔作业,且孔底不能留人。(9)孔内凿岩应采取湿式作业法,并加强通风防尘和人身防护;孔内爆破,孔内作业人必需全部撤离地面方可引爆;爆破时,孔
12、口应加盖;爆破后,必需用抽气、送风或淋水等方法将孔内废气排除,方可继续下孔作业。(10)中途抽水以后,必需先将地面上专用电源切断,作业人方可下桩孔作业。7、桩身混凝土施工当挖孔桩挖至设计标高后,应清除护壁污泥、孔底残碴、浮土和积水,立即报监理、设计检验。检孔采取钢尺、测绳配合探孔器进行。经检验合格后,应快速封底、安装钢筋笼、灌注桩身混凝土。孔底岩样应妥善保留备查。7.1钢筋笼吊装钢筋笼在施工现场地面平卧进行组装,即在地面上设二排轻轨,先把加强筋按间距排列在轻轨上,按划线逐根放上主筋并和之点焊焊接,严格控制平整度误差小于3cm,上下节主筋接头,错开50%,螺旋筋每隔11.5箍和主筋按梅花形用电弧
13、焊点焊固定。在钢筋笼四侧主筋上每隔45m设置一个20耳环作定位垫块之用,使之符合保护层厚度要求。为确保钢筋笼在起吊、吊放过程中不发生变形,在钢筋笼内部署一定数量内撑筋及加强箍筋,依据情况可整体起吊或分节起吊,钢筋笼就位后,笼项连焊在护壁预埋钢筋上,预防浇筑过程中钢筋笼移位、上浮。 7.2砼灌注砼灌注前对孔内再次进行检验,完全符合设计及规范要求后即可开始浇灌。无水时按干作业条件下进行混凝土施工。可采取串筒进行,捣固采取插入式振动棒,混凝土顶部标高控制比设计标高高出0.5m。孔内有水时,顶部标高比设计标高高出0.7m。在砼初凝前表面抹压平整,避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝,表面浮浆层给予凿除,
14、以确保和上部承台良好连接。若桩孔内渗水量大于1m3/h时,混凝土施工按水下混凝土施工进行。8、桩基检测成桩后,可采取钻孔取芯或埋管超声波等非破损检测方法,检测孔数量由设计、建设、施工、监理等共同确定。检测孔最终应以压力灌浆切实封填。第二小节 钻(冲)孔灌注桩一、钻(冲)孔灌注桩适用条件:适适用于穿越粘性土、砂土、碎(砾)石土层及风化层,包含地质情况比较复杂、夹层多、风化不均、软硬改变较大岩层。尤其是冲击钻穿过旧基础、大孤石等障碍物能力强。强调:软弱土层必需经成孔工艺试验成功方可采取。总而言之,钻孔桩施工方案选择,首先须要掌握正确地质情况,并结合地质、孔径、孔深选择和其相适应钻机。钻(冲)孔灌注
15、桩,通常采取泥浆护壁、正反循环钻孔后或冲抓成孔施工工艺。各类型钻(冲)孔机具适用范围,可按附表1选择。摩擦桩必需确保设计桩长;嵌岩桩终孔深度,应由施工单位会同设计、监理工程师,依据设计入岩要求,参考地质剖面图上估量深度和造孔时钻进速度和难度和判别孔底岩硝样品等综合确定。成孔机具适用范围(附表1)成孔机具可穿越土层潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土回转钻碎石土、砂土、粘性土及风化岩冲抓钻碎石土、砂土、砂卵石、粘性土及风化岩冲击钻各类岩土二、钻(冲)孔桩施工工艺1、 旋挖钻(旋转钻)孔施工工艺1.1施工准备1.1.1场地平整:在施工前清除场地杂物,更换软土,整平扎实,如地面松软可能造成钻机倾斜时,
16、能够用碎石灰土进行地面加固。开工前正确测定桩位,给每个孔位作好编号和标识,并合理安排好钻孔次序。同时钻进孔距为35培孔径,通常不少于5米。安装钻机时地基要稳固,机座要确保水平,钻杆上部设导向架,钻杆常常保持垂直,以预防钻孔偏斜1.1.2泥浆制备:在桩基地质条件较差时,需制备泥浆护壁。护壁泥浆,由水、粘土和添加剂组成,调制泥浆时,先将粘土加水浸透,然后以搅拌机或人工拌制。制备泥浆是旋挖钻能否成孔关键,也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量关键。成孔采取制备泥浆作为孔桩护壁,泥浆材料采取优质膨润土加粘土、聚丙烯酰胺和火碱。加入适量火碱可增加泥浆稠度,经试验测定:泥浆沉淀少,性能稳定。制备泥浆在泥浆池内进
17、行,泥浆应满足以下要求:比重1.061.15g/cm3,粘度1828s,含砂率小于4%。当泥浆达成这三种指标,而且泥浆补充方法通常靠泵送方法,其速度以确保液面一直在护筒底面2m以上。方可确保旋挖钻在钻进过程中孔口、孔壁不坍塌,且正常钻进。反循环旋转钻孔采取泥浆护壁,以能形成很好泥坯为标准。泥浆成份和配合比依据地质条件和试验确定.泥浆比重为1.08-1.3,粘度为16-20s,PH值为8-10,含砂率小于4%,胶体率大于95%。施工时护筒内泥浆顶面一直高出地下水位最少1m以上,但不低于护筒顶0.5m。冲击钻进时,在钻孔内直接投放粘土,以钻锥冲击制成泥浆。调制护壁泥浆及经过循环净化泥浆,依据地层情
18、况不一样采取了不一样性能指标。因为在施工过程中泥浆不停循环使用,试验人员隔一段时间要对池内泥浆做三种指标测定,假如不满足要求,则需调整池内水、膨润土、粘土,聚丙烯酰胺和火碱含量,直到多种指标满足要求。施工中废泥浆用适宜措施处理,确保环境卫生。1.1.3钢护筒埋设:桩位经质检工程师、监理工程师复核无误后,开始埋设钢护筒。钢护筒埋设前桩位设置护桩,方便恢复检验。钢护筒采取48mm厚钢板加工制成,内径比设计桩径大20cm40cm。护筒高度依据现场实际情况确定,护筒埋深大于2.0米,护筒顶高于地下水位2.0米以上。护筒埋设完成,立即检验护筒平面位置及倾斜率,对超出许可偏差范围,重新进行埋设。护筒平面位
19、置许可偏差5厘米,倾斜率1%。护筒顶部应开设12个溢浆口,并高出地面0.150.30m。护筒可采取挖埋法安装,护筒周围用优质粘土回填扎实,密实不漏水。1.2成孔过程控制1.2.1钻孔:钻机安装就位后,钻头对中,依据四角控制桩用细线绳交出桩中心,确定钻杆垂直后开始钻进。钻机每次进尺控制在50cm 左右。钻进过程中要立即补充提前制备好泥浆,确保在钻进过程中和提钻后孔内液面高于护筒底部2.0m,在钻进过程中应依据地层改变立即调整泥浆性能,以满足正常钻进需要。钻孔应连续一次完成,不得中途无故停钻,钻孔达成设计深度并清孔后,会同监理工程师对孔位、孔深、孔径、垂直度及泥浆沉淀厚度进行检验,确定是否符合设计
20、和规范要求。如清孔后2小时还未浇筑砼,则重新清孔。在距钻孔桩中心距离5m以内任何桩砼浇注完成二十四小时后,才能开始其它桩钻孔施工。在钻进过程中应认真填写施工原始统计,具体统计地层改变、钻进过程中出现相关问题,处理方法及效果等。在钻孔过程中,若发生塌孔,出现流砂、弯孔和缩孔等现象时,要仔细分析,查明原因和位置,然后进行正确处理。1.2.2清孔:钻孔达成要求深度后,测量孔深。技术标准为孔深大于设计桩长;孔径不应小于设计尺寸:倾斜度小于1%H。符合要求后立即进行清孔,清孔可采取抽浆清孔法(或掏碴法),用空气吸泥机进行抽浆清孔,清孔时,必需一直保持孔内水头高度,预防塌孔,清孔后,将取样盒(开口铁盒)吊
21、到孔底,待灌注水下混凝土前取出检验沉淀在盒内碴土,碴土厚度不得大于0.4d(d为设计桩径)。不然,要重新清孔。1.2.3成孔检验:钻孔在终孔和清孔后, 对孔径、孔形、孔深、桩孔竖直度、孔成孔位等进行检验。验收质量标准见下表:验收质量标准护筒安放偏差 (mm)孔径(mm)孔深(mm)桩位偏差(mm)沉碴厚度(mm)孔垂直度偏差(mm)终孔泥浆指标50大于设计孔径大于设计孔深群桩100单排桩500.4d孔深1/100比重含砂率粘度1.24%17-20s1.3钢筋笼吊装为了规范施工,钢筋笼集中下料,就地焊接,绑扎成型,并制作导向架、定位钢板及声测管。为了预防钢筋笼变形,采取分节制作,分节吊焊接。钢筋
22、笼吊装前,会同监理工程师对钢筋笼材料、尺寸、接头型式等进行检验。检验合格经监理工程师签认后吊装钢筋笼,钢筋笼吊装至设计位置后,立即正确地焊接。采取地锚和井架固定牢靠,预防钢筋笼上浮及掉笼。吊装采取履带吊或汽车吊垂直地将每节钢筋笼放入孔内,一次吊装到位。钢筋笼运输、吊装前制订预防钢筋笼变形方案,并认真组织实施。1.4水下混凝土灌注灌注混凝土前,探测孔底泥浆沉碴厚度,如大于要求,应再次清孔。混凝土拌合物运至灌注地点时,检验均匀性和坍落度,如不符合要求,应进行第二次拌合,二次拌合仍达不到要求,不得使用。混凝土保持有足够流动性,坍落度为18-20cm。灌注首批混凝土时应注意:开始灌注混凝土时,在导管口
23、设置砂球。灌注要连续紧凑地进行,并尽可能缩短拆除导管间隔时间。严禁中途停顿。当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要渐渐灌入。避免整个灌入漏斗和导管,在导管内形成气囊,使混凝土灌不下去。在灌注过程中,灌注时间、混凝土面深度、导管埋深、导管拆除等,均指定专员,用专用表格统计。井孔混凝土面靠近钢筋骨架时,宜使导管保持稍大埋深,并放慢灌注速度,以降低混凝土冲击力。混凝土面进入钢筋骨架一定深度后,要合适提升导管,使钢筋骨架在导管下口有一定埋深。在灌注过程中,随时将井孔内溢出泥浆引流到排污池,预防污染环境及河流。采取导管法浇注水下砼,应首先选择丝扣连接导管。砼坍落度控制在1822cm,粗骨料粒径采取
24、1030mm,导管直径为200300mm,导管连接顺直、光滑、密闭、不漏水,浇注砼前优异行压力试验和试拼工作。在浇注过程中,随时检验是否漏水。砼由输送泵浇注。第一次浇注时,导管底部距孔底250500mm,浇注砼量要经过计算确定,确保导管下端埋入砼内不少于1m。在浇注中导管下端埋深控制在26m范围;提升导管时,采取测绳严格控制导管埋深和提升速度,严禁将导管拔出砼面,预防断桩和缺点桩发生。水下砼要连续浇注不得中止。灌注桩顶标高要予加一定高度,应比设计高出大于0.5-1.0m。桩顶砼不良部分要凿掉清除,但要确保设计范围内桩体不受损伤,并不留松散层。灌注速度大于6.0米/h。1.5桩检验成桩后采取无损
25、检测仪或监理认可检测方法进行桩质量检测,假如监理工程师认为必需,则进行桩钻探取芯试验,确保成桩质量。1.6桩基施工质量控制1.6.1质量检测人员配置设专职质量管理员,并配置专职质检员。在灌注桩工程开工之前须经质检工程师自检,经监理同意签证后才可进行下一工序施工。1.6.2钢护筒埋设质量控制钻孔桩钢护筒埋设质量直接影响钻孔桩施工质量。施工中先正确放线,然后由施工单位监理工程师和主管技术员一起测量平面位置正确性,确定符合规范要求后才埋设钢护筒。1.6.3钻孔泥浆质量控制钻孔过程中泥浆质量控制好坏直接影响成孔质量和成孔速度。为降低钻孔事故发生,采取膨润土泥浆,施工中严格按规范要求各项指标进行控制。
26、依据地质情况随时调整泥浆比重,合理掌握钻速,预防塌孔和缩孔1.6.4质量检测(1)沉碴检验成孔后需对沉碴及孔壁质量进行检验。沉碴厚度测定可采取测砣及沉淀盒方法。因为孔深、线长,测砣测碴厚靠手感把握,故采取沉淀盒,至灌注水下砼下放导管前取出,视其盒内沉碴量作为沉碴厚数据,超出标准,需二次清孔。(2)孔壁质量检验施工中要求值班技术人员二十四小时跟班作业。钻孔过程中要有具体统计,把钻孔地质情况、作业进度等祥加统计。严格确保孔内水位和泥浆各项指标符合要求,每钻进510m利用探孔器检测孔径,检验钻头磨损情况和直径改变,发觉斜孔或缩孔时,随时校正或扩孔,以确保钻孔直径和垂直度。因为基桩所需水下砼体积大,灌
27、注时间长,采取抽浆法进行清孔,尽管费用高,但孔底沉淀厚度均能控制在规范标准以内,有效地确保了成孔质量。1.7不用泥浆护壁施工方法当现场因为因为优质膨润土起源困难、场地受限制或文明施工环境保护等要求时,不能用泥浆护壁时,采取压钢护筒到稳定地层方法。2.冲击钻孔施工工艺2.1 钻孔:钻机安装就位后,底座和顶端保持平衡,在钻进和运行中,不能产生位移或沉陷,不然应找出原因,立即处理。绘制钻孔地质剖面图,方便按不一样土层选择合适钻头、钻进压力、钻进速度和泥浆。应立即填写钻孔施工统计,交接班时交待钻进情况及下一步应注意事项。常常对钻孔泥浆进行试验,不合要求时,随时更正,常常注意土层改变,在土层改变处均取碴
28、样,判明土层,并统计表中,和地质剖面图进行查对。钻进时,开孔必需正确,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进,先开启泥浆和转盘,待泥浆进入钻孔一定数量后,方可钻进,进尺应合适控制。在粘性土层中,用尖底鱼尾式钻锥,中等转速,大泵量,稀泥浆钻进。在砂土层中,用平底圆笼式钻锥,轻压,低级慢速,大泵量,稠泥浆钻进。在较硬碎石土层中,用低级慢速,优质泥浆,慢进尺钻进。在钻进过程中一直保持孔内水位高于地下水位1.5m以上。在钻孔排碴,应保持泥浆密度和粘度不变。22其它同前所述第二章 桩基施工常见问题处理一、挖孔桩所遇问题技术处理1、地下水地下水是深基础施工中最常见问题,它给人工挖孔桩施工带来很
29、多困难。含水层中水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩正常施工,假如碰到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。如碰到了细砂、粉砂土层,在压力水作用下,也极易发生流砂和井漏现象。1.1地下水量不大时 可选择潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后立即浇筑对应段混凝土护壁,然后继续下一段施工。1.2水量较大时当用施工孔本身水泵抽水,也不易开挖时,应从施工次序考虑,采取对周围桩孔同时抽水或井点降水,以降低开挖孔内涌水量,并采取交替循环施工方法,组织安排合理,能达成很好效果。1.3对不太深挖孔桩可在场地四面合理部署统一轻型管井降水分
30、流,对基础平面占地较大时,也可增加降水管井排数,通常即可处理。1.4抽水时环境影响有时施工周围环境特殊,一是抽出地下水进出时周围环境,基础设施等影响较多,不许可无限制抽水;二是周围有江河、湖泊、沼泽等,不可能无限制达成抽水目标。所以在抽水前均要采取可靠方法。处理这类问题最有效方法是截断水源,封闭水路。桩孔较浅时,可用板桩封闭;桩孔较深时,用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水,以确保在正常抽水时,达成正常开挖。2、流砂人工挖孔在开挖时,如遇细砂,粉砂层地质时,再加上地下水作用,极易形成流砂,严重时会发生井漏,造成质量事故,所以要采取有效可靠方法。2.1流砂情况较轻时有效方法是缩短这一循环开挖深度,将正常1
31、m左右一段,缩短为0.5m,以降低挖层孔壁暴露时间,立即进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用纺织袋土逐步堆堵,形成桩孔外壁,并控制确保内壁满足设计要求。2.2流砂情况较严重时常见措施是下钢套筒,钢套筒和护壁用钢膜板相同,以孔外径为直径,可分成4-6段圆弧,再加上合适肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,在开挖0.5m左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土护壁外侧大于0.5m,装后即支模浇注护壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底方法,待混凝土凝结后,将孔心部位混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法,应用到已完成混凝土护
32、壁最下段钻大,使孔位倾斜至下层护壁以外,打入浆管,压力浇注水泥浆,使下部土壤硬些,提升周围及底部土壤不透水性,以处理流砂现象。2.3此措施不凑效,改为钻孔桩施工。3、淤泥质土层在碰到淤泥质土层等软弱土层时,通常可用木方、木板模板等支挡,并要缩短这一段开挖深度,并立即浇注混凝土护壁,这次支挡木方可板要沿周围打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已浇好混凝土护壁后面,可斜向放置,双排部署相互反向交叉,能达成很好支挡效果。4、桩身混凝土浇筑4.1消除水影响4.1.1孔底积水浇筑桩身混凝土关键应确保其符合设计强度,要确保混凝土均匀性、密实性,所以预防孔内积水影响混凝土配合比和密实性。浇筑前要抽干孔内积
33、水,抽水潜水泵要装设逆流阀,确保提出水泵时,不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。假如孔内水抽不干,提出水泵后,可用部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底,然后再浇注混凝土。假如孔底水量大,确实无法采取抽水方法处理,桩身混凝土施工就应该采取水下浇筑施工工艺。4.1.2孔壁渗水对孔壁渗水,不容忽略,因桩身混凝土浇筑时间较长,假如渗水过多,将会影响混凝土质量,降低桩身混凝土强度,可在桩身混凝土浇筑前采取防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大孔可用木楔打入,周围再用防水材料封闭,或在集中漏水部分嵌入泄水管,装上阀门,在施工桩孔时打开阀门让水流出,浇筑桩身混凝土时,再关闭,这么也可处理其影响桩身混凝土质量问题
34、。4.2确保桩身混凝土密实性桩身混凝土密实性,是确保混凝土达成设计强度必需条件。为确保桩身混凝土浇筑密实性,通常采取串流筒下料及分层振捣浇筑方法,其中浇筑速度是关键,即努力争取在最短时间内完成一个桩身混凝土浇筑,尤其是在有地下压力水情况时,要求集中足够混凝土短时间浇入,方便领先混凝土本身重量压住水流渗透。对于深度大于10m桩身,可依靠混凝土本身落差形成冲击力及混凝土本身重量压力面使其密实,这部分混凝土即可不用振捣,经验证实,桩身混凝土能满足均匀性和密实性。而速度优于采取串流筒施工,对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常施工方法,因为通常上部极少有地下水影响,浇筑速度无须很快,也不能采取自由下落特殊施
35、工方法。5、合理安排施工次序合理安排人工挖孔桩施工次序,对降低施工难度起到关键作用,在施工方案中要认真统筹,依据实际情况合理安排。在可能条件下,先施工比较浅桩孔,后施工深部分桩孔。因为通常桩孔愈深,难度相对愈大,较浅桩孔施工后,对上部土层稳定起到加固作用,也降低了深孔施工时压力。在含水层或有动水压力土层中施工,应先施工外围(或迎水部位)桩孔,这部分桩孔混凝土护壁完成后,可保留少许桩孔先不浇筑桩身混凝土,而做为排水井,以方便其它孔位施工。确保了桩孔施工速度和成孔质量。二、钻(冲)孔桩所遇问题处理2.1遇有坍孔,应仔细分析,查明原因和位置,然后进行处理,坍孔不严重时,可回填至坍孔位置以上,并采取改
36、善泥浆性能,增大泥浆比重、埋深护筒等方法继续钻进。坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填,查明坍孔原因,采取对应方法重钻,坍孔部位不深时,可采取深埋护筒法,将护筒周围用土填实,重新钻孔。2.2遇有孔身偏斜、弯曲时,应分析原因,进行处理,方法能够在偏斜处吊住钻锥反复扫孔,使钻孔正直,偏斜严重时,应回填粘性土到偏斜处,待沉积密实后再钻进。2.3遇有扩孔时,应采取预防坍孔和预防钻锥摆动过大方法。缩孔时,采取钻锥上下反复扫孔以扩大孔径,加大泥浆比,降低地面荷载。2.4遇有钻孔漏浆时,如护筒内水头不能保持,宜采取将护筒周围回填筑实,增加护筒沉埋深,或采取加稠泥浆,反复冲击,以增强护壁。2.5
37、发生卡钻或埋钻事故后,应查明原因,是否钻碴过多、坍孔或底层上涌但均不宜强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锥冲击或用冲吸方法将钻锥周围钻碴松动后再提出。埋钻关键发生在进尺太快,或钻进过程忽然发生钻杆折断等;卡钻关键发生在钻头底盖合拢不好,钻进过程中自动打开卡钻等。处理孔内事故,应认真分析事故类型,并找准事故原因,正确确定事故深度,为采取合理方法提供依据。埋钻或卡钻发生后,在钻头周围肯定堆积了大量沉淀物,形成很大侧阻力。所以,处理方案:首先应以消除侧阻力为先导,严禁强行处理,不然,轻者事故处理失败,重者会造成钻杆扭断,动力头受损等更严重事故。事故发生后,首先必需确保事故孔内有足够泥浆,保持孔
38、内压力,稳定孔壁,预防坍塌,为事故处理奠定基础。在施工中必需确保充足水源。不然因为水源供给不立即,致使钻机停钻,不能正常钻进,所以确保水源是钻机正常工作必需条件。2.6掉钻落物时,宜快速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞,若落体已被泥砂埋住,应在孔中先清除泥砂,使打捞工具能够接触到落体后再打捞。2.7在任何情况下,严禁施工人员进入没有护筒或没有其它防护设施钻孔中处理故障,当必需下入护筒或其它防护设施钻孔时,应采取防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。2.8灌注砼中发生故障,可依据下列情况进行处理:2.8.1首批砼灌后导管进水时,应将已灌入砼拌和物吸出,更正操作方法,重新进行灌注。2.8.2在砼面处于井孔
39、中水面以下不很深情况下,导管进水时,可采取底塞隔水方法,并加一定压力重新插入导管或将导管插入砼中,将导管中水抽出或提出水,再恢复灌注。2.8.3灌注开始很快发生导管堵塞时,可用长杆冲捣或用振捣器振动导管。2.8.4用前述方法无效时,应立即将导管拔出,将已灌注砼吸出,拔出钢筋笼,重新清孔,吊装钢筋笼和灌注砼。2.8.5按上述方法处理达不到要求时,应重新补桩或会同相关单位研究补救方法。2.9 钻孔桩成孔和清孔2.9.1 护筒有定位、保护孔口和维持液(水)为高差等关键作用,可采取打埋或挖埋等设置方法。挖埋时,护筒和坑壁之间应用粘土填实,护筒中心和桩位中心应重合,偏差不得大于50mm;用于维护桩沿线路
40、方向小于100mm。受河海水位涨落或在水中施工钻孔灌注桩,护筒入土应加深或打入隔水层,并应严格控制护筒内外液位高差,预防塌孔或管涌发生。2.9.2 作护壁和排碴用泥浆,其制作及其性能应符合以下要求: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;砂土和较厚夹砂层中成孔时,应采取制备泥浆或在孔中投入泥团造浆,泥浆比重应控制在1.21.3;砂卵石层或轻易塌孔土层中成孔时,泥浆比重控制在1.31.5;为使泥浆有很好技术性能,可合适掺入碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)等分散剂,其掺量为家水量0.5%左右。在粘料含量少粘性土和粉土中可掺入适量增粘剂,通常见羧
41、甲基纤维素(CMC),其含量通常为0.030.2%,具体可经过试验确定。泥浆控制指标:粘度1822s;含砂率小于8%;胶体率大于90%;施工中应常常测定泥浆比重,测定粘度、含砂率、胶体率。2.9.3 钻具和钻头可按下列要求选择:通常粘性土、淤泥质土及砂土中,宜采取笼式钻头;卵石层、强风化岩层中,可用镶焊硬质合金刀头笼式钻头;孤石或旧基础,可用带硬质合金刀头筒式钻头;硬岩中,可用牙轮钻头。2.9.4 钻机钻进时应依据土层类别、孔径大小、钻孔深度及供浆量来确定对应钻进速度。钻速应符合以下要求:在淤泥和淤泥质土层中应依据泥浆补给情况,严格控制钻进速度,通常不宜大于1m/min;松散砂层中,不宜超出3
42、m/h。硬土层或岩层中钻进速度以钻机不发生跳动为准。反循环蹈矩环钻机钻进速度较快,钻进适应立即补充泥浆,保持孔内泥浆面高于地下水位1m以上。2.9.5 为确保造孔垂直度,钻机导向装置需注意:潜水钻钻头上方应有长度大于三倍钻头直径导向装置,和对应拉力装置。利用钻杆加压正循环回转钻机,钻举中应有良好导向装置。2.9.6 钻进过程中若发生斜孔、弯孔、缩径、塌孔或沿护筒周围冒浆和地面沉陷等情况,应停止钻进,经采取下列有效方法后,方可施工。等钻孔倾斜时,可往复扫孔修正,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,在重新钻进。钻进中如遇塌孔,应立即停钻,并回填粘土,带孔壁稳定后再钻。护筒周
43、围漏浆可用稻草拌黄泥堵塞漏洞。2.9.7 清孔应按下列要求进行:对以原土造浆钻孔,钻到设计深度后,可是钻头空钻不进尺,循环换浆,清孔后距孔底0.21m处泥浆比重应控制在1.1左右。对于土质较差砂土层和砂夹卵石层,清孔后孔底泥浆比重宜为1.151.25.清孔结束时,除测定孔底泥浆比重外,还应测定含砂率及其粘度.含砂率10%,粘度28s.清孔后沉碴厚度,端承桩不得大于50mm,或小于设计要求值;摩擦桩不得大于200mm。许可偏差:不少于设计桩径30mm、小于设计桩径50mm。2.10 冲孔桩成孔和清孔2.10.1冲孔设备常见两种类型:一个是CZ型冲击钻机,该机型特点是冲击频率高、冲击自动运行,但冲
44、程小,成孔直径550mm750mm,改造后可到1500mm。一个是双滚筒卷扬机配置机架和钻头简易冲击钻机,卷扬机提升力宜为钻头重力1.21.5倍,该机特点是锤重、冲程大、人工操作控制,成孔直径通常为6001500mm。2.10.2 钻头形式由空心钻头、扩孔钻头、十字钻头等。简易冲击钻机通常宜用十字形钻头。2.10.3 在钻头锥顶和提升钢丝绳之间,可用“9”字环连接,也可设自动转向装置,以确保钻头自动转向,预防形成梅花孔。转向装置可选择合金套、转向套等型式。连接吊环处短绳和主绳卡扣不得少于三个,各卡受力均匀。在钢丝绳和吊环完取出应安装槽形护铁(俗称马眼),以防扭曲及磨损。2.10.4冲击成孔要求
45、:开孔适应低锤密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层,可加粘土块夹小片石,反复冲击造壁,确保护筒稳定。多种不一样土层和岩层钻进时,按下表施工关键点进行。项 目施工关键点备 注在护筒刃脚以下2m以内小冲程1m左右,泥浆比重1.21.5, 软弱层投入粘土块夹小片石,土层不好时宜提升泥浆比重或加粘土块粘土或粉质粘土层中小冲程12m,泵入清水或稀泥浆,常常清除钻头上泥块防粘钻,可投片石。粉砂或中粗砂层中小冲程13m,泥浆比重1.21.5,投入粘土块,勤冲勤掏碴。砂卵石层中、高冲程23m,泥浆比重1.31.5,投入粘土块,勤掏碴留心打斜孔及卡钻基岩高冲程34m,泥浆比重1.3左右,勤掏碴软弱土层或塌孔回
46、填重钻小冲程反复冲击,泥浆比重1.31.5, 加粘土块夹小片石,冲击成孔施工关键点开始钻基岩时应低锤密击或间断冲击,以免偏斜.发觉偏斜,应立即回填片石至偏孔处上部0.30.5m,重新钻进。遇孤石,可预爆或用高低冲程交替冲击,以将大孤石击碎或挤入孔壁。必需正确控制松绳长度,避免打空锤。通常不宜高冲程,以免扰动孔壁,引发塌孔、扩孔或卡钻等事故。应常常检验钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免掉钻。三、水下混凝土施工预防方法及应急预案依据以往不合格品统计,桩基施工中水下混凝土施工是关键步骤。经过统计分析,制订水下砼灌注常遇问题、原因和处理方法。31、原因分析:造成断桩关键原因是混凝土浇
47、筑前各岗位应急方法不到位,准备不充足, 尤其是对钻(冲)孔桩这一特殊过程中操作人员资格、设备能力未严格进行预先判定,输送泵操作司机对设备性能不够熟悉,现场操作人员及管理人员施工经验不足等。32、纠正方法3.2.1.由技术部门做好钻孔桩灌注施工预防方法或作业指导书,对岗前施工人员进行培训指导。3.2.2. 严格根据GB/T19001-质量管理体系要求标准中7.5.2要求对钻孔桩施工过程进行检验,对人员、设备资质进行检验。灌注前由经理部各相关人员组织一次设备大检验,确保设备运转正常。3.2.3.对可能发生问题,做好应急方法准备(如:备用发电机、灌注设备等)。3.2.4.施工中做好灌注统计。3.2.5.水下砼灌注常遇问题、原因和处理方法见下表。水下砼灌注常遇问题、原因和处理方法常遇问题关键原因处理方法商品砼供给不立即可多联络多个砼供给厂家泵车故障及机械故障事先应有备用泵车,灌注前应逐台检验设备机具并试运行备用设备泵送砼质量不良缓凝剂不合格,泵送砼不稳定应测试砼缓凝时间(应大于210分钟),测定砼坍落度,在灌注中,每车砼必需测定一次坍落度控制范围导管砼下落不畅采取震动导管,猛提猛落导管,加高料斗等方法;导管管径大于200