反循环钻机施工方案样本.doc

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反循环钻机施工方案及图表
1、 钻机就位
钻孔灌注桩基础施工前将场地用推土机、 压路机整平、 碾压, 使机械能顺利进场就位, 并使钻机在施工中保持稳定。
采用全站仪测定桩孔位置, 并埋设孔位护桩, 采用”十”字定位, 随时校核桩位坐标。
2、 泥浆制备
泥浆制备选用优质膨润土造浆, 设置泥浆池, 泥浆比重在一般地层控制在1.2～1.3范围; 泥浆比重在松散易坍地层控制在1.4～1.5范围。试验泥浆的全部性能指标, 并在钻进中定期检验泥浆比重、 粘度、 含砂率、 胶体率等, 填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用, 废弃泥浆沉淀后运至指定的位置。
钻孔用泥浆技术指标见下表
泥浆技术指标表
序号
项 目
技术指标
1
比重
一般地层: 1.2～1.3; 松散易坍地层: 1.4～1.5
2
粘度
一般地层: 16～22S; 松散易坍地层: 19～28S
3
含砂率
新制泥浆不大于4%
4
胶体率
不小于95%
5
PH值
8~10
3、 埋设护筒
孔口护筒采用4～8mm厚钢板制作, 内径比桩径大200mm～400mm, 护筒长度根据设计要求和实际的地质条件确定, 一般按1.5m～2.0m埋设。孔口护筒采用人工开挖埋设, 护筒底部与土层相接处用粘土夯实, 护筒外面与原土之间用粘土填满、 夯实, 严防地表水从该处渗入。顶部高出施工地面30cm～40cm, 钢护筒筒底的高程符合设计要求。护筒埋设准确竖直, 护筒孔口平面位置与设计偏差按小于5cm控制, 护筒竖向的倾斜度不大于1%。
4、 成孔试验
施工时先在不同区段进行成孔试验, 根据地质条件、 钻机性能等选择合理的泥浆配置、 各阶段的进尺速度、 清孔方式与时间等钻进参数。获取较为详细的地质条件参数和可靠的钻孔参数, 并根据获得的技术数据及时修正, 以保证钻孔质量。
5、 成 孔
( 1) 、 钻孔: 准备工作完成后, 履带式反循环钻机自行就位, 钻机将钻头中心线对准桩孔中心, 误差控制在2cm以内。启动泥浆泵、 钻机开始钻进, 钻进方式以正循环钻进为主, 以反循环钻进为辅, 一般情况下, 先用正循环方式钻进, 以加强泥浆护壁的效果, 确保成孔质量及施工安全, 终孔后改用反循环方式进行清孔, 以加快清孔速度, 减少沉碴厚度; 在部分地质条件较好的桩位采用反循环方式成孔, 可提高钻进速度。在粘土层内可适当加快钻进速度, 到砂层后考虑泥浆不易粘在孔壁上, 则要放慢钻进速度。钻至土夹卵碎石, 旋转钻机进尺不明显, 可改换备用的冲击钻。钻孔过程中, 对成孔的孔位、 孔深、 孔形、 孔径、 倾斜度及泥浆的各项指标进行检查, 及时调整。孔内应保持泥浆稠度适当、 水位稳定, 及时加水加粘土, 以维持孔内水头差, 以防坍孔。并对钻碴作取样分析, 核对设计地质资料, 根据地层变化情况, 采用相应的钻进方式、 泥浆稠度。
( 2) 、 故障预防与处理
a、 钻孔偏斜: 安装钻机时保证钻杆、 钻头及护筒三者均在同一竖直线上, 并经常进行检查校正。钻杆、 接头及时调整, 防止弯曲。
在出现钻孔偏斜后, 查明偏斜位置和深度, 一般在偏斜处重复扫孔, 使钻孔垂直。倾斜严重时回填粘土到偏斜处, 待沉积密实后再钻。
b、 糊钻: 在软塑状土层中旋转钻进时, 因进尺快、 钻碴大, 出浆口堵塞后易造成糊钻( 吸钻) 。一般采取控制进尺速度, 选用刮板齿小, 出浆口大的钻头, 以防糊钻。如糊钻严重, 将钻头提出孔口, 清除钻头残碴。
c、 缩孔、 扩孔: 施工钻进过程中经常检查孔径, 如发生缩孔现象, 采用上下重复扫孔的方法, 并及时补焊钻头, 防止因钻头磨耗使钻孔孔径小于设计桩径。如发生扩孔现象, 施工时采取加大泥浆比重、 控制进尺速度的方法, 减少扩孔现象。
( 3) 、 施工注意事项
a、 保证钻杆垂直, 初钻时, 以低档慢速钻进, 且护筒内有一定数量的泥浆方可钻进, 每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用, 经常检查排浆系统, 加速泥浆循环。
b、 根据不同土层, 选用不同的钻进速度和钻进方式。
c、 起落钻头均匀, 避免撞击孔壁; 接卸钻杆时采取可靠措施, 严防钻头脱落; 钻杆拆除后, 进行检查清理, 涂油保养。
6、 第一次清孔
清孔的目的是使孔底沉碴( 虚土) 、 泥浆浓度、 泥浆中含钻碴量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求, 为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程, 经过检查, 孔深、 孔径、 孔的偏斜符合要求后, 将钻碴抽净。清孔采用换浆法, 在钻进至设计深度后, 稍稍提起钻头, 同时保持原有的泥浆比重进行循环浮碴, 随着残存钻碴的不断浮出, 孔内泥浆比重和含量不断降低, 然后注入清水继续循环置换, 随时检查清孔质量; 个别孔底沉碴采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。清孔后泥浆应符合下列规定: 泥浆相对密度小于1.1～1.2, 含砂率<8％, 粘度17~20Pa.s, 胶体率>98%; 灌注混凝土前, 孔底沉碴厚度≤300mm。
7、 绑扎、 吊装钢筋笼
(1)、 钢筋笼绑扎
钢筋笼严格按设计和规范要求制作。钢筋骨架的保护层用定位筋来保证, 定位筋每隔2m设一组, 每组4根均匀设于桩基加强筋四周。
钢筋笼主筋采用双面焊缝, 钢筋笼骨架焊接前先根据设计图纸放样下料, 放样时应考虑焊接变形和预留拱度, 做好焊接平台, 在平台上固定加强钢筋, 并根据设计的主筋布置在加强钢筋四周划出标记, 焊接主筋, 然后绑扎螺旋箍筋, 并在钢筋笼上做好吊点和孔口固定处的加强处理。
钢筋加工及安装检测项目、 检查频率
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
受力钢筋间距( mm)
±20
每构件检查2个断面,
用尺量
2
箍筋、 横向水平钢筋、 螺旋筋间距( mm)
0、 -20
每构件检查5-10个间距
3
钢筋骨架尺寸( mm)
长
±10
按骨架总数30%抽查
宽、 高或直径
±5
4
保护层厚度( mm)
±10
每构件沿模板周边检查8处

( 2) 、 钢筋笼吊装
在确认清孔完成并符合设计要求后, 将焊接好的钢筋笼骨架分段用吊机吊入桩孔, 当骨架进入孔口后, 应将其扶正缓缓下降, 严禁摆动碰撞孔壁, 造成坍孔。吊入下段后将其临时固定在孔口位置, 再吊放上段钢筋笼, 并在孔口与下段钢筋进行搭接; 钢筋笼搭接采用单面焊, 在上、 下段钢筋笼对位固定好进行焊接, 焊接完成后下放至设计深度, 并在孔口牢固定位, 以免在灌注砼过程中发生上浮、 下沉或偏位现象。
8、 导管安装
导管用Φ250mm的钢管, 壁厚3mm, 每节长2.0-5.0m, 配1-2节长1.0-1.5 m短管, 由管端粗丝扣、 法兰螺栓连接, 接头处用橡胶圈密封防水, 并对导管作水压和接头抗拉试验, 保证不漏水。砼浇筑采用专门的灌注车, 用于支撑悬吊导管, 吊挂钢筋笼, 上部放置砼漏斗。砼灌注开始时, 导管底部至孔底应保持有200-400mm的距离, 施工时可先将导管探到孔底, 然后上提200-400mm的高度来保证。
9、 第二次清孔
在第一次清孔达到要求后, 由于要安放钢筋笼及导管, 至浇筑砼的时间间隙较长, 孔底又会产生沉碴, 因此待安放钢筋笼及导管就绪后, 再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼, 用泵将泥浆压入导管内, 再从孔底沿着导管向外置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求, 孔底泥浆密度为1.03-1.10,复测沉碴厚度不得大于300mm,此时清孔完成,立即浇筑砼。
10、 灌注水下砼
( 1) 、 砼的制备
a、 施工前先对工程所处位置的地下水、 地表水进行化验, 为砼配合比的设计提供依据, 并在施工过程中对地下水、 地表水进行抽样检验, 及时调整配合比设计, 以满足砼抗侵蚀的要求。
b、 砼强度等级较设计强度提高, 采用P.O32.5水泥, 其初凝时间不早于2.5h,并签定供货合同,保证水泥的连续供应;粗骨料采用碎石,粒径为1.5-40mm, 其最大粒径不得超过导管直径的1/6-1/8和钢筋最小净间距的1/4同时不应大于40mm; 砂用级配良好的中砂, 砼含砂率0.4-0.5; 砼搅拌用水采用饮用水, 坍落度、 水灰比等指标按已批复标准配比执行。
c、 施工前对施工用水( 饮用水) 、 粗骨料、 细骨料、 水泥及掺合剂进行碱含量测定, 严格遵守预防砼碱集料反应的技术管理规定。
d、 砼生产采用集中拌和站生产, 砼水平运输采用砼搅拌输送车运输至各桩位。另外要备好吊车。
( 2) 、 水下砼灌注
a、 经过计算, 首批封底砼数量3m3, 能把泥浆从导管中排出, 并能把导管下口埋入砼中不小于1m深。
b、 开导管用隔水栓, 隔水栓预先用8号铁丝悬吊在砼漏斗下口, 当砼装满后, 剪断铁丝, 砼即下沉至孔底, 排开泥浆, 埋住导管口。
c、 随着砼浇筑连续进行, 拆除导管, 中途停歇时间不超过15min。在整个浇筑过程中, 导管在砼埋深以2-6m为宜。由专人测量导管埋置深度及管内外砼面的高差, 及时填写水下砼浇筑记录。
d、 利用导管内的砼的超压力使砼的浇筑面逐渐上升, 直至高于设计标高1m, 浇筑过程中, 当导管内砼含有空气时, 后续砼宜经过溜槽慢慢地注入漏斗和导管, 不得将砼整斗从上面倾入导管内,以免导管内形成高压气囊, 挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水, 同时, 对浇筑过程中的一切故障均记录备案。
e、 考虑桩顶砼将被凿除, 灌注时水下砼的浇筑而按高出桩顶设计高程的50-80cm控制, 以保证桩顶砼的强度质量, 避免因此造成桩头强度不满足要求的质量问题。
f、 在浇筑将近结束时, 在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释, 排出孔外, 保证泥浆全部排出。
( 3) 灌注事故的预防和处理措施
灌注水下砼是成桩的关键工序, 灌注过程中做到分工明确, 配合默契。统一指挥, 做到快速、 连续施工, 灌注成高质量的水下砼, 防止发生质量事故。
如出现质量事故, 应分析原因, 采取合理的技术措施, 及时设法补救。对有质量缺陷的桩, 应尽可能设法补强, 处理, 不宜轻易废弃, 造成多余的损失。经过补救、 补强的桩, 经认真检验确认合格后, 方可使用。常见的灌注事故有:
导管进水:
其主要有以下原因: A、 首批砼储量不足, 导管底口具孔底的距离过大, 砼下落后, 不能埋设导管底口, 以至泥水从底口进入; B、 导管接头不严, 接头间橡皮垫曾被导管高气压挤平, 或者焊缝破裂, 水从接头或焊缝中流入; C、 导管提升过猛, 或测探错误, 导致导管提离砼面, 而使导管进水。处理时应针对不同的原因, 采用不同的方法:
对于A情况造成的, 则提出导管, 用吸泥机或抓泥机将进入孔底的砼取出, 重新灌注。对于后两种情况, 应视具体情况, 拔换原导管重下新管, 或对原导管修补后重新使用。但灌注前应将进入导管内的水和沉淀物用吸泥机和抽水的方法吸出。最后用潜水泵将管内的水抽干继续灌注。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌注的砼从导管底口翻入, 导管插入砼的深度应大于50cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干, 续灌的砼配合比应增加水泥用量提高稠度, 灌入导管内。以后的砼可恢复正常的配合比。
卡管:
在灌注砼时, 砼在导管中下不去, 称为卡管, 原因有以下两个方面: A、 初灌时隔水栓卡管; B、 机械发生故障或其它原因使砼在导管内停留时间过长, 或灌注时间持续过久, 最初灌注的砼已经初凝, 增大了管内砼下落的阻力, 砼堵在管内。其预防的方法是灌注前应仔细检修机械, 加速灌注速度, 必要时可在首批砼中掺入缓凝剂。
处理时若是第一种原因引起的能够振抖导管或者用长杆冲捣导管内的砼; 第二种原因则只有提出导管作断桩处理。
坍孔:
在灌注过程中发生坍孔, 大多是由于水头高度不足或孔口周围堆放重物, 受到机器震动。发生坍孔后应查明原因, 采取相应的措施, 防止继续坍孔。然后用吸泥机械吸出坍入孔中的泥土, 如不继续坍孔, 能够恢复正常灌注。
埋管:
导管无法拔出称为埋管, 其原因是: 导管埋入砼过深, 导管内外砼已初凝。为了防止出现埋管事故, 应严格控制埋管深度不超过6M, 在砼中适当掺入缓凝剂。
浇短桩头:
浇短桩头大部分原因是测孔深时出现问题: 灌注将近结束时, 浆渣过稠, 用测锤探测难于判断浆渣或砼面, 或由于测锤太轻, 沉不至砼表面, 发生误测。
为了避免这一事故的发生, 灌注将近结束时向孔内加清水稀释泥浆, 用较重的测锤。
断桩、 夹泥:
以上大部分事故引起的结果都可能会产生断桩或夹泥。
对已发生或估计可能发生断桩、 加泥桩, 应采取钻芯取样, 作深入的调查, 判明情况。有下述情况之一者, 应采取补强措施。
A、 对于柱桩, 桩底与基岩之间的加泥厚度超过5cm;
B、 桩身砼有断桩、 加泥, 或局部砼松散;
C、 取芯率小于40%, 并有蜂窝, 松散, 裹浆等情况。
11、 桩机移位
在上一根桩的钻孔及第一次清孔完成后, 移动钻机至下一桩位, 开始进行下一根桩的钻孔施工, 同时开始进行上一根桩的桩身砼灌注。
12、 凿除桩头
基础基坑开挖的同时, 采用风钻将桩头部位多余砼凿除, 以便进行桩基检测和承台基础施工。
13、 泥浆清理
在与当地规划和环保部门联系后, 在现场附近找一合适场地, 作为钻孔产生的废弃泥浆的弃运场地, 并做到妥善处理。
钻孔灌注桩实测项目及检查频率
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
砼强度( Mpa)
满足设计要求
按《公路质量检验评定标准》检查
2
桩位( mm)
群桩
100
用经纬仪检查, 纵横方向
排架桩
50
3
钻孔倾斜度
1%
查灌注前记录
4
沉淀厚度( mm)
符合设计要求
查灌注前记录
5
钢筋骨架底面高程( mm)
±50
查灌注前记录