钻孔灌注桩施工技术方案样本.doc

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呈贡新城北洛龙路( 呈黄路-新册路)

新 建 辅 道 桥 工 程

右 辅 道 桥
钻孔灌注桩施工技术方案

施工单位: 湖南省建筑工程集团总公司

一、 工程概况
昆明呈贡新城北洛龙路( 呈黄路-新册路) 新建辅道桥工程位于云南省昆明市呈贡新城。右辅道桥的起点桩号为CK0+049.828, 终点桩号为CK0+410.595, 全长360.767m, 跨径布置为17×21m; 桩基采用钻孔灌注嵌岩桩, 左辅道桥共有桩基40根, 桩径为1.2m, 单排布置2根, 桩均长为43m。拟采用正循环钻机及冲击钻泥浆护壁成孔。拟投入正循环钻机6台, 冲击钻机2台, 分两头左右幅同时作业。
二、 施工工艺及技术方案
一) 、 钻孔灌注桩
1、 场地准备
a、 规划好场地布置, 对桩基平面位置进行放样, 设置水准点, 进行混凝土拌合站与钻孔设备、 原材料堆放等清场工作。
b、 设置钻架, 清除钻孔场地杂物, 换除软土, 整平夯实, 安置钻架。在开钻前, 应控制钻架的钻头与钻孔对正, 钻架稳固无位移。对现场负责的技术员、 施工人员进行技术及安全交底。
c、 制备合格泥浆在储浆池备用。
2、 护筒埋置
a、 护筒采用2m高的钢护筒, 埋置采用人工挖孔施工方法。护筒埋设要求准、 正、 直, 护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计桩位偏差不大于1cm。护筒竖向的倾斜不得大于1%, 且护筒顶面标高须满足护壁水头的要求。经过护筒定桩位、 引导钻孔方向、 隔离地面水流入井口, 保护孔口不坍塌。
b、 护筒埋设必须认真进行, 护筒底部及四周用粘土填筑, 并分层夯实处理, 护筒高出地面0.3m左右, 并在顶部焊加强筋和吊耳, 开出水口。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉, 并要及时处理。
3、 钻孔
a、 钻机就位前, 先对钻孔前的各项准备工作进行检查, 包括主要机具设备的检查和维修。钻机就位后, 底座和顶端应平稳, 不得产生位移或沉陷, 钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm。
b、 除地质本身为粘性土, 能在钻孔中形成合格泥浆外, 钻孔前准备数量充分和性能合格的粘土, 以造浆护壁。钻孔前做好水下混凝土配合比设计, 合格材料进场, 钢筋笼成型, 导管及混凝土拌合设备到位等一切准备工作。钻架就位后用缆风绳稳固不得晃动。
c、 开始钻孔时, 应稍提钻杆, 在护筒内打浆, 并开动泥浆泵进行循环, 待泥浆均匀后方开始钻进, 进尺要适当控制, 对护筒底部应低档慢速钻进, 使底脚处有较坚固的泥皮护壁。如护筒底土质松软出现漏浆时, 可提起钻头, 向孔内倒入粘土块, 再放入钻头倒转, 使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙, 稳定泥浆后继续钻进。钻至护筒底部以下1m后, 则可按土质情况以正常速度钻进。钻进过程中经常注意土层变化, 每进尺2m或在土层变化处捞取渣样, 判断土层, 记入钻孔记录表与地质柱状图核对。
钻孔过程中要保持孔内有1.5~2m的水头高度, 并要防止扳手、 管钳等工具或其它异物掉落孔内, 损坏钻头。
d、 钻孔时分班连续作业, 建立交接班制度, 升降锥头时要平稳, 不得碰撞护筒或孔壁, 。在钻孔过程中若岩体上为粘性土上层, 应及时检查泥浆稠度外, 还应根据进度缓慢情况, 及时使用取砂筒, 下入孔底进行掏渣, 再进行钻孔。钻孔过程中随时检查是否有偏孔和地质异常情况, 钻进中用检孔器检孔。拆除钻杆和加接钻杆要力求迅速。
e、 操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制, 随时填写钻孔记录, 交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。
f、 钻孔泥浆采用优质粘土在泥浆池内制备。并设沉淀池, 串联并用, 钻孔用的泥浆应符合下列要求:
地质情况
相对密度
粘度(s)
含砂率(%)
胶体率( %)
失水量(mL/30min)
一般地质
1.05~1.20
16~22
≤4
≥96
≤25
根据地勘资料, 本工程地层均为一般地层, 无易塌地层。
泥浆池布置形式如下图
泥浆池及储浆池布置在两个墩之间, 每隔2墩布置一组泥池池, 中间设置钻机。
在桩基工程结束后用自卸汽车将废度泥浆外运弃置, 以免污染环境。
g、 钻进作业的劳动组织: 每台钻机每班配备操作人员7名, 其中指挥1人, 卷扬机1人, 机电工兼记录员2人, 装拆钻杆及清渣3人。
4、 清孔
a、 钻孔钻至设计标高后, 对成孔的孔径、 孔深和倾斜度进行检查, 满足设计要求后及时通知监理工程师进行终孔检验, 并填写终孔记录。各项规定和允许偏差如下:
轴线偏差: 单桩为50mm;
倾斜度: 小于1/100;
桩长: 不小于设计桩长;
沉淀厚度: 不大于20cm
b、 在清孔排渣时必须保持孔内原有水头,防止坍孔。
c、 清孔后泥浆指标必须达到规范要求, 清孔采用换浆法。终孔后, 停止钻进尺, 稍提钻锥离孔底10cm空转, 并保持泥浆正常循环, 以中速度将纯泥浆压入, 把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出, 清孔后使泥浆指标及沉淀厚度符合规范及设计要求。
d、 采用自制检孔器进行孔径、 孔形和倾斜度检查。本工程设计桩径为1.2m, 钢筋笼直径为1.08m, 按规范要求检孔器直径为钢筋笼直径加100mm, 因此自制检孔器几何尺寸为: 直径=1.08+0.1=1.18m, 长度=5m。
5、 钢筋骨架的制作及安装:
a、 钢筋必须按设计要求的不同等级、 牌号、 规格分批检验,分别堆放, 不得混杂。钢筋到场后按规范要求对其进行检验, 经检验合格后, 方可用于本工程。钢筋表面应洁净, 无油渍、 漆皮、 鲮锈, 钢筋应平直, 无局部弯曲。
b、 钢筋笼按照设计图纸在钢筋加工场地集中下料分段制作, 运至现场后吊入孔内, 并在孔口进行焊接接长, 根据工程需要长度分成4节。钢筋笼焊接要牢固, 焊接采用双面对焊, 其焊接长度满足设计规范要求, 并将接头错开50cm以上。吊孔要结实, 主筋、 箍筋位置准确。钢筋笼标高偏差不得大于±5厘米。
c、 钢筋骨架用吊车起吊, 第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口, 再起吊另一段, 对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高, 最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与筒口焊牢。
吊装骨架入孔时应轻放、 慢放, 如遇阻碍, 可慢起慢落和正反旋转使之下放, 防止碰撞孔壁引起坍塌, 入孔后应牢固定位。钢筋骨架分节吊装、 就地焊接时, 上下节主筋位置应对准, 轴线应一致。吊装导管时应保持位置居中, 轴线顺直。在桩孔内放入钢筋骨架后, 应尽快连续不断浇筑混凝土, 如清孔后4小时尚未开始浇筑混凝土, 则孔底必须重新清理。
d、 注意埋设声测管, 声测管接头处及底部应密封好, 顶部用木塞封闭, 防止砂浆、 杂物等堵塞管道。
6、 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土采用导管法。
1)、 灌注前的准备工作:
  a、 施工水电正常, 拌合站准备就绪。
  b、 质检、 试验及有关技术人员在现场。
  c、 通讯设备齐全。
2)、 主要施工措施
a、 导管内径采用直径于30cm的导管组成, 下设防水栓, 各管节接头处用带垫圈联结法兰盘连接, 用螺丝栓紧, 进行必要的水密承压和接头抗拉试验, 以保证导管不漏水。
b、 灌注前, 要对孔内进行二次清孔, 使孔底沉淀层厚度不大于20cm, 开始灌注前应再次校对钢筋笼标高、 孔底尺寸、 孔深、 有无坍塌等, 如不符合要求, 应经处理后方可开始灌注。并认真做好灌注前的各项检查记录并经监理工程师确认方可进行灌注施工
c、 灌注水下混凝土采用商品混凝土, 罐车运输并输送至料斗内。灌注首批混凝土时, 导管下口与孔底间距40cm; 设置隔水栓, 待储运足够混凝土数量时, 及时开启阀门灌注; 首批灌注混凝土数量必须满足导管初次埋置深度应不小于2.0m。严格检查混凝土拌合物, 如有离析、 坍落度不符合要求等现象时, 重新拌和; 重新拌和仍达不到要求时, 不得使用。
d、 当混凝土面接近钢筋笼底部时为防止钢筋笼上浮, 应采取以下措施:
   (1)、 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时, 降低混凝土的灌注速度。
( 2) 、 当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时适当提升导管, 减小导管埋置深度, 使其底口高于骨架底部2m以上, 即可恢复正常灌注速度。
e、 灌注水下混凝土应连续浇灌, 并经常探测混凝土顶面高度, 及时提升和拆除导管, 使导管保持适宜埋深, 一般为2—4m, 不得超过6m。拆除导管所耗时间应严格限制, 一般不超过15分钟。灌注的桩顶标高应比设计值预加一定高度, 以清除浮浆, 确保桩顶质量。预加高度不小于0.5m, 预加高部分混凝土, 可在混凝土强度达到80以上时凿除, 凿除时防止损毁桩身, 使桩顶表面符合要求。
f、 指派专人填写水下混凝土灌注记录, 全部混凝土灌注完毕后, 拔除护筒, 清理场地。
g、 为确保桩基质量, 成桩后对桩基进行无破损检验, 要求每根桩均须检验, 并对桩的均质性进行检验, 只有确认钻孔桩合格后方可进行下道工序的施工。
Hh、 混凝土灌注过程中按规范要求进行混凝土试件的见证取样, 取样方法和频率符合规范要求。
7、 钻孔桩工艺流程图
详见附图。

8、 钻孔事故的预防及处理
1)、 坍孔的预防和处理
a、 在松散粉砂土或流砂中钻进时, 控制进尺速度, 选用较大相对密度、 粘度、 胶体率的泥浆。冲击钻成孔时投入粘土、 卵石, 低冲程锤击, 使粘土、 卵石挤入孔壁起护壁作用。
b、 发生孔口坍塌时, 立即拆除护筒并回填钻孔, 重新埋设护筒再钻。
c、 发生孔内坍孔, 判明坍塌位置, 回填砂和粘土混合物到坍孔处以上2m, 如坍孔严重时全部回填, 待回填物沉积密实后再进行钻进。
d、 清孔时指定专人补浆, 保证孔内必要的水头高度。
e、 吊入钢筋笼时对准钻孔中心竖直插入, 严防触及孔壁。
2) 、 钻孔偏斜的预防和处理
a、 安装钻机时要使转盘、 底座水平, 起重滑轮缘、 固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上, 并经常检查校正。
b、 由于主动钻杆较长, 转动时上部摆动过大, 必须在钻架上增设导向架, 控制钻杆上的提引水龙头, 使其导向架对中钻进。
c、 钻杆接头逐个检查, 及时调正, 当主动钻杆弯曲时, 用千斤顶及时调直。
d、 用检孔器探明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后, 一般可在偏斜处吊住钻头上下重复扫孔, 使钻孔正直, 如果偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处, 待沉淀密实后重新钻进。
e、 有倾斜的软、 硬地层钻进时, 应吊着钻杆控制进尺, 低速钻进。

二) 、 冲击钻机成孔
1、 机具布置: 在埋好护筒和备足护壁泥浆粘土后, 将钻机就位, 立好钻架, 对准桩孔中心, 接好风缆绳, 就可开始冲击钻进。护筒同钻孔灌注桩。
2、 开孔: 开钻时先在孔内灌注泥浆, 待孔内有水时可直接投入粘土, 用冲击锥以小冲程重复冲击造浆, 泥浆指标如下:
地质情况
相对密度
粘度(s)
含砂率(%)
胶体率( %)
失水量(mL/30min)
一般地质
1.20~1.40
22~30
≤4
≥95
≤20
开孔及整个钻进过程中, 应始终保持孔内水位高出地下水位, 并低于护筒顶面0.3m以防溢出。
3、 正式钻进时应注意如下事项
1)、 冲程根据土层情况分别规定, 一般在经过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时采用高冲程, 在经过松散砂、 砾类土层中时宜采用中冲程。冲程过高, 对孔底振动大, 易引起坍孔。在经过高液限粘土时, 采用中冲程。
2) 、 在经过漂石或岩层, 如表面不平整, 先投入粘土、 小片石, 将表面垫平, 再用十字形钻锥进行冲击钻进, 防止发生斜孔、 坍孔伤人事故。
3) 、 注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm-8cm, 在密实坚硬土层每次放松3cm-5cm。注意防止松绳过少, 形成”打空锤”, 使钻机、 钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载, 遭受损坏。松绳过多, 则会减少冲程, 降低钻进速度, 严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
4、 检孔: 检孔采用自制检孔器, 其几何尺寸同钻孔灌注桩中的要求。
5、 冲击钻的安全要求: 冲击钻锥起吊应平稳, 防止冲撞护筒和孔壁, 严禁孔口附近站人, 防止发生钻锥撞击人身事故, 孔口加盖保护, 严禁钻锥留在孔内, 防止埋钻。