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文档简介
回旋钻灌注桩作业指导书 1 目的 明确回旋钻反循环钻孔桩施工作业的工艺流程、操作要点和相 应的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。 2 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 京沪高速铁路施工图设计文件 3 适用范围 钻机按照泥浆的循环方式:分正循环钻机和反循环钻机。正循 环钻机适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。 反循环钻机适用于粘性土、砂性土、卵石土和风化岩层,但卵石粒 径小于钻杆内径的2/3,且含量不大于20%。根据建设单位要求,现 场不准采用正循环钻机。 4 施工方法及工艺要求 回旋钻机钻孔施工工艺流程见图 1。 4.1 施工准备 4.1.1 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实,场地位于 陡坡、水中或淤泥中时,用枕木或型钢等搭设工作平台,平台必须 坚固稳定,能承受施工作业时所有静、活荷载,同时还应考虑施工 设备能安全进、出场。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。 钻孔场地在浅水时,宜采用筑岛法。岛顶面通常高出施工水位 0.751.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。 4.1.2 埋设钢护筒,护筒内径比桩径大 20cm,护筒顶面高出施 工地面 2030cm。 护筒埋置深度符合下列规定:黏性土不小于 1m,砂类土不小于 2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少 0.5m。 岸滩上埋设护筒,在护筒四周回填黏土并分层夯实;护筒顶面中心 与设计桩位偏差不大于 5cm,倾斜度不大于 1%。 4.1.3 开挖泥浆池,选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质 泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能,泥浆性能指标如下: 泥浆比重:1.011.15。胶体率:不小于 95%。 粘度:一般地层 1622s,松散易坍地层 1928s。 含砂率:新制泥浆不大于 4%。PH 值:大于 6.5。 平整场地 凿桩头 测定孔位 挖埋护筒 钻机就位 钻 进 制作护筒 加工钻头 中间检查 终 孔 清 孔 测 孔 安放钢筋笼 安放导管 二次清孔 灌注混凝土 挖泥浆池、沉淀池 泥 浆 制 备 泥浆循环、滤碴、补浆、测指标 测 孔深、泥浆比重、钻进速度 测孔深、孔径、孔斜度 注清水、换泥浆、测比重 填表格、监理工程师签字认可 填表、监理工程师签字认可 检查泥浆比重及沉渣厚度 制作混凝土试件,测量混凝土面高度和导 管埋深深度 清理、 检查 测 孔深、孔径 钢筋笼制作 图 1 回旋钻机钻孔施工工艺流程图 桩基检测 施 工 作 业 指 导 书 - 3 - 4.2 钻孔 4.2.1 钻机就位前,对主要机具及配套设备进行检查、维修。 4.2.2 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质 剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、 钻进速度及适当的泥浆比重。 4.2.3 钻进过程中及时滤渣,同时经常注意地层的变化,在地 层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,记入记录表中,并与 设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存,以便分析备查。 4.2.4 钻孔作业应保持连续进行,不中断。 4.2.5 经常检查泥浆的各项指标。 4.2.6 开始钻进时,适当控制进尺,使初期成孔竖直、圆顺, 防止孔位偏心、孔口坍塌。 4.2.7 当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔 形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经 驻地监理工程师认可后方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备 工作。 4.3 清孔 4.3.1 采用反循环清孔方式 4.3.2 清孔时注意事项:清孔标准符合设计及规范要求,即: 孔内排出或抽出的泥浆手摸无 23mm 颗粒,泥浆比重不大于 1.1, 含砂率小于 2%,粘度 1720s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度柱 桩不大于 5cm、摩擦桩不大于 20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代 替清孔。 4.4 钢筋笼制作、安装 钢筋笼主筋接头采用闪光对焊,现场下钢筋笼连接采用搭接焊 或直螺纹连接,每一截面上接头数量不超过 50%,加强箍筋与主筋 连接全部焊接。 钢筋骨架的保护层厚度可用焊接定位钢筋控制。 见下图。设置密度按竖向每隔 2m 设一道,每一道沿圆周布置 4 个。 对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长 度不宜少于 18 米,以减少现场焊接工作量。搭接焊焊接或直螺纹连 接。 钢筋笼制作完成后, 骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形, 须用两点吊:第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的 中点和上部三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起, 再与第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊, 继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升,慢慢放松第一吊点, 直到骨架同地面垂直,停止起吊。检查骨架是否顺直。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,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时应 先焊顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后,全部接头就可以下沉 入孔,直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混 凝土过程中发生浮笼现象。 钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为:主筋间距10mm;箍筋 间距20mm;骨架外径10mm;骨架倾斜度0.5;骨架保护层厚 度20mm;骨架中心平面位置 20mm;骨架顶端高程20mm;骨架底 面高程50mm。 4.5 砼灌注 4.5.1 安装导管 导管采用 250-300 钢管,每节 23m,配 12 节 11.5m 的短 6 15 9 10910 施 工 作 业 指 导 书 - 5 - 管。吊装前先试拼,并做水密承压 试验。导管连接应牢固、封闭严 密、上下成直线吊装,位于井孔中央。 4.5.2 浇注混凝土前二次清孔 浇筑水下混凝土前,检查沉渣厚度,如柱桩超出 5cm、摩擦桩超 过 20cm,则利用导管进行二次清孔,采用换浆法:用 1.11.25 比 重的纯泥浆中迅速压进孔内,把孔内悬浮钻渣较重的泥浆换出。或 喷射法清孔,在灌注砼前,对孔底进行高压射水或射风数分钟,使 沉淀物飘浮后,立即灌注水下砼。 4.5.3 灌注水下混凝土 计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量, 并能保证导管埋入混凝土不小于 1m。足够的冲击能量能够把桩底沉 渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。 桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,导管直径为 30cm。在 灌注过程中,导管的埋置深度应控制在 26m。同时应经常测探孔 内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。 采用箭球、拨栓或开阀,将首批混凝土灌入孔底后,立即测探 孔内混凝土面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正 常灌注。如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故,须立即拔出 钢筋笼,进行清孔后,重新灌注。 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,应防止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,致使测探不准确。灌注过程中,应注意 观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面 高度,正确指挥导管的提升和拆除。 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。 当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度,可拆除 1 节或 2 节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定) 。此时,暂 停 灌注,先取走漏斗,重新系牢井口的导管,并挂上升降设备, 然后松动导管的接头螺栓或快速接头,同时降起吊导管用的吊钩挂 上待拆的导管上端的吊环,待螺栓全部拆除或快速接头拆除后,吊 起待拆的导管,徐徐放在地上,然后将漏斗重新插入井口的导管内, 校正好位置,继续灌注。 拆除导管动作要快,时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、 橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗 干净,堆放整齐。 在灌注过程中,当导管内混凝土含有空气时,后续混凝土要徐 徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊, 挤出管节间的橡皮垫,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,可采取以下措施:尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶 层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小可,建议使用缓凝剂、 粉煤灰等增大其流动性;当混凝土面接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,并缓慢灌注混 凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;当孔内混 凝土进入钢筋骨架 4m5m 以后,适当提升导管,减小导管埋置长度, 以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架 的握裹力。 为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应超灌 100cm,承台施工 前将超灌段混凝土清除。 混凝土灌注到接近设计标高使,工地值班人员要计算还需要的 施 工 作 业 指 导 书 - 7 - 混凝土数量(计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估 计在内) ,通知拌和站按需要数量拌制,以免造成浪费。 钢护筒可在灌注结束后,混凝土初凝前拔出。当使用拼装式钢 护筒时,要待混凝土强度达到 5Mpa 后方可拆除。 在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而 导管外的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。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢, 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。 在灌注混凝土时,每根桩应至少留取两组试件,桩长 20 米以上 者不少于 3 组;桩径大、浇筑时间很长时,不少于 4 组。如交接班 时,每工作班都应制取试件。试件应采用标准养护,强度测试后应 填试验报告表。强度不合要求时,应及时提出报告,采取补救措施。 有关混凝土灌注情况,各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋 深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。 浇注连续进行,中途停歇时间不超过 30min。在整个浇注过程 中,及时提升导管,控制导管的埋深,导管在混凝土埋深 26m。 考虑桩顶含有浮渣,灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设 计高程 100cm 控制,以保证桩顶混凝土的质量。 4.6 泥浆清理 钻孔桩施工中,产生大量废弃的泥浆,为了保护当地的环境, 这些废弃的泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆的堆 放场地,并做妥善处理。 5 质量检验标准 表 1 钻孔桩钻孔允许偏差 序号 项 目 允许偏差(mm) 1 孔径 不小于设计孔径 摩擦桩 不小于设计孔深 2 孔深 柱桩 不小于设计孔深,并进入设计土层 3 孔位中心偏心 群桩 50 4 倾斜度 1% 摩擦桩 200 5 浇筑混凝土 前桩底沉渣 厚度 柱桩 50 表 2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差 序号 项 目 允许偏差(mm) 1 钢筋骨架在承台底以下长度 100 2 钢筋骨架外径 10 3 主钢筋间距 10 4 加强筋间距 20 施 工 作 业 指 导 书 - 9 - 5 箍筋间距或螺旋筋间距 20 6 钢筋骨架倾斜度 05% 7 骨架保护层厚度 20 8 骨架中心平面位置 20 9 骨架顶端高程 20 10 骨架底面高程 50 旋挖钻、冲击钻钻孔桩施工作业指导书 1 目的 明确桥梁桩基旋挖钻、冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点 和相应的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。 2 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质量验收补充标准 京沪高速铁路高性能混凝土实施细则 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南 京沪高速铁路施工图设计文件 3 适用范围 旋挖钻适用于砂类土、碎(卵)石土或中等以下基岩的桥墩桩 基施工。施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。 冲击钻适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩 基施工。 4 施工方法及工艺要求 4. 1.施工准备 清除钻孔场地杂物、换除软土、平整压实;场地位于陡坡时, 用挖掘机挖出满足钻机工作的平台并夯实整平。 基础位于塘内或河内时根据水深情况采用草袋围堰及钢板桩围 堰。 在桩位放样完毕后,将桩中心引至不受施工影响的位置设护桩, 护桩设置要稳固。 4.2.测量放样 根据设计单位移交的测量控制点,布设施工测量控制网,依据 施工测量控制网进行施工放样。 首先放出墩位中心线,再放各桩位中心线,并设置护桩,护桩 设置在稳定的基础上。 4.3.护筒制作及埋置 钻孔前在孔口设置坚固、不漏水的钢护筒。钢护筒内径大于钻 头直径 3040cm,护筒顶面高出施工水位或地下水位 2m,还必须 满足孔内泥浆面的高度要求,在旱地或筑岛时必须高出施工地面 2030cm。埋设护筒时,护筒四周回填黏土并分层夯实。 护筒埋设完毕后,应对护筒中心位置及倾斜度进行复测,护筒 顶面中心与设计桩位中心偏差不得大于 5cm,倾斜度不得大于 1%。 4.4.泥浆的制备 在两墩之间设置泥浆池,供临近两墩孔桩施工循环使用;弃渣 外运于指定弃渣点,以减少对周围环境的污染。 在砂类土、粉质黏土夹层中钻孔,采用膨润土泥浆护壁;在黏 性土中钻孔,塑性指数大于 15,浮渣能力满足施工要求时,将利用 孔内原土造浆护壁。 泥浆性能指标应符合下列规定: 泥浆比重:冲击钻机使用管形钻头钻孔,入孔泥浆比重为 施 工 作 业 指 导 书 - 11 - 1.11.3;旋挖钻机入孔泥浆比重为 1.051.15。 黏度:一般地层 1622s,松散易坍地层 1928s。 含砂率:新制泥浆不大于 4%。 胶体率:不小于 95%。 PH 值:大于 6.5。 为提高泥浆黏度和胶体率,可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧 碱等,其掺量须经试验确定。造浆后试验全部性能指标,钻孔过程 中随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表。 4.5.钻孔施工 4.5.1 钻机安装及钻孔基本要求 4.5.1.1 钻机安装:安装钻机前,底架垫平,保持稳定,不得产生位 移和沉陷。 立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护 筒内。钻机中心应对准桩中心,并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂 线上。钻机定位后,底座必须平整,稳固,确保在钻进中不发生倾 斜和位移。在钻头锥顶和提升钢丝绳之间设置保证钻头转向的装置, 以防产生梅花孔,保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。 4.5.1.2 冲击钻机钻孔 1) 开 孔 的 孔 位 必 须 准 确 , 使 初 成 孔 壁 竖 直 、 圆 顺 、 坚 实 。 2) 钻 孔 时 , 孔 内 水 位 须 高 于 护 筒 底 脚 0.5m 以 上 或 地 下 水 位 以 上 1.5 2.0m。 在 冲 击 钻 进 中 取 渣 和 停 钻 后 , 及 时 向 孔 内 补 水 或 泥 浆 , 保 持 孔 内 水 头 高 度 和 泥 浆 比 重 及 粘 度 。 3) 钻 孔 时 , 起 、 落 钻 头 速 度 要 均 匀 , 不 得 过 猛 或 骤 然 变 速 , 孔 内 出 土 不 得 堆 积 在 钻 孔 周 围 。 4) 钻 孔 作 业 应 连 续 进 行 , 因 故 停 钻 时 , 有 钻 杆 的 钻 机 必 须 将 钻 头 提 离 孔 底 5m 以 上 , 其 他 钻 机 必 须 将 钻 头 提 出 孔 外 , 孔 口 必 须 加 护 盖 。 钻 孔 过 程 中 要 经 常 检 查 并 记 录 土 层 变 化 情 况 , 并 与 地 质 剖 面 图 核 对 。 钻 孔 达 到 设 计 深 度 后 , 对 孔 位 、 孔 径 、 孔 深 和 孔 形 进 行 检 验 , 并 填 写 钻 孔 记 录 表 。 孔 位 偏 差 不 得 大 于 5cm。 4.5.1.3 旋挖钻机钻孔 旋挖钻机就位后,钻头中心点对准桩位中心,同时调整钻桅是 否垂直,然后钻进,其工作循环为:对孔落钻钻进提钻反 转解锁提升钻机回转卸土再对孔。每次钻孔时在深度表上对零, 以检查钻进情况,提放钢丝绳适度。每一循环检查钢丝绳是否在滚 筒槽内(通过后视窗检查) ,检查钢丝绳是否有毛刺、断股现象,如 有及时更换。旋挖钻机成孔在表层土中采用泥水钻头,进入岩层采 用螺旋钻头加旋挖斗配合进行成孔。 4.5.2 钻 孔 异 常 处 理 1) 钻 孔 中 发 生 坍 孔 后 , 应 查 明 原 因 和 位 置 , 进 行 分 析 处 理 。 坍 孔 不 严 重 时 , 可 采 用 加 大 泥 浆 比 重 、 加 高 水 头 、 埋 深 护 筒 等 措 施 后 继 续 钻 进 ; 坍 孔 严 重 时 , 回 填 重 新 钻 孔 。 2) 钻 孔 中 发 生 弯 孔 和 缩 孔 时 , 要 将 钻 头 提 起 到 偏 斜 处 进 行 反 复 钻 进 , 直 到 钻 孔 正 直 。 如 发 生 严 重 弯 孔 、 梅 花 孔 、 探 头 石 时 , 采 用 小 片 石 或 卵 石 与 黏 土 混 合 物 回 填 到 偏 斜 处 , 待 填 料 沉 实 后 再 重 新 钻 孔 纠 偏 。 3) 发 生 卡 钻 时 , 不 可 强 提 。 应 查 明 原 因 和 钻 头 位 置 , 采 取 晃 施 工 作 业 指 导 书 - 13 - 动 大 绳 以 及 其 他 措 施 , 使 钻 头 松 动 后 再 提 起 。 4) 发 生 卡 钻 、 掉 钻 时 , 严 禁 施 工 人 员 进 入 没 有 护 筒 或 其 他 防 护 设 施 的 钻 孔 内 。 必 须 进 入 有 防 护 设 施 的 钻 孔 时 , 确 认 钻 孔 内 无 有 害 气 体 和 备 齐 防 毒 、 防 溺 、 防 埋 等 保 证 安 全 措 施 后 , 方 可 进 入 , 并 有 专 人 负 责 现 场 指 挥 。 4.6.成孔检查 钻孔灌筑桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土前,对钻孔 进行阶段性的成孔质量检查。 4.6.1 孔径和孔形检测 孔径检测在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行。采用笼式探孔器 检测,其外径等于钻孔桩的设计孔径,长度等于孔径 46 倍,详见 下图。检测时,将检孔器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢 慢放入孔内,上下通畅表明孔径大于给定的笼径。 说明:1、图中尺寸均以“m”计;2、D 为桩径。 探孔器示意图 4.6.2 孔深和孔底沉渣检测 孔深采用标准测绳检测,测绳采用钢尺进行校核。孔底沉碴用 两次测锤检测,一次测锤采用圆锥形平底测锤,底部直径 1315cm,锤高 20 22cm,质量 46kg。二次测锤在一次测锤相 同位置进行测量,采用圆柱形测锤检测,直径 1315cm,锤高 35cm,质量 46kg,两次检测后进行测长对照,长度差控制在 20cm 之内,沉碴厚度满足要求。 4.6.3 成孔竖直度检测 孔深竖直度采用测锤法检测,将测锤缓缓吊入孔底,然后缓慢 移动测锤感觉测锤碰到孔壁,量取该位置时测绳到护筒的距离及测 绳长度,根据测绳长度及测绳到护筒的距离算出垂直度;这样沿孔 壁反复量测 46 个位置,然后将几个数值综合比较得出最终的孔身 垂直度。 4.7.第一次清孔 对 孔 径 、 孔 深 、 孔 位 及 竖 直 度 进 行 检 查 确 认 合 格 后 , 经 监 理 工 程 师 认 可 , 即 进 行 清 孔 。 在 抽 渣 或 吸 泥 时 要 及 时 向 孔 内 加 注 清 水 或 新 鲜 泥 浆 , 保 持 孔 内 水 位 。 清 孔 应 达 到 以 下 标 准 : 孔 内 排 出 、 抽 出 或 捞 出 的 泥 浆 手 摸 无 2 3mm 颗 粒 , 泥 浆 比 重 不 大 于 1.1, 含 砂 率 小 于 2%, 粘 度 17 20s。 浇 筑 水 下 混 凝 土 前 孔 底 沉 渣 厚 度 柱 桩 不 大 于 5cm, 摩 擦 桩 不 大 于 20cm, 严 禁 采 用 加 深 钻 孔 深 度 方 法 代 替 清 孔 。 4.8.钢筋笼制作及安装 4.8.1 钢筋笼的制作 主筋搭接焊时,同一断面内的钢筋接头不得超过主筋总数的 50%, 两个接头的间距不大于 500mm。主筋的焊接长度,双面焊不小于 5d,单面焊不小于 10d(d 为主筋直径) 。 施 工 作 业 指 导 书 - 15 - 加强筋与主筋的连接采用点焊。 钢 筋 笼 主 筋 与 加 强 箍 筋 全 部 焊 牢 并 清 除 焊 渣 , 主 筋 与 箍 筋 联 接 采 用 点 焊 , 在 桩 身 配 筋 范 围 内 每 隔 2 米 设 置 一 道 16 加 强 箍 筋 增 加 钢 筋 笼 整 体 刚 度 , 在 加 强 筋 四 周 对 称 设 置 4 个 16 的 定 位 钢 筋 , 确 保 钢 筋 笼 与 孔 壁 的 保 护 层 厚 度 , 定 位 钢 筋 尺 寸 见 下 图 。 钢筋笼的制作在专用台架上进行,下料前,必须先进行检查拉 直,然后对号加工下料,并分类标示排放。钢筋的间距必须至少采 用两个间距定性固定架来进行固定,禁止人工手扶固定间距,保证 主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范要求。 4.8.2 钢筋笼的安装 钢 筋 笼 制 作 根 据 长 度 采 用 分 节 制 作 吊 装 入 孔 。 分 节 制 作 的 节 数 及 长 度 视 钢 筋 笼 总 长 而 定 。 节 段 钢 筋 笼 主 筋 预 先 计 算 及 配 筋 以 确 保 同 一 截 面 的 主 筋 接 头 率 满 足 设 计 及 规 范 要 求 , 节 段 钢 筋 笼 成 型 并 经 检 查 合 格 后 , 由 吊 车 吊 起 第 一 节 钢 筋 笼 , 下 至 最 后 一 根 加 强 筋 断 面 时 , 用 两 根 钢 管 平 等 对 穿 其 中 , 压 在 孔 口 两 侧 枕 木 上 , 再 将 第 二 节 钢 筋 笼 吊 起 使 其 中 心 与 第 一 节 钢 筋 笼 中 心 及 桩 孔 中 心 重 合 , 两 主 筋 接 头 对 正 , 接 头 采 用 单 面 搭 接 焊 连 接 。 声 测 管 采 用 无 缝 钢 管 , 内 孔 径 50mm, 壁 厚 3mm, 按 设 计 及 建 设 指 挥 部 通 知 要 求 布 置 , 声 测 管 与 钢 筋 笼 一 起 分 段 连 接 ( 采 用 套 管 丝 扣 连 接 ) , 管 口 高 出 设 计 桩 顶 20cm, 每 个 声 测 管 高 度 保 持 一 致 。 为 确 保 砼 灌 注 时 不 进 浆 , 声 测 管 全 部 进 行 砼 灌 注 前 试 水 。 清 孔 达 标 后 抓 紧 安 装 钢 筋 笼 ; 吊 装 时 , 严 防 孔 壁 坍 塌 。 钢 筋 笼 入 孔 后 保 证 准 确 、 牢 固 定 位 , 骨 架 中 心 平 面 位 置 允 许 偏 差 20mm, 钢 筋 笼 顶 面 高 程 允 许 偏 差 20mm。 吊装钢筋笼入孔时对准钻孔,保持垂直,慢放入孔。入孔后不 得左右旋转,徐徐下放并严防孔口坍塌。如遇阻碍时停止下放,查 明原因进行处理,严禁猛提猛放和强制下放。 在孔口接长钢筋笼时,上下主筋位置对正,保证钢筋笼接长后 上下段的轴线在同一直线上,不得出现转折。无论是接长钢筋笼还 是钢筋笼全部节段安装到位,在孔口应有可靠的支撑和固定。 钢筋笼吊放入孔后的容许偏差如下: 1) 钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于 10mm; 2) 钢筋笼底面高程偏差不大于50mm。 . 钻孔桩钢筋骨架允许偏差如下表: 钻孔桩钢筋骨架允许偏差 序号 项 目 允许偏差(mm) 1 钢筋骨架在承台底以下长度 100 2 钢筋骨架直径 10 3 主钢筋间距 5d 4 加强筋间距 20 5 螺旋筋间距 20 6 钢筋骨架垂直度 骨架长度 1% 施 工 作 业 指 导 书 - 17 - 4.8.3 钢筋的具体要求 1) 钢筋的表面应洁净,使用前将表面油渍、麟锈等清除干净; 2) 钢筋应平直,无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调 直。 4.8.4 钢筋焊接 1)钢筋接头采用搭接或电弧焊时,采用双面焊缝,双面焊缝困 难时,才采用单面焊缝。 2) 钢筋接头采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部应预弯,使 两结合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于 5d,单面焊缝 的长度不应小于 10d(d 为钢筋直径) 。 3)受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处,并错开布置, 同一断面内的钢筋接头不得超过总数的 50%。对于绑扎接头,两接 头间距离不小于 1.3 倍搭接长度且不小于 500mm。 4) 在同一根钢筋上应尽量减少接头。 5)钢筋接头应避开钢筋弯曲处,距钢筋弯曲处的距离不应小于 10 倍钢筋直径,也不得位于构件的最大弯矩处。 4.9.第二次清孔 安放钢筋笼与导管灌注水下混凝土间隔时间较长,孔底易产生 沉渣,待安放钢筋笼及导管就序后,采用泥浆正循环附加高压射风 法清孔,以达到置换沉渣的目的。待孔底泥浆各项技术指标均达到 设计要求,且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后,清孔完成,立 即进行水下混凝土灌注。 4.10.混凝土灌注 4.10.1 水 下 混 凝 土 导 管 1)钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。导管采用直 径 30cm 的钢管。导管管节长度,中间节为 23m 等长,底节可为 4m,漏斗下用 0.51m 导管。 2)导管使用前必须进行试拼和试压,按自下而上顺序编号和标 示尺度。导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的 0.5%并不大于 10cm,试压压力为孔底静水压力的 1.5 倍。 3)导管长度按孔深和工作平台高度决定,导管底口距孔底的距 离为 3040cm 。导管接头法兰盘宜加锥形活套,底节导管下端不得 有法兰盘。有条件时采用有防松装置的螺旋丝扣型接头。 4.10.2 水 下 混 凝 土 灌 注 1)水下混凝土施工采用罐车运输混凝土、输送泵泵送至导管顶 部的漏斗中。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在 18cm22cm 之间, 并保持良好的和易性。混凝土初凝时间控制在上批混凝土初凝前。 2) 混 凝 土 的 初 存 量 满 足 首 批 混 凝 土 入 孔 后 , 导 管 埋 入 混 凝 土 的 深 度 不 得 小 于 1m 并 且 不 大 于 3m; 当 桩 身 较 长 时 , 导 管 埋 入 混 凝 土 中 的 深 度 可 适 当 加 大 。 漏 斗 底 口 处 必 须 设 置 严 密 、 可 靠 的 隔 水 装 置 , 该 装 置 必 须 有 良 好 的 隔 水 性 能 并 能 顺 利 排 出 。 3) 水 下 混 凝 土 连 续 浇 筑 , 中 途 不 停 顿 。 并 尽 量 缩 短 拆 除 导 管 的 间 断 时 间 , 每 根 桩 的 浇 筑 时 间 不 得 太 长 , 须 在 6 小 时 内 浇 筑 完 成 。 混 凝 土 浇 筑 完 毕 , 位 于 地 面 以 下 及 桩 顶 以 下 的 孔 口 护 筒 在 混 凝 施 工 作 业 指 导 书 - 19 - 土 初 凝 前 拔 出 。 4) 在 浇 筑 混 凝 土 过 程 中 , 测 量 孔 内 混 凝 土 顶 面 位 置 , 保 持 导 管 埋 深 在 2m 6m 范 围 。 当 混 凝 土 浇 筑 面 接 近 设 计 高 程 时 , 用 取 样 盒 直 接 取 样 确 定 混 凝 土 的 顶 面 位 置 , 保 证 混 凝 土 顶 面 浇 筑 到 桩 顶 设 计 高 程 1.0m 左 右 。 5) 在 浇 筑 水 下 混 凝 土 前 , 填 写 成 孔 检 查 记 录 表 和 钻 孔 检 验 批 质 量 验 收 记 录 表 , 在 浇 筑 水 下 混 凝 土 过 程 中 , 填 写 水 下 混 凝 土 浇 筑 记 录 。 6) 水 下 混 凝 土 浇 筑 过 程 中 , 发 生 导 管 漏 水 或 拔 出 混 凝 土 面 、 机 械 故 障 或 其 他 原 因 , 造 成 断 桩 事 故 , 须 重 钻 或 与 有 关 单 位 研 究 补 救 措 施 。 施工钻孔桩时通常采用施工对角桩位的方法进行钻孔,以防在 相邻灌注桩桩身砼还未达到强度时影响桩体质量。 5.安全生产与环境保护 5.1 钻机安装牢固,防止倾覆。钻机就位后,机身用方木垫平,塞牢。 桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。 5.2 注意用电安全,电线不能直接敷设在地面上,采取架空措施。配 电箱加锁。 5.3 钻孔中,注意观察有无漏浆现象,发现漏浆现象及时处理,随时 补充泥浆,保证孔内水位。冲击钻施工时,对附近建筑物的安全进 行监测。 5.4 钻孔孔位及泥浆池附近设置醒目标志和围栏,以防人员掉入孔内。 5.5 每工班检查钻头、主绳与钻头连接、提梁、绳卡等,及时处理问 题。钢丝绳一个节距内断丝超过 15%时必须更换。钢丝绳安全系数, 揽风绳 3.5,吊绳 810。 5.6 钻机施工噪声大,夜间施工对附近居民造成影响,应协调好关系。 5.7 泥浆沉淀处理后排放,不得随意排放,以防污染农田、水源及堵 塞排水设施,必须及时清运渣土到制定排放点处理后排放。 5.8 现场施工人员必须佩戴好安全帽,合理利用安全保证措施。 6.附图 附“钻孔桩施工作业流程图”。 钻 孔 桩 施 工 工 艺 流 程 图桩 位 放 样护 筒 埋 设搭 设 钻 机 平 台钻 机 就 位孔 桩 钻 进 终 孔 、 清 孔钢 筋 笼 吊 放 、 下 导 管二 次 清 孔灌 注 水 下 砼制 作 钢 筋 笼制 作 护 筒 检 测 、 调 整泥 浆 指 标泥 浆 备 料泥 浆 池泥 浆 沉 淀 池导 管 水 密 试 验平 整 场 地 ( 筑 岛 ) 施 工 作 业 指 导 书 - 21 - 人工挖孔桩施工作业指导书 1 目的 明确桥梁桩基人工挖孔施工作业的工艺流程、操作要点和相应 的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。 2 编制依据 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 (2005)160 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收补充标准 (2005)160 京沪高速铁路高性能混凝土实施细则 客运专线铁路桥涵工程施工技术指南 京沪高速铁路施工图设计文件 3 适用范围 适用于无水、少水,孔壁不易坍塌、孔深少于 20 米的柱桩桩基 施工。 4 施工工艺及技术要求 场地平整架设井架、提升设备、潜水泵、鼓风机、照明灯等 在桩位上制作井口护壁挖土(遇到地下水时,用潜水泵抽水) 、 每往下挖 l 米应清理孔壁,校核该段桩孔的垂直度和直径,支模板 浇灌混凝土(C15)护壁拆模板后继续往下挖、支模板、浇灌混凝 土护壁(混凝土强度要达到 50才可以进行下一道工序) ,直挖到 设计要求的岩层后进行扩大头施工挖土验收桩孔直径、深度、扩 大端尺寸;持力层地质情况排除孔底积水和清理虚土,下钢筋笼, 浇筑混凝土。 4.1 人工挖孔 4.1.1 场地平整 平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面应高出原地面 30 厘米左右,场地四周开挖排水沟,防止地表水流入孔内。 4.1.2 测量放样 进行施工放样,施工队配合测量组按设计图纸定出孔位,经检 查无误后,由施工队埋设十字护桩,十字护桩必须用砂浆或混凝土 进行加固保护,以备开挖过程中对桩位进行检验。 4.1.3 桩孔开挖 采用从上到下逐层用风镐、锹进行开挖,遇坚硬土或大块孤石 采用锤、钎风镐破碎,挖土顺序为先挖中间后挖周边,按设计桩径 加每侧 15 厘米护壁截面。 孔内挖出的土装入吊桶,采用卷扬机提升设备将渣土垂直运输 到地面,堆积到指定地点,防止污染环境。 4.1.4 护壁施工 护壁采用现浇模注混凝土护壁,混凝土标号为 C15,径向厚度 为 15cm,第一节护壁顶应高出地面 2530cm,使其成为井口围圈, 以阻挡井上土石及其它物体滚入井下伤人,并且便于挡水和定位。 该方法适用于各类土层,每挖掘 1.01.5m 深时,即立模灌注混凝 土护壁。护壁平均厚度 15cm。两节护壁在立模板时之间留 2030cm 的空隙,以便混凝土的灌注施工。为加速混凝土的凝结,可掺入速 凝剂。模板不需光滑平整,以利于与桩体混凝土的联结。 施 工 作 业 指 导 书 - 23 - 浇筑护壁混凝土时,当混凝土倾落高度超过 2 米时,应通过串筒、 溜管或震动溜管等设施下落;倾落高度超过 10 米时,应设置减速装 置。 护壁砼的施工,采取自制的钢模板。钢模板面板的厚度不得小 于 6mm,浇注混凝土时拆上节,支下节,自上而下周转使用。模板 间用 U 形卡连接, 上下设两道 68 号槽钢圈顶紧;钢圈由两半圆圈组成,用螺栓 连接,不另设支撑,以便浇注混凝土和下节挖土操作 4.1.5 人工挖孔允许偏差和检验方法: 序号 项 目 允许偏差 检验方法 顶面位置 50mm 1 护筒 倾斜度 0.5% 2 孔位中心 50mm 3 倾斜度 0.5% 测量检查 护壁 C15 混凝土配合比为:(kg/m 3) 水泥 水 砂 碎石 313kg 175kg 727kg 1186kg 5 钢筋笼制作、安装 钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过 50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和 安装,符合要求。钢筋骨架的保护层厚度采用焊接定位钢筋控制。 定位钢筋用 16 钢筋制作,见下图。设置密度按竖向每隔 2m 设一 道,每一道沿圆周布置 4 个。 对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长 6 15 9 10910 度不宜少于 18 米,以减少现场焊接工作量。现场焊接采用单面搭接 焊接,搭接长度10d. 钢筋笼制作完成后, 骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形, 须用两点吊:第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的 中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再与 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。随着第二吊点不断提升,慢慢放松第一吊点,直到 骨架同地面垂直,停止起吊。检查骨架是否顺直。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,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时应先焊 顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后,全部接头就可以下沉入孔, 直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过 程中发生浮笼现象。 钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为:主筋间距10mm;箍筋 间距20mm;骨架外径10mm;骨架倾斜度0.5;骨架保护层厚 度20mm;骨架中心平面位置 20mm;骨架顶端高程20mm;骨架底 面高程50mm。 6 砼灌注 6.1 安装导管 导管采用 25-30 钢管,每节 23m,配 12 节 11.5m 的短 管。吊装先试拼,并做水密承压试验。导管应连接牢固、封闭严密、 上下成直线吊装,位于井孔中央。 6.2 灌注水下混凝土 成孔后往孔内注入清水进行水下混凝土灌注。 桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,导管直径为 25- 30cm。在灌注过程中,导管的埋置深度应控制在 26m。同时应经 常测探孔内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。 施 工 作 业 指 导 书 - 25 - 混凝土灌注过程中应严格控制导管埋深,以防止导管进水。 箭球、拨栓或开阀,将首批混凝土灌入孔底后,立即测探孔内 混凝土面高度,计算出导管埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。 如发现导 管内大量进水,表明出现灌注事故,立即停止灌注,提出钢筋笼, 采取有效措施进行清孔。 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,应防止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,致使测探不准确。灌注过程中,应注意 观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面 高度,正确指挥导管的提升和拆除。 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。 当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度,可拆除 1 节或 2 节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定) 。此时,暂 停灌注,先取走漏斗,重新系牢井口的导管,并挂上升降设备,然 后松动导管的接头螺栓或快速接头,同时用吊钩挂上待拆的导管上 端的吊环,待螺栓全部拆除或快速接头拆除后,吊起待拆的导管, 徐徐放在地上,然后将漏斗重新安装在井口的导管上,校正好位置, 继续灌注。 拆除导管动作要快,时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、 橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗 干净,堆放整齐。 在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝 土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高 压气囊,挤出管节间的橡皮垫,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,可采取以下措施:尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶 层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近 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 的冲击力;当孔内混凝土进入钢筋骨架 4m5m 以后,适当提升导 管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从 而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。 为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌 100cm,以保证 设计桩体长度范围内砼质量。 混凝土灌注到接近设计标高时,要计算还需要的混凝土数量 (计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内) ,通 知拌和站按需要数拌制,以免造成浪费。 在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而 导管外的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,并适当提升导管, 使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢, 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。 在灌注混凝土时,每根桩应至少留取两组试件,桩长 20 米以上 者不少于 3 组;桩径大、浇筑时间很长时,不少于 4 组。试件应采 用标准养护,强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时,应及 时提出报告,采取补救措施。 有关混凝土灌注情况,各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋 深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。 浇注连续进行,中途停歇时间不超过 30min。在整个浇注过程 中,及时提升导管,控制导管的埋深,导管在混凝土埋深 26m。 7、安全措施: 施 工 作 业 指 导 书 - 27 - 由于挖孔桩的工作面较少,因此任何物体坠落都可产生严重后 果,必须采取有效的防护措施: 7.1、每孔作业不少于 3 人,要明确分工、各负其责,即井上施 工人员对该井的安全负完全的责任,监督井上不得有任何物料下掉, 必须坚守岗位,不得擅离职守。井下操作人员连续工作时间,不宜 超过 4h,应及时轮换。现场施工人员必须佩带安全帽、安全带,安 全带接绳由孔上人员负责随作业而加长。夜间一般禁止挖孔作业, 如遇特殊情况需夜间挖孔作业时,须经现场负责人同意,并有安全 员在场。 7.2、井下设置安全栏杆(浇第一节护壁时予插 14 钢筋间距 50CM,长度的高出井口 80CM,用 6300 环筋焊接) 、且井口护壁砼 要多出地面 25CM 以上。 7.3、桩孔下挖过程中,必须按照挖一节土(每挖深 5080cm) , 做一节护壁或安放安全防护罩,安全防护罩为半圆面积的钢筋网, 随着掘进工作的深入,网罩不断下移,以保持离工作面约 2M 高度为 宜,井下作业人员一般站于网罩下工作。 7.4、挖孔桩孔口,应设水平活动安全盖板。当吊桶提升到离地 面高 1.8m 左右(超过人高)时推活动盖板关闭孔口,手推车推至盖 板上,卸土后再开盖板下吊桶吊土,以防土块和工具掉入孔内伤人。 最上一节混凝土护壁在井口处高出地面 25cm(厚度与护壁相同) , 以防地面水流入井孔内或脚踢杂物入孔内。井口 2M 范围内严禁堆放 杂物(包括孔内挖出的泥土) 。 7.5、吊桶上下要扶正固稳,并在摆动不大的情况下起吊或下放, 吊桶钩的保险装置必须完好牢固。吊桶内不准装得过满。提升或下 降必须先给信号,且给予回答信号后方可动手作业。 7.6、在井内绑扎钢筋及捣桩芯砼时,在井内操作的人员均须系 好安全带。 7.7、正在开挖的井孔,每天上班前应随时注意检查设备、挂钩 (保险钩) 、提桶超高限位装置等,应对井壁、混凝土护壁的状况进 行检查,发现问题及时采取措施。挖孔人员上下孔井,必须使用安 全爬梯;井下需要工具,必须用提升设备递送,禁止向井内抛掷。 7.8、凡下挖深度超过 2 米的井孔,下班后必须将孔口盖上木板, 或用高于 80cm 的护身栏将井口封闭围挡。防来往人员不慎掉进井下 去。 7.9、多孔同时开挖施工时,应采取间隔开挖的方法。相邻的桩 不能同时挖孔,必须待相邻桩孔浇灌完混凝土之后才能开挖,以保 证土壁稳定。 7.10、桩孔垂直度和直径尺寸应每挖一节检查一次,发现偏差 及时纠正,以免误差积累过大,造成倾斜或塌方。 7.11、桩底扩孔应间隔削土,留一部分土作支撑,待浇筑混凝 土前再挖,此时宜加钢支架支护,浇筑混凝土前再拆除。 7.12、挖孔桩施工一般不得在孔内放炮破石,若遇特殊情况, 非在孔内放炮不可时,需制定专项安全技术措施,并报请主管部门 审批,经批准后方可实施。 7.13、挖孔、成桩必须严格按图施工,若发现问题需要变更, 应及时与设计负责人联系,孔桩护壁后在无可靠的安全技术措施条 件下,严禁破石修孔。挖孔、扩孔完成后,应及时组织验收并浇筑 混凝土,特别是孔壁为砂土、松散填土、软土等不良土壤时不得隔 夜浇筑混凝土,以免塌孔。护壁混凝土拆模,须经现场技术负责人 批准。 7.14、孔底如需抽水时,必须在全部井下作业人员上地面后进 行。 7.15、井孔内一律采用 12V 安全电压和防水带罩灯照明,井上 现场可用 24V 低压照明。现场用电均须安装漏电保护装置。 施 工 作 业 指 导 书 - 29 - 7.16、孔下有害气体一般是有机腐植质产生,如沼气等,凡有 这种气体的地段,人工下孔作业前,应将桩孔口盖板掀开,用鼓风 机和输风管向桩孔中强行送人新鲜空气;当柱孔比较浅时可用提土 桶在孔内上下来回提升几次,使孔内空气流动,转换有毒气体。 7.17、凡在作业时发现流砂、涌水量大、有毒气体时及时向工 地值班人员报告,及时采取有效措施。如有以上情况发生采用木 板支撑或用砂袋阻挡阻止进一步发展。 8、施工注意事项 8.1、工程地质报告中提供情况往往与实际桩孔中土质有一定出 入,特别是各层土的厚度,为确保工程质量,桩的支承端必须落在 设计要求的持力层中,因此桩的长度在设计图纸中不易确定,由设 计院工程地质人员和监理人员下孔检查土质情况后方可确定桩长, 即对桩端逐根进行隐蔽检查验收。孔底扩大头虚土是降低甚至损失 桩承载能力的隐患,设计要求将虚土清理干净。在孔底成型验收和 灌注混凝土前,由设计院工程地质人员与
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