灌注桩施工设计.doc

实训作业 已知某桥梁的钻孔灌注桩的桩径为1.5m，桩长为40m,从桩顶至桩底的土层为30m粘土，5m粉砂，5m粉土层。中墩处桩顶与施工时实际水位高度为1.5m，水流速度1.0m|s,试叙述该桥中墩钻孔灌注桩施工工艺.思路：1.施工放样； 2。设备准备 3.整平场地4.筑岛围堰 5.护筒制作与埋设 6.泥浆制备7.钻机就位 8.成孔9.终孔检查及情况分析 10.成孔质量标准11钢筋笼的制作与检查 12.水下水泥混凝土灌注13.成桩后的处理及检查灌注桩的施工工艺设计整体思路图：1.施工前的准备工作钻孔灌注桩由于其施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被广泛采用，但其施工前的准备工作十分重要，只有条件允许才能保证施工顺利进行。（1） 认真进行施工放样 用全站仪准确放出各桩位中心，用骑马桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度。（2） 设备准备根据地质资料确定科学合理的钻孔方法和钻孔设备，架设好电力路线、配置合适的变压器。若用柴油机提供动力，则应购置与设备动力匹配的柴油机和充足的柴油。混凝土拌和机、电焊机，以及沙石材料、水泥均要在穿孔前准备妥当。（3） 准备场地施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。因场地有浅水，宜采用土或草袋围堰筑岛。由于其所在环境中水深1.5m,水速1.0m/s，故在场地中应用草袋围筑高为2.53.0m的围堰，并用保证其坚固性。（4） 埋置护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土体在静水压力作用下会向孔内坍塌，甚至发生流沙现象。钻孔内若能保持地下水位高的水头，增加孔内静水压力，便能稳定孔壁、防止坍孔。护筒除保护孔口不坍塌外，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩口位置和起到钻头导向的作用。一般采用钢护筒，也可以采用现场预制的混凝土护筒，护筒应采用坚实、不透水。综合以上题目中的桩径1.5m,桩长40m,以及其地质条件和环境考虑，设计采用旋转式钻机成孔。采用木材或钢板制作护筒，由于采用旋转钻机成孔，故护筒内经应为1.6m1.7m。在开挖好的桩处，开挖一个圆形基坑，将采用土埋式进行埋设，将护筒埋入，护筒顶应高出水位1.0m1.5m。（5） 制备泥浆钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流、防止坍孔作用。在桥下桥孔位置设置泥浆池，作灌注桩的泥浆循环系统。钻机开钻前，先在泥浆池中进行人工造浆，作钻孔前期的护壁作用，每个泥浆池平面尺寸约48m，分为沉淀池、储浆池和吸浆池,从钻孔中流出的带有钻渣的泥浆经泥浆槽流入沉淀池，由沉淀池经初步沉淀后流入储浆池，再由储浆池流入吸浆池供泥浆泵吸入，经高压软管、钻杆进入孔底冲击土层。本工程在不影响泥浆沉淀的前提下，因场地有限，将储浆池和吸浆池合并。根据此地质条件，钻孔过程中，在深度未达到30m粘土深度之前，孔使用的泥浆应该满足: 相对密度1.051.20；黏度1622s；静切力1.02.5Mpa;含水率，小于8%4%；胶体率：大于96%；失水率：小于25%；酸碱度：810Ph。当深度为3040m时，所用的泥浆应满足相对密度：1.21.45；黏度：1928s；静切力：35Mpa;含水率：小于84%；胶体率小于或等于96%；失水率：小于等于15%，酸碱度810pH。泥浆池中沉淀池和吸浆池中各安装一台泥浆泵，沉淀池中泥浆泵起排除多余泥浆及钻渣作用，吸浆池内泥浆泵与高压软管相联接，起循环作用。（6） 钢筋笼制作 在钻孔之前或者在钻孔的同时要制作好钢筋笼，以便成孔、清孔后尽快灌注混凝土，防止塌孔事件的发生。钢筋笼应按照图纸尺寸要求，按吊装和钢筋单根定长确定下料长度，注意主筋在50cm范围内接头数量不能超过截面主筋根数总数的50%，加强筋直径要准确，箍筋要预先调直，螺旋筋布置在主筋外侧：定位筋应均匀对称的焊接在主筋外侧。下钢筋笼之前应对其进行质量检查，保证钢筋根数、位置、净距及保护层厚度等满足要求。（7） 安装钻机或钻架钻架是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架。根据已知条件应制作直径为1.5m的钻头，并按规定要求使钻机就位；同时修筑好泥浆池，流槽，沉淀池等。2.成孔根据次地质条件和桩的大小，本设计采用正循环回转钻成孔。正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流入泥浆池，经沉淀处理返回循环池。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可以使用。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取4080r/min，大桩取小值，小桩取大值。以上工作准备就绪孔刚开时暂不落杆，先行空钻以加强孔口的护壁固孔作用，等孔内造浆达到设计要求后，再开始钻进。钻孔时的进尺速度及钻速取决于土层分布情况，每台钻机的首根桩钻孔时以摸清土层分布为基准，钻进速度比正常速度减慢。钻孔过程中始终保证孔内泥浆高度，及时检查孔泥浆质量。对照设计图纸中地质分布图，详细记录实际土层分布，如有与设计不符情况，应详细注明，并留取泥浆样品及指标，便于比较复核，同时上报现场监理工程师签认。钻孔过程中泥浆指标控制在：相对密度1.051.45，粘度1622秒，含砂率48%。土质较好的粘土层泥浆应略稀；遇有土质较软的土层时，应上下提升钻头，进行扫孔，同时适当增大泥浆浓度，以防缩孔；如遇有砂土层时，除增大入孔泥浆内浓度，加强保护壁外，在出浆处泥浆沟内，不断注入少量清水，或将泥浆沟改道加长，加速钻渣沉淀。密切注意土层变化，按要求做好钻孔记录和换班记录，钻孔记录上有每层土的起止标高及对应泥浆指标、钻孔历时等，换班时上一班当班人，在记录上签字。钻孔深度以钻杆加钻头的累计高度及钻机平台标高控制，钻孔前根据业主所交水准点引测机架平台高程，结合孔底设计标高及超钻深度（30mm）计算该桩需接钻杆数及钻至孔底时主动杆上应留尺寸来控制钻孔深度。并用标有刻度的测绳配合吊锤测量复核。注意事项：1） 在钻孔过程中，始终要保持孔内外既定的水位差和泥浆浓度，以起到护壁、固壁的作用，防止坍孔。若发现有漏水（漏浆）现象，应找到原因及时处理。如为护筒本身漏水或因护筒埋置太浅而发生漏水，应堵塞漏洞或用粘土在护筒周围夯实加固，或重埋护筒。若因孔壁土松散，泥浆加固作用较差，应在孔内从新回填新黏土，待沉淀后再钻进，以加强泥浆护壁。2） 在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度，调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜，卡钻和旋转钻机负荷超载的发生。3） 钻孔一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填从钻。3.终孔检查及清孔当钻孔达到预定深度时，根据钻机的类别，采用换浆法清孔，可将钻头提升1020cm，继续循环，用符合要求的优质泥浆把孔内含有钻渣的泥浆通过循环置换出来，以泥浆指标达到规范规定的要求为止。清孔半小时后，将泥浆池、沉淀池内钻渣清入泥浆排放场内，同时注入适量清水，清水量以确保循环泥浆浓度符合要求为准。清孔结束后对桩的成孔质量和沉淀层的厚度按技术规范的标准进行全面检查，检查分两步：清孔后，拆钻前主要检查桩孔的深度（不小于设计值）及泥浆指标（相对密度1.031.10，粘度1720，含砂率2%），泥浆指标检测方法同钻孔时检测方法，孔深用测绳吊锤测量。以上检测本工程配合一台泥浆比重计，一套含砂测定仪、泥浆粘度计。拆钻后主要检查桩径（不小于设计值），垂直度（不大于1%）及沉淀厚度，垂直度及孔径用孔规检测, 孔规用钢筋加工制成，外径同设计桩径，长6m；孔底沉淀厚度用测绳吊锤测量比较，清孔后的孔深与砼灌注前孔深之差即为沉淀厚度。清孔后的成孔质量经监理工程师检查合格后拆钻。成孔质量标准允许误差项目允许偏差空的中心位置（mm）群桩：100;单排桩：50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度钻孔小于1%；挖孔小于0.5%孔深摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于 50mm沉淀厚度（mm）摩擦桩：10cm 支承桩：5cm清空后泥浆指标相对密度：1.031.10；粘度：1720Pas；含砂率：981）.在建筑物旧址或填土区施工时，应先用钎探或其他方法，探明桩孔位置的地下情况。有浅埋旧基础、大石块、废铁等障碍物时，应先挖除或采取其他措施处理。2）.当桩孔净间距过小时，应采取间隔跳跨施工顺序，防止孔内串穿影响成桩质量。3）.在易坍的地层中施工，当用提高水头等措施尚无法稳定孔壁或超径过大时，应用泥浆进行护壁，成孔前需准备大于钻孔容积1.21.5倍的泥浆。4）.施工中应尽量不间断，不得中途无故停钻。操作人员必须认真履行岗位责任，交接班时应认真填写施工记录，详细交代钻进情况及下班应注意的事项。5）.成孔到设计深度后，应庆会同有关部门对孔深、孔径垂直度、孔位以及其他情况进行检查，确认符合设计要求后，填写终孔验收单。6）.成孔搬迁后，必须保护好孔口，防止人员或杂物掉落孔内。清孔半小时后，将泥浆池、沉淀池内钻渣清入泥浆排放场内，同时注入适量清水，清水量4.钢筋骨架及导管吊装 （1）钢筋骨架 由主筋、加强筋、螺旋箍筋、定位筋四部分构成，其构造应满足设计要求，经检查合格后用吊车吊起垂直放入孔内，相邻节段应焊接牢靠，定位准确。下到设计位置后应在顶部采取相应措施反压并固定其位置，防止在混凝土灌注过程中产生上浮。 （2）导管 导管是灌注水下混凝土的重要工具，一般选用刚性导管。刚性导管用钢管制成，内径一般为2535cm每节长约45m，用端头法兰盘螺旋连接，接头间夹有橡胶垫防止渗水。导管上口一般设置储料槽和漏斗，在灌注末期，当钻孔桩桩顶低于井口中水面时，漏斗底口高出水面不宜小于46m，当桩顶高于井孔中水面时，漏斗底口高出顶桩不宜小于46m。导管使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等试验。吊装前应进行试拼，接口连接应紧密、牢固。吊装时，导管应位于井孔中央，并在混凝土灌注前进行升降试验。以确保循环泥浆浓度符合要求5.水下混凝土的灌注灌注混凝土之前，应先探测孔底泥浆的厚度。如果大于规定厚度，要再次清孔，同时应注意孔壁的稳定，防止塌孔。运至桩位的混凝土应检查其均匀性和坍落度，根据此地质条件检查其是否符合要求。若不符合要求应进行第二次拌合，二次拌合仍不能达到要求的，不能进行施工。还要注意：导管下口至孔底的距离一般为2040cm；导管埋入混凝土中的深度以不小于1m为宜。首批灌注砼的数量公式：VD2/4*(H1+H2)+d2/4*h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为20-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。导管法灌注水下砼施工程序见下图：当钢筋笼就位，导管下至设计深度，首批混凝土已拌和完毕运送至桩位处时，即可开始灌注混凝土（俗称灌注）。首批灌注时应在导管漏斗底口处设置可靠的防水设施（一般放置一个直径与管内孔完全吻合的木球）。混凝土倒入漏斗，压住木球向下运动，导管中水从底管压出，从井口逐渐排向井外，混凝土靠自重和向下冲力压至孔底。随着混凝土不断灌入，孔内混凝土面逐渐升高，井内积水不断上什，直至混凝土灌满全孔，水全部被排出。注意首批灌注的混凝土的初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成时间，必要时要加入缓凝剂，每灌注一段时间，就要及时抽拔导管，导管埋入混凝土的深度不能大于6m，但也不能小于2m，要根据混凝土的灌入量计算灌注高度，从而确定提升导管时间。导管提升太快，若超过已灌