冲击钻施工方案

霍永高速公路东段 LJ18 合同段 桥梁桩基施工专项方案 桥梁桩基础施工方案桥梁桩基础施工方案 冲冲 击击 钻钻 孔孔 桥梁桩基施工专项方案 2 三 施工技术方案三 施工技术方案 冲击钻施工冲击钻施工 1 冲击钻施工工艺 1 适用条件 地质范围较广土层 漂石孤石 强弱风化岩层等均可 需场 地平整 水电通畅等 施工流程图如下 2 测量放样 放样前先进行场地平整 测量组根据桩基坐标放样图用全站仪放出桩基中 心桩 设立护桩 校核无误且经监理工程师确认后方可开钻 在成桩过程中由 测量组多次进行复测 监控 以保证成桩后桩基础的位置满足施工规范及设计 要求 桥梁桩基施工专项方案 3 钻孔记录 冲击钻钻孔桩施工工艺框图 安设导管 二次清孔 砼运输 灌注水下砼 拔除护筒 钻机移位 破桩头 砼拌制 抗拉 水密试验 试块检测 桩 检 试块留样 场地处理 现场检查 桩位放样 埋设护筒 钻机就位 钻 进 制作护筒 首次清孔 吊入探孔器 钢筋笼 桥梁桩基施工专项方案 4 3 护筒制作与安放 护筒采用厚度为 10mm 的 A3 钢板卷制而成 内径比桩径大 20cm 高度为 2 5m 一节 挖坑埋设 并在护筒周围对称 均匀地回填粘土 并分层夯实 埋 置深度不小于 2m 严格控制护筒的位置和垂直度 护筒顶面高出地面 30cm 或 高出施工时的河水位 1m 以上 以防止杂物 地面水流入井孔内 4 造浆 泥浆是粘土和水的拌和物 由于其比重大 净水压力大 作用在井孔壁形 成一层泥皮 阻隔孔隙水渗流 保护孔壁免于坍塌 同时 泥浆还起悬浮钻渣 的作用 使钻进正常进行 在适当位置开挖沉淀池 泥浆池以及到各孔位的泥 浆槽 钻碴在沉淀池沉淀后挖出并弃运 防止泥浆流入农田 水渠和河道 在钻进过程中不断用试验仪器对泥浆的各项性能指标进行测试 根据泥浆 性能和地层情况及时调整泥浆的浓度 必要时添加外加剂 泥浆的性能指标见 下表 泥浆性能指标表 泥浆性能指标 钻孔 方法 地层 情况 相对 密度 粘度 Pa s 含砂 率 胶体 率 失水率 ml 3 0min 泥皮 厚 mm 3 0min 静切 力 Pa 酸碱 度 pH 冲击 易坍 地层 1 20 1 40 22 30 4 95 20 3 3 5 8 1 1 5 钻进成孔 钻机就位 首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心 利用 护桩检查桩孔的中心位置是否正确 然后调整钻架 使钻架上的起吊滑轮线 冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上 其偏差不得大于 20mm 钻机精确 就位后 固定好钻机 启动卷扬机吊起冲击锥 把冲击锥徐徐放进护筒中准备 冲击钻进 冲孔之前 对主要机具及配套设备需进行检查 维修 桥梁桩基施工专项方案 5 冲孔前 需经监理工程师同意后方可开钻 施工人员必须熟悉施工设计 图纸所提供的地质 水文资料 以供对不同地层选用不同的钻头 冲程及适当 的泥浆比重 钻进过程中 经常注意土层变化 在土层变化处均应捞取渣样 判断土层 记入施工记录表中 并与地质柱状图土层核对 是否满足承载力要 求 作为终孔时的重要依据 钻进 钻机安装就位后 底座和顶端要平稳 不得产生位移和沉陷 初 钻时进尺适当控制 采用小冲程 使最初成孔竖直 圆顺 防止孔位偏心 孔 口坍塌 进入正常钻进后 采用 4 5m 中 大冲程 但最大冲程不超过 6m 钻 进过程中及时排渣 并保持泥浆的密度和粘度 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 填入记录表中 并与设计提供 的地质剖面图相对照 如达不到设计要求的入岩深度 及时上报监理工程师 申请加长入岩深度 或者与地质报告不相符 及时上报监理工程师和设计单位 钻渣渣样均编号保存 以便分析备查 钻孔作业要连续进行 不得间断 因故 必须停钻时 孔口应加盖 并严禁把冲击锥留在孔内 以防埋钻 6 冲击钻钻进注意事项 冲程要根据地层土质情况来定 一般在通过厚的土层时 用高冲程 通 过松散 砂砾石土层时 用中冲程 在易坍塌或流砂地段用小冲程 冲程过高 对孔底扰动大 易引起塌孔 冲程过小 则钻进速度较慢 为正确提升冲击锥 的冲程 须在钢丝绳上进行标志 通过漂石或岩层时 如孔底表面不平整 须先投入小片石将表面垫平 再用十字型冲击锥进行冲击钻进 防止产生斜孔 坍孔故障 要注意均匀放松钢丝绳的长度 否则松绳过少 形成 打空锤 使钻机 钻架 钢丝绳受到较大意外冲击荷载 遭受损害 松绳过多 容易引起钢丝绳 纠缠事故 经常检查泥浆的浓度及排渣情况 泥浆太浓 将吸收大量的冲击能 并 妨碍冲击锥的转动 使冲击进尺明显下降 或形成梅花孔 偏孔 冲击锥起吊时要平稳 避免冲撞护筒和孔壁 进出孔口时 严禁孔口附 近站人 防止发生撞人事故 按照设计图纸要求 经常捞取渣样 判断地质情况并与图纸对照 做好 桥梁桩基施工专项方案 6 钻孔进尺和地质情况记录 留存影像资料 如不符及时上报 7 终孔检查 钻孔达到要求深度后 对孔深 孔位 孔径 孔形和倾斜度进行检查 并 将检查结果填入终孔检查表 确认满足设计要求后 立即填写终孔检查证书 并经监理工程师签认 方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作 孔径 孔形和倾斜度采用检孔器吊入钻孔内检测 8 清孔 钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批准同意终孔 后立即进行清孔 清孔采用换浆法 用换浆法清孔不需另加机具 且孔内仍为 泥浆护壁 不易塌孔 但容易造成清孔不彻底 应特别注意 一定要保证清孔 时间及清孔质量 避免出现缺陷桩 不得用加深孔深来代替清孔 二次清孔后进行灌注水下砼 钢筋笼下放完毕 须进行二次清孔 当泥 浆浓度 含沙率及沉渣厚度达到设计要求和规范要求后 并经监理同意 可以 进行灌注水下混凝土 清孔后 从孔底提取的泥浆指标要符合规范要求 即相 对密度 1 03 1 10 粘度 17 20Pa s 含砂率 98 在灌注水下混凝土前 孔底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值 提前做好灌 注水下混凝土准备工作 缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间 9 钢筋笼的制作及安装 钢筋笼主筋为 级 焊条按照规范采用 焊缝必须饱满 均匀 接头采 用双面焊 搭接长度不小于 5 倍钢筋直径 相邻钢筋接头错开 同一截面接头不 应超过 50 当采用搭接焊时 要注意保持两连接钢筋轴心在一条直线上 制作钢筋笼的同时 依照图纸设计桩径小于等于 1 8m 时 均匀布置三根 声测管 桩径大于 1 8m 时 均匀布置四根声测管 57mm 检测管 底节钢筋笼 上的检测管下口封好并与主筋底齐平 检测管必须牢固的固定在钢筋笼内侧 钢筋笼接好后立即用套头接好检测管 保证严密不漏水 检测管上口比设计桩 顶高 50cm 装好后上口灌满水并用塞子堵严实 骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块 其间距竖向为 2m 横向圆周不得 少于 4 处 桥梁桩基施工专项方案 7 钢筋笼制作完毕 经监理检查合格后 方可下放到桩孔内 下放钢筋笼 时 控制钢筋笼中心位置与孔中心一致 可用浮漂法进行对中 钢筋笼标高严 格控制 底面高程允许误差 5cm 顶端高程允许误差 2cm 钢筋笼吊装利用汽车起重机进行 为保证骨架起吊时不变形 拟采用两 点吊 第一点设在骨架的上部 第二点设在骨架长度的中点到下三分之一间 在安装过程中 边下钢筋笼边拆除内部支撑 钢筋笼就位后 及时固定 保证钢筋骨架中心位置符合设计要求 孔径 孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定 当缺乏专用仪器时 可采用 外径为钻孔桩钢筋笼直径加 100mm 长度为 4 6 倍外径的钢筋笼检孔器吊入钻 孔内检测 10 导管的设立 导管采用直径 300mm 壁厚 6mm 的无缝钢管 每节 3m 底节 4m 配 2 节 1m 2 节 1 5m 的短管 用以调节导管的长度及漏斗的高度 导管的连接采用丝 扣式 并在二法兰盘之间垫有 4 5mm 厚的橡胶止水垫圈 在导管使用前 首先 检查其是否损坏 密封圈 卡口是否完好 内壁是否光滑圆顺 接头是否严密 进行抗拉力和防渗漏试验 试验合格后方可使用 安放时导管底至孔底的距离 为 400mm 11 灌注水下混凝土 灌注混凝土是钻孔桩施工的重要工序 在浇注前 应再次探测孔底沉淀 物厚度 如果沉淀超标 要继续进行清孔 清孔采用喷射清孔法 对孔底高压 射水 泥浆 使沉渣悬浮 然后立即灌注首批混凝土 混凝土拌和物要具有良好的和易性 流动性 流动性保持能力和较小的 泌水率 混凝土初凝时间要控制在 3 6h 塌落度要控制在 18 22cm 由试验确 定可适当加入一些粉煤灰及缓凝减水剂 水下混凝土的灌注要一次完成 中间 不能停顿 首灌量的确定 采用导管法灌注水下混凝土 进入导管内的第一批混凝 土能否完全排除导管内的水或泥浆 并使导管底部埋入混凝土内一定深度 首 次埋管深度 1m 是顺利灌注水下混凝土的关键 首灌量按下式确定 V D2h 4 d2Hd 4 桥梁桩基施工专项方案 8 V 首灌量 m3 D 桩孔直径 m h 导管埋深 m d 导管的直径 m Hd 导管内混凝土所必须保持的最小高度 m 根据下式计算 Hd w H w d w 水容重 kg m3 H w 水深 m d 混凝土容重 kg m3 灌注首批混凝土时 堵板提起后孔内有相应数量的泥浆翻起并外溢 导 管内无泥水溢出 证明混凝土灌入孔底后 可连续不断地灌注混凝土 灌注开始后 要连续紧凑地进行 严禁中途停工 并尽可能缩短拆除导 管的间隔时间 当导管内的混凝土不满时 后续混凝土要徐徐地灌入 防止在 导管内形成高压空气囊 压漏导管 在浇注过程中 保持孔内水头 防止塌孔 并保持导管的埋置深度在 2 6 米范围 防止钢筋笼上浮 当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部 1m 左右时 应降低砼 的灌注速度 当砼拌合物上升到骨架底口 4m 以上时 提升导管 使其底口高于 骨架底部 2m 以上 即可恢复正常灌注速度 在灌注将近结束时 导管内混凝土高度减少 压力差减少 而导管外的 泥浆及所含渣土稠度增加 比重增大 在混凝土顶升困难时 可在孔内加水稀 释泥浆 并掏去部分沉淀土 使浇筑工作顺利进行 拔除最后一段导管时 拔 管速度要慢 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管内 形成泥芯 为确保桩顶质量 在桩顶设计标高以上多灌注 50 100cm 待混凝土强 度达到 70 后 用人工凿除多余的混凝土 以保证桩头混凝土质量良好 灌注水下混凝土时 机修人员全过程值班 并准备好备用发电机及搅拌 机 前台测量人员必须认真细致记录好浇注过程中的混凝土顶面标高和导管长 度 以计算埋管深度 一般要求每灌注两斗混凝土测量一次 每次沿桩周均匀 测三点 最低点处的埋管深度须满足规范要求 桥梁桩基施工专项方案 9 2 钻孔桩成孔质量事故的预防及处理 1 塌孔 塌孔的表征 塌孔的表征是孔内水位突然下降 孔口冒细密的水泡 出渣量显著增加而 不见进尺 钻机负荷显著增加等 原因如下 a 泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求 使孔壁未形成坚实护壁泥皮 孔壁渗漏 b 孔内水头高度不足 支护孔壁压力不够 c 在松软砂层中进尺太快 d 清孔后泥浆比重 粘度等指标降低 e 起落钻头时碰撞孔壁 预防及处理原则 a 保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求 b 保证钻孔时有足够的水头差 不同土层选用不同冲程 c 固定好钻机平台 防止偏心造成起落钻头时碰撞孔壁 d 回填粘土到坍孔处上 1 2m 静置一定时间后重钻 2 钻孔偏斜和缩孔 偏斜缩孔原因 a 钻孔中遇有较大的孤石或探头石 扩孔较大处钻头摆动偏向一方 b 在有倾斜度的软硬地层交界处 岩石倾斜处钻进 c 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷 桥梁桩基施工专项方案 10 预防和处理 a 安装钻机时使底座水平 起重滑轮 钻头中心和孔位中心三者在一条直 线上 并经常检查校正 b 倾斜的软硬地层钻进时 采取低冲程钻进 及时填筑大块石料进行纠偏 钻头 接头逐个检查 及时调整 遇有斜孔 偏孔时 用检孔器检查探明孔偏 斜和缩孔的位置情况 在偏孔 缩孔处上下反复扫孔 偏孔 缩孔严重时回填 重钻 3 卡钻 主要原因 出现缩孔和斜孔时 不及时纠正 强提钻头 钻头处接头不良或钢丝绳疲 劳断裂使钻头掉入孔中 预防和处理 a 经常检查钻具 钻头磨损较大时及时加焊 钢丝绳经常检查 陈旧或者 有断丝时必须更换 b 在钻孔过程中除以上几种主要事故外 还需注意防止糊钻 扩孔 偏孔 卡钻 钻孔漏浆等 3 钻孔桩水下混凝土灌注质量事故的预防及处理 1 导管进水 主要原因 首批砼储量不足 或导管底口距孔底间距过大 砼下落后不能埋住导管底 口以致泥水从底口进入 处理方法 将导管提出 将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除 重新灌注 2 卡管 主要原因 a 初灌时隔水栓卡管 或由于混凝土本身的原因如坍落度过小 流动性差 粗骨料过大 拌合物不均匀产生离析 导管接逢处漏水 大雨中运输混凝土未 加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走 粗骨料集中造成堵塞 桥梁桩基施工专项方案 11 b 机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长 或灌注时间 持续过长 最初灌注的混凝土已经初凝 增大了管内混凝土的下落阻力 混凝 土堵在管内 混凝土灌注导管内外压力差不够 预防措施 备用机械 掺入缓凝剂 做好配合比 改善混凝土的力学性能 处理办法 拔管 吸渣 重灌 3 坍孔 发生坍孔后 应查明原因采取相应措施 如保持或加大水头 排除震动源 等防止继续坍孔 然后用吸泥机吸出孔中泥土 如不继续坍孔可恢复正常灌注 如坍孔不停止 坍孔部位较深 宜将导管拔出将混凝土钻开抓出 同时将钢筋 抓出 只求保存孔位 再以粘土掺砂砾回填 待回填土一段时间后 重新钻孔 成桩 4 埋管 原因 导管埋入混凝土过深 混凝土初凝摩阻力过大 提导管过猛将导管拉断 预防办法 埋管深度不超过 6 米 拔管前或停灌时间较长时 使混凝土不过早初凝 首批混凝土掺入缓凝剂 提升导管时不可猛拔 处理办法 用吊车 千斤顶试拔 仍拔不出 根据实际情况 可将泥浆抽走一部分 将导管切断一部分 重新下导管灌注 5 防止钢筋笼上浮的措施 灌注砼过程中 应随时掌握砼浇注标高及导管埋深 当砼埋过钢筋笼底 端 4m 以上时 应及时将导管提至钢筋笼底端 2m 以上 当发现钢筋笼开始上浮时 应立即停止浇注 并准确计算导管埋深和已浇 砼标高 提升导管后再进行浇注 上浮现象即可消除 4 质量控制指标 桥梁桩基施工专项方案 12 钢筋安装实测项目质量控制指标 钻孔桩成孔质量允许偏差表 如下表 钢筋安装实测项目质量控制指标 项次检 查 项 目规定值或允许偏差 1 主筋钢筋间距 mm 10 2 箍筋 螺旋筋间距 mm 20 3 钢筋骨架外径 mm 10 4 骨架倾斜度 0 5 5 保护层厚度 mm 20 6 骨架中心平面位置 mm 20 7 骨架顶端高程 mm 20 8 骨架底面高程 mm 50 钻孔桩成孔质量允许偏差表 编号项目允许偏差附注 1 孔的中心位 置 群桩 10cm 单排桩 5cm全站仪检查 2孔径不小于设计检孔器检查 3倾斜度钻孔 1 桩长 挖孔 0 5 4孔深不小于设计用测绳测 5 孔底沉渣厚 度 摩擦桩 符合设计要求 无要求时 桩 径 1 5m 的桩 30cm 桩径 1 5m 或桩长 40m 或土质较差的桩 50cm 嵌岩桩 不大于设计规定 四 安全技术措施四 安全技术措施 1 所有作业人员均应进行岗前