钻孔灌注桩施工工艺及技术方案

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钻孔灌注桩施工工艺及技术方案

相对密度(g/mm3)

泥皮厚(mm/30min)

清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序,清孔质量的好坏直接影响到第二次清孔质量。确定终孔后,将钻具提离孔底20~30cm后进行空转,把钻进过程中孔内遗留堆积的一些较大的泥块搅制成浆,同时向孔内输送比重较大的优质泥浆,将孔底颗粒沉渣排出,直至孔内无较多泥块、沉渣,通常采用测绳量孔深达到终孔孔深方可提钻。清孔排渣时,必须注意保持孔内水头高度,防止坍孔。

1、钢筋选用具有质量保证书,并通过抽样复检合格的钢筋。钢筋笼由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作,并对钢筋搭焊质量抽样送检JGJ 23─2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程,抽样数量为每300个焊接接头做一组试验。

2、钢筋笼采用加劲成型法分节制作,分节长度应根据吊装条件来确定。每间隔2.0米设一道加劲箍,以保证成型钢筋笼主筋直,误差小,箍筋圆,直观效果好。钢筋笼的制作偏差范围如下表(表2):

≥10d(单面搭接焊)

3、为了保证钢筋主筋不产生露筋现象,同时控制钢筋笼与桩的同心度,利于钢筋笼下放,在钢筋上每间隔3米设置一道保护垫块,在同一截面的圆周上对称布置。(详见钢筋笼保护层措施图。)

钢筋笼主筋的保护层允许偏差为±20。

主筋 保护层1.砼垫块以1:3水泥沙浆拌制而成。

2.直径为100mm,厚度为50mm,中心穿孔。

4、钢筋笼在起吊、运输过程中,应尽量避免相互碰撞,起吊点应设在加强筋部位,就位后立即固定。

5、钢筋笼在孔口焊接,两节钢筋笼保持顺直,同一截面的接头数不应超过50%,间距错开,且不得小于35d,采用单面搭接焊,搭接长度不小于10d,搭接焊完毕,经适当冷却后,应缓慢下放至孔内,严禁猛提猛墩。

6、钢筋笼下放到预定位置后,采用固定器在孔口固定,以防其上窜或下沉。固定器的长度根据孔口标高及笼顶标高计算确定,钢筋笼的安装深度应符合设计要求,其允许偏差为±50㎜。

导管必须顺直,内径一致,其内径偏差不应大于2㎜,且连接牢固,密封性好,不漏气、水。安装时应仔细检查其完好性,在每个接口处加放密封圈。

导管长度根据孔深进行配置,满足二清及水下砼灌注的需要,即二次清孔时能下至孔底;水下砼灌注时,砼能顺利从导管内灌至孔底。

八、二次清孔(简称“二清”)

清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。

一般桩长在50m以上的端承桩宜采用气举反循环清孔。反循环清孔是利用气泵往导管内输送高压气体,在管内与孔口形成较大压差,从而使泥浆从孔壁环状间隙进入,从导管上口返出。由于环状间隙的面积比导管截面积小,可产生泥浆的高速上返。经验算证明,反循环泥浆流速较正循环要高十几倍,通过高速泥浆循环,孔内沉渣快速排除,达到清孔的目的。此法费用不大,简便易行,效果良好。采用该法,关键是控制好孔内泥浆面的落降,落降快、落差大则易塌孔,因此补浆要跟上,而且抽渣时间要短。实践证明,应用得当,桩的承载力能大幅度提高。但要注意在砂层较厚的地层不适用反循环。一般情况下,正循环与反循环往往配合进行清孔。清孔后,需检测泥浆指标及孔底沉渣厚度,其要求及检测方法见表3。

表3二次清孔质量标准及检测仪器

清孔结束后孔内应保持一定的水头高度,并应在30分钟内灌注混凝土。若超过30分钟,灌注混凝土前应重新测定孔底沉渣厚度,

二清验收完毕后半个小时之内必须开始水下混凝土的浇注,灌注水下砼的搅拌机能力,应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕,灌注时间不得长于首批砼初凝时间。若估计灌注时间长于首批砼初凝时间,则应掺入缓凝剂。

1、根据不同的孔深,配置导管长度,导管下口应伸至距孔底0.3~0.5m处,且导管上口不宜高出泥浆面太多,防止初灌时导管内气注产生堵管。故一般在现场应准备0.5m,1m,1.5m,2m等长度不一的导管短节。

2、确定初灌量。初灌量计算公式如下:D

V=π/4d2·γm/γc·Hw+π/4D2·Ho(公式1)

Hw—孔口泥浆面至孔内混凝土面高度;

Ho—孔内混凝土面至孔底距离。

例如:某工程桩基础采用钻孔灌注桩,桩径为Φ800mm,孔深约为65M,泥浆比重取1.2,混凝土比重取2.4,初灌埋管取1.0M,采用Φ250mm导管灌注,导管距孔底距离为0.5M。则初灌量不难算出为:

V=π/4(0.25)2·1.2/2.4·63.5+π/4(0.8)2·1.5≈2.3(M3)

在确定初灌量时,必须保证初灌混凝土有相当大冲击力及埋管深度大于1m。

5、灌注过程中,砼应紧凑、连续不断地供应。砼拌和物运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合相关规定,应进行第二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。当气温低于0℃时,灌注砼应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶砼不得受冻。

7、应注意孔口的翻浆情况,如发现无翻浆时应及时拉动导管,并测量孔内砼面高度,计算导管的埋入深度,指导导管的提升和拆除.出现异常情况时,不宜猛拉猛墩导管,因为在墩拉过程中容易刮住钢筋笼或孔壁,导致其他质量事故。另外,混凝土容易出现离析,导致石子在下,沙浆在上,反而越墩越紧,严重导致导管破裂。此时,应当首先了解导管的埋深,灌入砼的数量以及计算理论砼上升的高度(以便与现场测量的砼面深度作比较,更好的确定砼面的深度)。其次根据埋管深度确定处理方案,常见事故的几个处理方案见表4。

表4常见质量事故处理方案及注意事项

应立即采用导管振动器振动导管,直至混凝土畅通。

振动过程中应注意导管的拉动幅度、钢丝绳的反应等。

应先拆除导管,但必须保证埋管2m以上,然后采用振动器振动导管。

应立即采取措施将导管提出孔外,尔后用气泵将导管内泥浆清理干净,再拌制较好和易性的强度高一级混凝土继续灌注。

导管内泥浆应清理干净,可采取往导管内扔石子听声音,或测绳上绑扎木板测导管内泥浆面高度。

采用导管抽吸法,快拉慢放,来回抽吸,直至钢筋笼下沉至原位。到达笼底位置时,先拆除导管,但必须保证埋管2m以上,让导管迅速拔进钢筋笼底。

8、砼灌注接近桩顶标高时,采用取样器捞取混凝土样,并控制最后一次浇灌量以确保桩顶混凝土符合设计要求。拆下的导管及灌注设备立即冲洗干净,堆放整齐。

9、由施工员或指派的专人制作混凝土试块,并按时拆模、编号,养护至28天令期及时送检。启用新的配合比时,前两根桩要增做一组试块,养护至7天令期送检,以核查新的配合比的适用性。

十、起拔护筒、桩孔回填。

砼灌注结束后,应立即垂直起拔护筒,并将灌注设备机具清洗干净,堆放整齐。同时对桩孔进行回填,夯实,再用混凝土进行封闭。

确保桩位准确性的措施。

(1)建立工程测量网,每月复核次数不少于一次。

(2)施工前认真做好地坪硬化工作,并把轴线投放到硬地坪上。

(3)建立桩位三级复核制度,从制度上解决放样问题。一律采用坐标正算方法放样,然后用皮尺等复核,无误后报项目经理部测量工程师检验,复测无误后,报监理工程师检验,合格并签字后方可进行下道工序的施工。

(4)基准点每次放样前均应检查。

(5)以桩孔中心为准,埋设护筒,全站仪或经纬仪校正桩孔中心,使护筒置中、且垂直,外围用土填平夯平,其中心与桩位中心偏差不得大于20mm。

(6)按设计桩位铺好机台木,使钻机准确就位,必须使成孔设备平正、牢固,确保施工中不发生倾斜、位移。

针对钻孔桩施工时垂直度控制不好,会对桩产生不利影响,具体采取措施为:

(1)施工前要做好场地的平整工作,实行硬地坪施工。必须使成孔设备平正、稳固,主杆垂直,天车、机杆和桩孔三中心成一垂线,钻杆垂直度及同心度良好,以确保开钻后,不发生倾斜、位移。

(2)在成孔钻进过程中,每钻完一根钻杆,以升降机来回上下活动,待畅通无阻,孔底无明显钻渣后,方可加杆继续钻进。

(3)根据地层情况,选好钻头,钻头钻尖锥度大于120度,合理控制钻进技术参数,特别是淤泥层,应采用均匀缓速钻进,严禁快放快进。遇坡度较大的硬层应放慢速度,待钻尖进入硬层后方可正常钻进。

钻孔灌注桩施工中能否控制好孔底沉渣厚度,是影响桩承载力的一个重要因素,可采取如下方案:

(1)在成孔钻进过程中,要注意根据地层特点,相应选择和调整合适的泥浆性能,以增强冲洗液携渣的能力。

(2)合理安排好泥浆池,泥浆池要有一定容量并设立沉淀池与循环池,沉淀池要经常清渣,避免沉淀物反复循环。

(3)采用两次清孔,终孔时一次清孔采用正循环;下导管后二次清孔采用导管正循环或反循环清孔。

(4)混凝土灌注,采用“回顶法”灌注工艺,当储料大斗内的砼连续不断地从导管中灌入,使混凝土产生一个相当大往下的冲击压力,使孔底残余的部分沉渣以及下沉的浓浆在导管外围顶上来,得以排除。

二、钻孔事故的预防及处理

(1)、泥浆相对密度不够及其他性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。

(2)、出渣后未及时补充泥浆或孔内水头高度不够。

(3)、在松软的砂层中钻进进尺太快。

(4)、水头太高、使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

(5)、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。

(6)、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

针对以上坍孔的原因,认真做好预防措施!

(1)、钻孔过程中遇到较大的孤石或探头石。

(2)、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

(3)、钻杆弯曲、接头不正。

针对以上原因认真预防、适当处理。

施工前认真检查各物件的连接是否紧密,如有掉落使用打捞叉等工具及时清理。

糊钻的表征是细粒土层中钻进速度缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象,以至钻头被糊住或埋住的现象。处理方法是可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量。

(1)在透水性强的砂砾或流砂中,特别是有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。

(2)护筒埋置太浅,回填土夯实不够。

(3)地质坚硬、进尺太快,使钻杆超负荷工作。

三、提高砼灌注质量的技术措施

1、确保混凝土的配制质量

(1)原材料:水泥进场时必须有质量保证书,并对品种、标号、出厂日期、质保书等进行检验验收,并按水泥标号先做好配合比的试验,施工中严格按配合比要求进行。

(2)砼搅拌质量控制:采用搅拌机专人操作,骨料及水泥用磅秤计量,水用搅拌机电子计量,质量相对稳定。同时根据规范要求及时对混凝土骨料进行抽查、检测,使其符合规范要求,并经常检查混凝土配合比和坍落度,随机取样做试块。

2、混凝土灌注的施工技术措施

水下灌注采用“回顶法”。由于混凝土有一定的初凝时间,因而,整个施工过程是个既紧张而又连续的过程,为确保混凝土灌注施工质量,应采取以下措施:

(1)现场必须保证有足够符合规范要求的混凝土材料,各机械设备及水、电等必须经检查以满足施工要求;各岗位做到分工明确,又互相配合以确保灌注的连续性和施工的顺利进行。砼灌注必须在第二次清孔验收合格后30分钟内开始。

(2)必须采用“回顶法”导管灌注工艺,混凝土从导管内灌入,以增强混凝土的密实度和坚实性。导管内径Ф250,采用游轮丝扣连接,并加O型密封圈密封,以防漏水。

(3)储料大斗内混凝土储存必须满足首次灌注时,导管底端埋入混凝土中1.0m的要求。

(4)初灌量的确定。(详见公式1)

桩的好坏很大部分在于砼,为保证砼强度,拟采取以下措施:

(1)把好原材料进料关,杜绝不合格原材料进入场区。

(2)严格计量管理,做到每种投料均过磅计量。

(3)合理选用外加剂,以改善砼和易性能,并应经实验确定。

(4)加大砼质量检测频率,发现问题能及时解决。

(5)搭建试块养护室,采用电热棒提高养护室的室内温度,做好砼试块的防寒保温工作。

四、确保钢筋笼质量措施

原材料检验:凡按设计施工图纸所配各种受力钢筋均应有钢材出厂合格证,且机械性能和化学成份指标应符合要求和有关规范规定,不合格的钢材不允许用在工程上,并应有退场证明。

钢筋焊接质量保证:所有电焊人员都应该持证上岗,制作成型的钢筋笼都应进行验收,合格后挂牌存放。使用电焊条应有出厂质量合格证等。

五、防止钢筋笼下沉、上浮的措施

2、配置砼时应严格按照配合比计量,保证砼的坍落度与和易性规范。

3、钢筋笼采用定位器固定在设计标高位置。

4、砼灌注过程中,提拉导管时动作要稳,避免钩挂钢筋笼。埋管深度不宜过深,避免最上层砼面初凝而形成“锅盖”,上顶钢筋笼使之上浮,故应放慢灌注速度,以减小混凝土向上的顶升力。

5、当钢筋笼埋入混凝土有一定深度时,则应提升导管,使导管底部位于钢筋笼下端之上,且有一定距离,但必须注意导管的埋深不得小于2.0m。

1、以固定器固定钢筋笼。

2、灌注砼接近桩顶标高时,采用取样器捞取混凝土样,以确保桩顶混凝土符合设计要求。

一、施工准备阶段的质量控制措施

2、成立高素质的项目经理部

公司根据本工程的实际情况,选择了具有丰富施工管理经验和指挥协调能力、质量意识强、工作负责、熟悉国家的建筑政策、法规的项目经理;抽调具有类似工程施工经验、精干的工程技术人员配合项目经理工作,自始至终搞好本工程,以求圆满地完成公司对本工程所定的质量目标。

(1)编制切实可行的“项目保证计划”,制订详尽的质量保证措施。

(2)科学合理地编制施工方案,对人、财、物等资源进行优化配制。

二、建立工程质量保证体系,确保质量目标管理

建立质量保证体系使质量目标分解发到位,必须落实到人,严格执行ISO9000质量保证体系。

(3)坚持“质量认证制”,坚持质量一票否决权,每道工序完成后必须由质检人员及时检查验收,未经验收或者验收不合格的均不得进入下道工序,质量达不到要求的,必须返工,并对责任班组工序负责人进行处罚,使分部、分项工程的质量在各自阶段得到保证,以工序质量保证产品质量。

三、施工过程的质量控制

1、在各施工阶段中公司对工程的管理人员和进场工段进行宣传教育,使其明确质量的重要性,人人树立“质量是企业生命”的思想,将质量意识灌输到每个人的头脑,并落实到各自的工作中,使每个人在工作中都有创优夺杯的决心和标准。

2、把好“五关”即“人员关、材料关、工艺关、检验关、信息关”使工程质量在施工过程中得到有效控制,确保质量目标的实现。

(1)人员关:首先建立健全项目管理人员和作业人员的质量责任制,制定相应的岗位职责GBT 4604.2-2013 滚动轴承 游隙 第2部分 四点接触球轴承的轴向游隙.pdf,杜绝有风无人的现象。其次,把好人员的素质关,在公司范围内精选技术过硬、作风顽强、经验丰富的管理人员和作业人员参与施工。对进行新技术、新工艺、新材料等操作的工人要先培训、后上岗。

(2)材料关:把好采购、运输、储存、使用等质量环节关,施工中使用的各种材料和半成品,其质量、品种和规格都必须符合设计要求和规范使用,进场必须严格验收,严禁不合格材料进场,采购材料选择质量可靠厂家。材料的运输、储存按公司文件规定作好防护。

(3)工艺关:在施工过程中,必须严格按国家关于质量验收的标准、规程和规范施工。对某些工序施工要按规范提高等级要求,高标准、严格地控制施工全过程。

(4)检验关:每道工序施工前,做好层层技术交底工作,并且有详细的书面技术交底纪录,同时质检人员要掌握质量动态管理,把好技术复核关,使质量问题尽可能消除在施工过程中,班组作业层要坚持“三检制”,即自检、互检、交接检,从而实行质量层层把关,实施对质量的动态管理。

(5)信息管理关:项目应按公司质量程序文件要求,搞好项目质量信息的整理、反馈工作。项目经理作为项目质量的负责人,应根据所收集的质量信息进行正确分析,判定和制定相关的纠正和预防措施。在施工同时,同步进行内业技术资料的编写和收集,以便反映全过程。在各工序施工过程中对有代表性的应录像、拍照,以便追溯。

柬埔寨PreK TamaK湄公河大桥工程施工组织设计四、计量工作质量保证措施

为了保证质量,根据实际情况在现场配备相应的专业人员进行计量管理。测量定位所用的全站仪、经纬仪、测距仪、水准仪等测量仪器及工艺控制质量检测设备必须经过标定合格。

五、成立QC小组针对钻孔桩的质量通病进行技术攻关与质量控制。

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