技术方案
目 录
钻(冲)孔桩施工工艺 ................................................................................................................... 1
1、施工工艺流程 ............................................................................................................. 1 2、测量放线与护筒埋设 ................................................................................................. 1 3、泥浆 ............................................................................................................................. 2 4、旋挖钻机成孔工艺 ..................................................................................................... 4 5、回转钻机成孔工艺 ..................................................................................................... 7 6、冲击钻机成孔工艺 ..................................................................................................... 8 7、清孔 ........................................................................................................................... 12 8、钢筋笼的制作工艺 ................................................................................................... 13 9、钢筋笼吊装 ............................................................................................................... 15 10、水下混凝土灌注 ..................................................................................................... 16 11、质量检验 ................................................................................................................. 18 12、主要设备表 ............................................................................................................. 19 13、主要材料要求 ......................................................................................................... 19 桩底桩侧注浆施工工艺 ......................................................................................................... 21
1、桩底桩侧后注浆原理 ............................................................................................... 21 2、注浆材料的选择与配制 ........................................................................................... 21 3、注浆参数及工艺参数 ............................................................................................... 22 4、安装注浆管 ............................................................................................................... 22 5、压水试验 ................................................................................................................... 23 6、浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等 ....................................................... 24 7、后注浆作业起始时间、顺序和速率应 ................................................................... 24 8、终止注浆条件 ........................................................................................................... 24 9、注浆注意事项 ........................................................................................................... 24 10、注浆相关技术标准 ................................................................................................. 25 11、注浆质量保证措施 ................................................................................................. 26 12、后注浆桩基工程质量检查和验收 ......................................................................... 27 搅拌桩(湿喷法)施工工艺 ................................................................................................. 29
1、工艺流程 ................................................................................................................... 29 2、施工方法 ................................................................................................................... 29 3、质量控制要点及相应技术质量保证措施 ............................................................... 31 4、施工中易出现的问题及其处理措施 ....................................................................... 32 5、主要设备表 ............................................................................................................... 33 搅拌桩(干喷法)施工工艺 ................................................................................................. 35
1、工艺流程 ................................................................................................................... 35 2、施工方法 ................................................................................................................... 35 3、质量控制 ................................................................................................................... 38 4、施工后检测阶段的质量控制 ................................................................................... 39 5、施工注意事项 ........................................................................................................... 39 6、主要设备表 ............................................................................................................... 41 长螺旋钻孔灌注桩施工工艺 ................................................................................................. 43
1、工艺原理 ................................................................................................................... 43
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2、工艺流程 ................................................................................................................... 43 3、长螺旋钻孔灌注桩试桩 ........................................................................................... 44 4、工程质量保证措施 ................................................................................................... 44 5、主要施工设备 ........................................................................................................... 45 预应力管桩专项施工工艺 ..................................................................................................... 47
1、预应力管桩施工简述 ............................................................................................... 47 2、预应力管桩施工准备 ............................................................................................... 47 3、PHC管桩堆放和装卸方法 ........................................................................................ 48 4、PHC管桩的验收 ........................................................................................................ 49 5、PHC管桩材的验收方法 ............................................................................................ 50 6、预制管桩施工工艺 ................................................................................................... 50 7、质量保证计划 ........................................................................................................... 56 8、预制管桩质量标准 ................................................................................................... 59 9、主要设备表 ............................................................................................................... 59 振动沉管灌注桩施工工艺 ..................................................................................................... 61
1、振动沉管灌注桩施工工艺流程 ............................................................................... 61 2、测量放线 ................................................................................................................... 61 3、桩机就位 ................................................................................................................... 62 4、混凝土制作 ............................................................................................................... 62 5、钢筋笼制作 ............................................................................................................... 63 6、沉管施工 ................................................................................................................... 63 7、砼搅拌运输 ............................................................................................................... 8、砼灌注 ....................................................................................................................... 65 9、复打 ........................................................................................................................... 65 10、桩身质量控制 ......................................................................................................... 65 11、关键工序及重点工序的控制 ................................................................................. 66 CFG桩施工工艺 ...................................................................................................................... 67
1、工艺概述 ................................................................................................................... 67 2、CFG桩试桩 ................................................................................................................ 67 3、施工顺序 ................................................................................................................... 67 4、设备选配 ................................................................................................................... 67 5、施工工艺 ................................................................................................................... 67 6、主要分部工程的施工方法 ....................................................................................... 68 7、主要施工机具 ........................................................................................................... 69 8、主要材料需用量计划 ............................................................................................... 69 9、质量保证措施 ........................................................................................................... 69 10、质量标准与验收方法 ............................................................................................. 70 11、通病及事故处理措施 ............................................................................................. 70 12、合理化建议 ............................................................................................................. 72
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钻(冲)孔桩施工工艺
1、施工工艺流程 钻孔桩施工工艺流程见图1: 测量放线 埋设护筒 钻机就位 成 孔 泥浆调制、处理 终 孔 正循环清孔、测量孔深 钢筋笼制作 钢筋笼安装 导管试装 导管安装 检查验收 混凝土质量抽查 灌注水下砼 成桩 图1 钻(冲)孔桩施工工艺流程 2、测量放线与护筒埋设 (1)放出桩位后,查明桩位处有无地下管线。
(2)根据护筒的大小及现场地质情况挖埋护筒,护筒应高出地面50cm,护筒内径应大于钻头直径100mm,埋入土中深度在粘性土中不少于1.5m,在砂土中不少于2m,并应保证孔内浆面高于地下水位1m以上。
(3)护筒中心与桩位中心的允许偏差为50mm。
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3、泥浆
3.1泥浆处理系统
(1)施工时,根据桩机的施工安排及路线设置泥浆池,作为泥浆处理系统。 (2)泥浆采用自拌方法,控制指标应满足下列要求: 相对密度: 一般土层1.05~1.15,易坍土层1.15~1.30; 粘 度: 一般土层16~22S,易坍土层19~28S; 静 切 力: 一般土层1.0~2.25Pa,易坍土层3~5Pa; 含 砂 率: 4%; 胶 体 率: >96%;
失 水 率: 一般土层<25mL/30min,易坍土层<15mL/30min; 酸 碱 度: 8~10PH。
在钻孔中,泥浆顶面应始终高出孔外水位。为回收泥浆,减少环境污染,设置泥浆循环净化系统。
(3)在施工过程中要经常测定泥浆的比重,并经常测定粘度、含砂率。 3.2 泥浆的制备
(1)泥浆的制备存储量按每天用量进行确定,按需设置泥浆池,泥浆须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理,泥浆制作场地以利于施工方便为原则,泥浆用离心泵生产,靠重力沉降循环再生。其循环工序流程如下图2所示: 调 新鲜泥浆拌制液净化泥浆储存 整浆净化中间储存 罐车外运 新鲜浆储存 再生浆指标调整 再生浆储存 合格 施工桩孔 泥浆净化处理 中目振动筛 泥浆沉淀池 粗筛去土渣 劣质浆储存 图2 泥浆制备工艺流程图
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(2)膨润土造浆的主要成分是膨润土、掺合物和水。掺合物主要有羧甲基纤维素(CMC)和火碱(Na2CO3),分别起增大泥浆粘度和增多膨润土颗粒表面吸附负电荷的作用。膨润土造浆配比(占水的百分比)如下:泥浆的经验配合比为(kg/m3):水∶膨润土∶纯碱∶CMC=981∶50∶3.0∶0.4(或985∶50∶2.96∶0.42),施工中应根据试配比的泥浆指标进行调整,直到符合泥浆配制管理性能指标。
(3)针对本工程施工特点,结合工程地质水文情况,泥浆制作材料拟采用优质膨润土,将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行充分搅拌,并放入泥浆池存放或放入未开挖的导墙内放24h以上使之充分水化后才能使用。
3.3泥浆的使用
(1)新制备的泥浆、回收重复利用的泥浆、浇筑混凝土之前孔内的泥浆,在成孔时、清孔后均需要进行物理性能指标测定,主要测定泥浆粘度、比重和含砂率。泥浆性能指标要有专门技术人员用泥浆测量仪测量,专人管理。
(2)成孔过程中随着成孔不断加深要不断补充泥浆,保证泥浆液面始终高于地下水位至少1m,泥浆使用过程中要不断对其性能指标进行检测,一般每个台班检测一次,如发现不符合要求要及时换浆或加外加剂进行调整。
(3)浇注砼前清除孔内沉渣,用新鲜泥浆置换受污染的循环泥浆,清除孔内沉渣、浇砼时排出的孔内泥浆,指标合格的泥浆,排入沉淀池,指标不合格的泥浆需经处理合格后方可重复使用。
(4)对于再生利用的泥浆,因其已受污染性能较差,要适当掺入一定量的CMC和火碱,约为0.10~0.15%左右处理,经检查合格后才能使用。经过分离处理的泥浆,在储备池内和新鲜泥浆混合加外加剂调配合适后,方可送入孔内使用。
(5)在施工期间孔内泥浆面需高于地下水位1米,亦不宜低于孔口面0.3米。
(6)地层中松散的砂层较厚,必须加大泥浆比重到1.15~1.30,防止孔壁坍塌。
(7)泥浆用泥浆泵输送,泵送期间必须密切注意管路的情况,一旦发现爆管,马上停泵接管,以防泥浆污染现场。
(8)废浆或多余的泥浆用专车运出场外,废泥浆和渣土按当地环保有关条例处理。
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4、旋挖钻机成孔工艺
旋挖钻进是一个短进尺、多回次的重复循环过程。回次进尺短(不足1m),回次时间短(回次时间不足5分钟,纯钻进时间不足1分钟),每一个回次又是一个变负荷的过程。开始,钻头切削齿在钻具自重作用下切入土层一个较小的深度,随钻斗回转切削前面土层并将切削下的碎土装进钻斗内,钻斗钻入土层深度及加入钻斗里的土重量不断增加,回转阻力也增加;由于传动系统中液力变矩器的作用,随回转阻力增大其转速降低,内外钻杆传递扭矩的槽、键接触面上的压力也随之增大,这时,操纵加压油缸对钻杆柱加压,其压力可传到钻头,增大钻斗切入深度;钻进负荷又随之增大,转速进一步降低,甚至出现瞬时停止转动的情况,这样,一个在很短时间内,切入深度回转阻力矩逐级增大,负载和转速在很大范围内波动的钻进过程,这是旋挖钻进方法的显著特点。因此,钻斗降到孔底,起动转盘带动回转之初,属自重钻进,不加压(在回转阻力不大的情况下加压,将由于内外钻杆传扭槽、键接触面上的正压力和由此产生的轴向磨擦过小,而使钻杆柱收缩)。在负荷增大到一定程度后,操纵加压液压缸,通过动力头对钻杆柱短时间加压,加压操作可视情况,重复进行1~2次,当加压后钻斗切入量也很小甚至不切入时,应即提钻,故钻进过程中,操作者应密切注视工作舱内的压力、转速仪表以及钻进负荷变化情况,适时加压、提钻。
此外,钻进还应注意以下问题:
(1)正确选择钻斗底部切削齿的形状和规格软层可选用楔形齿套,小切削角、小刃角、齿宽也稍大。硬层宜选用较大的切削角,较窄的弯角齿套。软层,特别是粘结性土层,齿间距离应大些,以免粘泥糊钻,糊钻将大大降低钻进效率,提钻后应经常检查底部切削齿,及时清理齿间粘泥,更换已磨钝的齿套。
(2)为保证孔壁稳定,应视表土松散层厚度,孔口下入长度适当的护筒,并保持泥浆液面高度。随泥浆漏失及孔深增加,应及时向孔内补充泥浆。
(3)钻进岩层,如发现每回次钻进深度太小,用螺旋钻。
(5)钻进挖出的土方,及时用装载车把土方运到安排好的场地堆放。 (6)如下图3为旋挖钻机成孔:
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图3 旋挖钻机成孔
4.1钻机操作工艺
(1)钻机就位时,应调平钻机底座,并从两个方向用经纬仪测调钻架垂直度,确保倾斜度小于1%。
(2)钻孔过程中应注意控制钻孔的垂直度,钻进的速度、成孔孔径以及入岩深度等问题。
(3)垂直度控制:钻孔过程中,应采用经纬仪双向监控,随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正。
(3)孔径控制:每台钻机在开钻前,首先要检查钻头直径,其大小将直接影响孔径的大小,如发现共磨损超过10mm应及时调换。
(4)成孔进度控制:开钻后应连续钻进,以最短时间成孔。在开钻之初应慢速低压,待成孔5m以上且各方面正常后方可加速。对于淤泥、淤泥质土及易塌孔的土层施工时,必须降低钻进速度。
(5)钻孔深度控制:开钻前应核定钻杆的总长度并作好记录,在终孔前通过检查钻杆的余尺,控制钻孔深度,经检查核实无误后,方可提钻。提出钻具后应用测绳复核成孔深度,如测绳的测深小于钻杆的测深,则应采取复钻并清孔。
(6)桩身垂直度偏差要求不大于1%,桩径偏差要求≤50mm,灌注混凝土前孔底沉渣要求厚度不大于50mm。
4.2钻孔注意事项
(1)采用测绳进行孔深测量时,应考虑测绳遇水后收缩的问题,每次使用前必须提前预湿,并重新标定。
(2)在终孔验收时,应以钻孔深度、设计持力层岩样以及钻机的机效等作为验收依据。
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4.3成孔质量检查
成孔结束后,首先采用泥浆测试仪器测试泥浆比重、泥浆粘度、泥浆含砂量,上述各指标合格后方可进行下一步工序。其中按照桩基技术规范(JGJ 94-2008)规定,泥浆的控制指标如下:泥浆粘度为17~22s,含砂率不大于4%,比重1.03~1.15g/cm³,可按照现场实际情况进行试配。
4.4旋挖钻成孔灌注桩成孔中的常遇问题及其主要原因、预防和处理方法
旋挖钻成孔灌注桩成孔中的常遇问题及其主要原因、预防和处理方法 表1 序号 常遇 问题 护筒周围用最佳含水率的勤土分层弃实;在护筒适当高1 护筒冒埋设护筒时周围土不密实,护筒内外水压差太度开孔;起落钻头时防止碰撞护筒;初发现护筒冒水时水 大;钻头起落时碰撞护筒 可用粘土在四周填实加固,如护筒严重下沉或位移则应返工重埋。 桩孔偏2 移、倾斜 钻机安装不平或钻架下有虚土产生不均匀沉钻机应安装周正、水平、稳固,转盘中心和护筒中心应主要原因 预防和处理方法 陷;钻架不稳,方形钻杆不竖直;或钻机磨损,在一条直线上;护筒不偏斜,钻杆不弯曲,主动钻杆保部件松动,遇旧基础或大石块等地下障碍物,持垂直;清除地下障碍物;控制钻进速度。当发现孔身土层软硬不均 护筒埋深位置不合适。例如,护筒埋设在砂土层中,砂土由于水压漏水后容易明塌;由于振在松软易塌的地层中埋设护筒,资实筒周土。将护筒贯动和冲击影响,使护筒的周围和底部地基松软入袭击土中至少0.5m以上 造成坍塌 孔内水位高度不够,钻进速度快,泥浆注入迟保持要求的泥浆面高度,使孔内泥浆面高出地下水位2m缓,液面过低,甚至降到地下水位以下,造成以上。在钻进和提钻过程中,泥浆的注入要与钻进提钻孔壁坍塌 钻斗钻上下移动速度过快,致使水流以较快的速度由钻斗外侧和钻孔间的空隙流过,冲刷孔应按孔径大小和土质条件调整钻斗的升降速度;按钻孔同步进行 偏斜时应分析原因,进行处理,可在偏斜处反复扫孔 3 孔壁坍塌 壁;有时在上提钻斗时在其下方产生负压而导阻力,考虑必要的转矩,决定钻斗的转速 致孔壁坍塌 泥浆护壁不好,施工管理不良;搅拌机转速过采用优质泥浆。在泥浆的配合比,特别是相对密度、勤低,泥浆搅拌时间不够;泥浆配合不恰当,防度、过滤性及物理或化学稳定性方面,要考虑地基条件止泥浆劣化液的工作做得不够好,延误了劣化及施工机械条件设定合适的参数,将其作为目标值进行液的废弃时间 钻进速度过快,造壁时间不足 转杆转速快,钻杆中心振动大,钻杆对稳定液的紊流冲动强化起来,孔壁的损害会加大 质量管理 视土质具体情况,放慢钻进速度 适当控制转杆转速 钻斗刃尖旋转磨损,钻斗升降旋转时破坏孔壁 按需要堆焊刃尖,调整钻斗外径与刃尖之间的距离 桩孔局部缩颈 泥浆性能欠佳,失水量大;孔壁土层吸水膨胀,采用优质泥浆,控制泥浆比重和黠度,降低失水量;当形成蜂窝、疏松状泥皮;邻桩施工间距不当,桩距不当时,应间隔施工,新桩尽可能在邻桩成桩36h土层中应力尚未解除,新孔孔壁软土流变 后开钻;发现缩颈,应扫通清孔后尽快灌注混凝土 4
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5 桩身断面缺损 泥浆与混凝土置换性能不好 选用与混凝土不相混合的泥浆 钻斗在离开孔底,提升过程中,要慢速进行钻进结束后,要使泥浆充分沉淀(约需20~30mm),然后小心地把沉渣清理 钻斗落到孔底,并使其慢慢旋转,以清除沉渣。按此进行两次以上。在灌注混凝土前要再测一次沉渣厚度,如不符合要求,需用风动方式等进行处理 6 孔底土在孔底猛然提起钻斗,由于吸力作用,会使孔松动 |孔底底土松动 7 沉渣过清孔不干净 多 5、回转钻机成孔工艺 5.1钻机操作工艺
回转钻机就位后,对钻头中心和桩位中心校核无误后,倾斜度不大于1%,方可开钻。钻孔时钻架必须稳固,钻头对准桩位中心,开钻前对钻机及其它机具进行检查,机具配套,水、电畅通。钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工,同时应符合下列要求:
(1)循环钻孔采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终承受部分钻具的重力。孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥、压块重力之和(扣除浮力)的80%,以避免和减少斜孔、弯孔、扩缩现象。
(2)开钻时慢速推进,待导向部位全部进入土层后才全速钻进。
(3)钻孔一经开始,应连续进行,不得中断;及时如实填写施工原始记录;严格执行交制度。
(4)经常对泥浆进行试验,以确保泥浆符合要求,在地质变化处,捞取渣样,判明土层,记入表中,以便核对地质剖面柱状图。
(5)升降钻锥时要平稳,钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部,拆装钻杆要迅速。
钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度,以防坍孔。 5.2钻孔桩施工质量保证措施 5.2.1钻孔过程中出现坍孔
其表征是孔内水位突然下降又回升,孔口冒细密水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔一般是因为泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。查明坍孔位置后进行处理,坍孔部位不深的时,可采取深埋护筒法,将护筒填土夯实,重新钻孔;坍孔严重时,应立即将
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钻孔全部用砂类土或砾石土回填,如果无上述土类时可采用粘质土并掺入5%~8%的水泥砂浆,应等待数日后采取改善措施重钻。
5.2.2钻孔偏斜、弯曲
一般是因为地面松软不均匀、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。可在偏斜处钓住钻锤反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重的时,应回填粘质土到偏斜处顶面,待沉积密实后重新钻孔。
5.2.3扩孔缩孔
扩孔多系孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成。钻孔缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或泥质页岩造成,一般采用失水率小的优质泥浆护壁;钻锤磨损大也能使孔径稍小,应随时检查,及时焊补钻锤。当缩孔已发生时,可用钻锤上下反复扫孔,扩大孔径。
5.2.4钻孔漏浆
一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒沉埋深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锤慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施。
5.2.5糊钻
多出于正循环回钻钻进时,遇软塑粘质土层,泥浆相对密度和粘度过大,进尺快,钻碴量大,出浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能,对钻碴进出口和排碴设备的尺寸进行检查,并控制适当进尺。若严重糊钻,应停钻提出钻锥,清除钻碴。
5.2.6回转钻机钻进施工措施总结
钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,在施工中应加强施工管理,采取科学的施工方法和切实可行的实用方案。严格按照划范、规程操作,加强监督、检测,避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对已出现问题的桩基,应掌握详尽而准确的现场资料,及时组织专家会诊,制定安全可靠又经济的处理方案。
6、冲击钻机成孔工艺 6.1冲击钻成孔工艺简介
冲击钻成孔施工法是我国历史悠久的钻孔施工法之一。它是利用冲击式钻机(简易式冲击钻机参见图4)或卷扬机悬吊冲击钻头,在一定的高度往复提升钻头并使其突放自由降落,利用冲击动能冲挤土层或破碎岩石成孔。部分碎渣和泥浆
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被挤入孔壁中,大部分成为泥渣,利用掏渣筒或其它方法将钻渣排出孔外。然后再下放钢筋笼,灌注混凝土成桩。每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度,从而使桩孔能得到规则的圆形断面。
冲击钻成孔的直径通常为600mm~2000mm,最大直径可达3000mm,钻孔深度一般在50m左右,某些情况下可超过100m。水利水电系统、交通港口、公路、铁路系统利用冲击钻成孔制桩非常普遍。
6.2冲击成孔灌注桩施工工艺特点及注意事项
(1)在冲击钻进过程中,为获取最佳的成孔速度,必须保证冲击钻头在孔内以最大的加速度下落,以增大冲击力。为此,应合理确定冲击钻头的重量,选择最优悬吊距离、冲击行程和冲击频率。冲击钻头的重量一般按冲孔直径每100mm取100~140kg为宜,对于硬岩土层或刃脚较长的钻头取大值,反之取小值。最优悬距是保证钻头最大切入深度而使钢丝绳没有剩余长度。一般正常悬距可取0.5~0.8m之间,悬距过大或过小,钢丝绳抖动剧烈。悬距正常,钻机运转平稳,钻进效率高。一般专用钢丝绳冲击钻机冲击行程可取0.78~1.5m,冲击频率以40~80次/min为宜。
图4 简易冲击钻机示意图
1一副滑轮;2一主滑轮;3一主杆;4一前拉索;5一后拉索;6一斜撑;7一双滚筒卷扬机;8一导向轮;9一垫木;10一钢管;11一供浆管;12一溢流口;13泥浆渡槽;14一护筒回填土;15一钻头 。
(2)冲击钻进成孔施工的总原则是根据地层情况,合理选择钻进技术参数,少松绳,勤松绳,勤掏渣。开孔时应低锤勤击,锤高可取0.4~1.0m,以免偏斜。
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当孔深达到护筒下3~4m后,才加快速度,加大冲程,转入正常连续冲击。如发现钻孔偏斜,应立即回填片石,重新钻进。如遇孤石可抛填相似硬度的片石或卵石,用高冲程冲击,将大孤石击碎挤入孔壁。在各种不同土层中钻进时,可按表2中施工要点进行,表中列出了各类土层常用冲程高度和施工泥浆密度,可供使用时参考。
表不同土层中钻进时施工要点 表2
适用土层 施工要点 效果 在护筒中及护筒刃 小冲程高1m左右,土层不好时加入小片石和造成坚实孔壁 脚以下3m 蛋白块。 粘土层、粉士层 中、小冲程高~2m,加清水或稀泥浆,经常防粘钻、吸钻、提高钻进效率。 清除钻头上的泥块。 粉、细、中、粗砂中冲程2~3m,泥浆密度l.2~l.5 mg/cm³,反复冲击造成坚实孔壁,防止层 投入粘土块,勤冲、勤掏渣。 塌孔。 砂卵石层 基岩 中、高冲程2~4m,泥浆密度1.3mg/cm³左右,加大冲击能量,提高钻进效多投黠土,减少投石量,勤掏渣。 率。 高冲程3~4m,加快冲击效率,8~12次/ml且,加大冲击能量,提高钻进效把浆密度1.3mg/ cm³左右 率。 软弱土层或塌孔回 低冲程反复冲击,加粘土块及小碎石, 泥浆造成坚实孔壁。 填重钻 密度1.3~1.5mg/ cm³,勤掏渣。 淤泥层
低冲程0.75~1.50m,增加碎石和教土投量,碎石和粘土挤入孔壁,增加孔边冲击边投入。 壁稳定性。 (3)卷扬机施工时,应在钢丝绳上作标记控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头,防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒,并应经常检查钢丝绳的磨损情况,卡扣松紧程度,转向装置是否灵活。
(4)成孔过程中的排渣方法长有泥浆循环法和抽渣筒法。应尽量选用泥浆循环排渣法,其方法是将输浆管插入孔底,泥浆在孔内向上流动,将残渣带出孔外。虽本方法具有造孔效率高,护壁效率好的优点,但当孔深时,对循环泥浆的压力和流量要求较高,较难实施,所以仅适用于浅孔。采用抽渣筒排渣时,当钻深4~5m以后,每钻进0.5~1.0m应抽渣一次,并及时补给泥浆。对稳定性差的孔壁不宜采用抽渣筒法,应采用循环法进行泥浆排渣。
(5)每次掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时,应由低冲程逐渐加大到正常冲程,以免卡钻。如遇卡钻,应交替紧绳、松绳,将钻头慢慢吊起,不得硬提猛拉。
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(6)在钻头锥顶和钢丝绳之间,必须设定自动转向装置,以保证能冲钻成圆孔,转向装置可用合金套、转向套、转向环、转向杆等。钻头重量大的采用合金套,钢丝绳应优质、柔软、无死结,安全系数不小于12,短绳与大绳连接的卡扣不得小于3个,各卡扣受力应均匀。钢丝绳与吊环连接弯曲处,应安装槽形护铁,以减小磨损。
(7)在粘性土层中钻进时,可利用粘性土自然造浆的特点,向孔内送入清水,通过钻头冲捣形成泥浆;在砂砾石层中钻进时应采用膨润土泥浆,视孔壁稳定情况,边冲击边向钻孔中投入粘土,使黠土挤入孔壁,增加孔壁的稳定性;在裂隙岩溶地层中钻进遇裂隙泥浆漏失时,可投入粘土,冲击数次后再边投粘土边冲击,直至穿过裂隙,如果遇无填充物的小溶洞时,可投入粘土加石块,形成人工造壁。
6.3冲击钻成孔灌注桩的常遇问题及其原因、处理方法 如3所示:
冲击钻成孔灌注桩的常遇问题及其原因、处理方法 表3
常遇问题 产生原因 防治处理方法 桩孔不圆,1、钻头转向装置失灵,冲击时钻头未转经常检查转动装置的灵活性,调整泥呈梅花形 动; 浆的重击度和相对密度;用低冲程时,每冲2、泥浆黠度过高,冲击转动阻力太大,击一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击钻头转 动困难; 修整孔形。 3、中程太小,钻头转动时间不充分或转动很小 。 钻孔偏斜 1、冲击中遇探头石、漂石,大小不均匀,发现探头石后,应回填碎石或将钻机钻头 受力不均。 稍移向探头石一侧,用高冲程猛击探头石,2、基岩面产状较陡。 破碎探头石后再钻进。 3、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉遇基岩时采用低冲程,并使钻头充分陷。 转动,加快冲击频率。进入基岩后采用高4、土层软硬不均;孔径大,钻头小,冲冲程钻进;若发现孔斜,应回填重钻,经击时钻 头向一侧倾斜 常检查及时调整;进入软硬不均地层,采用低锤密、击,保持孔底平整,穿过此层后再正常钻进,及时更换钻头。 冲击钻头被1、钻孔不圆,钻头被孔的狭窄部位卡住若孔不圆,钻头向下有活动余地,可卡 (叫卡钻); 使钻头向下活动并转动至孔底较大方向提2、冲击钻头在孔内遇大的探头(叫上卡)起钻头,使钻头向下活动,脱离卡点;使石,石块落在钻头与孔壁之间; 钻头上下活动,让石块落下及时修补冲击3、未及时焊补钻头,钻孔直径逐渐变小,钻头;若孔径已变小,应严格控制钻头直钻头 入孔冲击被卡; 径,并在孔径变小处反复冲刮孔壁,以增
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4、上部孔壁明落物卡住钻头; 大孔径;用打捞钩或打捞活套助提;利用泥5、在毅土层冲程太高,泥浆茹度过高,浆泵向孔内泵送性能优良的泥浆;使用专以致钻 头被吸住; 门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正;将6、放绳太多,冲击钻头倾倒顶住孔壁; 护筒吊起,割去卷口,再在筒底外围用直7、护筒底部出现卷口变形,钻头卡在护径12mm的圆铜焊一圈包箍,重下护筒于筒底,拉不出来。 原位。 孔壁坍塌 1、冲击钻头或掏渣筒倾倒,撞击孔壁; 探明明塌位置,将砂和蛋白士(或砂砾2、泥浆相对密度偏低,起不到护壁作用;和黄土)混合物回填到现孔位置以上1~2m,孔内泥浆面低于孔外水位; 等回填物沉积密实后再重新冲孔;按不同3、遇流砂,软淤泥,破碎地层或松砂层地层土质采用不同泥浆相对密度;提高泥钻进时 进尺太快。 浆面;严重塌孔,用黠土泥膏投入,待孔4、地层变化时未及时调整泥浆相对密壁稳定后,采用低速重新钻进;地层变化时度; 要随时调整泥浆相对密度,清孔或漏浆时5、清孔或漏浆时补浆不及时,造成泥浆应及时补充泥浆,保持浆面在护筒范围以面过低,孔压不够而塌孔。 内;成孔后应及时灌注混凝土;下钢筋笼应保持竖直,不撞孔壁。 1孔外水压力比孔内大,孔壁松散,使流砂严重时,可抛入碎砖石、秸土,大量流 砂涌塞孔底; 用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使成坚2.掏渣时,没有同时向孔内补充水,造厚孔壁,阻止流砂涌入保持孔内水头,并成孔外水位高于孔内。 向孔内抛事占土块,冲击造浆护壁,然后用掏渣筒掏渣。 1、钻头刃脚变钝或未焊牢被冲击掉; 磨损的刃齿用氧气乙炔割平,重新补2、孔内泥浆浓度不够,石渣沉入孔底,焊; 钻头重。 向孔内抛幸自土块,冲击造浆,增大泥浆浓度,勤掏渣。 复击打石渣层 1、选用的钻头直径小; 2钻头磨损未及时修复。 选择合适的钻头直径,宣比成桩直径小20mm,定期检查钻头磨损情况,及时修复。 流砂 冲击无钻进 钻孔直径小 钻头脱离 1、大绳在转向装置联结处被磨断,或在用打捞活套打捞;用打捞钩打捞;用冲靠近转向装置处被扭断,或绳卡松脱,或钻抓锥来抓取掉落的钻头;预防掉钻头,勤检头本身在薄弱断面折断; 查易损坏部位和机构。 2、转向装置与钻头联结处脱开。 1、清孔后泥浆相对密度过低,孔壁烧塌作好清孔工作,达到要求后立即灌注或孔底涌进泥砂,或未立即灌注混凝土; 混凝土,注意泥浆浓度,及时清渣;不让重2、清渣未净,残留沉渣过厚; 物碰撞孔壁。 3、沉放钢筋骨架,导管等物碰撞孔壁,使孔壁明落孔底。 吊脚桩
7、清孔
(1)当钻孔达到设计终孔标高后,对持力层、孔深、孔径、孔位和孔形进行检查,然后填写终孔检查证;经各方确认后,立即开始清孔作业。
(2)清孔利用储浆池的泥浆按需进行泥浆正、反循环置换出孔内的渣浆,
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在清孔过程中要不断向孔内泵送优质泥浆,保持孔内液面稳定。
(3)清孔要求:沉渣厚度不大于50mm。清孔采用换浆法,即钻孔完成后,提起钻头至距孔底约20cm,继续旋转,逐步把孔内浮悬的钻渣换出,在清孔排渣时,保持孔内水头,防止坍孔。清孔后调整泥浆,使其相对密度:1.03~1.15;粘度:16~22s;含砂率:4%;胶体率:96%。
(4)二次清孔:钢筋笼下好之后,混凝土灌注前需进行二次清孔工作,孔底沉渣厚度≤50mm。
(5)清孔完毕后,应立即灌注水下混凝土,防止泥浆久置沉淀。 8、钢筋笼的制作工艺 8.1钢筋笼的制作
(1)本工程钢筋笼的制作在现场进行,现场按需设置钢筋加工场。加工制作完成后需立即验收并做好隐蔽工程验收记录。
(2)钢筋笼纵筋采用HRB335、HRB400级,采用单面搭接焊接或者机械连接,接头位置应相互错开,且在35d或500mm(取大值)的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%。横向加劲箍及螺旋钢箍种类分别用HRB335级与HPB235级,纵横钢筋交接处均应焊牢,箍筋与主筋50%点焊,主筋与加劲箍100%点焊牢固。钢筋笼保护层用直径14mm圆钢弯制成高度为50mm的弓形钢筋,以保障钢筋保护层厚度的准确性。
(3)焊条和焊接要求:用电弧焊焊接Q235号钢和HPB300级钢筋时采用E43型焊条,焊接HRB335级钢筋时如果是窄缝焊接应采用E50焊条,帮条焊或搭接焊时可采用E43焊条。焊接熔敷金属的化学成分和力学性能应满足(GB/T5117-1995)和(GB/T5118-1995)规定。对于钢筋笼的焊接应采用焊接或机械连接,如果采用焊接接头必须按照施工条件进行试焊,合格后方可进行正式施作。焊接工艺及质量按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)的有关规定执行。其它材料请见相关部分说明。
8.2钢筋焊接连接工艺
焊条和焊接要求:用电弧焊焊接Q235号钢和HPB300级钢筋时采用E43型焊条,焊接HRB335级钢筋时如果是窄缝焊接应采用E50焊条,帮条焊或搭接焊时可采用E43焊条。焊接熔敷金属的化学成分和力学性能应满足(GB/T5117-1995)
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和(GB/T5118-1995)规定。对于钢筋笼的连接为焊接时,焊接接头必须按照施工条件进行试焊,合格后方可进行正式施作。焊接工艺及质量按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)的有关规定执行。
8.3钢筋套筒挤压连接工艺
钢筋滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度的特性,使接头与母材等强的连接方法。根据滚压直螺纹成型方式,又可分为直接滚压螺纹、挤压肋滚压螺纹、剥肋滚压螺纹三种类型。根据相关规定,针对直径大于等于25mm的螺纹钢筋,采用剥肋滚压螺纹连接方式进行连接。
(1)剥肋滚压螺纹加工
采用钢筋剥肋滚丝机,先将钢筋的横肋和纵肋进行剥切处理后,使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸,然后再进行螺纹滚压成型。此法螺纹精度高,接头质量稳定,施工速度快,价格适中,具有较大的发展前景。
钢筋剥肋滚丝机由台钳、剥肋机构、滚丝头、减速机、涨刀机构、冷却系统、电器控制系统、机座等组成(图5)。其工作过程:将待加工钢筋夹持在夹钳上,开动机器,扳动进给装置,使动力头向前移动,开始剥肋滚压螺纹,待滚压到调定位置后,设备自动停机并反转,将钢筋端部退出滚压装置,扳动进给装置将动力头复位停机,螺纹即加工完成。
图5 钢筋剥肋滚丝机
1-台钳;2-涨刀触头;3-收刀触头;4-剥肋机构;5-滚丝头;6-上水管; 7-减速机;8-进给手柄;9-行程挡块;10-行程开关;11-控制面板;12-标牌
(2)现场连接施工
1)连接钢筋时,钢筋规格和套筒的规格必须一致,钢筋和套筒的丝扣应干
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净、完好无损。
2)采用预埋接头时,连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求。带连接套筒的钢筋应固定牢靠,连接套筒的外露端应有保护盖。
3)滚压直螺纹接头应使用扭力扳手或管钳进行施工,将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧,接头拧紧力矩应符合表4的规定。扭力扳手的精度为±5%。
表4 直螺纹钢筋接头拧紧力矩值
钢筋直径(mm) 拧紧力矩(N·m) 16~18 100 20~22 200 25 250 28 280 32 320 36~40 350 4)经拧紧后的滚压直螺纹接头应做出标记,单边外露丝扣长度不应超过2P。 5)根据待接钢筋所在部位及转动难易情况,选用不同的套筒类型,采取不同的安装方法。
(4)接头质量检验
1)工程中应用滚压直螺纹接头时,技术提供单位应提交有效的型式检验报告。
2)钢筋连接作业开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头连接工艺检验。工艺检验应符合下列要求:
1)每种规格钢筋的接头试件不应少于3根; 2)接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验;
3)3根接头试件的抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度的标准值,同时尚应不小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。
3)现场检验应进行拉伸强度试验。
4)滚压直螺纹接头的单向拉伸强度试验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验。
5)对每一验收批,应在工程结构中随机抽取3个试件做单向拉伸试验。当3个试件抗拉强度均不小于A级接头的强度要求时,该验收批判为合格。如有一个试件的抗拉强度不符合要求,则应加倍取样复验。
滚压直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有三种:钢筋母材拉断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱,只要满足强度要求,任何破坏形式均可判断为合理。
9、钢筋笼吊装
(1)本工程钢筋笼加工制作完成并通过验收并做好隐蔽工程验收记录签证
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后,按需采用用25T汽车吊、50T履带吊或者更大吨位吊车进行吊装就位。
(2)钢筋笼吊放时,要注意垂直放下,避免碰撞桩壁土。
(3)钢筋笼吊装时要注意做好安全措施,由专人负责指挥,吊臂下严禁站人。
(4)钢筋笼用直径10mm的圆钢作吊筋进行定位,吊筋的长度为地面吊点的高程和笼顶标高之差;吊筋上部做成吊环,在地面用型钢穿过固定。
(5)灌注过程中,应做好监测工作,检查钢筋笼是否有上浮。 (7)图6为钢筋笼吊装照片。
图6 钢筋笼吊装照片
10、水下混凝土灌注 10.1砼灌注基本事项
(1)本工程水下混凝土采用预拌混凝土采用标号见设计文件。
(2)水下混凝土必须具有良好的和易性,其配合比要通过试验确定,坍落度为180~220mm。
(3)水下混凝土采用Φ250直径壁厚6mm导管进行灌注,导管底距孔底部约30~50cm。导管内吊放砼塞头,灌注开始前应检查砼的塌落度等性能指标,满足设计要求后搅拌车就位开始卸料,待储料斗(容积约1.5立方米)内有足够的砼储存量时即两边同时剪断塞头铁丝,此时搅拌车一直保持快速(3立方米/分钟)连续供料,确保导管的底端一次性埋入水下混凝土中超过0.8m以上的深
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度,防止断桩。
(4)灌注前应检查孔底沉渣情况,浇注过程中,随着混凝土的上升,要适时提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下保持2~6m,不宜大于6m,并不得小于1m,严禁把导管底端提出混凝土面。
(5)在水下混凝土灌注过程中,专人测量导管埋深,填写好水下混凝土灌注记录表。
(6)水下混凝土的灌注应连续进行,不得中断。一旦发生机具故障或停电、停水及发生导管堵塞、进水等事故,应立即采取有效措施进行处理,并做好记录。
(7)提升导管时应避免碰挂钢筋笼。当混凝土面接近钢筋笼底时,应严格控制导管的埋管深度不要过深,当混凝土面上升到钢筋笼内3~4m,再提升导管,使导管的底端高于钢筋底端,以防钢筋笼上浮。
(8)要控制最后一次混凝土的灌注量,不使桩顶偏低,灌注后桩顶浮浆层高度要满足设计和规范的要求。
(9)桩孔浇灌完混凝土,待其混凝土硬化后要采用沙石等材料对桩孔进行回填,以确保施工安全。
10.2砼灌注易出现的事故及预防与处理措施
灌注水下混凝土是成桩的关键工序,灌注过程中应明确分工,密切配合,统一指挥,做到快速连续施工,防止发生质量事故,若出现质量事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救,以期尽量减小 经济 损失。
(1)导管漏水
主要原因:首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大,不能将导管底口下部封住,使水从导管底口涌入;导管接头不严,橡皮垫被高压气囊挤开,水进入;导管提升过猛,控制错误,使导管底口超出混凝土面,底口涌入泥水。
处理方法:是第一种情况,立即将导管提出,进行清孔重新下导管,重新灌注。若是第二、三种情况,应换新导管,使导管口插入混凝土中,用吸泥机将导管内的水和沉淀吸出,继续灌注混凝土,起先砼应增加水泥用量,以后的砼恢复正常配合比。
(2)卡管
主要是由于初灌时隔水栓卡管或坍落度过小,流动性差,夹有大骨料,砼离
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析或导管漏水引起。灌注过程中加强对导管的检查和砼各项指标的检查。
(3)埋管
主要原因是导管埋入混凝土过深,使导管内外砼已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大,或提管过猛将导管拨断。
预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m,混凝土内加缓凝剂,加速混凝土灌注速度,提升导管不可过猛。
10.3灌注桩出现问题后的补强措施
灌注桩检测后若发现有夹层断桩、混凝土离析、空洞等事故时,经设计代表和监理工程师同意后可以进行补强处理。
采用压入水泥浆补强。钻两个小孔,分别作出浆进浆口用。深度应达补强处以下1m。用高压水泵向孔内压入清水,使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。压入水灰比为0.8的纯水泥浆,待出浆孔内有水泥浆冒出来之后,再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入,浓浆压入时应使其充分扩散,当浓浆从出浆口冒出时停止压浆,用碎石将出浆口封住,并以麻袋堵实。最后用水灰比0.4的水泥浆压入,压力增大到0.7~0.8MPa时关闭进浆阀,稳压压浆20~25min,压浆补强工作结束。
11、质量检验 (1)主控项目
1)灌注桩用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的要求。 2)成孔深度和沉碴厚度必须符合设计要求。 3)实际浇注混凝土量应不小于计算体积。
4)灌注后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。 5)钢筋笼加工质量检验标准,见表5。
表5 钢筋笼加工质量检验标准表
序号 1 2 检查频率:1次/孔
检查项目 主筋间距 长度 允许偏差或允许值(mm) ±10 ±50 检查方法 用钢尺量 用钢尺量 ⑥ 桩质量检验标准,见表6。
表6 桩质量检验标准表
序号 检查项目 允许偏差或允许值 单位 数值 检查方法
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1 2 桩位 孔深 mm mm ±100 +100 基坑开挖前量护筒,开挖后量桩中心。 只深不浅,用重锤测,或测钻杆、套管长度,嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度。 按基桩检测技术规范。 试件报告或钻芯取样送检。 按基桩检测技术规范。 3 桩体质量检验 4 5 混凝土强度 承载力 按基桩检测技术规范。 设计要求。 按基桩检测技术规范。 检查频率:成孔规格、沉渣1次/孔;混凝土试块1组/桩;
(2)一般项目
1)混凝土制作必须按照混凝土配合比下料, 严格控制用水量。
2)钢筋笼的主筋搭接和焊接长度必须符合规范的规定。焊接应互相错开,且在35d或500mm(取大值)的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%。
3)钢筋笼的加劲筋、箍筋、焊点必须按规范要求牢固。 4)钢筋笼质量检验标准,见表7。(检查频率:1次/孔)
表7 钢筋笼质量检验标准
序号 1 2 3
检查项目 钢筋材质检验 箍筋间距 直径 允许偏差或允许值(mm) 设计要求 ±20 ±10 检查方法 抽样送检 用钢尺量 用钢尺量 12、主要设备表
主要设备表 表8
序号 机械或设备名称 1 2 3 4 5 6 7 8 旋挖钻机 液压挖掘机 汽车起重机 履带式起重机 钢筋加工设备 泥浆泵 电焊机 自卸汽车 型号规格 220~360 220~360 QY25 QUY50~100 \\ 3PN BX-1 CWA53SHL 数量 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 功率(KW) 柴油 柴油 柴油 柴油 22 2 22 柴油 国别产地 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 用于施工部位备注 桩 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用
13、主要材料要求
(1)水泥:必须采用红榜水泥。强度等级满足设计文件、国家相关现行规
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范及合同约定的技术要求。按规定进行送检,检验合格方能使用。
(2)钢筋:钢筋正规厂家的合格产品,各种钢筋牌号、直径、技术性能等必须满足设计文件、国家相关现行规范及合同约定的技术要求。按规定进行送检,检验合格方能使用。
(3)商砼:设计混凝土强度等级C35或C40(以设计为准)。商品混凝土必须采用甲方确认的生产供应商的商品混凝土。
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桩底桩侧注浆施工工艺
1、桩底桩侧后注浆原理
(1)桩底后注浆可以改善持力层条件,提高桩的承载力。桩底注浆可以对桩底沉渣进行固结,并通过渗透、劈裂和挤密作用使桩端持力层在一定范围内形成浆液和土的结合体,从而改善持力层的物理力学性能,恢复和提高了持力层土体强度。
(2)桩侧注浆可以大幅度提高桩侧摩阻力,桩侧注浆在压力作用下,浆液从桩端沿桩侧向上,通过渗透,劈裂,充填,挤密和胶结作用,对桩周泥皮进行置换和空隙充填,在桩周形成肪脉石体,如同树根植入土中,从而使桩侧摩阻力大幅度提高。
(3)桩端注浆可以改善持力层受力状态,桩端压浆通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用形成桩端扩大头增大了桩端受力面积,并且注浆可以对持力层进行加固并改善其受力状态。
2、注浆材料的选择与配制
注浆所用的材料根据桩端土层的性质确定。考虑到造价及材料来源等因素,采用无机系材料注浆较合适。无机系材料以水泥为主要成分,由于水泥为颗粒性材料,单液水泥浆为悬浊液,为防止其沉淀和析水,要加入一定量的外加剂以改善其性能。另外,由于单液水泥浆凝固时间较长,对于孔隙大的持力层,为控制其扩散半径,以免造成扩散太远而浪费浆液,也要考虑加入促凝剂等材料使水泥浆液凝固时间能得到有效控制。
考虑工艺尽量简单便于施工操作及质量控制,本工程采用单液注浆。我公司已实施的桩端桩侧注浆项目中,大部采用单液注浆法,均取得了良好效果。
注浆的主要原理是提高桩周围介质的强度,以充分发挥桩基承载力功能,因而浆液凝固体的强度是一个重要的参数。抗压强度因配方不同有所差异,要求承载力较高的“嵌岩”桩,采用高强度浆液配方。桩基持力层在粘土、残积土或空隙大的砂卵石层的桩,采用浆液强度较低的配方。
凝固时间:桩端桩侧注浆对凝固时间的要求不十分严格。由于注浆的出口设于桩端或者桩侧,桩周的软弱层相对凝固时间较长,使用的浆液凝固时间在10小时左右。特殊情况下(如桩端土层为空隙较大的粗砂、卵石层或有宽度较大的
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岩层裂隙)应缩短凝固时间,因而要求使用凝固时间易于调节的配方较佳。间歇压浆也是调节压浆范围的方法之一,此外,还可以通过调节浆液浓度和外加剂比例,达到控制凝固时间或压浆范围的目的。
结石率:影响结石率的主要因素是浆液的浓度,单液水泥浓度越高,结石率越高。
3、注浆参数及工艺参数
为保证注浆效果,不仅要实施正确的施工工艺,而且要选择合理的注浆参数。灌压后注浆材料所用的水泥浆液,一般是粘塑形流体,其流变方程为:
r=rO+ηpv
式中:r为剪切应力,pa,rO为动切力,pa.
上式说明:水泥浆液的流动性能rO和ηp的共同影响,rO反映浆液颗粒问的内部结构力,若外力不超过rO,浆液就不能流动,ηp表现出水浆液流动时,微粒间相互摩擦所产生的阻力,rO和ηp的主要因素之一是水灰比,对不同水灰比的水泥浆进行试验研究,发现随着水灰比的降低,即泥浆体中固体浓度增大时,rO和ηp值均提高,为改善浆液的和易性,有利于泵送注入,浆液的水灰采取O.4-0.5(或根据设计要求);必要时在浆液中添加减水剂以降低动切力rO和塑形粘度ηp。对于饱和土层,注浆控制压力一般控制在1.2~4MPa,注浆压力太小,浆液在土层中不能较好地扩散,达不到理想的效果,注浆压力过大,设备负荷大,并且导致以下两种情况出现:一是形成劈裂注浆,破坏土体和原有结构,造成注浆量过大,注浆费用增加。二是导致浆液扩散到相邻施工的桩位处使得邻孔成孔困难或邻桩注浆受阻。因此,水灰比一定时,应采用适当的注浆压力,使浆液能渗入细小孔隙,并均匀扩散到设计范围内,即合理的设计,力争做到既加固到位,又不妨碍其它桩,既能满足技术要求也考虑经济效益。
合理的注浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长、承载力增幅要求、沉渣量等诸因素确定。在实际施工过程中,需要根据压水试验情况及注浆过程将所需注浆量控制在设计要求的范围内,一般泥浆浓度和灌浆量大,注浆压力高,加固效果好。
4、安装注浆管
钻(冲)桩后注浆方式采用桩端桩侧注浆。每根桩桩端应对称分别根据设计
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设置多根桩端注浆竖管,桩侧每个剖面还需按需设置2根以上的桩侧注浆管,桩侧注浆管采用花管,每隔6~12m设置一道出浆口,每个注浆管下接两个起单向阀作用之注浆阀。注浆管布置详见设计图。
注浆管采用机械连接,还应注意:
(1) 每根试桩桩端桩侧注浆竖管应均匀布置,桩端注浆竖管采用直径32mm钢管且壁厚不小于3.5mm。注浆管上部露出自然地面300mm,桩端注浆管下部伸出钢筋笼底部以下200mm,注浆管最上面一个接头距自然地面不应小于5m。
(2) 桩端桩侧后注浆喷口设置在注浆管底部500mm范围内,采用单向阀,并采用具有单向阀功能的喷口保护装置。
(3) 注浆桩底竖管应采用丝扣连接并缠紧胶带,不宜采用焊接。桩侧注浆管采用直通接头连接。
(4) 露出桩顶的注浆管口应用堵头封堵,并涂上红油漆,不得碰撞。注浆管和超声检测用预埋管不混用。
(5)安装注浆管方法采用注浆管与钢筋笼绑扎牢靠,固定位置要准确,固定位置由质检员现场检定,注浆管底端嵌入持力层深度不应小于10cm,为避免浇筑桩身混凝土时堵塞注浆管,顶端高于地面30cm,再通过软管和注浆泵沟通。
(6)由于本工程为钻孔灌注桩,沉渣处理结束时安装钢筋笼及注浆管。同时,注浆管安装时还必须保证注浆阀端部下至孔底,下管后注浆管内必须灌满水。
(7)桩侧注浆管最上面一道出浆口距离桩顶不少于8m,最下面一道出浆口距离桩底为5~15m,桩侧注浆管每隔6~12m设置一道出浆口,桩侧注浆管出浆口安装止逆阀,以便使水泥浆由出浆口引出至钢筋笼外侧。
(8) 后注浆阀应具备下列性能:
1) 注浆阀应能承受1MPa以上静水压力;注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致使注浆阀受损。
2) 注浆阀应具备逆止功能。 5、压水试验
压水试验是注浆工艺中的一个环节,它的作用是预压及疏通注浆通道,以检查注浆管的可灌性与联能性,为压浆做好准备工作。成桩后2~7天用高压水压通注浆通道,即用注浆泵将压力水从注浆管中压入,开塞压力一般为2~5MPa,
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有时可达到10Mpa。当压入水的压力突然下降时表示注浆管的喷头已打开,此时保持注水3~5分钟,并均匀减小进水压力,以防止高压水回流夹带杂质堵塞喷浆孔。压水量一般控制在0.2~0.6m3,压水时间3~5分钟。
6、浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等
(1) 固化剂应选用标号42.5(或根据设计要求)及以上的普通硅酸盐水泥,浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定,一般为0.4~0.5(或根据设计要求);
(2) 桩端桩侧注浆终止注浆压力应根据土层性质及注浆点深度确定,根据设计招标图纸,终止注浆压力为2~2.5MPa。
压浆参数应以压浆量控制为主,压力控制为辅;当场地附近出现渗浆情况时,不能盲目地认为压浆量够了,就终止压浆,此时应采用间隔复压、掺早强剂、封闭渗浆通道等方法,保证压浆量。
(3) 注浆流量不宜超过30-50L/min,注浆量根据设计及规范确定:对于800mm桩为2.6吨((或根据设计要求)。
(4) 后注浆管阀数量为:桩端每根注浆管一个;桩侧每个剖面每根每个出浆口安装1个具有单向阀功能之出浆装置。
(5) 后注浆作业开始前,宜进行注浆试验,优化并最终确定注浆参数。 7、后注浆作业起始时间、顺序和速率应
(1) 注浆作业宜于成桩5d后开始;不宜迟于成桩30d后; (2) 注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8~10m;
(3) 桩端桩侧注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆; (4) 水泥浆搅拌后必须过滤方可进入注浆泵,由专人同步填写压浆罐数和相应的压力,以及总注浆量和终止压力;
(5)注浆时采用水灰比为0.4~0.5的水泥浆。 8、终止注浆条件
(1) 注浆总量和注浆压力均达到设计要求;
(2) 注浆总量已达到设计值的75%,且注浆压力超过设计值。 9、注浆注意事项
(1)当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆,应改
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为间歇注浆,间歇时间宜为30~60min,或调低浆液水灰比。
(2)后注浆施工过程中,应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查,发现异常应采取相应处理措施。当注浆量等主要参数达不到设计值时,应根据工程具体情况采取相应措施。
(3)针对钻孔桩,为了保证桩端注浆施工质量,需进行二次处理沉渣,清孔
后沉渣需控制≤50mm。
(4)浆液搅拌要求:水灰比为0.4~0.5(即水和水泥的重量比,根据设计要求),制浆时在卧式搅拌机内设明显的容水标志(生活用自来水),然后按与搅拌机内水量相应比例的水泥量(重量比)放入水中,进行搅拌。水泥浆搅拌分二级搅拌,一级搅拌5分钟,经筛网过滤后进入二级搅拌,水泥采用PO42.5R级(或根据设计要求)及以上普通硅酸盐水泥。搅拌前应对水泥进行质量检查,防止因变质水泥影响桩端桩侧质量。
(5)注浆用水采用符合注浆浆液要求之施工用水。
(6)应首先进行桩侧注浆再进行桩端注浆;桩侧注浆应先上后下;桩侧桩端注浆时间间隔不宜少于2h;
(7)桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆; (8)对于桩群注浆宜先外围、后内部。 10、注浆相关技术标准 (1)压水试验及初注
压水试验是压浆施工必不可少的重要工序,成桩后至实施桩底注浆前,通过压水试验来确认桩底的可灌性,压水试验是选择注浆工艺参数的依据之一,此外,压水试验还能探明并疏通注浆通道,提高桩底可灌性。
压水试验不会影响压浆固结体的质量,这是因为受注体是开放空间,无论压水试验注入的水,还是注浆液所含的水,都将在注浆力或地层应力下逐渐从受注区向外渗透消散其余多余部分。
一般情况下,只要冲开阀门即停止压水,在压水试验后,将要配制好的水泥浆通过高压泵和预埋管注入到桩底土层或沙层中去。初注时一般压力较小,浆液由稀到稠,初注时要密切注意压浆压力,注浆量和注浆皮管的变化,并注意注浆节奏。
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(2)浆液浓度
不同浓度的水泥浆其特性有所不同:稀水泥浆便于输送,渗透能力强,用于加固预定范围的周边地带;中等浓度水泥浆体主要加固预定范围内的核心部分,在这里中等浓度水泥浆起填充、压实、挤密作业;而浓水泥浆的灌注则对已注入的水泥浆体起脱水作用。
在桩底可灌注的阶段,浆液浓度控制原则为:依据压水试验情况选择初注浓度,通常先用稀泥浆,随后渐浓,最后注浓浆。在可灌的条件下,尽量用中等浓度以上的浆液,浆液水灰比采取范围为0.4~0.5。
(3)注浆节奏
为了使用有限浆液尽可能充填并滞留在桩底有效空间范围内,在注浆过程中还需掌握注浆节奏,实行间歇注浆,间歇时间的长短需依据压水试验的结果而定,并在施注过程中依据注浆压力变化,判断桩底可灌性现状加以调节,间歇注浆的节奏需掌握得恰到好处,既要使注浆效果明显,又要防止因间歇停注时间过长而使浆液沿桩周上冒现象,此时应在注入一定浆液后暂停l~2天,待桩周浆液凝固后,再施行注浆,可达到设计要求的注浆量。
11、注浆质量保证措施
(1)建立完整的质量、安全保证体系。
(2)组织所有施工人员进行设计图纸技术交度、学习掌握施工技术要求,明确各班组施工任务和技术要求。
(3)加强原材料的质量控制。进场的水泥应有质保证明文件,并做好水泥进场试验,试验合格后方可使用,严禁不合格的水泥用于工程上。
(4)认真做好各工序的施工记录,做好交施工交度。
(5)各施工班组应严格施工规范要求组织施工,确保本工程施工质量,对于本工程出现的问题应及时向上级一部门反馈。待问题解决后方可进入下一道工序施工。
(6)如果在压注过程中发生机械故障,应立即修复或换用备用泵,避免水泥浆在管中长时间停留而凝结堵塞导管,导致压浆失败。
(7)钢筋笼吊入孔前应检查止逆阀包裹物,如有破损应及时修复。 (8)靠钢筋笼自重和下落时的惯性,一般均可使柱底压浆管下端进入孔底
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20cm左右,可满足正常压浆所需条件。
(9)钢筋笼入孔后不得悬吊,还应避免反复冲撞孔底。
(10) 注浆控制采用双控法。桩底桩侧注浆,以水泥注入量控制为主,压力控制为辅,注浆时要做好详细记录。
(11)泵送流量按照设计要求。
(12)注浆时应观察是否有浆液上溢,一旦发现上溢反浆,即可停止。 12、后注浆桩基工程质量检查和验收
(1) 后注浆施工完成后应提供水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等资料;
(2) 在桩身混凝土强度达到设计要求的条件下,承载力检验应在注浆完成20d后进行,浆液中掺入早强剂时可于注浆完成15d后进行;
(3) 后注浆时应注意观测场地附近有无渗浆现象,防止对邻近设施造成影响。
(4) 后注浆工艺除钻孔灌注桩施工应进行的质量控制和检验外,还应对注浆管及接头材质、安装质量、喷口设置及保护、注水试验、压水试验、水泥质量、水灰比、初始压力、初始注浆量、终止压力、终止注浆量等进行重点控制和检查。
(5)正式施工前,施工单位应确定好桩施工及注浆的施工方案,并待设计单位审批后方可施工。
(6)后注浆作业过程应作完整记录,内容包括但不限于:成桩日期、注浆日期及起讫时间、注浆压力、注浆终止压力、注浆量及异常情况备注等。
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搅拌桩(湿喷法)施工工艺
1、工艺流程
搅拌桩采用搅拌桩机钻孔,然后进行喷浆搅拌土体。 其工艺流程见图1: 清障后回填、定位 移位 4搅4喷 重复钻进喷浆搅拌 重复提升搅拌喷浆 提升搅拌喷浆 钻进喷浆搅拌 浆液配制 送浆 图1 搅拌桩四搅四喷施工工艺流程图
2、施工方法
如桩外止搅拌桩施工区域存在障碍物,则为防止搅拌桩施工困难,在施工搅拌桩前需先使用挖掘机挖沟清除掉障碍物,然后再使用粘土回填后再进行搅拌桩施工。
(1)放线定位:桩位放线,启动搅拌机移到指定桩位,对中,同时应调整四只支腿的高低,使搅拌机机架水平,垂直度在桩的设计要求内。一般桩位偏差不得大于50mm,桩径偏差不得大于4%,搅拌轴(导向塔)垂直度偏差不超过1.0%。
(2)施工前,做工艺性试桩,以确定各项目施工技术参数,其中包括:灰浆的水灰比、外掺剂的配方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力、料罐和送灰管的风压、输浆量等。
(3)浆液配制:
止水搅拌桩采用42.5R普通硅酸盐水泥。设计水泥掺入比根据设计要求进
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行,或根据强度要求调节水泥掺入量和其它施工工艺参数,为提高水泥土早期强度,宜添加适量早强剂或减水剂,水泥浆必须充分拌和均匀。
严格控制水灰比,水泥浆的水灰比0.5,施工时宜用流量泵控制输浆速度,注浆泵出口压力应保持在0.5~0.6MPa,输浆速度应保持常量。
(4)送浆:将制备好的水泥浆经筛过滤后,倒入贮浆桶,开动灰浆泵,将浆液送至搅拌头。
(5)预拌下沉:证实浆液从钻头喷出后,启动桩机搅拌头向下旋转钻进搅拌,并连续喷入水泥浆液,以防堵塞钻头。
(6)提升搅拌喷浆:预拌下沉至设计深度后,将搅拌头自桩端反转,喷浆提升到加固区顶面,重复喷浆搅拌下沉至设计深度,再搅拌提升至孔口。提升钻头前,需证实浆液从钻头喷出并具有一定压力(0.5~0.6MPa),才能启动桩机搅拌头向上提升搅拌,并连续喷入水泥浆液。 提升钻头速度不得大于0.8m/min。
①调整灰浆泵压力档次,使喷浆量满足设计要求。 ②在设计桩长或层位后,应原地喷浆搅拌30s。
(7)搅拌桩施工采用四搅四喷工艺,要求搅拌桩90天龄期单轴抗压强度不小于1MPa。
(8)重复5、6、7的步骤。
(9)移位:成桩完毕,清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口,桩机移至另一桩位施工。
(10)如下图2为搅拌桩施工照片:
图2 搅拌桩施工照片
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3、质量控制要点及相应技术质量保证措施
(1)严格控制桩位和桩身垂直度,以确保足够的搭接长度和整体性。施打桩前需复核建筑物轴线、水准基点、场地标高;一般桩位偏差不得大于50mm,桩径偏差不得大于4%,搅拌轴垂直度偏差不超过1.0%。
(2)水泥必须无受潮、无结块,并且有出厂质保单及出厂合格证,发现水泥有结硬块,严禁使用。
(3)水泥浆必须充分拌和均匀,每次投料后拌和时间不得少于3min,分次拌和必须连续进行,确保供浆不中断。
(4)制备好的水泥浆不得停置时间过长,超过2h应降低标号使用或不使用。 (5)必须待水泥浆从喷浆口喷出并具有一定压力后,方可开始提升喷浆搅拌操作。
(6)做好每根桩的施工记录,钻进必须到设计深度,误差不超过1.0cm,时间记录误差不应大于5分钟。
(7)布置灰浆制备系统应使灰浆的水平泵送距离不大于50m,确保注浆压力。
(8)泵口压力应保持在0.5~0.6MPa,防止压力过高或过小。
(9)压浆过程中不得发生断浆情况。压浆速度与钻头的提升速度应该匹配,使得核定的浆量均匀分布在桩身全长范围内。
(10)桩与桩搭接时间间隔不应大于24小时,如果间隔太长,搭接质量无保证时,应采取局部补桩或注浆措施,每一施工段应连续作业。
(11)冷却循环水在整个施工过程中不能中断,应经常检查进水回水的温度,回水温度不应过高。
(12)电网电压低于350V时,应暂停施工。
(13)严格按设计确定的数据,控制喷浆和搅拌提升速度,误差不得大于±10cm/min。
(14)严格控制搅拌桩的桩顶标高和桩底标高。喷浆口到达桩顶设计标高时,宜停止提升, 搅拌数秒,保证桩头均匀密实,桩底标高严格按照设计标高执行。
(15)搅拌桩施工时,邻近不得进行抽水作业,对砂土、粘性土,应在水泥土墙施工完成3天后方可进行抽水作业,对淤泥质土,应在水泥土墙施工完成4
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天后方可进行抽水作业。
(16)水泥土达到设计强度或满足龄期要求后方可进行基坑开挖。 (17)施工参数:
① 搅拌钻杆的钻进、提升速度(<0.8m/min); ② 搅拌钻杆(轴)的转速(50r/min); ③ 钻进、提升、喷浆次数各四次,搅拌四次; ④ 施工止水搅拌桩桩径、间距根据设计要求。 ⑤ 施工桩长均为见设计图纸;
⑥ 止水搅拌桩采用42.5R普通硅酸盐水泥,水泥浆液配合比0.5; ⑦ 灰浆搅拌机内每次投入量:水泥量+水量=0.5t+0.25~0.30t; ⑧ 水泥掺量见设计图纸; ⑨ 搅拌桩采用四喷四搅施工工艺; ⑩ 深层搅拌桩允许偏差项目表,见表1。
深层搅拌桩允许偏差项目表 表1
项 目 桩 长 桩 径 桩的垂直度
允许偏差 ±50mm 4% 1.0% 4、施工中易出现的问题及其处理措施
(1)填土层中如存在障碍物,搅拌桩施工困难时,需要挖除填浅层障碍物,此时可开挖导向导槽,槽深宜为1~1.5m,宽度宜比设计宽度增加0.4~0.6m。
(2)水泥浆从搅拌桶中倒入贮浆桶前,需经筛过滤,以防出浆口堵塞,并控制贮浆桶内贮浆量,以防浆液供应不足而断桩。贮浆桶内的水泥浆应经常搅动以防沉淀引起的不均匀。
(3)泵送水泥浆前,管路应保持湿润,以利输浆。输送管路应清洗干净,严防水泥浆结块,每日完工后需彻底清洗一次。喷浆搅拌施工过程中,如果发生事故停机超过半小时,宜先拆卸管路,排除灰浆,妥为清洗。
(4)泵送灰浆前,管路应保持潮湿,以利输浆。
(5)搅拌桶出口高度应高于灰浆泵进口,灰浆拌制机应高于集料浆池上口,以便使拌好的水泥浆能全部倾入集料浆池内。
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(6)搅拌钻头钻进搅拌时若遇较硬土层阻力大,钻进慢,钢丝绳松,钻进困难时,应增加搅拌机头自重,或启动加压卷扬机,或适当更改搅拌头叶片,不宜采用冲水下沉搅拌。
(7)若施工过程中因停电或设备故障停工1h以上,必须立即进行全面冲洗,防止水泥在设备用管中结块,影响施工。
(8)搅拌机的入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢升、降速度或补给清水,一旦发生卡钻、停转现象,应切断电源,将搅拌机强制提起以后,才能重新启动电机。
5、主要设备表
主要设备表 表2
序号 1 2 机械或设备名称 型号规格 单轴搅拌桩机 单轴搅拌桩机注浆泵 PH-5A \\ 数量 按需进场 按需进场 国别产地 已投入使用年限 额定功率(kw) 中国 中国 1 1 37 7.5
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搅拌桩(干喷法)施工工艺
1、工艺流程
深层搅拌桩(干喷法)采用深层搅拌桩机钻孔,然后进行喷粉搅拌土体。其工艺流程见图1:
桩机调平 空气压缩机送气 放线、定位 钻孔对位 转入下一循环 复搅全桩长成桩 停灰面 停灰、停气 钻 进 设计孔深 一次搅拌成桩 喷灰、搅拌、提升 图1 喷粉桩施工工艺流程图
2、施工方法
(1)放线定位:桩位放线,启动搅拌机移到指定桩位,对中,同时应调整四只支腿的高低,使搅拌机机架水平,垂直度在桩的设计要求内。一般桩位偏差不得大于50mm,桩径偏差不得大于4%,搅拌轴垂直度偏差不超过1.0%。
(2)施工前,做工艺性试桩,以确定各项目施工技术参数,其中包括:粉体浆的混合比、外掺剂的配方、搅拌机的转速和提升速度、空压机的压力、料罐和送灰管的风压、输粉量等。设计水泥掺入比不小于180~240kg/m³,现场根据强度要求调节水泥掺入量和其它施工工艺参数,为提高水泥土早期强度,宜添加适量早强剂,粉体与土层必须充分拌和均匀。
(3)材料组织
搅拌桩采用42.5R普通硅酸盐水泥。项目部对水泥的采购、贮存及使用统一管理。水泥进入工地后存放在水泥棚内。为了避免水泥受潮,在地面上搁置木板支架做支垫,离地30cm,四周离墙 30cm,堆放高度一般以10袋为宜。水泥的储存应按照到货先后依次堆放,尽量作到先到先用,防止存放过久。及时对所进场的袋装水泥取样送检,对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同强度等级水泥,
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以一次进厂的同一出厂编号的水泥为一批,但一批的总量不得超过200T。随机地从不少于20袋中各采取等量水泥,经搅拌均匀后,从中称取不少于12KG水泥作为检验试样。水泥入库、出库后严格登记水泥台帐,以便在施工时能及时核对每天完成的喷粉桩数量和水泥用量是否相符。初步预算水泥用量约为350t。
(4)机械设备
水泥粉喷桩桩机套主要由钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头和动力设备等组成。进场设备配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表,显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤和流量计。
1)钻机
钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要机械,具有如下功能:①动力大、扭矩大和符合大直径钻头成桩要求,钻头直径与水泥粉喷桩的直径(50cm)相同;②具有正向钻进,反转提升的功能;③具有反转提升时能匀速提升、均匀搅拌、匀速喷粉等功能。
2)粉体发送器
粉体发送器是定时发送粉体材料的设备,它是粉体喷射搅拌法加固施工机械中的关键设备,其工作原理为:由空气压缩机送来的压缩空气,通过节流阀调节风量大小,压缩空气进入“气水分离器”使压缩空气中气水分离,然后“干风”送到粉体发送器喉管与“转鼓”里输出的粉体混合,成为气粉混合体,进入钻机的旋转龙头,经空心钻杆由钻头喷出,使水泥粉经钻叶与软土拌和。
粉体的定量输出,由转鼓转速控制。施工时根据设计要求的掺入比和钻头提升速度及钻机的转速,并选定合适的粉体发送量(确定转鼓转速)。
每根桩水泥总量喷入多少,由灰罐电子称控制。喷粉过程中认真做好粉量记录,确保掺入量符合设计要求,水泥掺入量不小于180~240kg/m³。
3)空气压缩机
粉喷桩水泥的喷出,是以空气压缩机作为风源。根据加固工程的地质条件及加固深度,采用的空气压缩机压力为0.2~0.4MPa,灰罐内气压比管道内的气压高0.02~0.05Mpa,风量为1.6~2.0m³/min。
4)搅拌钻头
粉体喷射搅拌法凭借钻头叶片的搅拌作用将使灰粉与软土混合,因此,搅拌
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钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。搅拌头提升速度控制在0.5~0.8m/min。
5)计量装置及动力设备
计量装置在粉喷桩施工过程中起到质量监测的作用,已标定(后附标定报告),施工过程中有专人监控记录。施工过程中监测一般包括深度计、电子称、各种压力表、电压表读数等。电压表、电流表主要反映钻头钻进过程中的受力情况,从中可判别钻头经过地层的情况,从现场二级变电箱处接电施工。
(5)施工
1)启动空压机送气,钻机正转并垂直钻进。当控制双螺旋搅拌头到达设计桩底标高时,钻机反向转动,启动送灰机送灰,待水泥送至喷灰口(一般约一分钟)后再提升钻头,根据电子称重装置显示的喷灰量调节调速电机,这样边喷粉,边搅拌,边提升,边压实。
2)当钻头提升至设计桩顶标高以上0.5米时停止送灰,关闭送灰机。此时钻机迅速换档,重复搅拌,全桩长复搅。
3)复搅结束后,关闭空压机,消散所有管道压力,钻机主电机停机。 4)开启液压步履,钻机移位。 (6)粉喷桩工艺流程示意图(图2)
(a) (b) (c) (d) (e) (f) 图2 粉喷桩施工流程图
(a)定位下沉 (b)深入到设计深度 (c)喷浆搅拌提升 (d)重复搅拌下沉 (d)重复搅拌提升 (f)搅拌完成形成固体
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7、粉喷桩机配套机械设备图(图3)
图3 粉喷桩机配套机械设备图
1-深层搅拌机 2-履带式起重机 3-工作平台 4-导向架 5-进水管 6-回水管 7-电缆 8-磅称 9-搅拌头 10-输浆压力胶管 11-冷却泵 12-贮水池 13-电气控制柜 14-灰浆泵 15-集料斗
3、质量控制
(1)项目部派专人负责粉喷桩的施工,进行全过程旁站,记录搅拌下沉和提升的时间,误差不大于5秒,并记录每根桩的喷粉量。所有施工人员(包括技术员、施工员、机长)要求挂牌上岗,施工设备要求进行编号,主机塔架上标每m的刻度线,以便掌握钻入深度、复搅深度、复搅速度。
(2)为保证施工完桩体的竖直度能满足设计或规范要求,在主机塔架上挂一重锤,通过钻机支腿的升降来调整主机塔架的竖直度,从而确保钻杆和桩体的垂直度。
(3)检查机具
设备是保证施工质量的前提,进场的粉喷桩机必须达到以下要求:a、性能良好;b、机架稳定性良好;c、配备先进的称量工具和能自动打印喷粉量。根据总体设计计划进度,配备满足要求的机械设备并进行编号。施工前应委托计量部门对进场的每台粉喷桩机进行标定,合格者方可使用。
(4)控制钻机速度
严格控制喷粉时的钻杆提升速度,确保每根桩的喷粉均匀性。如发生意外
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影响桩身质量时,应在12h内采取补喷措施,补喷重叠长度不小于1米,特别困难时以电流表读数明显变化为准。否则应重新打设,新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15%,并填在施工记录中备查。
(5)提升喷粉搅拌
在确认水泥粉喷至孔底后,以≤0.5m/min的速度反转提升,在提升的同时连续喷粉。当提升到设计停灰标高后,应慢速在原地搅拌1~2min。
(6)重复搅拌
为保证桩体中水泥粉更均匀,须再次将钻头下钻到设计深度,提升复搅时,速度仍控制在≤0.5m/min,全桩长复搅。
(7)贮灰罐容量应超过一根桩的灰量加50kg,当贮灰量不足时,不得对下一根桩进行施工,同时输送粉料的管道长度控制在60m以内。
(8)施工过程中复搅时可能会出现卡钻头现象,因为经喷过粉的粘土与钻头的磨擦阻力增大,从而出现卡钻现象。采用复搅时沿钻杆加水减少磨擦阻力,以满足整桩复搅的需要。
(9)钻头经过一段时间施工后,应卸下来检查其尺寸,保证打出的桩体的尺寸能满足规范要求,否则将予以更换。
(10)粉喷桩固化剂是水泥粉。为防止喷粉时堵管,不仅要保证水泥不受潮,还应该在储灰罐进口处设滤网,防止结块的水泥或杂物进入储灰罐。
(11)严格控制喷粉标高、停粉标高及水泥喷入量,确保粉喷桩的长度。不得在中途中断喷粉,禁止在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。
4、施工后检测阶段的质量控制
粉喷桩施工完成后,应按规定频率进行外观鉴定、取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。按设计要求,复合地基试验数量为24块。检测时,现场监理应全过程旁站,对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩,应由监理工程师指定。对检测发现的问题,如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等,应严格进行加密、补桩等处理。
5、施工注意事项
(1)严禁使用结块、受潮、过期、低标号水泥,水泥标号要符合设计要求。 (2)控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。
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(3)严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。
(4)定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于1cm。
(5)当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,喷粉重叠长度不得小于1m。
(6)粉喷桩施工时,泵送水泥必须连续,固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录,其用量误差不得大于±1%。
(7)为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,使垂直度偏差不超过1%。
(8)搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5秒,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。
(9)储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。
(10)粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等,监理人员应随时检查记录情况。
(11)粉喷桩施工的作业面内存在已经施工完毕的预应力管桩,所以在施工中要注意粉喷桩机的施工和挪动不能影响已施工管桩的质量和位置。
(12)在邻近综合管沟处的粉喷桩施工,更要严格控制桩位偏差,不能因粉喷桩桩位的偏差而影响到后续综合管沟的开挖和施工。
(13)施工时应严格按照设计图纸及相应的建筑地基处理技术规范要求来组织施工。
(14)在现场南边移位时要听从指挥人员的指挥,对地面不平处要填平再移动,地表的大障碍物要及时移走。防止倾覆对铁路安全网和既有线路造成影响。
(15)填土层中如存碎石,搅拌桩施工困难,所以挖除填土层障碍物,此时可开挖导向导槽,槽深宜为1~1.5m,宽度宜比设计宽度增加0.4~0.6m。
(16)水泥粉倒入灰罐前,需经筛过滤,以防出粉口堵塞,并控制喷粉桶内
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储粉量,以防粉体供应不足而断桩。
(17)搅拌钻头钻进搅拌时若遇较硬土层阻力大,钻进慢,钢丝绳松,钻进困难时,应增加搅拌机头自重,或启动加压卷扬机,或适当更改搅拌头叶片,不宜采用冲水下沉搅拌。
(18)若施工过程中因停电或设备故障停工1h以上,必须立即进行全面冲洗,防止水泥在设备用管中结块,影响施工。
(19)搅拌机的入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢升、降速度或补给清水,一旦发生卡钻、停转现象,应切断电源,将搅拌机强制提起以后,才能重新启动电机。
6、主要设备表
主要设备表 表1
序号 1 2 机械或设备名称 型号规格 单轴搅拌桩机 单轴搅拌桩机空压机 \\ \\ 数量 按需进场 按需进场 国别产地 已投入使用年限 额定功率(kw) 中国 中国 1 1 37 65
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长螺旋钻孔灌注桩施工工艺
1、工艺原理
混凝土长螺旋灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高,停钻后在提钻的同时通过设在内管钻头上的混凝土孔,压灌混凝土,压灌至设计桩顶标高后,移开钻杆将钢筋笼压入桩体。在压灌混凝土到桩顶时,灌入的混凝土要超出桩顶50cm,以保证桩顶混凝土强度。
2、工艺流程
定桩位、复核→钻机就位→钻进至设计深度→终孔验收→灌注混凝土→清土提升钻杆→混凝土灌注至设计桩顶上500mm→施工完成→桩基检测。
2.1测量放线
①以业主提交的测量控制基准点为控制点,建立闭合导线控制网,闭合导线控制网建立在场地四周,放出桩位打上小木桩,木桩顶钉上小铁钉。经复核无误后方可施工。
②施工测量的精度:按《工程测量规范》(GB50026-93)执行。 2.2桩机就位
将基本就位的桩机用线锤吊线对中,调整桩机位置直到钻孔中心与桩位中心重合为止;必须保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔深度,在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
2.3钻孔
钻头刚接触地面时,先先关闭钻头封口,下钻速度要慢。正常钻进速度可控制在1~1.50m/min ,钻进过程中,如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移,应停钻查明原因,采取纠正措施后方可继续钻进。钻孔作业应分班连续进行,认真填写钻孔施工记录,交时应交待钻进情况及下一班注意事项。应经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取土样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
2.4渣土堆放
钻出的土方及时清理,并统一转移到指定的地方堆放。 2.5终孔
钻孔到达设计标高时,经设计、建设、监理、施工等单位的代表按有关验收条件和设计要求进行验收,被确认终孔后,方可停止钻进。
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2.6混凝土浇筑
①混凝土必需符合设计及规范要求,混凝土塌落度应控制在180~200mm并具有较好的和易性、流动性,现场检验混凝土塌落度,不合格要求的砼不得用于本工程。
②提升钻杆接近地面时,放慢提管速度并及时清理孔口渣土,以保证桩头混凝土质量。
③有专人负责观察泵压与钻机提升情况,钻杆提升速度应与泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在2.5m/min,严禁先提钻后灌料,确保成桩质量,混凝土灌注必须灌注至地表。
④每台桩机每台班制作试块一组,并由专人负责,按规范要求制作,养护和送检,龄期28天,
2.7桩头清理
成桩后,在不影响后续成桩的前提下,及时组织设备和人员清运打桩弃土,清土时需注意保护完成的桩体及钢筋笼,弃土应堆放至指定地点,确保施工连续进行。
2.8桩基检测
灌注混凝土桩施工完毕28天后进行检测,由专业检测单位进行检测试验,检测桩位由监理单位及建设单位进行会审后确定,施工单位配合进行桩帽的制作工作。
3、长螺旋钻孔灌注桩试桩
根据设计要求,本工程应先进行试桩,确认试桩单桩竖向承载力达到设计要求后方可进行工程桩的施工,试桩位置按试桩平面定位,试桩应先对桩身进行低应变检测,再进行桩的静载荷试验。
试桩承载力检验应采用单桩竖向抗压静载荷试验,检验要求应符合《建筑地基基础检测技术规范》DB42/269-2003的相关规定,静载荷试验前后均采用低应变动测进行试桩桩身质量检验,桩基检测应在混凝土强度等级达到设计要求后进行,试桩的最大加载量为单桩承载力特征值的2倍。
4、工程质量保证措施 (1)保证项目:
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1) 灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。 2) 实际浇灌的混凝土量,严禁小于计算的体积。
3) 浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理,必须符合设计要求和施工规范的规定,本工程灌注混凝土要求完成面之标高比桩顶的设计标高高出500MM。
4) 成孔深度必须达到设计要求持力层。以端承为主的桩,沉渣厚度严禁大于100mm。
5)混凝土灌注完成后的24h 内,5m 范围内相邻的桩禁止进行成孔施工。 (2)允许偏差项目,见下表1:
长螺旋钻孔灌注桩允许偏差表 表1
项 次 1 桩 的 位 2 置 偏 差 3 沿桩基 中心线 条形基础的桩 群桩基础的中间桩 垂直度 注:d为桩直径,H为桩长。
d/4且 不大于300 1/100 拉线和 尺量检查 吊线和尺量检查 垂直于桩 单排桩 基中心线 群桩基础的桩 不大于200 尺量检查 项 目 桩 径 1~2根桩 d/6且 拉线和 允许偏差(mm) +100、-40 检验方法 尺量检查 5、主要施工设备
长螺旋钻孔灌注桩主要设备表 表2
序号 1 2 3 4 5 6 7 机械或设备名称 长螺旋钻机 液压挖掘机 汽车起重机 钢筋加工设备 泥浆泵 电焊机 泥浆池空压机 型号规格 GPS10B PC220 QY25 \\ 3PN BX-1 ww-1.6/7 数量 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 国别产地 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 已投入使用年限 额定功率(KW) 1 2 2 1 1 1 1 45 \\ \\ 7.5 22 22 1.5
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预应力管桩专项施工工艺
1、预应力管桩施工简述
本工程采用静压桩法施工预应力管桩。
预应力管桩拟采用YZY-700型静压桩机施工。每台YZY-700液压静力压桩机配备2台电CO2气体保护焊机进行接桩工作;测量采用拓普康全站仪校核桩的垂直度,拓普康自动安平水准仪控制桩顶标高。
2、预应力管桩施工准备 2.1技术准备
(1)项目技术部组织人员建立现场测量组,做好施工现场轴线、高程控制桩的设置,复验甲方已施放的桩点。
(2)收集工程地质资料,绘制桩基施工平面图,编制桩基施工方案;按照规范要求对建筑物的PHC桩进行编号,设计打桩路线图。
(3)组织项目经理部管理人员学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件。
(4)技术总工参与技术交底,并由技术总工牵头,组织本工程图纸学习,审查工作,做好图纸会审、施工方案交底工作。
(5)根据图纸会审内容,在开工前完善施工组织设计的调整编制工作。 (6)编制科学、实际的施工计划、质量保证措施及检验计划。 (7)做好对班组的技术、安全交底工作。 2.2材料准备
(1)各种材料准备齐全,完成材料的购买及购买计划,保证施工时各种材料及时到位。在施工准备阶段,向建设单位、管理公司和监理工程师提供PHC桩生产厂家的资质证明文件及PHC桩的质保资料等。
(2)预应力管桩规格质量须符合设计要求、施工规范规定,现场堆放合理。 (3)预应力管桩应达到设计强度的100%才能打桩,现场应有足够的桩数,满足配桩需要。
(4)配备经过检验合格的仪器设备,一定数量的消防器材。 (5)办理好业主或当地有关部门要求办理的各种证件手续。 2.3 劳动组织准备
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(1)建立施工项目领导机构。根据工程规模、结构特点和复杂程度,确定施工项目领导机构的人选和名额;遵循合理分工与密切协作、因事设职与因职选人的原则,建立有施工经验、有开拓精神和工作效率高的施工项目领导机构。
(2)按照开工日期和劳动力需要量计划,组织工人进场,安排好职工生活,并进行安全、防火和文明施工等教育。
(3)配备特种技术等级证、上岗合格证及资格证的工人及管理人员。 2.4施工现场准备
(1)本施工方案中确定的施工组织机构各部门人员集中到位,明确施工准备目标,按项目部各人员的主要职能进行运行,完成对桩基作业人员的组织准备。
(2)办理好业主或当地有关部门要求办理的各种证件手续。
(3)完成对施工机械(具)的保养调试及清洁。保证在进场前机械(具)性能、状态良好。
(4)规划、组织好运输力量,对进场道路、路线进行考察、落实。 (5)临建布置:根据现场情况和工程需要,采用集装箱板房作为现场办公室,工人宿舍、食堂等租用附近民房,确认电源、用水点。
(6)组织施工机具进场:根据施工机具需要量计划,按施工平面图要求,组织施工机械、设备和工具进场,按规定地点和方式存放,并应进行相应的保养和试运转等项工作。
(7)组织建筑材料进场:根据本工程需要管桩的需求量计划,组织管桩进场,按桩机行走路线进行摆放。
3、PHC管桩堆放和装卸方法
(1)堆桩场地应平整、坚实,防止产生不均匀沉降,桩堆存时,必须要有可靠的防滚、防滑措施。
(2)采用吊车装卸,汽车运输,由于每节管桩长≤15m采用两端勾吊吊运(如图1所示)。
0.207L 0.586L 0.207L
图1 图2
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(3)桩堆放底层应在距两端0.207L吊点位置放好垫枕(如图2所示),垫枕支撑点应在同一平面上,现场堆放时场地应坚实、平整、管桩还应采用木楔防滚、防滑。
(4)装卸时应轻起轻放,严禁抛掷,碰撞、滚落,吊运过程应保持平稳,避免剧烈振动,防止桩身裂损。
(5)桩在起吊时应使每个吊点同时升起,每个吊点受力均匀。
(6) 管桩应按规格、类型、型号、壁厚、长度分别堆放,堆放过程中应采用可靠的防滑、防滚等安全措施。堆放层数不宜超过表1的规定。
管桩堆放层数 表1
外径D/mm 堆放层数 300∼400 9 500∼600 7 700∼1000 5(4) 1200 4(3) 1300∼1400 3(2) 注:管桩及拼接桩长度超过15m时采用括号内数字。
4、PHC管桩的验收
PHC混凝土管桩进场后应与业主、监理、供应商四方一起对进入施工现场的PHC桩进行检查验收,并办理验收手续,做好检查记录及标识工作。PHC桩主要检查桩的外观尺寸及管桩的产品证明书。在施工过程中对PHC桩强度有疑义时,要及时与业主和监理进行沟通。PHC桩的外观尺寸允 许误差根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)的规定进行验收,应符合下表2要求:
管桩的尺寸允许偏差 表2 (单位为毫米)
序号 1 2 项 目 长度 L 端部倾斜 300mm∼700mm 3 直径D 800mm∼1400mm 允 许 偏 差 ±0.5%L ≪0.5%D +5 -2 +7 -4 +20 0 +5 0 ≤L/1000 ≤L/2000 4 壁厚t 5 保护层厚度 L≪15m 15m 端面平整度 外径 7 端板 ≤0.5 0 -1 0 -2 正偏差不限 0 内径 厚度 5、PHC管桩材的验收方法 PHC桩材的验收方法见表3所示: PHC管桩桩材验收表 表3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 检查项目 长 度 外 径 壁 厚 桩端部倾斜 桩身弯曲度 保护层厚度 漏浆长度 漏浆深度 裂缝宽度 抗压强度 抗弯性能 检查工具与检查方法 用钢卷尺测量,精确到1mm 用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径,取平均值,精确至1mm 用卡尺或钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚,取平均值,精确至1mm 将直角靠尺一边紧靠桩身,另一边与端板紧靠,测量其最大间隙处,精确至1mm 将拉线紧靠桩的两端部,用钢尺测量其弯曲处的最大间隙,精确至1mm 用深度游标卡尺测管桩的中部同一圆周的二处不同部位,精确至0.1mm 用钢卷尺测量,精确至1mm 用深度游标卡尺测量,精确至0.1mm 用20倍读数放大镜测量,精确至0.01mm 检查产品合格证 检查产品合格证 测量工具 分度值(mm) 1 1 0.5 0.5 0.5 0.02 1 0.02 0.01 6、预制管桩施工工艺 6.1静压管桩施工工艺流程 50 测量桩位轴线 设置固定测量基准点 桩位定位放线 清除桩位障碍物 桩位复核、签证 桩机就位 桩位中心复验 吊第一节桩 桩身垂直度检查 沉桩 吊第二节桩 桩身垂直度检查 接桩 焊剂、焊缝质量检查 沉桩 各节完成后送桩 测量桩顶标高 沉桩 送桩 终压力值检查、记录 测量桩顶标高 记录签证 图3 静压桩施工工艺流程图 51 6.2试验桩施工 设计和规范要求必须进行试验桩施压。试验桩的数量和位置由监理工程师设计图纸确定,并报监理、业主等各相关单位。 试验桩的施工同结构桩一致,其目的是为正式施压管桩积累必要的技术参数,为桩基础工程施工质量控制提供依据。在试验桩施压完成后,必须进行终压力值、压桩深度、焊接工艺参数等技术数据的计算、整理和总结,对施工工艺进行分析和总结,并作为正式施工的重要依据。 试验桩施工后即可以开始试桩检测、测试等工作。 6.3静压管桩压桩施工 (1)桩机定位:将压桩机就位至压桩桩位上将桩段吊入压桩机内,然后将桩端定位于桩位中心,起门架,校正平水和桩中,由负责桩位检查的人员检查是否就位准确,再请监理人员核准确认。 (2)校正桩的垂直度:调整桩机支腿油缸油塞杆的伸出长度,使桩机平台保证水平,桩入土1~2米后,用互相垂直方向架设的铅锤吊线测桩的垂直度,直至施工达到规范及质量检验标准。 (3)吊桩、植桩 采用压桩机自带的钢丝绳将预先堆放在施工场地外围的管桩拖至桩机附近,再进行起吊并用夹具夹紧。 管桩被夹具抱紧后,应仔细清除入土端钢板上附着的泥沙、油渍,将其搽拭干净并保持干燥,焊接桩尖,桩尖部分采用锥形桩尖(C型桩尖),部分采用十字桩尖。 桩尖焊接完成并自然冷却到规范允许的温度,经监理工程师检验合格后进行植桩。植桩的要点是将桩尖对准桩位中心,用经纬仪从相互垂直的两个方向检查桩身垂直度,满足要求后使桩身入土。 (4)压桩:开始启动压桩油缸,压桩在进入砂层土层时适当加快压桩速度,以保证桩 尖有一定的穿透能力,到达持力层或油压突然加大时,应放缓压入速度,防止断桩。 在压桩、接桩过程中,必须对桩身垂直度和端面的平整度进行严格控制,保证首节桩垂直度偏差不大于0.5%,压桩机调至水平。严禁各桩在施工过程中 52 移位,每根桩应一次连续压到底。接桩送桩过程中不得无故停歇,尽量缩短休歇的时间。 (5)接桩:采用CO2保护电弧焊接,为了保证接桩的质量,焊接前先要复查上下桩的垂直度和中心线是否合格,清除连钢板杂物,接桩的焊缝采用对称施焊,焊缝应饱满连续。 第一节桩压入地面后,上端距地面800~1000mm时应停止沉桩,起吊第二节桩准备接桩。第二节桩起吊后,应先清除桩底焊接钢板上的泥土、油污,再与第一节桩对接。第二节桩经人工微调与第一节桩完全吻合后由电焊工施焊;为减少焊接时间,一般采用2台电焊机对称同时施焊。本工程采用高性能CO2自动熔断机焊接。在焊缝温度冷却至规范允许范围后才可进行第二节桩的施压(焊缝不少于二层并自然冷却2分钟方压入土中),如需要接第三节桩身,则按照上述方法继续接桩、压桩直至完成。 (6)终桩:按设计要求。 (7)送桩:压桩至原地面时,使用送桩管,将桩压至设计标高。送桩时,连续满载复压不少于3次,终压力值应满足设计要求,并由专人记录终压力值。 (8)截桩头方法:采用专用割桩机,由内箍迫紧管桩,外箍沿内箍轨道行走,割桩机装在外箍边缘上,沿管桩外围在所需的位置上切割,切割位置上下可调校内箍而定。截桩后桩长不少于4.5m。如桩长不够,则需要预先钻孔至4.5m以达到最小桩长。 (9)截桩桩顶比桩顶设计标高高出0.7m,0.7m为预留长度,凿出混凝土后钢筋与承台锚固。 (10)桩尖部分采用锥形桩尖(C型桩尖),部分采用十字桩尖(根据设计要求)。 (11)场内运输道路铺设要平整,管桩堆放合理,周围做好排水系统,保证场地畅通和无积水。 (12)施工流水作业 组织压桩的流水,是合理组织压桩的重要前提,它不但是能否顺利施工、确定压桩,而且与桩的堆放,场地布置等有很大关系。我们在决定工程的压桩流水时已考虑桩的供应条件,起吊条件,桩架移动无妨碍吊机回旋空间,压桩挤土对 53 周围的影响等因素。根据选用机械的特点,进行单机施工范围的划分,分片包干。整个压桩过程中桩机采用直线行走路线进行施工,使施工质量及施工进度达到最佳状态。 6.4质量控制 (1)配桩和送桩的方法 根据设计施工图的桩长对每个桩进行配桩,同时在每个桩的施工前,对第一条桩适当地配长些,以便掌握该地方的地质情况。其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减,使能合理地使用材料,节约管桩。 (2)试桩、工程桩施打完毕后,按设计要求及施工规范进行相关测试。 (3)压桩标准:额定压力28MPa。在施工前,先详细的研究地质资料,按照设计图纸选择有代表性的桩位,进行试桩,每入土1M读取压力值,停机30~60分钟后复压,记录复压值(吨位)。施工时尚应仔细参照地质勘察报告确定桩长,并结合最后平均贯入度进行控制。 当压桩力将超过桩身承载力极限且已无法继续沉桩时,由建设、设计、勘察、监理单位人员参加,合格后设计部门即可制定本工程的终压条件。 (4)桩位偏差:桩中心位移容许偏差0.5%。 6.5施工中各种情况应对措施 (1)沉桩困难 沉桩困难及其处理方法 表4 1、桩设备桩选型不合理,设备吨位小,能量不足。 2、压桩时中途停歇时间过长。 3、压桩过程中设备突然出现故障,排除时间过长;或中途突然停电。 4、没有详细分析地质资料,忽略了浅层杂填土层中的障碍物及中间硬夹层、透镜体等的存在等情况。 5、忽略了桩距过密或压桩顺序不当,人为形成“封闭”桩,使地基土挤密,强度增加。 6、桩身强度不足,沉桩过程中桩顶、桩身或桩尖破损,被迫停压。 7、就位插入倾斜过大,引起沉桩困难,甚至与邻桩相撞。 8、桩的接头较多且焊接质量不好或桩端停在硬夹层中进行接桩。 主要原因 54 相应对策 1、配备合适压桩设备,保证设备有足够压入能力。 2、一根桩应连续压入,严禁中途停歇。 3、进场前对设备进行大修保养,施工时进行例行检修,确保压桩施工时设备正常运行。避开停电时间施工。 4、详细分析地质资料,清除浅层障碍物。配足压重,确保桩能压穿土层中的硬夹层、透镜体等。 5、制定合理的压桩顺序及流程,严禁形成“封闭”桩。 6、严把制桩各个环节质量关,加强进场桩的质量验收,保证桩的质量满足设计要求。 7、桩就位插入时如倾斜过大应将桩拔出,待清除障碍物后再重新插入,确保压入桩的垂直度。 (2)桩偏移或倾斜过大 桩偏移或倾斜过大及其处理方法 表5 1. 压桩机大身(平台)没有调平。 2. 压桩机立柱和大身(平台)不垂直。 3. 就位插入时精度不足 4. 相邻送桩孔的影响。 5. 地下障碍物或暗浜、场地下陷等影响。 6. 送桩杆、压头、桩不在同一轴线上,或桩顶不平整所造成的施工偏压。 7. 桩尖偏斜或桩体弯曲。 8. 接桩质量不良,接头松动或上下节桩不在同一轴线上。 9. 压桩顺序不合理,后压的桩挤先压的桩。 10.基坑围护不当,或挖土方法、顺序、开挖时间、开挖深度不当等。 主要原因 1. 压桩施工时一定要用顶升油缸将桩机大身(平台)调平。 2. 压桩施工前应将立柱和大身(平台)调至垂直满足要求。 3. 桩插入时对中误差控制在10mm,并用两台经纬仪在互相垂直的两个方向校正其垂直度。 4. 送桩孔应及时回填。 5. 施工前详细调查掌握工程环境、场址建筑历史和地层土性、暗滨的分布和填土层的特性及其分布状况,预先清除地下障碍物、处理暗浜等。 6. 施工时应确保送桩杆、压头、桩在同一轴线上,并在沉桩过程中随时校验和 相应对策 调正。 7. 提高桩的制作质量,加强进场桩的质量验收,防止桩顶和接头面的歪斜及桩尖偏心和桩体弯曲等不良现象发生。不合格的桩坚决不用。 8. 提高施工焊接桩质量,保证上下节同轴,严格按规范要求进行隐蔽工程验收。 9. 制订合理的压桩顺序,尽量采取“走长线”压桩,给超孔隙水压力消散提供尽量长的时间,避免其累积叠加,减小挤土影响。 10. 压桩结束10天左右,待超孔隙水压力充分消散后方可开挖;且围护结构应有足够的强度与刚度,避免侧向土体位移;机械开挖至桩顶30cm时采用人工开挖,避免挖斗碰撞桩头。 (3)桩体破损,影响桩的继续下沉 55 桩体破损,影响桩的继续下沉及其处理方法 表6 主要原因 1. 由于制桩质量不良或运输堆放过程中支点位置不准确. 2. 吊桩时,吊点位置不准确、吊索过短,以及吊桩操作不当。 3. 压桩时,桩头强度不足或桩头不平整、送桩杆与桩不同心等所引起的施工偏压,造成局部应力集中。 4. 送桩阶段压入力过大超过桩头强度,送桩杆尺寸过大或倾斜所引起的施工偏压。 5. 桩尖强度不足,地下障碍物或孤块石冲撞等. 6. 压桩时桩体强度不足,桩单节长度较长且桩尖进入硬夹层,桩顶冲击力过大,桩突然下沉,施工偏压,强力进行偏位矫正,桩的细长比过大,接桩质量不良。 1. 桩身砼强度达到设计值70%方可起吊脱模,达到100%方可施工。运桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,上下支点应对齐。 2. 吊桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,起吊均匀平稳,水平吊运采取两点吊,吊点距桩端0.207L。单点起吊时吊点距桩端0.293L(L为桩长)。起吊过程中应防止桩体晃动或其它物体碰撞。 3. 使用同桩径的送桩杆,保持压头、送桩杆、桩体在同一轴线上,避免施工偏压。 4. 确保桩的养护期,提高砼强度等级以增强桩体强度。桩头设置钢帽、桩尖设置钢桩靴等。 5. 根据地基土性和布桩情况,确定合理的压桩顺序。 6. 保证接头质量,用楔型垫铁填实接头间隙。提高桩的就位和压入精度,避免强力矫正。压入时应保证一根桩连续压入严禁中途停歇。 相应对策 (4)压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象 压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象及其处理方法 表7 1. 桩端持力层层面起伏较大。 2. 地面至持力层层间存在硬透镜体或暗浜。 3. 地下有障碍物未清除掉。 4. 压桩顺序和压桩进度安排不合理。 1. 按照持力面的起伏变化减小或增大桩的入土深度,压桩时以标高控制为主外,还应以压入力作参考。 2. 配备有足够压入能力的压桩设备,提高压桩精度,防止桩体破损。 3. 用钢送桩杆先进行桩位探测,查清并清除遗漏的地下障碍物。 4. 确定合理的压桩顺序及合适的日沉桩数量。对有砂性土夹层分布区,桩尖可适当加长,压桩顺序应尽量采用中心开花的施工方法,严禁形成“封闭”桩。 主要原因 相应对策 7、质量保证计划 7.1施工准备阶段的质量控制 (1)坚持图纸学习与会审,领会设计意图,提出修改意见,避免产生技术事故和工程质量问题。 (2)不断完善和优化施工组织设计,使施工方案科学合理,措施详实、可 56 行、可靠。 (3)严格执行技术交底制度。 (4)根据本合同工程的实际情况及工程特点,采取积极有效的质量保证措施,确保质量方针和质量目标的实现;同时编制单项工序的质量保证措施,使施工全过程均处于受控状态。 7.2施工阶段的质量控制 (1)严格按设计施工图进行测量放线,做到准确无误,请监理工程师复验签字确认。桩位放线允许偏差不超过1cm。 (2)运至现场的管桩,生产厂家必须随车提供出厂合格证明及质检报告等相关文件,并经现场验收合格后方可用于施工。 (3)试桩作业前,静压桩机应提前进场并及时向监理工程师申报静压桩机进场报验,静压桩机及其附属的油压表等资料齐全,符合规范要求。静压桩机安装后立即进行调试和保养,以保证施工的连续性。 (4)预制管桩在拖动时应注意钢丝绳捆绑的位置合理,防止桩身受损;在吊桩时应缓缓起吊,防止桩身折断。 (5)管桩在堆放和运输时,支点应在距两端0.207L(L:桩长)处设置,堆放层数不超过3层,堆放场地必须平整坚实。 (6)焊剂、焊药应保持干燥并按规定进行烘培;桩尖的质量应符合相关要求。 (7)压桩过程中应有专人监控桩身的垂直度。压桩前应用仪器观测控制桩身的垂直度,而在压桩过程中也应随时观测,若发现倾斜,应立即调整,保证桩身入土时的垂直度偏差不超过0.5%,成桩后偏差不超过0.5%,接桩时上下节桩的中心线误差不得大于10mm。 (8)在沉桩至接近设计深度时,应注意观察,根据试桩参数,以标高和桩压力严格控制沉桩标高。 (9)压桩过程中,桩架应稳固,桩帽和桩身保持在同一垂直轴线上,保证不出现斜压的现象。 (10)压桩时,如沉桩发生突然变化,应注意保持桩处于轴心受压状态。如 57 有偏移应及时调整,以免发生桩顶破碎或断桩。若发生移位、桩顶破碎、桩身裂缝等现象,应停止施工,及时与监理工程师、设计人员协商后才能继续施工,并分析原因,制订相应措施。在施工中如出现桩的挤偏、隆起、挤断现象,应采取跳桩顺序施工,并调整压桩速度。 (11)由于地下回填土搀杂大量混凝土块等建筑垃圾,在植桩、沉桩时若遇异常阻碍,应根据障碍物深度制定相应措施。一般深度在6米以内的,可采取挖土机开挖;深度超过6米的,必须报设计单位处理。凡须开挖处理的,必须通知监理工程师和建设单位现场工程师到场确认,并办理相应签证。 (12)当桩下沉至接近设计标高时,不应过早停止施压,否则在补压时常回发生停止下沉或难以下沉的现象。压同一根桩,各节必须连续施工,中间间歇时间不能过长,否则会造成压桩阻力增大。发现地质条件和压桩情况有差异时,应立即通知设计人员及监理以便能采取相应措施。 (13)送桩时应如实记录终压力值,确定满足要求的经现场监理工程师确认后进行下一根桩的施工。 (14)压桩作业中,应根据现场测量平面控制网和高程控制网对已施工完成的管桩进行位移和高程监控,并做好相应记录。若发现已施工的管桩有较大位移,应及时调整压桩线路,并报监理工程师审核;若发现有管桩上浮,应立即停止施工作业,并向监理工程师通报,请地质勘察单位和设计院会审处理。 (15)施压时,压头与桩帽、桩帽与桩之间应有弹性衬垫(如纸皮、麻袋等)缓冲桩头的压力使之不易损坏。 (16)当下一节桩压到地面800mm~1000mm左右时,根据配桩方案进行接桩时,应先将桩管吊起对位,控制好垂直度。 (17)电焊接桩时,要由两人对称施焊,电流要适中,焊条要有出厂合格证,施焊时焊缝必须密实,不该有施工缺陷(如咬边、夹渣、焊瘤等)。 (18)接桩的焊接应严格要求,施焊时要将桩头清刷干净,焊缝应连续饱满,选进行自检,发现焊接缺陷的焊缝应重新焊,请现场监理验收,焊接后,待焊口自然冷却8min后才继续压入土层。 (19)做好施工日志,隐蔽验收记录、原始记录和现场签证等工程技术资料。 (20)桩机的保养和维修要由专人负责,以便使工程能顺利进行。 58 (21)对施工完毕的桩应对其质量和承载能力进行检验鉴定,经检验合格,方可继续施工承台。 (22)当遇到桩失压,桩严重走位及桩身破坏情况时,要暂停压桩,待与有关部门联系处理后,方可继续施工。具体要求按照设计的桩基础施工说明。 (23)经常进行桩机的维修、保养,压力表应定期检测合格,保证主要技术参数,满足设计要求。 (24)严格按业主和设计单位提出的要求及有关的规范规程施工,随时接受当地质检部门的监督检查。 8、预制管桩质量标准 8.1桩位允许标准 管桩桩位允许标准 表8 序号 桩径 桩位允许偏差(mm) 桩径允许偏垂直度 允单桩、2桩3桩以上桩差(mm) 许偏差(%) 条形承台轴线 承台桩 基 0.5 ≤50 ≤70 轴线外≤50 轴线内≤70 1 D≤1000mm ±50mm 8.2管桩施工质量标准 管桩施工质量标准 表9 序号 1 检查項目 桩顶标高 允许偏差 +30,-50mm 9、主要设备表 主要设备表 表10 序号 1 2 3 4 5 机械或设备名称 汽车起重机 钢筋加工设备 电焊机 静压桩机 管桩CO2气体保护焊机 型号规格 QY25 \\ BX-1 YZY-700型 数量 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 产地 中国 中国 中国 中国 中国 制造年份 额定功率(kw) 2014 2015 2015 2014 2014 \\ 22 22 150 22 BX3-300-4 59 60 振动沉管灌注桩施工工艺 1、振动沉管灌注桩施工工艺流程 施 工准 备阶 段测量定位放轴线 测 放 桩 位 安 放 桩 尖 移机置桩管于桩尖 启动振动锤,振动沉管 沉管至要求的贯入度 振动拔管清管壁附土 复打,重复上述过程 单桩质量检查 竣 工 报 告 桩位、桩身、承载力 桩位竣工图 技术资料整理 竣工验收证明 竣工资料交付 浇筑混凝土 调垂直度 浇筑混凝土 施 工实 施阶 段 竣工 阶段 2、测量放线 交 验 工 程 (1)测量放线由专职测量工程师负责完成。根据业主提供的坐标(或红线)控制点、总平面、桩位平面布置图,根据设计对本工程平面坐标和高层的要求,严格按《工程测量规范》要求,先测放建筑物主轴线交点和利于保护的轴线控制点,然后依次测放各桩点。开工前采用几何水准测量的方法将标高引测至施工现场,在施工图上分区域标出自然地面标高,以便在成桩时控制桩顶标高。 (2)桩位放样和标高引测后先进行自查(轴线点的误差控制10mm以内,桩 61 位误差控制在20mm以内,高程误差控制在3mm以内),自查合格后在报业主和驻地工程师复查,复查合格后才准开工。 (3)放线依据: a.建设方给予的控制点和水准点; b.设计院提供的加盖公章的桩位放线图。 (4)控制要点: a.分两次放样,即先放粗样,后放精样。 b.误差不得超过5mm。 (5)测量仪器: a.控制点采用全站仪定点。 b.桩位点采用全站仪放样,水准仪测设标高。 3、桩机就位 (1)控制要点: a.钻机需安装稳固、水平,钻机桅杆调整垂直。并用水平尺检测;根据设计桩径,将桩位用ф426mm白灰圈定。 b.钻机钻头中心与桩位中心偏差不得大于10mm。控制沉管直度,倾斜度不大于1%。 c.桩机移位时容易对其他桩位造成碾压而引起偏位,打桩前必须对桩点进行100%的复核。 检查验收: 施工机具安装完成后,经测量人员、施工质检员、安全员、技术负责、机长现场检查验收合格后,由技术人员下达开工通知,方可正式施工。 4、混凝土制作 本工程采用现场搅拌混凝土,砼强度根据设计要求,坍落度为60~80mm。配料严格按配合比设计称量,在斗车做好标记,骨料的级配要合理,含泥量小于1%,不合格的原材料不准使用。搅拌时要控制好坍落度和搅拌时间,达不到要求混凝土不得进入管内。每班按要求留置混凝土试块,同条件养护到期后送实验室试压。 62 5、钢筋笼制作 钢筋笼制作标准见表1: 钢筋笼制作标准表 表1 项目 钢笼长度 主筋间距 箍筋间距 绕筋间距 钢笼直径 制作允许偏差(mm) ±50 ±10 ±20 ±20 ±10 备注 质量控制要求: a.严把进料关,不合格钢材严禁进入施工现场,进入现场的钢材检验合格后方可进行使用。 b.钢筋Ⅰ级采用HPB300,主筋采用HRB335、HRB400,焊条采用E402。 c.分段制笼时,主筋接头在同一截面不超过主筋总接头的50%。 d.钢筋笼拼接采用单面搭接焊,搭接长度为10d;封闭箍和加强环采用单面搭接焊,搭接长度为10d。 e.主筋相邻两头接头间距≥50d。 f.焊缝应平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。 钢筋笼验收: 钢笼制作完工并标有标志牌后,先由我方施工质检员自行检验合格后,再通知施工现场监理工程师验收,签字认可后方可使用。 6、沉管施工 根据地勘报告计算持力层的埋深,结合设计桩长、试桩桩长、电流值、贯入度控制沉管深度。沉管深度以电流值、贯入度控制为主(最后2个2分钟的电流值在90~120A、贯入度控制20~30cm,以试桩确定的数值为准),设计桩长控制为辅进行双控。当桩端进入持力层已大于等于设计要求,但贯入度已几乎接近于0、电流值>150A以上时,要增加反插次数,在桩管灌满混凝土后,开动振动锤,先振动5~10秒后再开始拔管应边振边拔,控制拔管速度,在一般土层中以1.2~1.5m/min为宜,尽量扩大桩径,确保其承载力满足设计要求。 63 (1)桩身配筋段施工时不宜采用反插法,一般土层中拔管速度应在1.2~1.5m/min,较较弱土层中拔管速度应控制在0.6~0.8m/min。桩管内灌满混凝土后先振动5~10s再开始拔管。 (2)灌注充盈系数>1.20(分段统计,每段长>5m)。施工时桩项面应超灌600mm以保证桩身质量。主筋混凝土保护层不应小于50mm。 (3)工程桩桩径允许偏差-20mm,桩位容许偏差不大于50mm。 (4)复打施工时必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。 (5)施工时,应考虑沉管挤土效应对临近桩产生的不利影响,打桩单位应采取有效措施,合理布置打桩顺序,控制日打桩量,加强孔隙水压力的监测,防止缩颈、塌孔、回淤等情况发生。在施工过程中相邻的桩的桩底高差不大于桩距,成桩过程中,如发现地质条件与勘察报告提供的情况有出入,应及时会同勘察、设计及建设单位共同研究处理。 7、砼搅拌运输 本工程采用现场搅拌混凝土或者商品砼,砼强度等级根据设计要求,坍落度为60~80mm。 如采用现场搅拌混凝土,则有: (1)严格按配合比制作,搅拌时间不少于90s。砼用砂、碎石含泥量不大于2%,砼用碎石粒径要均匀,采用连续级配,粒径控制在5~40mm,不得有风化石、片状石、针状石,石料进场前,先检查石料的含泥量,达到合格要求后,方可进入施工现场,为确保文明施工,现场严禁冲洗石料。 (2)水泥检验合格后方可使用。搅拌前,砂、石均要过磅计量,严格按配合比控制水用量。 (3)搅拌投料顺序:石子——水泥——砂——水。 (4)搅拌要求: a.搅拌出槽后,用坍落度筒测试坍落度是否达到要求,一般要求桩身砼坍落后60~80mm。 b.不得采取边出料边进料的方法。 c.不得在搅拌中随便加水。 (5)混凝土搅拌: 在现场搅拌混凝土时,按照试验室的混凝土配合比换算成每一次搅拌的各种材料的实际用量,制作配合比牌将这些材料用量标明并挂在搅拌机上。施工人员必须严格按下料投料。 混凝土的搅拌采用机械搅拌施工,每盘混凝土的搅拌需连续至混合物均匀拌和,以及其颜色和稠度均匀为止。施工工地宜有备用的搅拌机的发电机。 保证在每盘混凝土料后,拌和机中不留有剩余材料,并须在每次浇筑混凝土工作完成后或改用不同牌号的水泥时,均应立即将拌合机转鼓清洗干净,并事先将清洗除垢的方法提交项目监理批准。 当用干净的拌合机开始工作时,应向项目监理提交使细骨料和水泥能先粘附在滚筒上的方法供审批。 在每天开始浇筑混凝土前,以及需要在前一天有间断浇筑情况下,应测定骨料的天然含水量,以确定或调整每批混合料中的加水量,使混凝土搅拌的水灰比保持批准的正确性,还应对每批骨料的含水量确定一个适当的允许量。提交项目监理一份上一个工作日浇筑每种强度混凝土的日报表,记录搅拌的盘数、浇筑混凝土的总体和浇筑部位,报废或不合格的盘数,以及每盘所用水泥的外加剂的重量等。 (6)砼运输: 当砼搅拌好后,用机动翻斗车运输。运输时,确保道路畅通、平整,避免在运输过程中强烈振动而分层泌水,同时,砼的数量得到保证。 8、砼灌注 在混凝土浇灌过程中,要结合充盈系数控制好投料高度,第一次应灌至自然地面,第二次至设计桩顶加0.5m处,桩管内灌满砼后,先振动5~10秒后开始拔管,边振边拔,每拔管0.5~1m,应停拔振动5~10秒,如此反复,直至桩管全部拔出。 9、复打 复打时的预制桩尖中心应与第一次重合,复打前应将桩管外壁的泥土清刮干净,必须在第一次灌注的砼初凝前完成复打工作。 10、桩身质量控制 混凝土灌注应防止水泥砂浆外流和地面的泥浆从料斗口带入管内,灌注高度 65 必须达到足够的充盈量,保证最终的混凝土面满足设计桩顶标高;拔管速度严格控制在0.6~0.8/min,充盈系数不小于1.1,确保桩身达到设计要求。 11、关键工序及重点工序的控制 关键工序控制表 表2 工 序 内容 控制点 控制点 实施措施 1.执行标准 2.拒用不合格材料 检查方法 1.查合格证 2.外观检查 3.复检 检查员 品种质量 钢 筋 笼 制 安 搭接焊接 制作 1.出厂合格证 1.设计要求 2.复检报告 2.规范规定 1.主筋间距±10mm 1.间距偏差 2.箍筋间距±10mm 2.下料尺寸 3.笼长±50mm 4.笼径±10mm 1.规范规定 2.焊接规程 材料员 施工员 1.度量模具 2.尺量 1.钢尺量 2.观察 质检员 规范控制 1.焊工培训 2.自检复检 1.钢尺量 2.小铁锺敲 3.取样送检 质检员 重点工序控制表 表3 工 序 成 桩 控制点 钢筋笼 安放 砼 桩顶标高 冲盈系数 控制标准 1、外观尺寸 2、埋放深度 1、原材料 2、砼质量 设计标高 不小于1.1 实施措施 1、不扭曲变形 2、用吊环 1、拒用不合格材料 2、设计和规范 检查方法 1、观察 2、量吊环长度 1、查合格证 2、复检报告 3、外观观察 4、坍落度筒 用尺量 计度算 责任人 施工员 复检人 质检员 施工员 施工员 施工员 质检员 质检员 质检员 控制砼量 记录砼量 66 CFG桩施工工艺 1、工艺概述 水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩),根据设计要求,本工程采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基处理,CFG桩复合地基区别于桩基的主要特点就是:充分考虑发挥桩间土的承载力,所以施工中应尽可能减小桩间土的扰动。因此,为保证桩身施工质量,尽可能减小桩间土的扰动,确保项目的顺利进行,合理的选择机械施工工艺,是CFG桩施工项目顺利进行的关键。 目前,CFG桩的成桩施工方法大体有三种:振动沉管灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩,其中: 长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩,具有施工速度快、桩体密实度高、环境噪音影响较低、对周围桩间扰动影响较小、特别是适合地下水位以下的高灵敏度地层等特点,因此:本CFG桩工程施工工艺采用长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩工艺。水下泵送砼,边压砼边拔管,采用置换加固,穿透力强,单桩承载力高,不会受到呈饱和,流塑~软塑状态的土层影响,并且能够达到设计承载力的要求,对桩的质量有保证。 2、CFG桩试桩 为保证工程质量,根据设计要求选择地质条件有代表性的区域为试桩区,每试验区根据设计要求设置试验桩数目。建议采用锚桩作反力,在试桩施工时,锚桩要安放钢筋笼。 3、施工顺序 结合CFG桩结构布局特点及现场地质条件,可采取从中心向外推进施工(圆 环形布桩方式)或从一边向另一边推进施工(正方形或梅花形网格状布桩方式),根据具体情况,更进一步为了尽可能减小桩间土的扰动,控制施工工艺,发现特殊情况,做出具体的改变,必要时采用间隔跳打的施工方式。 4、设备选配 拟采用KLB-75型步履式长螺旋钻机;QZ-60型混凝土输送泵;500型强制式搅拌机;装载机;电、气焊设备配套;水准仪、经纬仪1套等及其他配套设备。 5、施工工艺 定位放线→启动桩机对准桩位→桩机调平、钻杆调直→关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时 67 启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→成桩完毕→停机移位至下一桩位。 CFG桩工艺流程图: 移机下一桩位 调平、调直 开工 钻孔对位 钻 进 混合料搅拌 钻深约15.00m 灌料、提升 成 桩 图1 CFG桩工艺流程图 停灌桩顶标高 6、主要分部工程的施工方法 (1)定位:将桩机移到指定桩位,对中。当地面起伏不平时,应调整支腿或平台基座,使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过2.0CM,钻杆垂直度偏差不超过1.5%。 (2)钻进成孔:关闭钻头阀门,启动卷扬机下放钻杆至钻头触及地面时,启动钻机锤头,将钻杆旋转下沉至桩底设计标高。 (3)混合料搅拌:按设计配合比配制混合料,严格控制粗骨料粒径,一般选为小10mm~30mm或更小,必要时掺加泵送剂及其它外加剂,混合料坍落度宜为180mm~220mm。 (4)灌料、提升:当钻机钻至桩持力层时,开动混凝土输送泵灌料,当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆,边灌料、边提升,直至施工设计桩顶标高,提升速度宜控制在2m/min-3m/min,严禁先拔管后灌料,掌握好灌料与提钻的时间差,尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度,保证成桩质量。 (5)停灌桩顶标高、移机下一桩位:尽量控制好桩顶标高停灰面这一环节,在达到技术要求的条件下,做到尽可能少浪费混合料。 68 7、主要施工机具 主要施工机具 表1 序号 1 2 3 4 5 6 名 称 KLB-75型步履螺旋钻机 QZ-60型混凝土输送泵 500型强制式搅拌机 装 载 机 电、气焊设备 水准仪、经纬仪 单位 台 台 台 台 台 套 数量 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 按需进场 用 途 钻孔成桩 输送砼 搅拌砼 上料、送料 维修设备 测标高、放桩位 8、主要材料需用量计划 CFG桩体混合料成分为水泥、粉煤灰、碎石外加少量掺合剂,CFG桩材料拟选用42.5R级矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、小10mm~30mm碎石、复合防冻早强剂 。 选用材料均应符合相应标准要求,且配合比无试验室资料的情况下,根据施工经验及常规配合比粗略分析材料需用量,实际材料需用量最终以试验室配合比资料分析为准。 9、质量保证措施 (1)提高全体人员的质量意识,教育职工视工程质量为企业的生命,是企业生存和发展的基础。 (2)建立每道工序的质量保证措施,严格按照各工序验收标准,进行质量跟踪检查,发现问题及时整改,把质量事故消灭在萌芽状态。 (3)作好桩位的测放工作,桩位偏差≤20mm,钻孔垂直度≤1.0%。 (4)原材料要求:①水泥:选用po.42.5R矿渣硅酸盐水泥,并有出厂合格证及试验报告。②砂:中砂,含泥量不大于3%。③石子:碎石,粒径为小10~30mm,含泥量不大于2%,其他未经检验和验证或验证不合格的材料不得投入使用。 (5)成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),标准养护28d,测定其抗压强度。 (6)严格按图纸施工,做好施工记录,所有技术资料及时会同建设单位、监理单位履行签字手续。 (7)施工中各工序密切配合,在项目经理的统一领导下,协调好各工序之 69 间的交叉作业问题,明确质量目标落实质量责任,确保工程创优。 10、质量标准与验收方法 (1)质量标准经检测验收达到优良。 (2)验收方法: 1)提高全体人员的质量意识,把质量管理落实到整个过程中,一定要在保证施工质量的前提下,确保工期,发现问题及时处理。 2)会同甲方施工技术管理人员或监理对每台班的施工记录及成桩质量进行检查,严把质量关,一旦发现有不符合质量的事情发生,立即停止施工进行检查处理。 3)技术负责人定期检验检查整个工程的质量情况,每日向项目部各施工队通知。 4)技术员与质检员一起进行跟班检查。 5)各机组长认真负责每棵桩的质量,对成桩深度、灌料充盈系数记录汇总,定期报技术员。 6)施工结束后,在开挖基槽时,检查桩位、桩数及桩头强度,发现问题应采取必要的补救措施。 7)工程结束后,全面性验收,并填写验收单。 11、通病及事故处理措施 11.1堵管 堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点: (1)混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3~100kg/m3的范围内,坍落度应控制在160mm~200mm之间。 (2)混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作 70 用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。 (3)施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。 (4)冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。冬施时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。 (5)设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。 11.2窜孔 在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况,打完一根桩后,在施工相邻的桩时,发现刚施工的临桩的桩顶突然下落,当桩泵入混合料时,临近桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条:(1)被加固土层中有松散饱和软土层;(2)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;(3)土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生触变。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施: 1)采取隔桩、隔排跳打方法; 2)设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动; 3)减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累; 4)合理提高钻头钻进速度。 11.3桩头空芯 主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。 71 11.4桩端不饱满 这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。 11.5桩孔偏斜 主要因为地面不平,导向设施出现偏差,钻架不正或钻杆弯曲,钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查,做到水平、稳固,对钻杆、接头要逐个检查,保证钻杆顺直,有足够的刚度。在钻进时,土层由软变硬时要少加压慢给进。 11.6钻进困难 主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块,钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头,采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深,应进行清除后复钻,如不易挖出则改变桩位。 12、合理化建议 (1)复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时,至少予留60cm厚度人工开挖,以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高,且桩间土不受扰动,严禁粗暴施工,注意不要碰撞、铲断桩头,避免断桩及对地基土的扰动。 (2)开挖基槽时时先找出桩顶的标高位置,人工用钢钎等工具沿桩心剔除多余桩头。在操作过程宜两个方向同时进行,不可用重锤或重物横击桩体,直到设计标高,并把桩顶找平,避免将桩身处理的过高或过低造成桩间土承载力分担的不均匀。 (3)在基槽开挖时严防浸水,以免对桩间土的扰动而使桩间土承载力降低。 (4)复合地基桩顶至设计基础下垫层之间一般需铺设600mm厚的碎石中、粗砂褥垫层。褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法。铺设前,基坑应先实行验槽,坑底标高及图纸应符合设计要求,浮土应清除,边坡45度必须稳定,防止塌土,基坑范围内又低于地基的空洞、井、墓穴、暗塘、旧基础等软硬不均的部位时,根据设计要求予以处 72 理并经检验合格后,方可铺筑。材料采用质地坚硬的碎石,粒径20-40mm,厚度为600mm分两次从南侧向北铺填。铺填时避免损伤桩基,第一层碎石铺300mm厚,用压力机碾压,每次不少于3遍,在下层密压实度经检验合格后方可进行上层施工;质量检查采用在碎石垫层中设置纯砂检查点,用环刀取样法,符合设计要求密实度不小于1.6g/cm3的标准。 (5)考虑到桩身强度随龄期的增长而增大,复合地基开挖时间宜在全部施工完15天后进行。 (6)成桩时间达28天后方可静载荷试验,以确定CFG桩复合地基承载力标准值。 (7)在基槽开挖后,如发现异常,应及时与我公司联系,以便采取相应补救措施。 73 74
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