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1、钻(冲)孔灌注桩施工工艺指引一、适用范围钻(冲)孔灌注桩适用于工业及民用建筑中地下水位高的软硬土层。其 中泥浆护壁钻孔灌注桩一般适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、 填土、碎石土及风化岩层;旋搀成孔灌注桩宜用于粘性土、粉土、砂土、 填土、碎石土及风化岩层;冲孔灌注桩除宜用于上述地质情况外,还能 穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物,在岩溶发育地区应慎重 使用,采用时,应适当加密勘察钻孔。二.工艺流程三、施工工艺1 .放线定桩位及高程在场地三通一平的基础上,依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布 置图,测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心,桩位 线定好之后,必须经有关部门进
2、行复查,办好预检手续后开始钻孔。2 .桩机就位桩机就位时,必须保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔深度, 应在机架上或机管上标出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。3 .埋设护筒3.1 护筒一般由钢板制成,厚度视孔径取4-8mm ,护筒内径应大于钻 头直径(钻孔桩应大于IOOmm ,冲孔桩应大于200mm ),上部宜 开设1-2个溢浆孔。3.2 护筒埋设深度:在粘性土中不宜小于Im ,在砂土中不宜小于 1.5mo3.3 护筒顶端高度:采用反循环钻孔时,护筒顶端高度应保证孔内泥浆 面高出地下水位2m以上。采用正循环钻孔时,护筒顶端溢出口底边 应高于泥浆池面。3.4 护筒埋设:当地下水位
3、在地面以下超过Im时,可采用挖埋法。 当地下水位较高设置较困难时,可采用填筑法埋设。护筒位置应埋设正 确和稳定,护筒与孔壁之间应用粘土填实,护筒中心与桩孔中心线偏差 不大于50mmo4、泥浆制备4.1 除能自彳亍造浆的粘性土层外,均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑 性粘土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合 比设计。4.2 泥浆宜用专门搅拌机进行搅拌。在粘土地层钻进时,泥浆可在回转 和冲击搅动下自然形成泥浆。泥浆的性能指标应符合现场实际需要。4.3 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位LOm以上,在受水位 涨落影响时,泥浆面应高出最高水位L5m以上。4.4 在清孔过程中,应不
4、断置换泥浆,直至浇注水下混凝土。4.5 浇注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25 ;含砂 率不得大于8% ;粘度不得大于28so4.6 在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。4.7 废弃的浆、渣应进行处理,不得污染环境。5.钻(冲)成孔施工5.1 正循环回转钻机成孔(1)钻头回转中心对准护筒中心,偏差不大于20mm ,利用钻杆加压 的正循环回转钻机,在钻具中应加设扶正器。(2 )在粘土层中钻进时,应采用低钻压、快钻速、大泵量的钻进规程, 并不断稀释泥浆。(3)在砂层钻进速度快,回转阻力较小因此应采用较大的密度、粘度 和静切力的泥浆,以提高泥浆悬浮,携带砂砾的能力。
5、(4)在碎石土层钻进时,宜采用低档慢速,优质泥浆,慢进尺钻进。(5 )加接钻杆,应先将钻具稍提高孔底,待冲洗液循环3-5分钟后, 再拧卸加接钻杆。5.2 反循环回转钻机成孔(1)砂石泵起动后应形成正常反循环,才能开启钻进机慢速回转,下 放钻头至孔底。(2)当在软土层中钻进时,应根据泥浆补给情况控制钻进速度;在硬 层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。(3)钻进中应认真观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况,排量减少 或出水中含钻渣量太多时应控制钻进速度,防止因循环液密度太大或管 道堵塞而中断反循环。5.3 )钻进时如果孔内出现坍孔、涌砂等异常情况,应立即将钻具提高, 控制泵量,保持冲洗液循环
6、,吸除坍塌物和涌砂,同时向孔内输送符合 要求的泥浆。(5 )钻孔达到要求孔深停钻后,钻具提高孔底50-80mm ,维持冲洗 液正常反循环清孔,直到符合清孔标准为止。5.4 冲击钻机成孔(1)开孔时应低锤密击,表土为淤泥、细砂等软弱土层时,应加粘土 块夹小石片反复冲击造壁。孔内泥浆面应保持稳定。(2)在护筒刃脚下2m以内成孔时,采用小冲程Im左右,泥浆比重L2-1.5 ,软弱层可加粘土块夹小片石。(3 )在粉砂或中粗砂层中成孔时,采用中冲程2-3m ,泥浆相对密度 1.2-1.5 ,可向孔内投入粘土块,勤冲、勤掏渣。(4 )在密实的粘土层中成孔时,采用小冲程l-2m ,泵入清水和稀泥 浆,经常清
7、除钻头上的泥块。(5 )在砂卵石层中成孔时,采用中、高冲程3-4m ,泥浆相对密度1.3 左右,勤掏渣。(6 )在软弱土层或塌孔回填重钻时,采用小冲程Im左右,加粘土块 夹小片石反复冲击,泥浆相对密度13-1.5o(7)遇到孤石时,可采用预爆或高低冲程交替冲击,将孤石击碎或挤 入孔壁。(8)进入基岩后,应采用大冲程、低频率冲击,当发现成孔偏移时, 应回填片石至偏孔上方300-500 mm处,然后重新冲孔;进入基岩后, 非桩端持力层每钻进300-500 mm和桩端持力层每钻进IOO-30Omm 时,应清孔取样一次,并应做记录。(9 )每钻进4-5m应验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验 孔
8、。(10次直径桩孔可分级成孔,第一级成孔直径应为设计桩径的0.6-0.8 倍。(冲击钻机就位成孔施工)5.4旋挖钻机成孔(1)旋挖钻成孔应根据不同的地层情况及地下水位埋深,采用干作业 成孑口泥浆护壁成孔工艺,在淤泥、淤泥质土、砂土、碎石土、中间有 硬夹层及地下水以下的土层中不宜采用干作业成孔。(2 )泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池(箱), 在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆比重、掺入锯末、增粘剂 提高泥浆粘度等维持孔壁稳定的措施。(3)泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量,每台套钻机的泥浆 储备量不应少于单桩体积。(4)旋挖钻机施工时,应保证机械稳定、安全作业,必要
9、时可在场地 辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层(路基板)。(5)成孔前和每次提出钻斗时,应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门 连接销子以及钢丝绳的状况,并应清除钻斗上的渣土。(6 )旋挖钻机成孔应采用跳挖方式,钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离 应大于6m ,并应及时清除。应根据钻进速度同步补充泥浆,保持所需 的泥浆面高度不变。(7)钻孔达到设计深度时,应采用清孔钻头进行清孔。(旋挖钻机成孔施工)6 .孔底清理及排渣6.1 不易塌孔的桩孔,可采用空气吸泥清孔。6.2 稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣,当采用抽渣筒排渣 时,应及时补给泥浆;清孔后灌注混凝土之前的泥浆指标应符合要求。6.3 在
10、清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土,清孔时, 孔内泥浆面应高出地下水位LOm以上(在受水位涨落影响时,泥浆面 应高出最高水位L5m以上)。6.4 灌注混凝土前,孔底沉渣允许厚度应符合设计和规范要求。7 .吊放钢筋笼7.1 钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求。7.2 分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接或机械式接头。7.3 加劲箍宜设在主筋外侧,当因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧。 钢筋笼加工完成后,可加设两个吊耳防止吊装过程中箍筋及焊口损坏。7.4 导管接头处外径应比钢筋笼的内径小Ioomm以上。7.5 搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,钢筋笼安放前应绑好砂浆垫块, 吊放时要对准孔位,
11、吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁和自由落下, 钢筋笼放到设计位置时,应立即固定,防止上浮。8 .浇筑混凝土钢筋笼吊装完毕后,应安置导管或气泵管二次清孔,并应进行孔位、孔 径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检验,合格后应立即灌注混凝土,随着 混凝土不断增高,孔内沉渣将浮在混凝土上面,并同泥浆一同排回贮浆 槽内。(浇筑混凝土)8.1 水下灌注的混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定; 坍落度宜为180-22Omm ;水泥用量不应少于360kgm3 (当掺入粉 煤灰时水泥用量可不受此限);含砂率宜为40%-50% ,并宜选用中 粗砂;粗骨料的最大粒径应小于40mm ,且不得大于钢筋间距最小净 距
12、的1/3 ;水下灌注混凝土宜掺外加剂。(测量坍落度)8.2 灌注混凝土的导管壁厚不宜小于3mm ,直径直为200-250mm ; 直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度可视工艺要求确定,底 管长度不宜小于4m,接头宜采用双螺纹方扣快速接头;导管使用前应 试拼装、试压,试水压力可取为0.6-LOMPa ;每次灌注后应对导管内 外进行清洗。8.3 使用的隔水栓应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出;隔水栓宜 采用球胆或与桩身混凝土强度等级相同的细石混凝土制作。(放置隔水栓)8.4 开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm ;同 时应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注
13、面以下不应少于 0.8mo8.5 导管埋入混凝土深度宜为2-6m ,严禁将导管提出混凝土灌注面, 并应控制提拔导管速度,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面 的高差,填写水下混凝土灌注记录。8.6 灌注水下混凝土必须连续施工,每根桩的灌注时间应按初盘混凝土 的初凝时间控制,对灌注过程中的故障应记录备案。8.7 应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为08-1.0m ,凿除泛浆高度 后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。四.质量控制要点L基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前, 经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。2、桩机就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜和移
14、动; 为准确控制成孔深度,在桩架或钻具上应设置控制深度标尺,以便在施工中观测记录。3、护筒埋入土中的深度应满足要求,护筒四周用粘性土回填并分层夯 实。4、桩在施工前,宜进行试成孔。5、成孔过程中应注意地层变化,随时调整钻进工艺,成孔的控制深度 应符合下列要求:摩擦桩应以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须 保证设计桩长及桩端进入持力层深度;端承型桩必须保证桩端进入持力 层的设计深度。6、如在成孔过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时, 应停止施工,待采取相应措施后再进行施工。7、灌注混凝土前应严格控制孔底沉渣允许厚度符合设计和规范要求。8、钢筋笼应在专用平台上加工,主筋与箍筋点焊牢固
15、,支撑加固措施 要可靠,吊运要竖直,使其平稳地放入桩孔中,保持骨架完好。9、检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。直径大于Im或单桩混凝 土量超过25m3的桩,每根桩桩身混凝土应留有1组试件;直径不 大于Im的桩或单桩混凝土量不超过25m3的桩,每个灌注台班不得 少于1组试件;每组试件应留3件。10、灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定,实际浇 筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积,桩身任意一段平均直径与设计 直径之比严禁小于IoIL从开始成孔至水下混凝土浇筑完毕,应始终保持护筒内的泥浆面高 出地下水位Im以上,受水位涨落影响时,应高出最高水位L5m以 上。12、导管在使用前应做水密性试验,安装时要放密封圈并上紧丝扣,在 孔中的位置要居中,开始浇注混凝土时导管底距孔底的距离宜为 300-500mm ,上部高出泥浆面不少于300mmo13、混凝土浇到接近桩顶时,应随时测量顶部标高,以免过多截桩或补 桩。五.质量标准表L钻(冲)孔灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 表2、钻(冲)孔灌注桩钢筋笼质量检验标准表3、钻(冲)孔灌注桩质量检验标准六、常见质量问题及处理L钻孔偏斜1.1 造成原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯 曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤 石或其它硬物等情形。1.2 防治措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均