位于场地开阔、平缓处,桩长较长,地下水丰富位置的桩基施工拟采用机械钻孔,由于地质以岩层为主,软土覆盖层较薄,钻孔灌注桩优先选用冲击钻成孔。
1)测量定位:根据设计图纸,用全站仪准确放出钻孔中心位置,并放出不少于两组的护桩,以便钻孔过程中核对桩位和保护中心桩,修筑围堰时采用全站仪器控制,使堰体满足施工要求。
2)修筑钻孔平台
当桩基位于地面上时,地质好时就地平整场地后作为钻机平台,地质不好时,适当换填压实后作为钻机平台,钻机平台的标高距桩顶标高为1-1.5m,平台尺寸应能满足钻孔、吊装钢筋笼、砼灌注等施工作业的需要,并与施工通道联通。
3)埋设护筒
a.护筒用8mm钢板卷制而成,其内径应大于钻头直径200mm;护筒制作要求坚固耐久,不易变形,装卸方便,能重复使用。
b.护筒采用人工挖埋法,做到位置正确、稳定不倾斜,底脚紧密不透水,护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm;护筒四周应夯实粘土,护筒底应埋置在稳固的粘土层中,否则应换填粘土并夯实。
c.护筒的埋深一般在2~4m,其高度应满足高出地面300mm,孔内泥浆面应高出地下水位1.5m以上,其上口宜开设溢浆孔。
d.废泥浆采取现场处理与集中处理相结合
4)安装钻机
安装钻机前必须对钻机的各部位构件进行检修。钻机(架)安装就位时,应详细测量,底座应用枕木垫实塞紧,顶端应用缆风绳固定平稳,并在钻进过程中经常检查。
a.钻机的安放要平正、稳固、确保施工中不倾斜,不移动;
b.冲击钻主要由桩架(包括卷扬机)、冲击钻头、掏碴筒、转向装置和打捞机具等组成。冲击钻就位时,钻头应对准护筒中心,偏差不大于±20mm;
c.为准确控制成孔深度,在钻架上或钢丝绳应设置控制深度的标志,以便在施工中进行观测记录;
d.钻机就位后,按通电源,检测钻具,进行试运转。
e.在钻头锥顶和提升钢丝绳之间设置保证钻头转向的装置,以防钻空或梅花形孔。
5)备泥浆
陆地桩基施工时泥浆池要建沉靛池和循环池二级池,体积分别约60立方米。泥浆池采用24墙式砖砌泥浆池,泥浆池与桩基孔距离不少于2m。
①冲击钻使用的泥浆,可在孔中投入粘土泥团直接加水造浆,相对密度控制在1.2~1.4,粘度22-30Pa.s,胶体率≥95%,含砂率≤4%;
②粘土应选取具备水化快、造浆能力强、粘度大、浸水后能大量膨胀性能的粘土,泥浆池设于围堰内。
③泥浆的作用是在井壁形成一层泥皮,阻隔孔外渗流,保护孔壁,避免塌孔,另外还起到悬浮钻碴的作用,因此要有专门人员负责测定泥浆的各项性能指标,发现问题及时采取措施进行调整,保证钻孔工作顺利进行。
④用粘土制作泥浆时,按JTJ051—93《公路土工试验规程》测定的塑性指数不应小于《技术规范》;
⑤调制泥浆时,应先将粘土或膨润土加水浸透,然后以搅拌机或人工拌制,冲击钻进时,可在钻孔内直接投放粘土,以钻锥冲击制成泥浆。调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆。《泥浆性能指标要求》见下页:
泥浆性能指标要求
钻孔 方法 地层情况 泥 浆 性 能 指 标
相 对 密 度 粘度(pa.s) 静切力(pa) 含砂率(%) 胶体率(%) 失水率(ml/30min) 酸碱度(PH)
正循环回旋、冲击 粘性土 1.05~1.20 16~22 1.0~2.5 <8~4 >90~95 <25 8~10
砂土
碎石土
卵石
漂石
1.2~1.45
19~28
3~5
<8~4
>90~95
<15
8~10
推钻、冲抓 粘性土 1.10~1.20 18~24 1.0~2.5 <4 >95 <30 8~11
砂土
碎石土 1.2~1.4 22~30 3~5 <4 >95 <20 8~11
反循环回转 粘性土 1.02~1.06 16~20 1.0~2.5 <4 >95 <20 8~10
砂土 1.00~1.10 19~28 1.0~2.5 <4 >95 <20 8~10
碎石土 1.10~1.15 20~35 1.0~2.5 <4 >95 <20 8~10
注:
①.地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限;
②.地质较好、孔径或孔深较小的,指标取低限;
③.孔壁泥皮厚除正循环旋转冲击的砂类土等应≤2mm外,其余均应≥3mm;
④.用推钻、冲抓、冲击方法钻进时,可用粘土碎块投入孔内,由钻锥自行造浆固壁;
⑤.若当地缺乏优质粘土,不能调出合格泥浆时,可掺用添加剂以改善泥浆性能;
⑥.在不易坍塌的粘性土层中,使用推钻、冲抓、反循环回转方法钻进时,可用清水提高水头(≥2m)维护孔壁;
⑦.对遇水膨胀或易坍塌的地层如泥页岩等,其失水率应〈3~5ml/30min;
6)冲孔
桩的钻孔,只有在中心距离5m以内的任何桩的砼浇注完毕24小时以后,才能开始。冲击钻机冲孔时先在孔内加水,投入良质粘土,用冲锥小冲程反复冲击造浆,护筒底脚2~4m范围较为疏散,采用浓浆加小块石,小冲程高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。每钻进4~5 m深度验孔一次在更换钻头或容易缩孔处均应检验。当孔深达护筒以下3~4m后,可加快速度,加大冲程,转入正常连续冲击,为正确控制钻锥的冲程,在钢丝绳上做标志,冲击时应随时测定和控制泥浆比重,保证泥浆供给,使孔内泥浆面稳定;每冲击1~2m应用掏碴桶抽碴一次,并及时补浆,维护水头高度,在掏碴后或因其它原因停钻后再次开始时,由低冲程逐渐加大到正常冲程避免卡钻;在冲击一段时间后及时掏碴,避免出现梅花孔、偏孔的现象;冲击过程因地质不均匀,须采取措施,防止歪孔;进入基岩后,每钻进100~500 mm应清孔取样一次,验孔一次以备终孔验收。进入基岩后,应低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300~500 mm,然后重新冲击。冲击过程应经常检查钻头、钢丝绳、滑轮等的磨损情况,防止因突然损坏而掉钻、埋钻;现场要备用打捞钻头的机具,一旦出现掉钻,应及时组织打捞。在施工过程中如实填写冲孔记录。
7)终孔、清孔
①当钻孔达到设计标高后,应停止钻进。请监理工程师做成孔检查、测孔位、孔径、孔深、垂直度、入岩深度等。
②冲击钻清孔时,用低密度泥浆置换法。即用泥浆比重比较小的泥浆(约1.1左右)置换孔内泥浆比重比较大的泥浆。清孔时,应保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m以防止坍孔。并用水管插到孔底注入高压水,将泥浆比重降到1.03~1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s。清孔后,孔内泥浆比重和孔底沉碴厚度应符合有关规定沉碴厚度不得大于5cm。
③在浇筑砼前,应用空压机风管对孔底进行扰动,以减少泥浆的沉淀物。
8)钢筋骨架的制作与起吊就位
① 钢筋骨架的制作
桩基钢筋笼主筋为Ⅱ级钢筋φ28mm,按图纸要求采用套筒机械螺纹连接。
钢筋骨架在场外钢筋加工场集中制作、存放,最后用平板车或人工抬运至桩孔附近。钢筋骨架整体制作、分节吊装。
钢筋骨架采用加劲筋成型法制作。制作时,按设计尺寸做好加劲筋圈,标出主筋的位置。焊接时,使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记,扶正加劲筋,并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后,用机具或人转动骨架,将其余主筋逐根照上述方法焊好,然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固。为使钢筋骨架正确、牢固定位,在钢筋骨架周围每2米焊4 个弧形钢筋“耳朵”,以保证保护层厚度和钢筋骨架位置。
钢筋骨架制作时,严格控制外形尺寸。
制好的钢筋骨架放在平整、干燥的场地上。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高方木以免粘上泥土。每组骨架的各节点要排好次序,便于使用时
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