鑽孔樁專項施工方案詳細完整版

2021-03-04 09:43:55 字數 4786 閱讀 3863

鑽孔樁施工方案

一、工程概況

本標段工程中橋梁工程和分離式立交下部結構基礎均為鑽孔灌注樁基礎,其中φ1.0m鑽孔灌注樁1609m;φ1.2m鑽孔灌注樁3580m。

樁基礎的型別為摩擦樁和嵌巖樁。鑽孔灌注樁穿過的地層主要有淤泥質亞粘土、含粘性土碎石、淤泥質亞粘土、含碎石粘性土、強風化砂岩;耕植土、碎石、塊石、全風化砂岩、強風化砂岩、中風化砂岩、微風化砂岩等。

二、施工準備

1、護筒的製作和埋設

為固定樁位、導向鑽頭、隔離地面水、保護孔口地面及提高孔內水位增加對孔壁的靜壓力以防坍塌,在鑽孔前應埋設護筒。護筒要堅實,有一定剛度,接頭嚴密,不漏水。為施工方便,一般採用鋼板卷制護筒。

鋼板的厚度與護筒的直徑視設計樁徑的大小而定,具體參照下表。護筒的埋深要視不同的地層而定。

在河床中樁基下口應埋入河床區域性沖刷線以下1.5m處,上口高出島面30cm,其它墩位護筒長度大於2m,護筒頂應高出施工水位或地下水位2.0m,並高出施工地面30cm,下口在粘土層中不淺於1.

0m,在砂土層中不淺於2.0m,鬆散土中應穿過該層至粘土中不少於0.5m。

護筒應挖孔埋設,先在樁位處挖至少比護筒底深50cm,直徑比護筒大50cm的圓坑,然後回填50cm厚的粘土,分層夯實,接著把鋼護筒按測量樁位置入正中,四周用粘土分層夯實即可。在挖到2m以上可能會有水時,宜採用加壓或震動下沉。震動下沉時極易發生傾斜,應注意導向定位或斜拉穩定。

護筒埋設好以後,應檢查其位置,用紅油漆在頂口及內側標誌樁位十字線位置。護筒平面中心偏差不大於5cm,垂直度傾斜誤差不大於1%。

******1號橋1#,2#墩及******2號橋1#,2#墩的鑽孔樁位於深水中。******1號橋0#,4#臺,3#墩的鑽孔樁及******2號橋0#,3#臺的鑽孔樁位於岸邊陸地上。

當鑽孔樁位於岸灘時,可用築島圍堰,換填,整平,壓實。修築鑽機平台。

當鑽孔樁位於深水時,將採用木排樁搭設支架,在木排架上搭設施工平台,支承鑽機,具體做法為:首先,測設樁位,確定木排架具體位置,測定木排架處的水深,以確定木樁長度,條件是木樁為直徑22厘公尺以上的雜木,而且必須打入泥土中1.5m以上,按圖打設堅向木樁,然後搭設縱向、橫向方木,方木規格為10×10厘公尺雜木。

使所有豎直木樁共同受力,每墩台三個鑽孔樁的木排架如圖連為乙個整體。木排架寬4公尺,長20公尺。在鑽孔樁位置安裝導向支架,將鋼護筒下落就位,並深入河床區域性沖刷線以下至少2m,然後對護同筒進行加固,加固時注意要和木排架分離,加固完成,鑽機即可就位開鑽。

木排架必須進行必要的強度演算和穩靜性演算,在木排架的設計過程中,加強了木排架的橫向和縱向方木連線,並且每隔一公尺設一斜向方木,增加整齊強度,在鑽機就位時注意前後左右對稱,木排樁可認為僅受軸向壓力,木排架均勻受壓,均勻下沉。在此僅對木排樁承載力進行演算。

(1) 單樁容許承載力

對於摩擦樁(打入樁)

[p]=0.5×[u×σαiliτi+αaσr]

u=πd=3.14×0.22=0.69(m) a=πd2/4=3.14×0.222÷4=0.038(m2)

l=2.0(m) τ=15kpa σr=55kn αi=0.7 α=0.7

[p]=0.5×[0.69×0.7×2.0×15+0.7×0.038×55]=4.345kn

(2)單樁承載力

鑽孔時: p0=13t 灌注混凝土時: p1=7.

5t(混凝土) p2=2.0t(導管) p3=4.2t(鋼筋籠) p0=p1+p2+p3=13.

7t取較大值 p0=13.7t

作用於4公尺寬,8公尺長的木排架上.共有32根木樁承載.假設平均分配, 則單樁承載力

p=13.7×9.8÷32=4.2kn

可見 p<[p] 單樁承載力滿足要求

2、護壁泥漿及泥漿池

泥漿由粘土(或膨潤土)、水和新增劑拌和而成,其比重較水大,故對孔壁能增大靜水壓力,並在孔壁形成一層泥皮,隔斷孔內外水流,保護孔壁,防止塌孔。在衝擊成孔時,泥漿比重宜採用1.2~1.

4,起懸浮鑽渣、排渣作用。另外泥漿還可以潤滑,冷卻鑽頭,減少鑽頭阻力和鑽頭磨損。泥漿池按照施工場地的實際情況進行布置。

3、鑽機及鑽具

鑽機型別的選擇要根據地質和工期而定,鑽機功率要和所鑽孔徑、孔深相適應,以免造成小鑽鑽大孔扭矩不足或大鑽成小孔動力浪費等現象。本合同段主要採用衝擊鑽機和反迴圈旋轉鑽孔機。摩擦樁主要採用反迴圈鑽機,嵌巖樁主要採用衝擊鑽機。

鑽頭是鑽機的重要組成部分,它的幾何形狀,力學效能,刃具,切削角度及自重等,都是直接影響進尺速度和成孔質量的重要因素。鑽頭的選擇須按鑽機的機械效能,地質狀況和轉孔速度三者綜合考慮,才能得到最佳的荷重,取得交好的經濟效益。

反迴圈鑽機的鑽頭直徑與孔徑相同,鑽頭重量為5.9kn.衝擊鑽的鑽頭直徑一般為鑽孔樁孔徑的85%~90%,重量視孔徑和土層而定。選用1.2t重的鑽頭。

4、封孔裝置:

封孔裝置應包括吊機、導管、卡盤、漏斗、貯料斗、拔塞、上料斗、抽水機等。(卡盤構造圖附後)

吊機應經常檢查保養,確保使用正常。導管可用鋼管製成,每節2.0m,每套另配置1.

0m、0.5m各一節,以利調節。內徑為300mm,壁厚6mm。

導管使用前須進行水密、承壓和接頭抗拉等實驗,水密實驗的水壓不應小於水深1.5倍的壓力;承壓實驗的控制應力為1.3×(砼壓力-水壓力);接頭抗拉實驗拉力大於導管自重加導管內外壁與混凝土摩擦力的3倍。

卡盤應保證其開、關靈活自如。貯料斗的容量應根據孔徑的大小而定。確保首批混凝土拔塞灌注後導管初次埋深不小於1m,貯料斗下口應與導管法蘭配套相接。

拔塞上的千斤繩應比貯料斗長2m左右,拔塞下端應與貯料斗下口吻合。上料斗使用應靈活可靠,貯量為1.2m3。

5、鋼筋籠的製作:

鋼材經檢查合格後,在開鑽前鋼筋籠要提前製做完成,檢查合格後待用。鋼筋籠根據運輸和起吊裝置能力可整體或分節製作,鋼筋籠成型後可採用卡板成型或箍筋成型,保證主筋的位置準確。每隔2m設定加強箍筋一道,間隔一道加強箍應加焊十字撐,以保證骨架的剛度(安裝至孔口時逐個拆除)。

在骨架上端,根據鋼筋籠的長度、直徑大小,均勻設定4根吊桿(或吊環)。鋼筋焊接牢固,焊縫要飽滿。按按照圖紙規定焊接n6鋼筋,確保保護層厚度。

三、施工工藝

1、鑽孔

⑴一般要求

鑽機就位前,應對場地布置、鑽機位置的平整度和密實度等檢查和加固,配套裝置及水電的接通等全面檢查落實。鑽機安裝就位後,底座和頂部應平穩,保證鑽進過程中不產生位移和沉陷。鑽機頂部的起吊滑輪緣、鑽頭、鑽桿中心和樁孔中心三者應在同一鉛垂線上,其偏差不得大於2cm。

公升、降鑽頭時須平穩,鑽頭提出孔口時應防止碰撞護筒、孔壁和鉤掛護筒底部。拆裝鑽桿力求迅速。因故停鑽時,鑽頭應提出孔樁,並在孔口加護蓋。

施鑽前,應根據地質勘探資料繪製孔位地質剖面圖,以便鑽進時按不同的地層選用適當的鑽頭、衝程和泥漿。施鑽過程中,必須及時填寫鑽進記錄,交**時應交待鑽進情況及下班注意事項。鑽孔作業必須分班連續進行;應經常對鑽孔泥漿進行試驗,不符合要求時,隨時改正;應經常注意土層變化,在土層變化處均應撈渣取樣,判明土層,確定標高,記入記錄表中,以便與地質剖面圖核對。

遇有與地質資料嚴重不符時,應留取渣樣袋,放入資料條(地質、標高、時間等)並拍照,同時通知監理工程師到場核實確認。

⑵鑽孔成孔開始低錘(小衝程)密擊,錘高0.4~0.6m,並及時加塊石與粘土泥漿護壁,使孔壁擠壓密實,直至孔深達護筒下3~4m後,才加快速度,加大衝程,將錘提高至1.

5m以上轉入正常連續衝擊。

成孔過程中要及時將孔內殘渣排出孔外,以免孔內殘渣太多,出現埋鑽現象。

沖孔時應隨時測定和控制泥漿密度。如果遇到較好的粘土層,可採取自成泥漿護壁。

在鑽進過程中每2m要檢查一次成孔的垂直度情況。若發現偏斜應立即停止鑽進,採取措施進行糾偏。對於變層處和易於發生偏斜的部位,應採用低錘輕擊、間斷衝擊的辦法穿過,以保持孔型良好。

成孔後,應用測繩下掛5kg左右的鐵質平底錐形體測量檢查孔深、檢孔器(檢孔器為直徑為樁徑、長度為6m的圓柱體)檢查孔徑核對無誤後,進行清孔。

各類土層中的衝程和泥漿密度選用表

⑶故障處理

遇有塌孔,應仔細分析,查明原因和位置,然後進行處理。塌孔不嚴重時,可回填至塌孔位置以上,並採取改善泥漿效能、加高水頭、埋深護筒等措施,繼續鑽進。塌孔嚴重時,應立即將鑽孔全部用砂或小礫石夾粘土回填,暫停一段時間後,查明塌孔原因,採取相應措施重鑽。

塌孔部位不深時,可採取深埋護筒法,將護筒周圍夯填密實,重新鑽孔。

遇有孔深偏斜、彎曲時,應分析原因,進行處理,一般可在偏斜處吊住鑽錐反覆掃孔,使鑽孔正直。偏斜嚴重時,應回填粘性土到偏斜處,待沉積密實後再鑽進。

遇有擴孔、縮孔時,應採取防止塌孔和防止鑽錐擺動過大的措施。縮孔是鑽錐磨損過多、焊補不及時或因地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥岩造成的,前者應注意及時焊補鑽錐,後者應採用失水率小的優質泥漿護壁。

遇有鑽孔漏漿時,如護筒內水頭不能保持,宜採取將護筒周圍回填土築實、增加護筒沉埋深度;適當減小水頭高度或採取加稠泥漿、倒入粘土慢速轉動等措施;還可填入片石、卵石土,反覆衝擊,以增強護壁。

由於鑽錐的轉向裝置失靈、泥漿太稠、鑽錐旋轉阻力太大或衝程太小,鑽錐來不及旋轉,易發生十字槽孔,應採用片石或碎卵石與粘土的混合物回填鑽孔,重新衝擊鑽孔。

掉鑽落物時,應該迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈,若落體已被泥砂埋住,應先清除泥砂,使打撈工具接觸到落體後再打撈。

2、清孔

鑽孔達到設計標高,經終孔檢查符合要求後,立即進行清孔。其目的在於使沉澱層盡可能減少,提高孔底承載力,同時也保證水下混凝土灌注質量,不出故障。清孔的方法應根據設計要求、鑽孔方法、機具裝置和地質情況而定。

清孔方法:

目前常用的方法主要有掏渣法、吸泥法和換漿法。衝擊鑽機施工時主要採用掏渣法和吸泥法;迴圈鑽機施工時主要採用換漿法。

清孔時應注意以下事項:

⑴保持孔內水頭,防止塌孔;

⑵清孔後,孔底、中、上部泥漿均勻符合要求;

⑶孔底沉澱厚度不得大於設計規定,不能用加大孔深的方法代替清孔。

⑷鑽孔樁成孔質量允許偏差表

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