鑽孔灌注樁作業指導書

2021-03-04 09:53:26 字數 4820 閱讀 8971

1.編制目的

明確橋梁樁基鑽孔灌注樁作業的工藝流程、操作要點和相應的工藝標準,指導、規範樁基作業施工。

2.編制依據

《高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準(tb10752-2010)》;

《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準(tb10424-2010)》;

《高速鐵路橋涵工程施工技術指南》鐵建設[2010]241號;

《高速鐵路混凝土工程施工技術指南》鐵建設[2010]241號;

《鐵路橋涵工程施工安全技術規程(tb10303-2009)》;

《鐵路工程基樁檢測技術規程(tb10218-2008)》;

《新建鐵路鄭州至萬州鐵路河南段站前工程設計圖紙》。

3.適用範圍

適用中鐵二十局集團鄭萬鐵路河南段專案部一分部管段橋梁樁基施工。

4.鑽孔工藝

4.1鑽孔灌注樁施工工藝流程如下圖一:

圖一鑽孔灌注樁施工工藝流程圖

4.2施工準備

4.2.1認真閱讀、研究圖紙,認真熟悉、核對各樁基的地質資料,充分掌握樁基的基本資料即樁的根數、直徑、樁長及總工程量,搞清楚哪些屬於陸地施工,哪些屬於水中施工等。

4.2.2根據樁基的地質資料、總工程量及工期要求合理配備鑽機,並認真分析各類鑽機的功能特點及工作效率。

4.2.3當鑽孔場地為旱地時,應清除雜物,平整壓實。

4.2.4當鑽機現場位於淺水中時採用築島圍堰施工,要根據承臺大小再考慮一定作業空間、運輸便道及工作場地,根據施工水位,合理確定築島面積及築島高程。

位於深水和有通航要求的河道採用搭設施工平台施工,施工平台應考慮鑽機停放、吊機停放,運輸便道等位置,並能滿足樁基、承臺、墩柱和掛藍施工。

4.2.5護筒的埋設。

不論採用何種鑽機施工,均應在孔口埋設堅固且不漏水的護筒。護筒內徑應大於鑽頭直徑,若採用旋挖鑽時,則應比鑽頭直徑大20cm,護筒頂面應高出施工水位或地下水位2m,還應滿足孔內泥漿面的高度要求。當為旱地或築島作業時還應高出施工地面0.

5m,護筒埋置的深度應符合下列要求:

4.2.5.1在旱地上,為粘性土時不小於1m,砂類土不小於2m,當表層土鬆軟時,應將護筒埋置在較堅硬密實的土層中至少0.5 m,且護筒四周應用黏土分層夯實。

4.2.5.

2水中築島時、護筒宜埋入河床面以下1 m,水中平台可按最高施工水位、流速、沖刷及地質因素等綜合考慮其埋深,必要時可將其置於不透水層上。護簡高出水面應考慮泥漿船高度、水面至平台底高度,方便泥漿排放至船上和施工操作。

4.2.5.3護筒頂面中心與設計樁位偏差不得大於5 cm,傾斜度不得大於1%。

4.2.6泥漿池及沉澱池的設定。

泥漿池和沉澱池是鑽孔灌注樁施工中不可少的臨時設施,對於旋挖鑽機和衝擊鑽機施工泥漿池的大小一般為鑽孔體積的1.2倍,具體情況應根據地質情況、樁的直徑、根數及長度來確定。

當在砂類土,或黏土夾層的地質層內鑽孔時宜採用膨潤泥漿護壁,只有當在粘性土中鑽孔,且當塑性指數大於15且浮碴能力滿足施工要求時,方可利用孔內原土造漿護壁。關於泥漿的效能指標,應符合下列標準:

泥漿比重,當採用衝擊鑽機,旋挖鑽機鑽孔時,入孔泥漿比重為1.1~1.3。

黏度:一般地層16~22s 鬆散易塌地層19~28s。

含砂率:新制泥漿不大於4%。

膠體率:不小於95%。

ph值;應大於6.5。

為提高泥漿粘度和膠體率,可在泥漿中摻入適量的碳酸鈉、燒鹼等,摻量由試驗確定。

4.3鑽機的選配

本標段橋梁樁基地質情況主要型別有:軟粉質黏土、粉質黏土、卵石土、圓礫土、泥岩夾砂岩、粉砂地層和細砂地層,因此可選用的鑽機型別為衝擊鑽機和旋挖鑽機。

4.4鑽進成孔

4.4.1旋挖鑽成孔

4.4.1.1基本原理

旋挖鑽機施工被譽為鑽孔灌注樁施工技術的綠色施工工藝,工作效率高,施工***,塵土汙染少,其工作原理是:利用鑽桿和鑽頭的旋轉,以鑽頭自重並加液壓作為鑽進壓力,使土屑裝滿鑽鬥後提公升鑽鬥出土。通過鑽鬥的旋轉,挖土,提公升,土和泥漿置換護壁,反覆迴圈而成孔。

4.4.1.2優缺點

① 優點

a振動小,雜訊低。

b成孔速度快,效率高,與常規鑽機相比,旋挖鑽機迴轉扭矩大,並可根據地層情況自動調整;鑽壓大,通過鑽鬥直接從孔內提取渣土,所以速度非常高,一般情況下,日進度在60m以上。

c裝置先進,自動化程度高,勞動強度低。

d環保無汙染,它可迴圈使用泥漿。

e行走移動方便,行走方式為履帶式。

f對孔方便準確,操作手在駕駛室內利用先進的電子裝置精確對位,並使鑽機處於最佳狀態。

g成樁***,孔壁有明顯的螺旋線,有助於提高樁的摩阻力:孔底沉渣少,易於清孔,能提高樁端承載力。

h自帶柴油動力,能緩解現場電力不足的矛盾,排除了因電纜而造成的安全隱患。

② 缺點

a穩定液(泥漿)管理不當時,會產生坍孔。

b廢泥水處理困難。

c沉碴處理較困難,常需清洗鑽頭。

d因土層情況不同,實際孔徑比鑽頭直徑大7%~20%。

e因為不易形成泥皮,護壁性相對較差,易縮徑,塌孔。

4.4.1.3施工中應注意的幾個問題

① 鑽機就位應平整,鑽桿應垂直,確保孔身垂直度符合要求。

② 確保穩定液(泥漿)的質量,對形成泥漿的原材料應具有良好的物理效能、流變性能和穩定性能,其密度、黏度、ph值、泥皮厚度、含砂量等應符合要求,黏土宜選擇黏粒含量大於50%,塑性指數大於20,含砂量小於5%,二氧化矽與三氧化二鋁含量的比值為3~4倍的黏土。

③ 護筒應埋設準確和穩定,周邊應夯實,各項指標應符合要求。

④ 斗底活門在鑽進過程中應保持關閉狀態,防止鑽頭內的渣土掉入孔內。

⑤ 嚴格控制鑽鬥在孔內的公升降速度,過快會造成孔壁坍塌,公升降速度一般以0.748m/s為宜(直徑為1200mm時),當直徑為1500mm時,宜控制在0.575m/s,直徑越大,應越慢一些。

⑥ 應使孔內泥漿液面高出地下水位2m,以防坍孔。

⑦ 應經常檢查並記錄孔內水頭高度、泥漿的相對密度和黏度,發現問題及時解決。

⑧ 成孔後,應盡量縮短下鋼筋籠和下導管的時間,否則孔底沉澱太多。

4.4.2衝擊鑽機鑽進

4.4.2.1準備工作

鑽機就位前,對鑽孔前的各種準備工作進行檢查,包括機具裝置的檢查和維修。根據地質資料,繪製該地段地質剖面圖,掛在鑽機台上,用以指導施工。

樁的鑽孔和護筒開挖,應在中心距離5m內的任何樁的砼灌注完成24小時後開始,以避免擾動鄰樁的凝固,幾台鑽機同時施工時,要注意配合避免干擾和衝突。

4.4.2.2鑽機就位

定好鑽架並調整和安裝好起吊系統,將鑽頭吊起徐徐放進護筒內,啟動捲揚機將衝頭吊起,使鋼絲繩、衝頭和鑽架起吊滑輪同軸線,衝頭對準樁中心,在鑽進過程中要經常檢查,發現傾斜或移位,及時糾正。

4.4.2.3初鑽

啟動泥漿幫浦,等泥漿輸入鑽孔中一定數量後,方可開始鑽進。無泥漿時,應提起衝頭,將製泥漿的黏土放入護簡內,並加水提起衝頭衝擊,製作漿液,漿液比重為1.1~1.

3(具體情況根據地質情況確定),鑽進過程中隨時調整漿液高度,確保不產生坍孔現象。

4.4.2.4鑽進

(1)開始鑽進時,進尺應適當控制,可按土質情況以正常的速度鑽進,若護筒土質鬆軟發現漏漿時,可提鑽向孔內倒優質粘土,再放鑽具衝擊,使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙,穩定泥漿後繼續鑽進,鑽孔過程中,要保持泥漿面不低於護筒頂40cm,提鑽時須及時向孔內補漿,以保證泥漿高度。施工人員負責測試泥漿各項指標,在土層鑽孔過程中,平均每間隔4-6小時檢測一次泥漿,主要測定泥漿的比重、粘度、含砂率等。

(2)進入岩層後,應低錘衝擊或間斷衝擊,如發現偏孔應回填片石至偏孔上300mm~500mm處,然後重新沖孔。

(3)遇到孤石時,可用高低衝程交替衝擊,將大孤石擊碎或擠入孔壁。

(4)每鑽進4~5m深度驗一次孔,在更換鑽頭前或容易縮孔處均應進行驗孔,鑽孔深度通過機架做標記控制,驗孔深時用側繩鉛錘檢驗。

(5)自鑽孔深度進入岩層後,平均每2m進行鑽渣取樣一次,判斷岩層情況;對地層變化處,加密取樣頻率,平均每0.3m-0.5m取樣一次。

判斷土層,並記入記錄表中,並與地質剖面圖核對。

4.4.2.5鑽孔質量控制要點

由於本標段鑽孔灌注樁要穿越軟粉質黏土、粉質黏土、砂礫土層,鑽進過程中極易坍孔,因此應防止坍孔、孔形扭歪或孔偏斜,甚至把鑽頭埋入或掉進孔內等事故,故鑽孔時要注意以下幾點:

在鑽孔過程中,始終保持護筒內水位要高出筒外1~1.5m的水位差和護壁泥漿的要求,以起到護壁固壁的作業,被汙染的泥漿要及時廢棄不能再迴圈使用。若發現漏漿現象,應找出原因及時處理。

應根據土層等情況控制鑽進速度,調整泥漿稠度,以防止坍孔及鑽孔偏斜、卡鑽和鑽機負荷超載等情況發生。

鑽孔宜一氣呵成,不宜中途停鑽以避免坍孔,若坍孔嚴重應回填重鑽,鑽孔過程中,應加強對樁位、垂直度、成孔情況的檢查工作,出現超限情況,應找出原因並及時糾正。

4.4.3鑽孔灌注樁鑽進常見問題、產生的原因及防治措施

4.4.3.1護筒外壁冒水

主要原因:埋設護筒時周圍土不密實,或護筒水位差太大,或鑽頭起落時碰撞。

防治措施:埋護筒時坑底與四周要選用最佳含水量的黏土分層夯實;使護筒內保持有1~1.5m的水頭高度;起落鑽頭時防止碰撞護筒;初發現護筒冒水時可用黏土在四周填實加固,如護筒嚴重下沉或位移時則應返工重埋。

4.4.3.2孔壁坍塌

主要原因:主要是由於土質鬆散,加之泥漿護壁不好;護筒埋設不好,筒內水位不高等;都易引起鑽孔下部坍塌;成孔後待灌時間和灌注時間過長。

防治措施:在鬆散易坍土層中適當深埋護筒,密實回填土,使用優質泥漿,提高泥漿相對密度和黏度;公升高護筒,終孔後補給泥漿,保持符合要求的水頭高度;保證鋼筋籠製作質量,防止變形,吊裝時要對準孔位,吊直扶穩,緩緩下沉,防止碰撞孔壁;成孔後待灌時間一般不超過3h,並盡可能加快灌注速度、縮短灌注時間;在鋼筋籠未下孔內的情況下,將砂、黏土混合物或片石回填至坍塌孔深以上1~2m,或全孔回填並密實後再用原鑽頭和優質泥漿鑽孔。

4.4.3.3樁孔區域性縮頸

主要原因:軟土層受地下水影響和周邊車輛振動,塑性土膨脹造成縮孔,鑽具磨損過甚,焊補不及時。

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