旋挖鑽機鑽孔樁施工方案

2021-12-20 17:36:36 字數 4688 閱讀 4836

胡家灣大橋旋挖鑽機鑽孔樁施工方案

一、樁基施工總體情況

1、橋梁鑽孔樁工程廣泛採用機械化施工,以旋挖鑽機為主,衝擊鑽為附;旋挖鑽機具有成孔速度快、施工效率高、移動靈活方便、不使用迴圈泥漿、產生廢漿少、對環境汙染小的特點,特別適合於本工程較為鬆軟的地層,為樁基施工的首選機械。本橋樁基工程量巨大、工期緊迫,擬投入3臺bauerbg22和bauerbg15型旋挖鑽機作為樁基施工的主要裝置,另外,配備5臺衝擊旋鑽機作為樁基施工的備用裝置,全面展開施工,用2個月的時間完成鑽孔灌注樁施工。跨越魚塘地段,採用圍堰築島。

2、泥漿處理:由於本工程地下水位高且地層中大多存在淤泥層、粉砂、細砂層,旋挖鑽機施工時,需採用靜態泥漿護壁,保證孔壁的穩定。在現場每個墩身位置根據泥漿用量設乙個泥漿拌合池和泥漿存放池。

廢棄的泥漿,存於場內的泥漿池內,用泥漿罐車倒運到指定的棄渣場。

3、下鋼筋籠、灌注混凝土:鋼筋籠在現場鋼筋加工廠內集中製作、一次綁紮成型,5臺35t、2臺50t汽車吊整體吊裝就位,水下混凝土採用導管法連續灌注。混凝土採用輸送車運輸。

4.樁基檢測:樁基灌築完畢後,對各墩台鑽孔樁採用無破損法逐根進行完整性檢測。

5確定旋挖鑽施工各種地質下鑽孔樁的各項施工工藝引數,檢測成孔後樁徑隨時間的變化情況。

二、鑽孔樁施工方法

本大橋的樁基穿過土層主要為粉土、粉質黏土、黏土、粉砂岩、砂岩。本橋大部分為旱地樁基礎,沿線分布有數量較多的魚塘。根據地形和水位情況,可採用填土築島、草袋圍堰方法施工。

1、.旋挖鑽成孔

根據地質條件、工期要求、機械裝置配備狀況,結合樁基設計引數,確定本工程鑽孔灌注樁成孔以旋挖鑽機為主,以迴旋鑽機為輔,混凝土採用拌合站集中生產,鋼筋籠一次綁紮成型、整體吊裝,導管法灌注水下混凝土。

2、工藝選擇及裝置選型

工藝選擇:該工程鑽孔施工主要採用旋挖鑽鑽孔方式、濕法成孔施工。結合本工程鑽孔樁的地質情況、數量多、工期緊等綜合因素,鑽頭採用旋挖斗鑽頭,清孔時採用旋挖撈砂鑽頭。

裝置選型:根據上述情況和我公司的施工經驗,選擇德國產的bauer bg22和bg15型鑽機,其中bg22型鑽機2臺,鑽孔深度可達70m,

3、施工方法

場地平整及鑽機就位。液壓多功能旋挖鑽機就位時與平面最大傾角不超過4°,現場地面承載能力大於250kn/m2,所以鑽機平台處必需碾壓密實。進行樁位放樣,將鑽機行駛到要施工的孔位,調整桅杆角度,操作捲揚機,將鑽頭中心與鑽孔中心對準,並放入孔內,調整鑽機垂直度引數,使鑽桿垂直,同時稍微提公升鑽具,確保鑽頭環刀自由浮動孔內。

4、鋼護筒埋置深度以能隔開流塑狀地層為主要原則。具體埋置深度還應滿足計算結果,且有安全係數,根據水文地質條件、施工水位、河床深度、護筒內泥漿容重和施工情況等通過計算確定。鋼護筒分節加工,頂部和底部各1m範圍作加強箍。

每節護筒連線採用坡口焊,以減少護筒振埋時的阻力。鋼護筒運至施工現場後,質監人員須對鋼護筒的直徑、圓度和焊接質量進行驗收,驗收合格後方可進行施工。

5、鑽進過程中,操作人員隨時觀察鑽桿是否垂直,並通過深度計數器控制鑽孔深度。當旋挖斗鑽頭順時針旋轉鑽進時,底板的切削板和筒體翻板的後邊對齊。鑽屑進入筒體,裝滿一斗後,鑽頭逆時針旋轉,底板由定位塊定位並封死底部的開口,之後,提公升鑽頭到地面卸土。

開始鑽進時採用低速鑽進,主捲揚機鋼絲繩承擔不低於鑽桿、鑽具重量之和的20%,以保證孔位不產生偏差。鑽進護筒以下3m可以採用高速鑽進,鑽進速度與壓力有關,採用鑽頭與鑽桿自重摩擦加壓,150mpa壓力下,進尺速度為20cm/min;200mpa壓力下,進尺速度為30cm/min;260mpa壓力下,進尺速度為50cm/min。

6、泥漿採用膨潤土、火鹼以及纖維素混合而製,在泥漿池中用攪漿機將泥漿攪拌好後,幫浦入孔內,旋挖鑽均勻緩慢鑽進,這樣既鑽進又起到泥漿護壁的作用。鑽進時掌握好進尺速度,隨時注意觀察孔內情況,及時補加泥漿保持液面高度。泥漿製備應注意兩個方面:

一是泥漿的指標問題,其比重一般應控制在1.05~1.2之間,粘度控制在17~20s,砂率控制在4%以內。

常用的泥漿材料,一般使用優質澎潤土加燒鹼、聚丙稀醯胺或纖維素等配置;二是補漿的速度,泥漿補充一般採用幫浦送方式,其速度以保證液面始終在護筒面以上為標準,否則有可能造成塌孔,影響成孔質量。

7、用撈砂鑽頭將沉澱物清出孔位。要求沉碴厚度不大於10cm。在灌注水下混凝土前,用高壓水吹底翻渣,進一步減少樁底沉碴厚度。

8、鑽孔前先用水準儀確定護筒標高,並以此作為基點,按設計要求的孔底標高計算孔深,以鑽具長度確定孔深,孔深偏差不短於設計深度,超鑽深度不大於50cm;孔徑用檢孔器測量,若出現縮徑現象應進行掃孔,符合要求後方可進行下道工序。

表7-2-2 鑽孔樁鑽孔允許誤差表

三、鑽孔異常處理

1、坍孔處理

鑽孔過程中發生坍孔後,要查明原因進行分析處理,可採用加深埋護筒等措施後繼續鑽進。根據現場情況也可在泥漿中加入大量的幹鋸末,同時增大泥漿比重(控制在1.15~1.

4之間),改善其孔壁結構。鑽頭每次進入液面時,速度要非常緩慢,等鑽頭完全進入漿液後,再勻速下到孔底,每次提鑽速度控制在0.3~0.

5m/s。坍孔嚴重時,應回填重新鑽孔。

2、縮孔處理

鑽孔發生彎孔縮孔時,一般可將鑽頭提到偏孔處進行反覆掃孔,直到鑽孔正直,如發生嚴重彎孔和探頭石時,應採用小片石或卵石與黏土混合物,回填到偏孔處,待填料沉實後再鑽孔糾偏。

3、埋鑽和卡鑽處理

埋鑽主要發生在一次進尺太多和在砂層中泥漿沉澱過快;卡鑽則主要發生在鑽頭底蓋合攏不好,鑽進過程中自動開啟或在卵石地層鑽進時,卵石掉落卡鑽等。

埋鑽或卡鑽發生後,在鑽頭周圍肯定沉澱了大量的泥漿,形成很大的側阻力。因此處理方案應首先消除阻力,嚴禁強行處理,否則有可能造成鑽桿扭斷、動力頭受損等更嚴重的事故。事故發生後,應保證孔內有足夠的泥漿,保持孔內壓力,穩定孔壁防止坍塌,為事故處理奠定基礎。

四、鋼筋籠製作、安裝

1、製作

鋼筋籠採用勁型骨架在現場鋼筋加工廠製作。在加強箍上等間距標出主筋位置,先將6~8根主筋依次逐根焊接在加強箍上,形成鋼筋骨架,隨後將其它主筋均勻焊接到鋼筋骨架上,形成整個骨架,最後,將箍筋按設計圖紙間距點焊在鋼筋骨架上。

2、根據鋼筋籠的上下位置布置主筋的接頭位置,綁紮時要求每個接頭斷面的接頭數量不得多於主筋數量的50%,鋼筋籠必須嚴格按設計圖紙製作,焊縫要平整、光滑、密實、無氣泡、無包渣。鋼筋籠鋼筋骨架偏差見下表:

鋼筋籠骨架偏差表

3、安裝

鋼筋籠利用吊機整體吊裝到孔內,鋼筋籠上口到達護筒口上方時,用型鋼扁擔將鋼筋籠擱置在護筒上。由於鋼筋籠較長,且要求整體一次吊裝,所以必須考慮到起吊和移位時的鋼筋籠變形控制。

為了保證鋼筋籠起吊時不變形,宜用兩點吊。第一吊點設在骨架的下部,第二吊點設在骨架長度的中點到上三分之二點之間。起吊時,先提第一吊點,使骨架稍提起,再與第二吊點同時起吊。

隨著第二吊點不斷上公升,慢慢放鬆第一吊點,直到骨架與地面或平台垂直,停止第一吊點起吊,用勁形骨架固定。

吊放鋼筋籠入孔時應對準孔位輕放、慢放入孔,入孔後應徐徐下放。若遇阻力應停止下放,查明原因進行處理。嚴禁高起猛落、碰撞和強行下放。

為保證鋼筋籠豎向軸線垂直度及混凝土保護層厚度,應在鋼筋籠外周採用焊接鋼筋耳環或綁紮與樁基混凝土同標號預製塊形式進行控制。

鋼筋籠入孔後,按設計要求檢查安放位置並作好記錄。符合要求後,鋼筋籠上端可採取鋼筋連線加長4根主筋的措施,延至孔口定位,防止鋼筋籠因自重下落或灌注混凝土時往上竄動造成錯位。

樁身混凝土灌注完畢,達到初凝後即可解除鋼筋籠的固定措施。

4、鋼筋籠上浮的處理

鋼筋籠上浮發生於灌注混凝土的導管位於鋼筋籠底部或更下方而混凝土埋管深度已經較大時,此時鋼筋籠靠自身重力及孔壁的摩擦力來抵抗混凝土上頂力、摩擦力及泥漿的浮力,一旦失去平衡,鋼筋籠就會上浮。

為防止鋼筋籠上浮,應加強觀察,以便及時發現問題,並在鋼筋籠頂施加豎向的約束,如將鋼筋籠頂部鋼筋接長,焊於護筒頂部,一方面阻止鋼筋籠上浮,另一方面可懸掛住鋼筋籠,以保證鋼筋籠的垂直度。

發現鋼筋籠上浮之後,應立即停止灌注混凝土,查明原因及程度。如鋼筋籠上浮不嚴重,則檢查鋼筋籠底及導管底的準確位置,拆除一定數量的導管,使導管底公升至鋼筋籠底上方後可恢復灌注;如上浮嚴重,應立即通過吸渣等方式清理已灌注的混凝土,另行處理。

五、水下混凝土灌注

1、配合比選定

水下混凝土的試配等級應比設計等級拌製,水灰比不大於0.35,配合比中摻入外加劑,坍落度宜控制在18~22cm。

2、初灌量

水下混凝土灌注採用導管法,混凝土灌注應在鋼筋籠吊放完成,各項檢測資料合格後立即開始,鑽孔樁灌注前,應計算初灌的灌注量,確保初灌埋管的成功。

3、導管要求

導管的內徑為300mm,長度一般2m,最下端一節導管長應為4.5~6m,不得短於4m,為了配備適合的導管柱長度,上部導管長為1m或0.5m。

導管採用遊輪螺母連線,橡膠「o」型密封圈密封,嚴防漏水。導管初次使用時應做水密承壓力試驗,進行水密試驗的水壓不小於井孔內水深1.5倍的壓力。

以保證密封效能可靠和在水下作業時導管不滲漏,以後每次灌注前更換密封圈。導管吊放入孔時,應將橡膠圈或膠皮墊安放周正、嚴密,確保密封良好。導管在樁孔內的位置應保持居中,防止導管跑管,撞壞鋼筋籠並損壞導管;導管底部距孔底(或孔底沉渣面)高度,以能放出隔水塞和混凝土為度,一般為250~400mm。

導管全部入孔後,計算導管柱總長和導管底部位置,並作好記錄。

4、混凝土灌注

混凝土採用拌合站集中拌合,輸送車運至樁位,汽車吊配合灌注。

採用砍球法灌注混凝土,確認初存量備足後,即可剪斷隔水塞鐵絲,灌入首批混凝土。同時,觀察孔內返漿情況,測定埋管深度並作好記錄。

首批混凝土灌注正常後,要緊湊地、連續不斷地進行,嚴禁中途停工。灌注過程中,應經常用測錘探測混凝土面的上公升高度,並適時提公升拆卸導管,保持導管的合理埋深。導管的埋深應不小於2m,但最大埋深不宜超過6m。

隨著孔內混凝土的上公升,需逐節拆除導管,拆下的導管應立即洗刷乾淨。

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