钢护筒埋置高出施工地面0.5m。埋设应准确、垂直、稳固,护筒的四周应回填粘土并夯实。护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于20mm,钢护筒垂直度偏差不允许大于0.5%,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。 护筒安设后,在护筒口上挂十字线,在十字线中心挂吊一线锤,自然下放,看是否与桩中心重合一致,以此来校核护筒的准确安设位置,护筒就位后,其外侧开挖缝分层回填捣密。 ①埋设护筒采用旋挖钻挖坑,由25吨汽车吊安放。 ②测量队对要埋设护筒的桩位进行放样,现场技术人员复核,旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔,所挖孔直径为护筒直径加40cm,挖孔深度为护筒长度。 ③利用护桩拉线绳定出桩位中心,再用线锤将桩位中心点引至孔底。 ④用吊车吊放护筒至孔内,用线绳连接护筒顶部,吊垂线,用吊车挪动护筒,使护筒中心基本与桩位中心重合,其偏差不大于2cm。 ⑤护筒位置确定后,吊垂线,用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离,检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于0.5%。 ⑥符合要求后在护筒周围对称填土夯实,填土应分层、对称进行,分层厚度为30cm,用蛙式打夯机夯实,每填筑3层,再次检测护筒的中心位置和竖直度,直至完成。 ⑦测量护筒顶高程,根据桩顶设计高程,计算出钻孔的深度。 图4 护筒埋设、定位示意图 2.2.4、钻机就位 钻机就位时,事先检查钻进的性能状态是否良好,钻位平台是否平整,保证钻机工作正常。随后将钻头中心直接对位,在精确调整钻机桅杆的垂直度后,将钻头精确定位。 立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起,垫方木于钻盘底座下面,将钻机调平并对准钻孔,安装钻盘,要求钻盘中心与钻架上的起 6
吊滑轮在一条铅垂线上,钻杆位置偏差不大于2cm。 2.2.5、泥浆的制备 (1)旋挖钻施工桩基泥浆性能指标: 地 层 一般土层 漏失地层 相对密度 1.03~1.10 1.10~1.15 黏度(Pa·s) 17~20 20~35 含砂率(%) <2 <2 注:a. 地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限; b. 地质状态较好时,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限; c. 易塌地层要加大泥浆比重,并建议更换成孔设备,如冲击钻、回旋钻。 (2)泥浆的制备: 制浆材料可选用优质粘土或膨润土,结合现场实际情况,郑州市周边缺乏优质粘土,若从外地购运优质粘土,费用较高,建议采用膨润土。 通过试验设计泥浆配比,并按照该配合比配置泥浆,制浆机每盘膨润土搅拌时间为3分钟,各种材料的加量误差不得大于5%。 制浆材料选择应符合相关规范要求,主要材料选择如下: 膨润土:选用优质的膨润土。水:用新鲜洁净的淡水。分散剂:选用工业用纯碱。絮凝剂:选用聚丙烯酰胺。其功能为对膨润土护胶,同时提高抗剪切稀释能力。 泥浆配制配合比参考值见下表。 膨润土泥浆配制参考配合比表 地层 一般土层 漏失地层 膨润土(Kg) 纯碱(Kg) 7.5 10 0.4 0.5 CMC(Kg) 0.025 0.08 聚丙烯酰胺(Kg) / 0.05 水(Kg) 100 100 泥浆处理剂如纯碱、CMC和聚丙烯酰胺,使用前宜配成一定浓度的水溶液,以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%,CMC和聚丙烯酰胺水溶液为1.5%。新制膨润土浆需存放12小时,经充分溶胀后方能使用。 泥浆检测和控制要求:在搅拌机中取样,经水化溶胀12小时后测定比重、漏斗粘度;在新浆贮浆池内取样进行检测的项目有比重、漏斗粘度;在主孔正常抓进时,进行的检测项目有比重、漏斗粘度和含砂量。 施工中泥浆输送设备选用22kw离心泥浆泵配5寸钢管或胶管,由泥浆池将新鲜泥浆输送 7
到开孔现场。施工中不合格的泥浆可输送至废弃泥浆池或沉降池,沉淀后,沉淀泥浆则运至指定弃渣场。 2.2.6、旋挖钻钻孔施工 (1)旋挖钻钻进的原理和特点 首先做好场地的平整及压实,使主机左右履带板处于同一水平面上,动力头施工方向应和履带板方向平行,切不可垂直,开钻前调整好机身前后左右的水平。就位后,钻头中心点对准桩位中心,同时调整钻机桅杆垂直,在护筒注满泥浆后,开始钻进,当钻头下降到预定深度后,旋转钻斗并施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,提升钻斗将土卸于堆放地点,继续开挖,边挖边补充泥浆,保证在提钻后液面高于护筒底面,并始终高于地下水位1~1.5m的水头高度,保证孔壁稳定性,同时根据土质情况调整泥浆比重。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔。 其工作循环为:对孔→落钻→钻进→提钻→反转解锁→提升钻机回转卸土→再对孔。 每次钻孔时在深度表上对零,以检查钻进情况。每一循环检查钻机的运行状况。 (2)钻孔施工 在开始钻进或穿过软硬层交界处时,为保持钻杆竖直,宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时,可能是遇到硬石、石块或硬物,这时应立即提钻检查,等查明原因并妥善处理后再钻,以免导致桩孔严重倾斜、偏移,甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。钻进过程中应随时清除孔口积土和地面散落土。遇到孔内渗水、塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔内提出,研究妥善处理。同一个墩位桩基成顺序见下图。 图5 桩基成孔顺序图 钻进过程中应认真填写钻进记录,详细记录地层变化情况、出现的有关问题(如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况)及处理措施和效果。当发现地层异常时,应及时通知现场技术人员。记录必须认真、及时、准确、清晰,钻机操作手或班长必须在记录上签字。当成孔深度达到设计深度后,由技术员进行成孔质量检验符合设计、规范要求后,请监理复检认可。 钻孔过程中钻机操作要领和注意事项: 8
①在钻进过程中应时刻注意钻机仪表,如仪表显示竖直度有变化,应及时进行调整后钻进。 ②钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。 ③因故停钻时,严禁钻头留在孔内,提钻后孔口加盖防护。 ④旋挖钻孔应超挖30cm,以保证桩长,同排桩超挖深度应基本一致,要控制在±5cm以内。 ⑤在钻进过程中,设专人对地质状况进行检查。 ⑥在钻进过程中,要根据地质情况调整钻机的钻进速度。在粘土层内,钻机的进尺控制在80-90cm/次旋挖,在砂土层中,钻机的进尺控制在40-50cm/次旋挖。 ⑦在钻进过程中,钻杆的提升速度控制在0.75~0.80m/s。 ⑧钻孔过程中,如发现地层情况和地质钻孔资料不符,要及时通知设计单位。 (3)成孔检查 成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、探笼。探笼使用Φ25钢筋加工,具体要求如下: ①探笼的外径D为钢筋笼直径加10cm,长度为6D(D为孔径,即1.5m桩探笼长度为9m)。 ②标定测绳,测绳采用钢丝测绳,20米以内测锤重2Kg,20米以上测锤重3~4Kg。 ③测量护筒顶标高,根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面,用测绳测量孔深并记录,测量时测量五处(中心一处,四周对应护桩各测量一处)孔深按最小测量值,当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。现场技术人员应严格控制孔深,不得用超钻代替钻渣沉淀。 ④用探笼检测孔径和孔的竖直度,检孔器对中后在孔内靠自重下沉,不借助外力顺利下至孔底,不停顿,证明钻孔符合规范及设计要求,如不能顺利下至孔底时,用钻机进行扩孔处理。 探笼用直径25mm的螺纹钢筋制作,有足够的强度和刚度,外径为钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径),长度为6倍桩径。探笼在拆杆后下放钢筋笼前对钻孔桩倾斜度进行检查,合格后方可进行下道工序。探孔器详见图6。 图6 探孔器(探笼)示意图 ⑤检测标准:孔深、孔径不小于设计规定;钻孔倾斜度误差不大于1%;沉渣厚度符合设
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计规定:首先要符合设计要求,设计未规定时,要符合规范要求;对桩径桩位误差不大于50mm。 2)孔深和孔底沉渣检测 孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高20~22cm,质量4kg~6kg,挂在测绳上,利用测锤自重锤击检查。测绳采用钢尺进行校核,浇筑混凝土前检查孔底沉渣厚度,要求厚度不大于5cm,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。 清孔达到以下标准:孔内排出的泥浆无2~3mm颗粒,泥浆比重为1.03~1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s。 2.2.7第一次清孔 清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含浮土量符合质量要求和设计要求。当钻孔达到设计高程后,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,进行第一次清孔。 利用泥浆泵通过钻杆的向孔底输入新鲜的泥浆以置换孔底的稠泥浆,并使稠泥浆携带着孔底的浮土排出孔外的泥浆池中,如此循环,直到清孔完成为止。清孔完毕,检查泥浆比重,一次清孔的泥浆比重控制在1.03~1.10。 清孔结束,自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量,作为浇注前测沉淤的依据。 灌注水下混凝土前应清底,孔底沉渣应清除干净,满足相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。 2.2.8、钢筋笼制作与安装 2.2.8.1、钢筋笼的制作 (1)钢筋骨架制作 钢筋笼在钢筋厂内分节制作,根据原材钢筋长度确定;每节钢筋笼尽量不设置接头,若为减少钢筋损耗浪费,场内采用机械连接;施工现场孔口对接时采用同心搭接焊。 钢筋笼采用胎具成型法,由人工缠绕绑扎或钢筋滚笼机焊接,每个钢筋厂配置一台钢筋滚焊机,1.5m胎具一套。采用机械连接,钢筋连接段必须先镦粗,再过丝。其它工艺标准按规范要求执行。 胎具用5#槽钢和20mm钢板焊接而成,每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接,并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎具。每个胎具的间距为设计加劲箍筋的距离,即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧,按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋,全部焊完后,拆下上横梁、立梁,滚出钢筋骨架,然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺 10
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