采用CZ-30型冲击钻成孔,其成孔工艺如下: ⑴ 机具布置
埋好护筒和备足护壁泥浆粘土后,将钻机就位(采用16t汽车吊安装,桩机为自行走,下垫20cm*20cm方木),立好钻架,对准桩孔中心,拉好风缆绳,开始冲击钻进,泥浆循环。
1、泥浆循环采用箱式循环箱,必须根据建管文件的有关要求及时做好硬地坪,避免泥浆外泄。泥浆必须采用专用槽车及时外运。
冲击钻机 排出泥浆泵 注入泥浆泵 钢板移动式泥浆池 钻孔桩 净浆池 泥浆坑 沉浆池
钻孔作业泥浆循环池示意
2、泥浆池采用φ48钢管加安全绿网维护,以泥浆池尺寸外放50cm,维护立
杆间距为1.2m入土深度不小于50cm,横杆间距为60cm/道。
⑵ 开孔
开钻时先在孔内灌注泥浆,进行泥浆护壁,以保持孔壁在钻进过程中不塌孔。泥浆的制备方法是将粘土直接投入到钻孔中,利用钻锥冲击制造泥浆。钻孔泥浆采用优质的粘土制备,泥浆应符合下列技术要求:
胶体率不低于95% 含砂率不大于4%
造浆率不低于0.006m3/kg~0.008m3/kg 泥浆性能指标须符合下列技术要求: 泥浆相对密度 1.20~1.40 含砂率≦4%
胶体率≧95% 失水率≦20ml/30min 粘度 20~30 Pa·s 泥皮厚≦3mL/30min 静切力 3~5pa 酸碱度(PH) 8~11
开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m,并低于护筒顶面0.3m以防溢出,掏渣后要及时补水。在砂及卵石夹土等松散层钻进时按1:1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时反复冲击2~3次。
钻孔遇有卵石现象时,宜加大泥浆减少片石的比例,按上述方法进行处理,力求孔壁坚实。
正常钻进时要注意以下事项:
① 冲程要根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层时宜采用高冲程(100cm),在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层时宜采用中冲程(约75cm)。在通过高液限粘土、含沙低液限粘土时,宜采用中冲程。在易坍塌或碎石地段宜采用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。
② 在通过碎石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石,将表面垫平,再用十字形钻锥进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔现象。
③ 要注意均匀地松放钢丝绳长度。一般在松软土层每次可送省5cm~8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3cm~5cm。应注意防治松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架受到过大的意外荷载,遭受损坏。松绳过多,则会减少冲程,降低
钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
⑶ 掏渣
采用掏渣筒掏渣,破碎的钻渣,部分和泥浆一起挤入孔壁,大部分靠掏渣筒清除出孔外,在冲击一定时间后,将冲击锥提出,换上掏渣筒,下入孔底掏取钻渣,倒进钻孔外的倒渣沟中。
掏渣后要及时向孔内添加粘土和清水以维护水头高度,粘土一次不可投入过多,以免粘锥,卡锥。
⑷ 分级钻进
为适应钻机负荷能力,在钻大孔时,要分级扩钻到设计孔径,当用十字式钻锥钻150cm以上孔径时,一般分两级钻进。第一次钻头直径可为孔径的0.4~0.6倍。
当用管锥钻70cm以上孔径时,一般分2~4级钻进。
分级钻进时,会产生大粒径的卵石掉入先一级已钻成的小孔中,造成扩钻困难,可先在小孔钻成后向小孔填泥块1/4~1/3孔深处。一般先钻的孔只宜超前数米,随后即钻次级的孔;如超前过深,将使先钻的孔淤塞。
⑸ 检孔
钻进中采用检孔器验孔。检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4~6倍。每钻进4m~6m,接近及通过易缩孔(孔径减少)土层(软土、软塑粘土、低液限粘土等)或更换钻锥前,都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锥时,要先用检孔器检孔到底后,才可放入新钻锥钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器的方法检孔。
当检孔器不能沉到原来钻进的深度,或大绳(拉紧时)的位置偏移护筒中心时,要考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况,如不严重时,可调整钻机位置继续钻孔。
不得用钻锥修孔,以防卡钻。 ⑹ 钻孔的安全要求
冲击锥起吊要平稳,防止冲撞护筒和孔壁;进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止钻锥撞击人身事故;因故停机时,孔口应加盖保护,严禁钻锥留在孔内,以防埋钻。
⑺ 注意问题
① 冲击钻钻孔时,为防止冲击震动造成邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌混凝土的凝固,影响邻桩混凝土质量,要待邻孔混凝土浇灌完毕,并达到2.5MPa抗压强度后,才能开钻。
② 钻孔和冲孔工作要一气呵成,中间停顿时间不得过长,如因工休或其他原因停止钻进时,不得将钻头停放在孔底,以免泥浆吸住钻头。继续开钻时应先进行清孔,待沉淀泥浆基本除净后才能下钻。
若钻孔结束后,经过测量孔深已达到设计要求时(一般应较设计深度加深0.5m)即吊装钢筋骨架,如预计钻孔完成后不能紧接着进行骨架吊装和灌注混凝土时,不得拆除钻孔设备。
③ 钻孔时须及时记录,在土层变化处捞取渣样,判明土层,以便与地质剖面图相核对。当与地质剖面图严重不符实,要及时向监理工程师汇报,并按监理工程师的指示处理。
④ 钻孔周围地面上不得堆放重物和杂物,孔口附近应清除积水经常保持排水良好,场地干燥。施钻过程中,并应随时检查护筒四周填土变化,注意是否有沉陷坍塌现象。 7.5、清孔
钻孔达到图纸设计深度后,且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准后,要立即二次进行清孔。清孔时,孔内水位应保持在地下水位以上1.5m~2.0m,以防止钻孔的任何塌陷。
采用掏渣法清孔,要求用手摸泥浆中无2mm~3mm大的颗粒为止,并且泥浆的密度减少到1.03~1.1。清孔前,投入水泥1~2袋,通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次,使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物,然后用掏渣筒掏出。
降低泥浆相对密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水,使水流将泥浆冲稀,泥浆相对密度逐渐降低后向孔口溢出,达到所要求的清孔标准后,即可停止清孔。
清孔时,要将附着于护壁筒的泥浆清洗干净,并将孔底钻渣和泥沙等沉淀物清除。清孔按图纸要求和清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合图纸规定值。
对于大直径、深孔,要在掏渣清孔后,再用气举抽浆法清孔。 8.6、钻孔检查及允许误差
钻孔在终孔和清孔后,采用测孔仪对孔径、孔形和倾斜度进行测定,钢筋检孔器辅助检测。检测结果报请监理工程师复查。如经检查发现缺陷,例如中心线不符,超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等,对这些缺陷书面报告监理工程师,并采取适当措施,予以改正。钻孔的允许偏差应符合表8-1的规定。
表8-1 钻孔灌注桩检查项目
项 1 2 3 4 5 检查项目 混凝土强度(MPa) 桩位(mm) 孔深(m) 孔径(mm) 倾斜度(mm) 规定值或允许偏差 在合格标准内 50 不小于设计 不小于设计 检查方法和频率 按JTG F80/1-2004附录D检查 每桩检查 测绳量,每桩测量 探孔器,每桩测量 直桩 1%桩长,且不大于500 用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查 磨擦桩 符合图纸要求。 沉淀盒或标准测锤:每桩检查 支承桩 不大于图纸规定 ±50 水准仪,测每桩骨架顶面高程后反算 6 沉淀厚度(mm) 7 钢筋骨架底面高程(mm) 8.7、钢筋骨架的制作与安放
钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作,每节长度9~12m,运至现场后采用16t履带式起重机吊入孔内或钻机附带吊进,并在孔口进行剥肋滚压套筒接长及焊接接长。钢筋骨架制作采用加强筋(间距2m)成型法,加强筋自身搭接部分采用双面焊,制作时加强筋点焊在主筋内侧,校正好加强筋与主筋的垂直度,然后点焊牢固,布好螺旋筋并点焊于主筋上,按设计在每根加强筋四周均匀焊接4根定位钢筋;焊接加工要确保主筋在搭接区断面接头不大于50%,直径≧25mm的钢筋 采用剥肋滚压套筒接长,焊接采用单面焊焊缝长不小于10d(d为钢筋直径)。
钢筋骨架采用25t汽车起重机起吊,第一段放入孔内用钢管临时固定在护筒口,再起吊另一段,对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高,最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与桩机焊牢。钢筋骨架在下放时注意防止碰撞孔壁,如放入困难,应查明原因,不得强行插入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求,其误差不得大于±5cm。
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