钻孔灌注桩正循环成孔施工工法

钻孔灌注桩正循环成孔施工工法

1 施工工艺流程

采用正循环泥浆护壁成孔、二次循环清孔、导管浇筑水下混凝土成桩的施工方法,工艺流程图见下:

2 正循环钻孔灌注桩施工示意图

见下:

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)

(b)安装钻机,钻进;(c)第一次清孔;(d)测定孔壁;(e)吊放钢筋 (a)埋设护筒;正循环钻孔灌注桩施工示意图

笼;(f)插入导管;(g)第二次清孔;(h)灌注水下混凝土拔出导管;(i)拔出护筒 3 施工方法

1)施工准备

开工前,将地面硬化,设置两个沉淀池,为防止钻孔产生的废浆污染环境,沉淀池内套钢套箱。

2)测量定位

基准点必须浇筑混凝土固定牢靠,并做好保护装置。选用高精度经纬仪和钢卷尺测量,保证桩位的准确。从绝对标高点引入临时水准点,测出护筒口标高,并作好测量记录。

3)埋设护筒

护筒是保护孔口、隔离杂填土的必要措施,也是控制桩位、标高的基准点。因此,每个桩孔均必须埋设护筒。埋设深度必须能隔离杂填土层,护筒四周间隙用粘土回填并捣实,以确保护筒的稳定。

采用孔口护筒,保证钻机沿着钻位垂直方向顺利作业,同时储存泥浆,使其高出地下水位,

保护桩孔顶部土层不致因钻杆反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒按下列规定设置:

(1)护筒埋设要准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得

大于50mm。

(2)护筒用48mm钢板制作,其内径应大于钻头直径100mm,其上部开设12个溢浆孔。

(3)护筒的埋设深度:根据地质情况,按1.5m考虑,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求,保证泥浆高出地面或水面400600mm。

4)钻机就位

钻机就位时,转盘中心对准定位标志,校对水平,并校对天车中心、转盘中心与桩位中心(三心)成一直线。

5)成孔钻进

(1)钻进

采用正循环回转钻进方法,钻头选用三翼条形刮刀。钻杆安装导向钢丝绳,并在钻头上部带扶正器,以增加钻头在孔底回转的稳定性,使钻进平稳,孔壁完整,钻孔垂直。

钻进参数范围如下:

钻压:6~15KN

转速:40~124rpm

泵量:600~1200L/min

钻进中应根据地层情况,合理选择钻进参数,一般开钻宜轻压慢转,正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内,终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑,减少孔底沉渣。

(2)护壁

钻孔形成自由面时,由于受地层覆盖土压力的作用,使自由面产生变形,泥浆使用得当可以抑制变形的产生,根据泥浆物理性能和不同的地层情况,选用不同的泥浆性能参数,来平衡地层的侧压力,以抑制孔壁的缩颈、坍塌。

泥浆性能参数指标控制范围如下:

漏斗粘度:18~25S

泥浆相对密度:1.05~1.25

含砂率:4%

泥浆性能参数一般选择原则是:易塌孔地层选用较大值,不易塌

孔地层选用较小值。

6)清孔

清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序,清孔质量的好坏直接影响水下混凝土浇筑、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量,采用两次循环清孔,在保证泥浆性能的同时,必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转正循环清孔,调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行,并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则,需要重新测量沉渣或清孔。

7)钢筋笼

(1)选用具有质量保证书,并通过抽样复检合格的钢筋由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作,并对钢筋搭焊质量抽样送检,抽检数量为每200~300个焊接头作一组试验。

钢筋笼在预制模中点焊成型,做到成型主筋直,误差小,箍筋圆顺,直观效果好。钢筋笼的制作偏差范围控制如下:主筋间距:10mm;箍筋间距:20mm;钢笼长度:100mm;钢笼直径:10mm;焊接长度:10d。

(2)钢筋笼保护层

为使钢筋笼主筋有一定的保护层,在钢筋笼上设置混凝土块。垫块采用水泥砂浆通过特制的模型制成,直径为100mm,厚度为50mm,中心穿一直径15mm的小孔,以便固定在钢筋笼的箍筋上,每隔2~4m设置一组垫块,每组垫块设置4块。

(3)钢筋笼入孔固定

根据设计笼顶标高与孔口标高,计算好钢筋笼的吊筋长度,吊筋采用二根直径20mm的钢筋固定在孔口机架底盘上,使钢筋笼准确的下入孔中位置。在水下混凝土浇筑过程中,当混凝土面上升至钢筋笼底部附近时,应放慢浇筑速度,以免钢筋笼随混凝土面上升而造成钢筋笼的上浮。

8)浇注水下混凝土、拨出导管

导管采用直径φ219mm×3.5mm×2.5mm无缝钢管,游轮丝扣连接,

密封性好,刚性强,不易变形。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物;使用后应将导管清洗干净,涂油保护丝扣并堆放整齐。

根据孔深配置导管长度,并按先后次序下入孔内,导管口距孔底控制在400~600mm范围内,当第二次清孔结束时,在25min内注入足够的初灌量,以满足初灌导管埋入深度超过2000mm之后,连续不断浇筑水下混凝土,导管埋深一般控制在2~6m的范围内,不允许少于1.50m和超过10m。现场随机对混凝土取料,每桩一组试块,按规定要求制作,隔日拆模后现场养护,定期送试验室做抗压强度试验。

—漏斗

4 施工要点

1)规划布置施工现场时,应首先考虑冲洗液循环、排水、清碴系统的安设,以保证循环作业时,冲洗液循环畅通,污水排放彻底,钻碴清除顺利。

2)应及时清除沉碴池内的废泥浆和钻碴,并将排出的钻碴及时运出现场,防止污染施工现场和周围环境。

3)正循环钻进时,合理调整和掌握钻进参数,不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降机钢丝绳的松紧度,以减少钻杆、水龙头晃动。在钻进过程中,应根据不同地质条件,随时检查泥浆指标。 5 施工设备

SPJ-300型钻机25t汽车吊;

高压泥浆泵;

电焊机;

导管;

潜水泵;

水下砼灌注工具。

钻孔灌注桩正循环成孔施工工法

1 施工工艺流程

采用正循环泥浆护壁成孔、二次循环清孔、导管浇筑水下混凝土成桩的施工方法,工艺流程图见下:

2 正循环钻孔灌注桩施工示意图

见下:

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)

(b)安装钻机,钻进;(c)第一次清孔;(d)测定孔壁;(e)吊放钢筋 (a)埋设护筒;正循环钻孔灌注桩施工示意图

笼;(f)插入导管;(g)第二次清孔;(h)灌注水下混凝土拔出导管;(i)拔出护筒 3 施工方法

1)施工准备

开工前,将地面硬化,设置两个沉淀池,为防止钻孔产生的废浆污染环境,沉淀池内套钢套箱。

2)测量定位

基准点必须浇筑混凝土固定牢靠,并做好保护装置。选用高精度经纬仪和钢卷尺测量,保证桩位的准确。从绝对标高点引入临时水准点,测出护筒口标高,并作好测量记录。

3)埋设护筒

护筒是保护孔口、隔离杂填土的必要措施,也是控制桩位、标高的基准点。因此,每个桩孔均必须埋设护筒。埋设深度必须能隔离杂填土层,护筒四周间隙用粘土回填并捣实,以确保护筒的稳定。

采用孔口护筒,保证钻机沿着钻位垂直方向顺利作业,同时储存泥浆,使其高出地下水位,

保护桩孔顶部土层不致因钻杆反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒按下列规定设置:

(1)护筒埋设要准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得

大于50mm。

(2)护筒用48mm钢板制作,其内径应大于钻头直径100mm,其上部开设12个溢浆孔。

(3)护筒的埋设深度:根据地质情况,按1.5m考虑,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求,保证泥浆高出地面或水面400600mm。

4)钻机就位

钻机就位时,转盘中心对准定位标志,校对水平,并校对天车中心、转盘中心与桩位中心(三心)成一直线。

5)成孔钻进

(1)钻进

采用正循环回转钻进方法,钻头选用三翼条形刮刀。钻杆安装导向钢丝绳,并在钻头上部带扶正器,以增加钻头在孔底回转的稳定性,使钻进平稳,孔壁完整,钻孔垂直。

钻进参数范围如下:

钻压:6~15KN

转速:40~124rpm

泵量:600~1200L/min

钻进中应根据地层情况,合理选择钻进参数,一般开钻宜轻压慢转,正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内,终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑,减少孔底沉渣。

(2)护壁

钻孔形成自由面时,由于受地层覆盖土压力的作用,使自由面产生变形,泥浆使用得当可以抑制变形的产生,根据泥浆物理性能和不同的地层情况,选用不同的泥浆性能参数,来平衡地层的侧压力,以抑制孔壁的缩颈、坍塌。

泥浆性能参数指标控制范围如下:

漏斗粘度:18~25S

泥浆相对密度:1.05~1.25

含砂率:4%

泥浆性能参数一般选择原则是:易塌孔地层选用较大值,不易塌

孔地层选用较小值。

6)清孔

清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序,清孔质量的好坏直接影响水下混凝土浇筑、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量,采用两次循环清孔,在保证泥浆性能的同时,必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转正循环清孔,调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行,并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则,需要重新测量沉渣或清孔。

7)钢筋笼

(1)选用具有质量保证书,并通过抽样复检合格的钢筋由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作,并对钢筋搭焊质量抽样送检,抽检数量为每200~300个焊接头作一组试验。

钢筋笼在预制模中点焊成型,做到成型主筋直,误差小,箍筋圆顺,直观效果好。钢筋笼的制作偏差范围控制如下:主筋间距:10mm;箍筋间距:20mm;钢笼长度:100mm;钢笼直径:10mm;焊接长度:10d。

(2)钢筋笼保护层

为使钢筋笼主筋有一定的保护层,在钢筋笼上设置混凝土块。垫块采用水泥砂浆通过特制的模型制成,直径为100mm,厚度为50mm,中心穿一直径15mm的小孔,以便固定在钢筋笼的箍筋上,每隔2~4m设置一组垫块,每组垫块设置4块。

(3)钢筋笼入孔固定

根据设计笼顶标高与孔口标高,计算好钢筋笼的吊筋长度,吊筋采用二根直径20mm的钢筋固定在孔口机架底盘上,使钢筋笼准确的下入孔中位置。在水下混凝土浇筑过程中,当混凝土面上升至钢筋笼底部附近时,应放慢浇筑速度,以免钢筋笼随混凝土面上升而造成钢筋笼的上浮。

8)浇注水下混凝土、拨出导管

导管采用直径φ219mm×3.5mm×2.5mm无缝钢管,游轮丝扣连接,

密封性好,刚性强,不易变形。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物;使用后应将导管清洗干净,涂油保护丝扣并堆放整齐。

根据孔深配置导管长度,并按先后次序下入孔内,导管口距孔底控制在400~600mm范围内,当第二次清孔结束时,在25min内注入足够的初灌量,以满足初灌导管埋入深度超过2000mm之后,连续不断浇筑水下混凝土,导管埋深一般控制在2~6m的范围内,不允许少于1.50m和超过10m。现场随机对混凝土取料,每桩一组试块,按规定要求制作,隔日拆模后现场养护,定期送试验室做抗压强度试验。

—漏斗

4 施工要点

1)规划布置施工现场时,应首先考虑冲洗液循环、排水、清碴系统的安设,以保证循环作业时,冲洗液循环畅通,污水排放彻底,钻碴清除顺利。

2)应及时清除沉碴池内的废泥浆和钻碴,并将排出的钻碴及时运出现场,防止污染施工现场和周围环境。

3)正循环钻进时,合理调整和掌握钻进参数,不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降机钢丝绳的松紧度,以减少钻杆、水龙头晃动。在钻进过程中,应根据不同地质条件,随时检查泥浆指标。 5 施工设备

SPJ-300型钻机25t汽车吊;

高压泥浆泵;

电焊机;

导管;

潜水泵;

水下砼灌注工具。


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