1.編制目的
明確橋梁樁基鉆孔灌注樁的工藝流程、操作要點(diǎn)和相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)、規(guī)范鉆孔作業(yè)施工。
2.編制依據(jù)
《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》
《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》
3.適用范圍
適用于公路橋梁各種土質(zhì)層和砂類土、碎(卵)石土或中等硬度以下基巖的橋墩樁基施工。施工前應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)采用不等的鉆頭。
4.施工機(jī)械
4.1旋挖鉆
旋挖鉆機(jī)是一種適合在基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械,具有裝機(jī)功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機(jī)動(dòng)靈活、施工效率高等特點(diǎn),適應(yīng)我國(guó)大部分地區(qū)的土壤地質(zhì)條件。配合不同鉆具,適應(yīng)于短螺旋、回旋斗及巖層的成孔作業(yè)。對(duì)干硬性黏土可不用穩(wěn)定液護(hù)壁的干式旋挖工法,一般的覆蓋層采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法,廣泛應(yīng)用于鐵路、公路橋梁、市政建設(shè)、高層建筑等基礎(chǔ)鉆孔灌注樁工程。
4.2沖擊鉆
沖擊鉆為鉆機(jī)的一種。主要用于地質(zhì)較硬,有巖石等較硬地層的鉆孔施工。
4.3回旋鉆
回旋鉆機(jī)一般適用粘土,粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層,對(duì)于具有大扭矩動(dòng)力頭和自動(dòng)內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機(jī),可以適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工。
5.施工方法及工藝要求
5.1 鉆孔灌注樁施工流程
鉆孔灌注樁施工流程如圖5-1所示
5.2 施工前準(zhǔn)備工作
⑴進(jìn)行場(chǎng)地踏勘,對(duì)既有架空電線、地下電纜、給排水管道等設(shè)施,如果妨礙施工或?qū)Π踩僮饔杏绊懀瑧?yīng)采取清楚、改移、保護(hù)等措施妥善處理。
⑵收集工程地質(zhì)資料,分析樁位地質(zhì)情況、施工條件;組織進(jìn)行圖紙會(huì)審,根據(jù)地形、地質(zhì)、水文資料和樁頂標(biāo)高等情況進(jìn)行施工工藝設(shè)計(jì)。同時(shí)準(zhǔn)備地質(zhì)核查表,施工過程中根據(jù)鉆孔情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核對(duì),填寫核查資料。
⑶平整場(chǎng)地,清除雜物,更換軟土,夯填密實(shí)。鉆機(jī)座不宜直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上,以免產(chǎn)生不均勻沉陷。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì),合理安排泥漿池、沉淀池的位置。
鉆孔場(chǎng)地應(yīng)清除雜物、換除軟土、夯打密實(shí)作業(yè)場(chǎng)地。場(chǎng)地位于淺水、陡坡、淤泥中時(shí),可采用筑島、或用枕木或型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái);當(dāng)位于深水時(shí),可插打臨時(shí)樁搭設(shè)固定工作平臺(tái)。工作平臺(tái)必須堅(jiān)固穩(wěn)定,能承受施工作業(yè)時(shí)所有靜、活荷載,同時(shí)還應(yīng)考慮施工設(shè)備能安全進(jìn)、出場(chǎng)。
⑷樁位由測(cè)量班進(jìn)行測(cè)設(shè)放樣,按照基線控制網(wǎng)及橋墩設(shè)計(jì)坐標(biāo),用全站儀精確放出樁位中心,用十字樁固定位置;用水準(zhǔn)儀測(cè)量地面高程,確定鉆孔深度,測(cè)量的誤差控制在5mm以內(nèi)。經(jīng)驗(yàn)收后應(yīng)采取保護(hù)措施,防止樁位變動(dòng)。
⑸架設(shè)電力線路。配備合適的變壓器或柴油機(jī)。
⑹組織鋼材、水泥、砂石等材料進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn),取得各種原材料及其抽檢試驗(yàn)報(bào)告、混凝土配合比設(shè)計(jì)報(bào)告以及有關(guān)資料。
5.3埋設(shè)護(hù)筒
(1)鉆孔前設(shè)置堅(jiān)固、不漏水的孔口護(hù)筒。護(hù)筒一般用鋼板卷制,壁厚保證護(hù)筒呈圓筒狀且不變形。
(2) 護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑至少大20cm,護(hù)筒中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合,偏差不得超過50mm,豎直線傾斜不大于1%。
(3)旱地、筑島處護(hù)筒可采用挖坑埋設(shè)法,護(hù)筒底部和四周所填粘質(zhì)土必須分層夯實(shí)。水域護(hù)筒設(shè)置,應(yīng)嚴(yán)格注意平面位置、豎向傾斜、傾斜角(指斜樁)和兩節(jié)護(hù)筒的連接質(zhì)量均需符合規(guī)范要求。深水基礎(chǔ)中的護(hù)筒,平面位置的偏差也適當(dāng)調(diào)整到80mm以內(nèi)。沉入時(shí)可采用壓重、振動(dòng)、錘擊并輔以筒內(nèi)除土的辦法。
(4)護(hù)筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0~2.0m。當(dāng)鉆孔內(nèi)有承壓水時(shí),應(yīng)高于穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上。當(dāng)處于潮水影響地區(qū)時(shí),應(yīng)高出最高施工水位1.5~2.0m,并應(yīng)采取穩(wěn)定護(hù)筒內(nèi)水頭的措施。
(5)護(hù)筒埋置深度在旱地或筑島處為2~4m,特殊情況應(yīng)加深以保證鉆孔和灌注混凝土的順利進(jìn)行。有沖刷影響的河床,應(yīng)沉入局部沖刷線以下不小于1.0~1.5m。
(6)護(hù)筒連接處要求筒內(nèi)無突出物,應(yīng)耐拉、壓,不漏水。
5.4泥漿制備
(1)鉆孔泥漿一般由水、粘土(或膨潤(rùn)土)和添加劑按適當(dāng)配合比配制而成,其性能指標(biāo)可參照下表選用。
表5-1 泥漿性能指標(biāo)選擇
鉆孔 方法 | 地層 情況 | 泥漿性能指標(biāo) | |||||||
相對(duì)密度 | 粘度 (Pa.s) | 含砂率 (%) | 膠體率 (%) | 失水率(ml/30min) | 泥皮厚(mm/30min) | 靜切力 (Pa) | 酸堿度 (PH) | ||
正循環(huán) | 一般地層 易坍地層 | 1.05~1.20 1.20~1.45 | 16~22 19~28 | 8~4 8~4 | ≥96 ≥96 | ≤25 ≤15 | ≤2 ≤2 | 1.0~2.5 3~5 | 8~10 8~10 |
反循環(huán) | 一般地層 易坍地層 卵石土 | 1.02~1.06 1.06~1.10 1.10~1.15 | 16~20 18~28 20~35 | ≤4 ≤4 ≤4 | ≥95 ≥95 ≥95 | ≤20 ≤20 ≤20 | ≤3 ≤3 ≤3 | l~2.5 l~2.5 l~2.5 | 8~10 8~10 8~10 |
旋挖 | 一般地層 | 1.02~1.10 | 18~22 | ≤4 | ≥95 | ≤20 | ≤3 | l~2.5 | 8~11 |
沖擊 | 易坍地層 | 1.20~1.40 | 22~30 | ≤4 | ≥95 | ≤20 | ≤3 | 3~5 | 8~11 |
注:
1.地下水位高或其流速大時(shí),指標(biāo)取高限,反之取低限;
2.地質(zhì)狀態(tài)較好,孔徑或孔深較小的取低限,反之取高限;
(2)泥漿主要性能指標(biāo)及測(cè)定方法:
①相對(duì)密度ρx :可用泥漿相對(duì)密度計(jì)測(cè)定。將要量測(cè)的泥漿裝滿泥漿杯,加蓋并洗凈從小孔溢出的泥漿,然后置于支架上,移動(dòng)游碼,使杠桿呈水平狀態(tài)(即氣泡處于中央),讀出游碼左側(cè)所示刻度,即為泥漿的相對(duì)密度。
②粘度η(s) :工地用標(biāo)準(zhǔn)漏斗粘度計(jì)測(cè)定,粘度計(jì)如圖7-1所示。用兩端開口量杯分別量取200ml和500ml泥漿,通過濾網(wǎng)濾去大砂粒后,將泥漿700ml均注入漏斗,然后使泥漿從漏斗流出,流滿500ml 量杯所需時(shí)間(s),即為所測(cè)泥漿的粘度。
1-漏斗、2-管子、3-量杯200mL、4-量杯500mL、5-篩網(wǎng)及杯
③含砂率(%):工地用含砂率計(jì)(圖7-2)測(cè)定。量測(cè)時(shí),把調(diào)制好的泥漿50ml倒進(jìn)含砂率計(jì),然后再倒450ml清水,將儀器口塞緊,搖動(dòng)lmin,使泥漿與水混合均勻,再將儀器豎直靜放3min,儀器下端沉淀物的體積(由儀器上刻度讀出)乘2 就是含砂率(%)。
圖7-2 粘含砂率計(jì)
④膠體率(%):亦稱穩(wěn)定率,它是泥漿中土粒保持懸浮狀態(tài)的性能。測(cè)定方法:可將l00ml的泥漿放人干凈量杯中,用玻璃板蓋上,靜置24h后,量杯上部的泥漿可能澄清為透明的水,量杯底部可能有沉淀物。以100-(水+沉淀物)體積即等于膠體率。
⑤失水量(ml/30min)和泥皮厚(mm):用一張120mm×120mm的濾紙,置于水平玻璃板上,中央畫一直徑30mm的圓圈,將2ml的泥漿滴于圓圈中心,30min后,量算濕潤(rùn)圓圈的平均半徑減去泥漿坍平成為泥餅的平均半徑(mm)即失水量,算出的結(jié)果(mm)值代表失水量,單位:ml/min。在濾紙上量出泥餅厚度(mm)即為泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄,則泥漿質(zhì)量愈高,一般不宜厚于2~3mm。
(3) 鉆機(jī)施工過程中應(yīng)保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部,以保證孔壁的穩(wěn)定。
(4)樁孔砼灌注時(shí),孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi),利用于下一基樁鉆孔護(hù)壁中。按鉆孔方法和地質(zhì)情況,一般需采用泥漿懸浮鉆渣和護(hù)壁,因施工中水泥、土粒等混入及泥漿滲入孔壁等原因使泥漿性能改變,以及為了回收泥漿原料和減少環(huán)境污染,可使用機(jī)械、物理、化學(xué)等方法使泥漿凈化與再生,可在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置泥漿池、沉淀池等泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。
(5)泥漿池、沉淀池的池面高程應(yīng)比護(hù)筒低0.5~1m,以利于泥漿回流暢順,位置布局要合理,不得妨礙是施工機(jī)械行走。泥漿池的容量不小于每樁孔的排渣量,沉淀池的容量應(yīng)為每樁孔排渣量的1.5~2倍。設(shè)專人清除溝槽沉淀物,多余的泥漿要及時(shí)排除坑槽,保證不淤塞,維護(hù)泥漿溝、沉淀池、泥漿池的工作性能
5.5鉆孔施工
(1)鉆機(jī)就位前,應(yīng)對(duì)鉆孔各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查,包括場(chǎng)地與鉆機(jī)坐落處的平整和加固,主要機(jī)具的檢查與安裝;鉆機(jī)安裝后的底座和機(jī)架應(yīng)平穩(wěn),在鉆進(jìn)中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷。就位完畢,施工隊(duì)對(duì)鉆機(jī)就位自檢。鉆機(jī)就位平穩(wěn),在鉆進(jìn)和運(yùn)行中不應(yīng)產(chǎn)生位移和沉陷。
(2) 鉆孔前,按施工設(shè)計(jì)所提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖,針對(duì)不同地質(zhì)層選用不同的鉆頭、鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度及適當(dāng)?shù)哪酀{比重。
(3) 鉆頭的直徑要求:對(duì)于回旋鉆及旋挖鉆,鉆頭、鉆筒不宜小于設(shè)計(jì)樁徑;對(duì)于沖擊鉆,沖錘直徑小于設(shè)計(jì)樁徑2cm為宜。
(4)開鉆前,必須確認(rèn)鉆頭對(duì)中,對(duì)中偏差不大于5cm。
旋挖轉(zhuǎn)鉆桿要垂直,旋挖筒中心或尖錐鉆頭的鉆尖對(duì)正樁中心。沖擊鉆鉆架上的起吊滑輪組、錘頭中心、鋼絲繩與護(hù)筒中心應(yīng)在同一鉛錘線上,須滿足偏差要求?;匦@鉆架垂直,轉(zhuǎn)盤水平,鉆尖、鉆桿中心、轉(zhuǎn)盤中心與護(hù)筒中心應(yīng)在同一鉛錘線上,滿足偏差要求。
鉆機(jī)就位測(cè)量護(hù)筒頂標(biāo)高(回旋鉆可用轉(zhuǎn)盤標(biāo)高替代),用于鉆孔過程中進(jìn)行孔深測(cè)量。
(5)用全護(hù)筒法鉆進(jìn)時(shí),為使鉆機(jī)安裝平正,壓進(jìn)的首節(jié)護(hù)簡(jiǎn)必須豎直。鉆孔開始后應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)護(hù)筒水平位置和豎直線,如發(fā)現(xiàn)偏移,應(yīng)將護(hù)簡(jiǎn)拔出,調(diào)整后重新壓入鉆進(jìn)。
(6) 不論采用何種方法鉆孔,開孔的孔位必須準(zhǔn)確。開鉆時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn),待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后,方可加速鉆進(jìn)。
(7) 旋挖鉆鉆進(jìn)施工過程中應(yīng)保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部50cm以上,沖擊鉆和回旋鉆鉆進(jìn)施工過程中應(yīng)保證泥漿面高于護(hù)筒底部50cm以上,以保證孔壁的穩(wěn)定。在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時(shí),應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位及要求的泥漿相對(duì)密度和粘度。處理孔內(nèi)事故或因故停鉆,必須將鉆頭提出孔外,并保持孔內(nèi)水頭。
(8)采用正、反循環(huán)鉆孔(含潛水鉆)均應(yīng)采用減壓鉆進(jìn),即鉆機(jī)的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力,而孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和(扣除浮力)的80%。
(9)旋挖鉆施工應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度,鉆斗升降速度過快時(shí),易造成孔壁縮頸、坍塌事故。鉆斗升降速度宜控制在0.75~0.80m/s,在粉砂層或亞砂土層時(shí),鉆斗升降速度應(yīng)更加緩慢。旋挖鉆機(jī)在鉆孔過程中鉆機(jī)提鉆甩渣復(fù)位后,應(yīng)檢查鉆頭是否對(duì)中。鉆機(jī)施工初期,提升鉆斗時(shí),避免因筒斗下部產(chǎn)生較大的負(fù)壓力作用產(chǎn)生“吸鉆”現(xiàn)象而造成孔壁縮頸,須對(duì)筒式鉆斗的筒壁對(duì)稱加焊護(hù)壁鋼板(或增設(shè)導(dǎo)流槽)進(jìn)行改進(jìn),以減少鉆孔縮頸現(xiàn)象的發(fā)生。
鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,相對(duì)延長(zhǎng)旋挖筒取渣的時(shí)間,保證能夠取盡鉆渣,但不能加壓,以免超鉆。
(10)鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行,填寫鉆孔施工記錄,交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn),不合要求時(shí),應(yīng)隨時(shí)改正。應(yīng)經(jīng)常注意地層變化,在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣,判明后記入記錄表中并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。
(11)鉆孔過程中應(yīng)觀察主機(jī)所在地面和支腳支承地面處的變化情況,發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象及時(shí)停機(jī)處理。因故停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)做好孔樁及鉆機(jī)的保護(hù)措施。經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿及鉆機(jī)對(duì)位進(jìn)行檢測(cè),不符合要求時(shí),應(yīng)及時(shí)改正。應(yīng)經(jīng)常注意地層變化,在地層變化處應(yīng)撈取樣渣保存。
(12)當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),采用檢孔器和測(cè)繩等儀器對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形等進(jìn)行檢查,確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后,立即填寫終孔檢查證,并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可,方可進(jìn)行孔底清理和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。
5.6清孔
(1)清孔要求
①鉆孔深度達(dá)到?jīng)]計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查,符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后方可清孔。
②清孔方法應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、鉆孔方法、機(jī)具設(shè)備條件和地層情況決定。
③在吊入鋼筋骨架后,灌注水下混凝土之前,應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度,如超過規(guī)定,應(yīng)進(jìn)行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
(2) 清孔時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
①清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、空壓機(jī)噴射、砂漿置換等,可根據(jù)具體情況選擇使用。
②不論采用何種清孔方法,在清孔排渣時(shí),必須注意保持孔內(nèi)水頭,防止坍孔。
(3)不論采用何種方法清孔,清孔后應(yīng)從孔底提出泥漿試樣,進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)范要求。灌注水下混凝土前,孔底沉淀土厚度應(yīng)符合成孔質(zhì)量規(guī)定。
(4)不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。
5.7樁基鋼筋籠安裝
(1)鋼筋骨架在鋼筋場(chǎng)制作,運(yùn)至鉆孔現(xiàn)場(chǎng)。其制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
(2)長(zhǎng)樁骨架宜分段制作,分段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)吊裝條件確定,應(yīng)確保不變形,接頭應(yīng)錯(cuò)開。
(3)應(yīng)在骨架外側(cè)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的墊塊或鋼筋,其間距豎向?yàn)?m,橫向圓周不得少于4處。骨架頂端應(yīng)設(shè)置吊環(huán)。
(4)鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差為:主筋間距±10mm、箍筋間距±20mm、骨架外徑±10mm、骨架傾斜度±0.5%、骨架保護(hù)層厚度±20mm、骨架中心平面位置20mm、骨架頂端高箱±20mm,骨架底面高程±50mm。
5.8砼灌注
(1)水下混凝土一般用鋼導(dǎo)管灌注,導(dǎo)管內(nèi)徑為200~350mm,視樁徑大小而定。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn),嚴(yán)禁用壓氣試壓。進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力,也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力p的1.3倍。
(2)混凝土拌和物運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí),應(yīng)檢查其均勻性和坍落度等,如不符合要求,應(yīng)進(jìn)行第二次拌和,符合條件后才能使用。
(3)首批混凝土拌和物下落后,混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。
(4)在灌注過程中,特別是潮汐地區(qū)和有承壓力地下水地區(qū),應(yīng)注意保持孔內(nèi)水頭。
(5)在灌注過程中,導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2~6m。在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常測(cè)探井孔內(nèi)混凝土面的位置,及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管埋深。
(6)為防止鋼筋骨架上浮,當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部lm左右時(shí),應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上時(shí),提升導(dǎo)管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢復(fù)正常灌注速度。
(7)灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度,一般為0.5~1.0m,以保證混凝土強(qiáng)度,多余部分接樁前必須鑿除,樁頭應(yīng)無松散層。在灌注將近結(jié)束時(shí),應(yīng)核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量,以確定所測(cè)混凝土的灌注高度是否正確。
(8)使用全護(hù)筒灌注水下混凝土?xí)r,當(dāng)混凝土面進(jìn)入護(hù)筒后,護(hù)筒底部始終應(yīng)在混凝土面以下,隨導(dǎo)管的提升,逐步上拔護(hù)筒,護(hù)筒內(nèi)的混凝土灌注高度,不僅要考慮導(dǎo)管及護(hù)筒將提升的高度,還要考慮因上拔護(hù)筒引起的混凝土面的降低,以保證導(dǎo)管的埋置深度和護(hù)筒底面低于混凝土面。要邊灌注、邊排水,保持護(hù)筒內(nèi)水位穩(wěn)定,不至過高,造成反穿孔。
(9)混凝土灌注至樁頂時(shí),應(yīng)注意管內(nèi)混凝土壓力,避免樁頂泥漿密度過大而產(chǎn)生泥團(tuán)或樁頂混凝土不密實(shí)、松散等現(xiàn)象。
5.8大直徑、超長(zhǎng)樁
直徑大于或等于2.5m的鉆孔樁為大直徑樁,樁長(zhǎng)大于或等于90m的鉆孔灌注樁為超長(zhǎng)樁
(1)護(hù)筒
當(dāng)鋼護(hù)筒長(zhǎng)度大于10m時(shí),需要錘擊或振動(dòng)下沉?xí)r,鋼護(hù)筒的徑厚比應(yīng)不大于20。
鋼護(hù)筒在制作、運(yùn)輸、安裝過程中,在每節(jié)鋼護(hù)筒內(nèi)壁徑向上下口應(yīng)布置一組或多組單向水平臨時(shí)加勁撐架,撐架本身應(yīng)具有足夠的抗變形剛度。
鋼護(hù)筒在制作加工時(shí),其橢圓度須小于d/100,且不大于30mm;直徑允許偏差為±10mm;筒體端面的傾斜度最大允許偏差為3mm,縱軸線彎曲矢高應(yīng)不大于護(hù)筒長(zhǎng)的0.1%,且不大于30mm;鋼護(hù)筒對(duì)接錯(cuò)邊量應(yīng)不大于0.2倍鋼板厚度,且不大于4mm。
(2)鉆孔宜采用高性能優(yōu)質(zhì)泥漿,泥漿的配比應(yīng)通過試驗(yàn)確定。膨潤(rùn)土水解后宜靜置24h。在鉆孔過程中,宜采用泥水分離裝置進(jìn)行泥漿的循環(huán)。
(3) 鉆孔
大直徑、超長(zhǎng)樁成孔宜選用大扭矩的反循環(huán)回旋鉆機(jī)。根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇適合的鉆頭。鉆孔作業(yè)時(shí),應(yīng)根據(jù)不同土層、不同的鉆孔深度采用不同的鉆壓、轉(zhuǎn)速、配重、進(jìn)尺速度與泥漿指標(biāo)。
(4)鋼筋骨架
鋼筋骨架宜在胎架上制作,并用卡盤法定位。螺旋箍筋的綁扎宜采用螺旋卷制機(jī),并設(shè)加勁骨架或加勁撐架予以加強(qiáng)。
鋼筋骨架主筋的現(xiàn)場(chǎng)連接,宜采用機(jī)械連接接頭。
鋼筋骨架吊裝時(shí),宜采用專門的起重設(shè)備,并制作專門的吊具,防止骨架變形。
(5)水下混凝土灌注
混凝土灌注前,應(yīng)采用比重小于1.05的優(yōu)質(zhì)泥漿循環(huán)置換孔內(nèi)泥漿。
首批混凝土灌注時(shí),應(yīng)采用大、小料斗同時(shí)儲(chǔ)料,料斗的出口應(yīng)能方便快捷地開啟和關(guān)閉。兩者相加的儲(chǔ)料體積應(yīng)大于或等于首次灌注混凝土的體積。首批混凝土灌注后可僅用小料斗進(jìn)行灌注。
6.鉆孔常見事故的預(yù)防及處理
常見的鉆孔(包括清孔時(shí))事故及處理方法分述如下:
6.1 坍孔
坍孔的特征是孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細(xì)密的水泡,出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等。
⑴坍孔原因
①泥漿相對(duì)密度不夠及其它泥漿性能指標(biāo)不符合要求,使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮。
②由于出渣后未及時(shí)補(bǔ)充泥漿(或水),或河水、潮水上漲,或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水,或鉆孔通過砂礫等強(qiáng)透水層,孔內(nèi)水流失等而造成孔內(nèi)水頭高度不夠。
③護(hù)筒埋置太淺,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟,或鉆機(jī)直接接觸在護(hù)筒上,由于振動(dòng)使孔口坍塌,擴(kuò)展成較大坍孔。
④在松軟砂層中鉆進(jìn)進(jìn)尺太快。
⑤水頭太高,使孔壁滲漿或護(hù)筒底形成反穿孔。
⑥清孔后泥漿相對(duì)密度、粘度等指標(biāo)降低。
⑦未及時(shí)補(bǔ)漿(或水),使孔內(nèi)水位低于地下水位。
⑧清孔操作不當(dāng),供水管嘴直接沖刷孔壁、清孔時(shí)間過久或清孔停頓時(shí)間過長(zhǎng)。
⑨吊入鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁。
⑵坍孔的預(yù)防和處理
①在松散粉砂土或流砂中鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)控制進(jìn)尺速度,選用較大相對(duì)密度、粘度、膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿。
②發(fā)生孔口坍塌時(shí),應(yīng)立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。
③如發(fā)生孔內(nèi)坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘質(zhì)土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m~2m,如坍孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)全部回填,待回填物沉積密實(shí)后再行鉆進(jìn)。
④清孔時(shí)應(yīng)指定專人補(bǔ)漿(或水),保證孔內(nèi)必要的水頭高度。供水管最好不要直接插入鉆孔中,應(yīng)通過水槽或水池使水減速后流入鉆中,可免沖刷孔壁。
⑤吊入鋼筋骨架時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入,嚴(yán)防觸及孔壁。
6.2鉆孔偏斜
⑴偏斜原因
①鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石。
②在有傾斜的軟硬地層交界處,巖面傾斜鉆進(jìn);或者粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進(jìn),鉆頭受力不均。
③擴(kuò)孔較大處,鉆頭擺動(dòng)偏向一方。
④鉆機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移。
⑤鉆桿彎曲,接頭不正。
⑵預(yù)防和處理
①鉆機(jī)安裝后調(diào)整好鉆桿的垂直度和鉆機(jī)的水平度,在鉆孔過程中鉆機(jī)提鉆甩渣復(fù)位后,應(yīng)檢查鉆頭是否對(duì)中。
②鉆桿接頭應(yīng)逐個(gè)檢查,及時(shí)調(diào)正,當(dāng)主動(dòng)鉆桿彎曲時(shí),要用千斤頂及時(shí)調(diào)直。
6.3掉鉆落物
鉆孔過程中可能發(fā)生掉鉆落物事故。
⑴掉鉆落物原因
①卡鉆時(shí)強(qiáng)提強(qiáng)扭,操作不當(dāng),使鉆桿或鋼絲繩超負(fù)荷或疲勞斷裂。
②鉆桿接頭不良或滑絲。
③操作不慎,落入扳手、撬棍等物。
⑵預(yù)防措施
①開鉆前應(yīng)清除孔內(nèi)落物,零星鐵件可用電磁鐵吸取,較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈,然后在護(hù)筒口加蓋。
②經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯(lián)結(jié)裝置。
⑶處理方法
掉鉆后應(yīng)及時(shí)摸清情況,若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住應(yīng)首先清孔,使打撈工具能接觸鉆桿和鉆錐。
6.4擴(kuò)孔和縮孔
擴(kuò)孔比較多見,一般表局部的孔徑過大。在地下水呈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、土質(zhì)松散地層處或鉆筒擺動(dòng)過大,易于出現(xiàn)擴(kuò)孔,擴(kuò)孔發(fā)生原因與坍孔相同,輕則為擴(kuò)孔,重則為坍孔。若只孔內(nèi)局部發(fā)生坍塌而擴(kuò)孔,鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計(jì)深度則不必處理,只是混凝土灌注量大大增加。若因擴(kuò)孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進(jìn),應(yīng)按坍孔事故處理。
縮孔即孔徑的超常縮小,一般表現(xiàn)為鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生卡鉆、提不出鉆頭的跡象。縮孔原因有兩種:一種是鉆頭焊補(bǔ)不及時(shí),嚴(yán)重磨耗的鉆錐往往鉆出較設(shè)計(jì)樁徑稍小的孔;另一種是由于地層中有軟塑土(俗稱橡皮土),遇水膨脹后使孔徑縮小。各種鉆孔方法均可能發(fā)生縮孔。為防止縮孔,前者要及時(shí)修補(bǔ)磨損的鉆頭,后者要使用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁并須快轉(zhuǎn)慢進(jìn),并復(fù)鉆二三次,直至使發(fā)生縮孔部位達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。對(duì)于有縮孔現(xiàn)象的孔位,鋼筋籠就位后須立即灌注,以免樁身縮頸或露筋。
6.5鉆孔漏漿
⑴漏漿原因
①在透水性強(qiáng)的砂礫或流砂中,特別是在有地下水流動(dòng)的地層中鉆進(jìn)時(shí),稀泥漿向孔壁外漏失。
②護(hù)筒埋置太淺,回填土夯實(shí)不夠,致使護(hù)筒底腳漏漿。
③護(hù)筒制作不良,接縫不嚴(yán)密,造成漏漿。
④水頭過高,水柱壓力過大,使孔壁滲漿。
⑵處理辦法
①凡屬于第一種情況應(yīng)使用較粘稠或高質(zhì)量的泥漿鉆孔。
②屬于護(hù)筒漏漿的,應(yīng)按前述有關(guān)護(hù)筒制作與埋設(shè)的規(guī)范規(guī)定辦理。如接縫處漏漿不嚴(yán)重,可由潛水工用棉、絮堵塞,封閉接縫。如漏水嚴(yán)重,應(yīng)挖出護(hù)筒,修理完善后重新埋設(shè)。
7.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法
7.1鉆孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(表7-1)
表7-1 鉆孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目 | 規(guī)定值或允許偏差 | |
鉆孔樁 | 孔的中心位置(mm) | 群樁:100 單樁:50 |
孔徑(mm) | 不小于設(shè)計(jì)樁徑 | |
傾斜度(%) | 鉆孔:<1 | |
孔深(m) | 摩擦樁:不小于設(shè)計(jì)規(guī)定 支承樁:比設(shè)計(jì)深度超深不小于0.05 | |
沉淀厚度(mm) | 摩擦樁:符合設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí),對(duì)于直徑≤1.5m的樁,≤200;對(duì)于樁徑>1.5m或樁長(zhǎng)>40m或土質(zhì)較差的樁,≤300 支承樁:不大于設(shè)計(jì)規(guī)定,設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)≤50 | |
清空后泥漿指標(biāo) | 相對(duì)密度:1.03~1.10;黏度:17~20Pa*S;含砂率:<2%;膠體率:>98% |
7.2鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(表7-2)
表7-2 鉆孔灌注樁實(shí)測(cè)項(xiàng)目
項(xiàng)次 | 檢 查 項(xiàng) 目 | 規(guī)定值或允許偏差 | 檢查方法和頻率 | |||
1 | 混凝土強(qiáng)度(MPa) | 在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi) | 按規(guī)范及驗(yàn)標(biāo)要求 | |||
2 | 樁位(mm) | 群樁 | 100 | 全站儀或經(jīng)緯儀:每樁檢查 | ||
排架樁 | 允許 | 50 | ||||
極值 | 100 | |||||
3 | 孔深(m) | 不小于設(shè)計(jì) | 測(cè)繩量:每樁測(cè)量 | |||
4 | 孔徑(mm) | 不小于設(shè)計(jì) | 探孔器:每樁測(cè)量 | |||
5 | 鉆孔傾斜度(mm) | 1%樁長(zhǎng),且不大于500 | 用測(cè)壁(斜)儀或鉆桿垂線法:每樁檢查 | |||
6 | 沉淀厚度(mm) | 摩擦樁 | 設(shè)計(jì)規(guī)定,設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)按施工規(guī)范要求 | 沉淀盒或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)錘:每樁檢查 | ||
支承樁 | 不大于設(shè)計(jì)規(guī)定 | |||||
7 | 鋼筋骨架底面高程(mm) | ±50 | 水準(zhǔn)儀:測(cè)每樁骨架頂面高程后反算 |
8.安全及環(huán)保要求
8.1安全要求
⑴所有作業(yè)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴好安全帽。
⑵鉆機(jī)必須安裝牢固,防止傾覆。鉆機(jī)就位前,平整壓實(shí)場(chǎng)地,再鋪墊鐵板后,鉆機(jī)就位。
⑶施工現(xiàn)場(chǎng)的電器設(shè)備必須有專人保管,使用中實(shí)行一機(jī)一閘一箱一保護(hù),嚴(yán)禁一閘多用。注意用電安全,電線不能直接敷設(shè)在地面上,應(yīng)采取架空措施。配電箱加鎖。
⑷樁機(jī)開鉆前,應(yīng)經(jīng)項(xiàng)目部施工人員或者機(jī)務(wù)員對(duì)樁機(jī)進(jìn)行檢查。未經(jīng)過檢查不得進(jìn)行鉆孔作業(yè)。
⑸鉆孔中,應(yīng)注意觀察有無漏漿現(xiàn)象,隨時(shí)補(bǔ)充泥漿,保證孔內(nèi)水位。并在鉆孔附件設(shè)置醒目標(biāo)志和圍欄,以防止人員掉入孔內(nèi)。
⑹吊車作業(yè)需要有專人負(fù)責(zé)指揮。
⑺嚴(yán)禁在雨中進(jìn)行電焊作業(yè)。
⑻樁機(jī)檢修時(shí),高空作業(yè)必須系好安全帶。
8.2環(huán)保要求
(1)出孔棄土要及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn),棄于指定地點(diǎn),不得隨意傾瀉,污染環(huán)境.
(2)機(jī)械檢修時(shí),底部墊厚塑料布隔絕地面并用容器接裝油料,防止油料污染。
(3)嚴(yán)禁隨意排放泥漿,造成環(huán)境污染。泥漿應(yīng)沉淀處理后排放,并符合環(huán)保要求,必須及時(shí)清運(yùn)渣土,防止污染。。
(4) 應(yīng)注意混凝土生產(chǎn)、水泥運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)生的粉塵對(duì)環(huán)境影響?;炷了貌牧希貏e是外加劑,應(yīng)滿足環(huán)保要求。
(5)混凝土運(yùn)輸、泵送過程中,嚴(yán)禁拋灑,多余、少量混凝土應(yīng)合理利用。
(6)混凝土施工過程中,應(yīng)采取消音、減噪等防護(hù)措施。施工時(shí)間應(yīng)盡量與附近居民休息時(shí)間錯(cuò)開。
(7)建筑用廢水須先沉淀,再排入生活用污水管道,或回收利用,防止污染水域。
(8)搞好駐地環(huán)境衛(wèi)生、食品衛(wèi)生、飲水衛(wèi)生,定期消毒。