超全橋樑鑽孔灌注樁基礎施工,你收藏就對了

騎着小豬闖天下 發佈 2022-11-14T23:23:53.478746+00:00

隨著科學的不斷發展鑽孔灌注樁在高層、超高層和橋樑等構築物中被廣泛的應用,在施工過程中施工質量的好壞對樁的承載力影響很大,所以鑽孔灌注樁在橋樑工程中是十分重要的一步施工步驟。

隨著科學的不斷發展鑽孔灌注樁在高層、超高層和橋樑等構築物中被廣泛的應用,在施工過程中施工質量的好壞對樁的承載力影響很大,所以鑽孔灌注樁在橋樑工程中是十分重要的一步施工步驟。它的施工工藝都有什麼?它又容易碰到什麼樣的事故?

施工流程圖:

一、場地準備

旱地:平整 、夯實場地

淺水:築島法

深水:圍堰法

二、樁位放樣

樁位放樣採用全站儀坐標法對鑽孔樁樁位放樣,埋好護筒後在護筒四周標記。

三、埋設護筒

1. 護筒的作用:

固定樁孔位置,保護孔口,防止地面水流入,增加孔內水壓力,防止塌孔,成孔時引導鑽頭的方向。

2.護筒的製作要求:

①護筒通常採用鋼筋混凝土和鋼製兩種,視具體情況而定。鋼護筒厚4~8mm,鋼筋混凝土護筒厚8~10cm 。護筒上部設1~2個溢漿孔,

②護筒的內徑比鑽孔樁設計直徑稍大。用迴轉鑽機鑽孔的宜加大20~30厘米;用衝擊鑽和沖抓鑽鑽孔的宜加大30~40厘米。

3.護筒的埋設要求

①鑽孔前,在現場放線定位,按樁位挖去樁孔表層土,並埋設護筒。

②埋設護筒可採用挖埋或錘擊、振動、加壓等方法,但注意避免引起孔口開裂,傾斜,埋設完畢及時用粘土沿四周對稱分層填壓夯實。

③埋置深度一般情況為2—4米,在粘性土中不宜小於1.0m;砂土中不宜小於1.5m;其高度尚應

為防止護筒下沉特殊情況應加深;同時保證滿足孔內泥漿面高度的要求,護筒頂面應高於(地)島面0.2~0.5m。避免孔口四周浸泡,導致塌孔。

④護筒頂端高程應滿足孔內水位設置高度的要求。

護筒入土深度:

四、泥漿製備

泥漿作用:

在孔壁形成泥皮穩定孔壁、懸浮鑽渣、潤滑鑽具 、正循環排渣。

組成及要求:

①水:水的PH值7~8之間,不含雜質

②粘土(或膨潤土):塑性指數大於25,粒徑小於0.005mm顆粒含量多於總量的50%,相對密度為1.1~1.5

③添加劑:

無機:純鹼等促使顆粒分散、防止凝聚下沉

有機:丹寧液、拷膠液等降低粘度

泥漿護壁成孔灌注樁:泥漿池

泥漿三大指標檢測:

泥漿三件套(比重計、粘度計、含沙量測定儀)

泥漿比重:將泥漿杯裝滿泥漿,加蓋並擦淨溢出的泥漿。讓後置於支架上,移動 游碼,使槓桿呈水平狀態,讀出遊碼左側所示刻度,即為泥漿的比重。


泥漿稠度:計測量時用手指堵住漏斗下面的出口,用量杯分別將500ml和200ml 泥漿通過濾網倒入漏斗,然後打開出口,讓泥漿從漏斗管中流出,用秒表測定流出500ml泥漿所需時間(s),即為泥漿稠度。

五、鑽架與鑽機就位

鑽架要求

①能夠承受鑽具和其他輔助設備的重量,具有一定的剛度,具有足夠的高度。

②鑽孔過程中,成孔中心必須對準樁位中心,鑽架必須保持平穩,不發生位移、傾斜和沉陷。

③鑽架安裝就位時,應詳細測量,底座應用枕木墊實、塞緊,頂端用纜風繩固定平穩,並在鑽進過程中經常檢查。

鑽機就位之前準備工作:

1.進場鑽機要進行進場合格報驗

2. 反循環鑽頭直徑至少大於樁設計直徑

3.衝擊鑽鑽頭直徑可小於設計樁徑2-3cm

六、鑽孔

①衝擊鑽機鑽孔:

十字鑽頭:

衝擊鑽孔的施工要點:

鄰孔混凝土達2.5MPa後開鑽;開孔小衝程;孔深為鑽頭高加衝程後正常衝擊。

粘性土、風化層、礫砂石等中、低衝程:1~2m

砂卵石等中等衝程:2~3m

基岩、漂石和密實卵石層高衝程:3~5m

十字形鑽頭鑽 1.5m以上孔徑分2級

管形鑽頭0.7m以上孔分2~4級:分級、擴鑽

② 全套管沖抓成孔:

特點:無噪音,無振動;不使用泥漿;挖掘時可以很直觀地判別土壤及岩性特徵,對於端承樁,便於現場確定樁長;挖掘速度快,挖掘深度大;成孔垂直度易於掌握;孔壁不會產生坍落現象,成孔質量高。成樁質量高;成孔直徑標準,充盈係數很小;清孔徹底,速度快;自行式,便於現場移動。

沖抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動抓片,通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度,下落時鬆開捲筒剎車,抓片張開,錐頭便自由下落沖入土中,然後開動卷揚機提升錐頭,這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣,依次循環成孔。

沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環等與衝擊成孔施工相同。

適用於鬆軟土層(砂土、粘土)中沖孔,但遇到堅硬土層時宜換用衝擊鑽施工。

③正循環鑽孔:

正循環是用泥漿泵將泥漿以一定壓力通過空心鑽杆頂部,從鑽杆底部噴出,底部的鑽錐在旋轉時將土壤攪松成為鑽渣,被泥漿懸浮,隨泥漿上升而溢出流至孔外的泥漿槽,經過沉澱池中沉澱淨化,再循環使用。

特點:排渣能力比較弱, 鑽進速度較慢,鑽具的磨損也比較大,但工藝比較簡單,容易操作,正循環鑽機的價格也比較便宜。

適用:粘土、亞粘土、淤泥質土層、粉砂、卵礫石層、基岩

正反循環成孔,現在是在護筒上拉十字線,是使鑽機的鑽頭對準樁的中心線,等鑽機對準後往護筒里放水,採用泥漿護壁進行鑽孔

④反循環鑽孔

反循環鑽機的泥漿的循環方式則正好相反,泥漿由孔外流入孔內,由真空泵或其他方法(如空氣吸泥機等)將鑽渣通過鑽杆中心從鑽杆頂部吸出,或將吸漿泵隨同鑽錐一同鑽進,從孔底將鑽渣吸出孔外。

特點:反循環鑽機排渣能力比較強,但工藝比較複雜,操作不當容易引起塌孔埋鑽,而且反循環鑽機價格比較高。

適用:同正循環。

▲反循環鑽結構示意圖

⑤旋挖鑽機鑽孔

主要適於砂土、粘性土、粉質土等土層施工,最大成孔直徑可達1.5~4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各類大型基礎施工的要求。

七、終孔並第一次清孔

目的:鑽孔過程中會有一部分泥漿和鑽渣沉於孔底,必須將這些沉積物清除乾淨,才能使灌注的混凝土與地層或岩層緊密結合,保證樁的承載能力。

方法:抽漿清孔、換漿清孔、掏渣清孔

成孔檢查驗收:

1.在鑽孔至設計樁底標高時,要提高鑽頭35cm左 右進行第一次洗孔,目的是將沉渣排除。

2.孔深嚴格控制,嚴謹已超鑽代替清孔

3.由監理到現場進行驗收包括孔深、孔徑、傾斜度等。

4.泥漿性能檢測,包括粘度、比重、砂率

比重:1.03—1.1

粘度:17—20

砂率:<2%

成孔驗收後檢孔器檢測成孔制量:

檢孔器直徑:不小於樁的設計直徑

長度:不小於4—6倍的檢孔器直徑

循環排渣:

八、鋼筋籠的製作和安裝

注意事項:

1、鋼筋骨架一般每隔2~2.5米設置直徑14~18毫米的加強箍筋一道;

2、鋼筋骨架可分段製作;

3、要確保保護層厚度;

4、鋼筋骨架運輸無論採用何種方法,均不得使骨架變形。

5、鋼筋骨架可採用鑽機塔架、扒杆或起吊機吊起,對準護筒中心緩慢下放至設計標高。

6、下放鋼筋骨架應防止碰撞孔壁

7、當最後灌注的混凝土開始初凝時,應立即割斷鋼筋骨架的吊環

鋼筋籠搭接

鋼筋籠搭接注意事項:

1.採用單面搭接焊時,焊縫長度要達到10d

2.採用幫條電弧焊時,焊縫長度要達到5d

3.焊縫要飽滿,無氣泡

鋼筋籠固定

允許偏差: 單位(mm)

1.頂面高程:±20

2.底面高程:±50

3.鋼筋籠與樁心:20


導管的檢測與安裝

注意事項:

1.導管在使用之前要做水密承壓實驗,合格後使用

2.導管長度控制在比孔深小0.3m—0.5m範圍內

3.安裝完導管以後,進行二次清孔

九、二次清孔

在成孔檢驗通過後,進行提鑽,一直到鋼筋的焊接安裝完畢,約4小時左右,在這期間孔內泥漿不會有任何擾動情況,因此會發生沉澱現象,導致孔深要比鑽孔深小,因此要進行二次清孔。二次清空採用真空循環系統,由泥漿泵提供動力將泥漿壓入孔底孔口排出。

注意:在二次清孔結束後如有承壓水出現,要瀉壓力水。

十、灌注水下混凝土

泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆築是在水中或泥漿中進行的,故稱為澆築水下混凝土。

水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級,必須具備良好的和易性,配合比應通過試驗確定。

水下混凝土澆築常用導管法。

澆築時,先將導管內及漏斗灌滿混凝土,其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,然後剪斷懸吊隔水栓的鋼絲,混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。

▲導管法澆注樁身砼

水下混凝土灌注過程:

澆注水下混凝土不能將混凝土直接傾倒於水中。因為當混凝土直接與水接觸穿過水層時,骨料和水泥很快將產生分離,骨料很快沉入水底,而水泥在較長時間內呼籲懸浮狀態,當其下沉時,已凝結硬化。因此水下混凝土的澆注,必須在與周圍環境水隔離的條件下進行。水下混凝土澆築的方法很多。最常用的是導管法。

焊吊筋,防止澆築砼時鋼筋籠上浮:

灌注要求:

導管宜分段製作,每節長2米左右,最下端一節宜為3~6米,採用法蘭連接,導管應不漏水、不漏氣。

在孔內水面以上20~30厘米處設置隔水栓,待混凝土灌下時,剪斷隔水栓的連接繩。

為保證水下灌注混凝土的速度和質量要求,導管上應採用混凝土儲料斗。

水下灌注混凝土應連續進行,嚴禁中途停頓。導管在混凝土中埋入深度一般為2~4米,在任何情況下不得小於1米或大於6米。

導管提升過程中,應保持位置居中,軸線垂直,逐步提升。

混凝土實際灌注高度應比設計樁頂高出一定高度。高出的高度應根據樁長,地質條件和成孔工藝等因素合理確定,其最小高度不宜小於樁長的5%,且不小於2米。

在灌注接近結束時,由於導管混凝土柱高度減小,壓力降低,而導管管外的泥漿稠度增加,如出現混凝土面上升困難時,可在孔內加水稀釋泥漿,並掏出部分沉澱土,使灌注工作順利進行

補充注意事項:澆筑前混凝土檢驗

1、查看孔深是否合格,此時涉及到一個沉澱厚度的概念,規範要求:

摩擦樁樁徑≤1.5m;沉澱≤200mm;樁徑>1.5m;沉澱≤300mm;

支撐樁沉澱厚度出設計要求外≤50mm

2、塌落度要求

d<1.5,塌落度要求180-220mm

d≥1.5,塌落度要求160-200 mm

同時要求具有良好的和易性,流動性。

3.混凝土石子粒徑不宜過大,規範規定粗骨料最大粒徑不大於導管直徑和鋼筋最小淨距的1/4,同時不大於 37.5mm

澆築注意事項

1.混凝土開倉時,做好開倉時間記錄同時計算好首批混凝土入倉要求達到埋置導管1m以上。

2.澆築過程中要控制拔管速度,控制導管在混凝土中的埋置深度在2-6m範圍內,不能超拔亦不能少拔

3.澆築到距鋼筋底標高4米左右時,宜提高導管,減緩澆築速度,直到混凝土面超過鋼筋底面2m以上,再恢復正常的澆築速度。為的是防止鋼筋籠上浮。

十一、鑽孔事故的預防及處理

1)坍孔:

各種鑽孔方法都可能發生坍孔事故,坍孔的表徵是孔內水位突然下降,孔口冒細密的水泡,出渣量顯著增加而不見進尺,鑽機負荷顯著增加等。

a.坍孔原因:

(a)泥漿比重不夠及其他泥漿性能指標不符合要求,使孔壁未形成堅實泥皮:

( b)由於掏渣後未及時補允水或泥漿,或河水潮水上漲,或孔內出現承壓水,或鑽孔通過砂礫等強透水層,孔內水流失等而造成孔內水頭高度不夠;

(c)護筒埋置太淺,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟,或鑽機裝置在護筒上,由于振動使孔口坍塌,擴展成較大坍孔

(d)在鬆軟砂層中鑽進,進尺太快:

(e)捉住鑽錐鑽進,迴轉速度過快,空轉時間太長

(f)衝擊(抓)錐或掏渣筒傾倒,撞擊孔壁,或爆破處理孔內孤石、探頭石、炸藥量過大,造成過大振動;

(g)水頭太大,使孔壁滲漿或護筒底形成反穿孔

(h)清孔後泥漿比重、粘度等指標降低,』用空氣吸泥機清孔,泥漿吸走後未及時補水,使孔內水位低於地下水位,清孔操作不當,供水管直接沖刷孔壁,清孔時間過久或清孔後停頓過久。

(i)吊入鋼筋骨架時碰撞孔壁。

b.坍孔的預防和處理:

(a)在鬆散粉砂土或流砂中鑽進時,應控制進度速度,選用比重、鑽度、膠體率較大的泥漿,或投人摻片(卵)石的貓土,低錘衝擊,使鑽土膏及片(卵)石擠入孔壁起護壁作用。

(b)汛期或漲潮,水位變化過大時,應採取升高護筒,增加水頭,或用虹吸管、連通管等措施保證水頭相對穩定。

(c)發生孔口坍塌時,可立即拆除護筒並回填鑽孔,重新埋設護筒再鑽。

(d)如發生孔內坍塌,先判明坍塌位置,回填砂和貓土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1--2m,如坍孔嚴重時全部回填,待回填物沉積密實後再行鑽進。

(e)嚴格控制衝程高度和炸藥用量。

(f)清孔時應指定專人補水,保證鑽孔內必要的水頭高度。

2)鑽孔偏斜:

a.偏斜原因:

(a)鑽孔中遇有較大的弧石或探頭石;

(b)在有傾斜度的軟硬地層交界處,或者在粒徑大小懸殊的砂卵石層中鑽進,鑽頭受力不均

(c)擴孔較大處,鑽頭擺動偏向一方;

(d)鑽機底座未安置水平或產生不均勻沉陷:

(e)鑽杆彎曲,接頭不正

b.預防和處理

(a)安裝鑽機時要使轉盤、底坐水平:起重滑輪緣、固定鑽杆的卡口和護筒中心三者應在一條豎直線上,並經常檢查校正.

(b)由於主動鑽杆較長,轉動時上部擺動過大,必須在鑽架上增設導向架,控制鑽杆上的提引水籠頭,使其沿導向架向中鑽進。

(c)鑽杆、接頭應逐個檢查,及時調正。主動鑽杆彎曲,要用千斤頂及時調直。

(d)在有傾斜的軟、硬地層鑽進時。應吊著鑽杆控制進尺,低速鑽進。或回填片、卵石沖平後再鑽進。

查明鑽孔偏斜的位置和偏斜情況後,一般可在偏斜處吊住鑽頭上下反覆掃孔,使鑽孔正直。偏斜嚴重時應回填砂鑽土到偏斜處,待沉積密實後再繼續鑽進。

衝擊鑽進時,應回填砂礫石和黃土待沉積密實後再鑽進.偏斜嚴重的可在開始偏斜處設置少量炸藥爆破,然後用砂土和砂礫石回填到該位置以上lm左右重新沖鑽。

3)掉鑽、落物:

各種鑽孔方法均可能發生掉鑽、落物事故。

(a)卡鑽時強提強扭,操作不當使鋼絲繩或鑽杆疲勞斷裂;

(b)鑽杆接頭不良或滑絲;

(c)電動機接線錯誤,使不應反轉的鑽機反轉,鑽杆鬆脫;(d)衝擊鑽頭合金套灌注質量差,鋼絲繩拔出;

(e)轉向環、轉向套等焊接處斷開;

(f)鋼絲繩與鑽頭連接鋼絲繩卡數量不足或鬆弛等,或鋼絲繩過度陳舊,斷絲太多;

(g)操作不慎落人扳手撬棍等物。

a.掉鑽、落物原因:

b.預防和處理:預防措施:

(a)開鑽前應清除孔內落物.零星鐵件可用申磁鐵吸取較大落物和鑽具也可用沖抓錐打排。然後在護筒口加蓋;

(b)經常檢查鑽具、鑽杆、鋼絲繩和連接裝置;

(c)為便於打撈落錐,可在沖錐上預先焊打撈環、打撈槓或在錐身上圍捆幾圈鋼絲繩等。

處理方法:

掉鑽後應及時摸清情況,若鑽錐被沉澱物或坍孔土石埋住應首先清孔。使打撈工具能接觸鑽錐。打撈工具有以下幾種:打撈叉,打撈鉤,打撈活套,偏鉤和鑽錐平鉤,打撈鉗:

4)糊鑽和埋鑽:

糊鑽(吸錐)和埋鑽常出現於正反循環迴轉鑽進和衝擊錐鑽進。在軟塑貓土層迴轉鑽進,因進尺快,鑽渣量大,出漿口堵塞而造成糊鑽。

預防處理辦法:首先應對鑽杆內徑大小進行計算決定;還應控制進尺,選用刮板齒小、出漿口大的鑽錐。若已嚴重糊鑽,應將鑽錐提出孔口,清除鑽錐殘渣。對衝擊錐鑽分進行預防措施是減少衝程,降低泥漿稠度,在鑽土層上回填部分砂、礫石。

5)擴張和縮孔:

擴孔是孔壁坍塌浩成的結果.採用各種鑽孔方法時均可能發生擴孔情況。

若因孔內局部發生坍塌而擴孔,鑽孔仍能達到設計深度則不必處理,只是使混凝土灌注量大大增加。

若因擴孔後繼續坍塌影響鑽進,應按坍孔事故處理

縮孔原因有兩種:

一種是鑽錐焊補不及時,嚴重磨耗的鑽錐,則往往會鑽出較設計樁徑稍小的孔。

另一種是由於地層中有軟塑土(俗稱橡皮土),遇水膨脹後使孔徑縮小。

為防止縮孔,前者應及時修補磨耗的鑽頭,後者要使用失水率小的優質泥漿護壁快轉慢進,並復轉二三次;

或使用卷揚機吊住鑽錘上下、左右反覆掃孔以擴大孔徑,直到縮孔部位達到設計孔徑為止。

6)鑽孔漏漿:

在透水性強或有地下水流動的地層中,稀泥漿會向孔外漏失,護筒埋設太淺,回填土不密實或護筒接縫不嚴密,會在護筒刃腳或接縫處漏漿,也可能由於水頭過高使孔壁滲漿。

為防止漏漿,可加稠泥漿或倒人粉土慢速轉動,或回填土摻片石強護壁,在有護筒防護範圍內,接縫處泥漿可由潛水工用棉絮堵塞,、卵石,反覆衝擊增封閉接縫。

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