钻孔灌注桩施工方案
钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
1)泥浆护壁施工法
冲击钻孔,冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是:平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。施工顺序(如图所示)
(1)施工准备
施工准备包括:选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备,可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定,施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响,因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基,可用推土机推平,在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准,施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机,对有钻塔的钻孔机,先利用钻机的动力与附近的地笼配合,将钻杆移动大致定位,再用千斤顶将机架顶起,准确定位,使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上,以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后,用枕木垫平钻机横梁,并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外,同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序,在施工中必须严格按照操作要求进行,才能保证成孔质量,首先要注意开孔质量,为此必须对好中线及垂直度,并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用),还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时,附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔,下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰,一般可采用(如图所示)的顺序钻孔。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此,除了钻孔过程中密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。(如图所示)为风管吸泥清孔示意图。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
(7)灌注水下混凝土
清完孔之后,就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内,定位后要加以固定,然后用导管灌注混凝土,灌注时混凝土不要中断,否则易出现断桩现象。
2)全套管施工法
全套管施工法的施工顺序其一般的施工过程是:平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、防导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外,其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度,取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。
冬季施工由于本施工地区冬季为高严寒地区,搞好冬期施工,对加快工程进展,保证工程质量是至关重要的。冬期施工所采取的措施一是要保证工程质量,二是要经济简便。根据本工程的特点、气候条件,施工条件,主要采取以下措施:
a.土方工程:
根据施工实际情况,冬期室外冻土开挖施工前需融化,采用燃烧刨花、锯沫、废木及煤炭烘烤,并派专人监护,同时采取可靠的防火措施。基坑(槽)采用机械挖方,挖方土料集中置于指定堆土场地;对于挖出的未受冻土,在弃土场地做好保温工作,采用覆盖塑料布及麻袋的方法防冻,以备回填时用。对挖好的基坑(槽)覆盖麻袋、塑料布防冻,并根据环境气温条件,在其作业指导书中进行热工计算确定保温层厚度。施工时其他要求如下:
1) 土方工程的冬期施工,施工前要做好准备工作,连续施工。
2) 挖方时要采取防止引起相邻建(构)筑地基或其它设施受冻的保温措施。
3) 填方前清除基底上的冰雪和杂物,对室内的回填不得含有冻块的土料;对于室外大面积的回填(上部无其它建(构)筑物或基础)可采用含有冻土块的土料,但冻块粒径不得大于15cm,其含量(以体积计)不得超过30%,且均匀分布,每层铺土厚度比常温施工时减少20~25%,且应逐层夯实。
4) 避免地基土受冻,不得将冻结的基土作为基础的持力层。
5) 在基础的施工过程中,不得被水或融化雪水浸泡基土。
b、砌筑工程
1) 砌筑砂浆在用塑条布或苫布搭成的暖棚内集中拌制,暖棚内环境温度不可低于5℃。砂浆优先选用外加剂法(外加剂的类型及掺量根据其设计及试验确定),水泥采用普通硅酸盐水泥。水泥放在暖棚内,砂堆采用彩条布覆盖。必要时在搅拌棚内生火,并用水箱烧热水用于搅拌施工。
2) 砌筑砂浆不得使用污水拌制,且砂浆稠度较高温度适当增大。拌制砂浆所用的砂中不得含有直径大于1cm的冻块或冰块。拌合砂浆时,水的温度不得超过80℃。当水温超过规定时,应将水、砂先行搅拌,再加入水泥,以防出现假凝现象,搅拌时间比常温增加1/2倍.。
3) 外加剂设专人先按规定浓度配制成溶液置于专用容器中,然后再按规定掺量加入搅拌机中拌制成所需砂浆,外加剂法砌筑时砂浆温度不要低于5℃。
4) 对于普通砖、砌块在砌筑前要清除表面冰雪,不得使用遭水浸和受冻的砖或砌块。
5) 对砖砌体采用“三一”砌法,灰缝不大于10mm。每日砌筑后要及时在砌筑体表面覆盖塑料布及麻袋。砌体表面不得有砂浆,并在继续砌筑前扫净砌筑面。每日可砌高度不超过1.2m。
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