钻孔桩施工作业指导书.docx
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钻孔桩施工作业指导书
钻孔桩施工作业指导书
一、编制目的:
保证钻孔桩作业质量,指导钻孔桩作业施工。
二、使用范围:
项目部桥梁工程。
三、职责:
项目部组织精干的项目管理组织机构,健全项目内部管理制度,建立质量责任制,明确人员职责,充分调动广大员工的积极性。
为保证钻孔桩优质、安全、高效的进行施工,项目部成立钻孔桩领导小组。
四、资源配置
现场施工管理人员一览表
序号
姓名
职务
职责
电话
1
项目副经理
施工管理
2
结构工程师
施工技术
3
质检工程师
现场质检
4
试验工程师
现场试验
5
安全工程师
安全、环保
6
桩基施工负责人
现场桩基总负责
7
钢筋制安负责人
钢筋制安总负责
机械设备一览表
序号
机械名称
单位
数量
规格型号
性能状况
1
搅拌站
座
2
砼灌送车
台
3
装载机
台
4
吊车
台
5
全站仪
台
6
水准仪
台
7
电焊机
台
8
切筋机
台
9
弯筋机
台
10
发电机
台
11
钢筋调直机
台
12
冲击钻
台
13
旋挖钻
台
五、冲击钻施工工艺
根据本标段所经地区的地质情况部分需采用冲击钻机成孔。
钻孔完成后对沉碴厚度、孔壁垂直度、孔径检查,检查合格后,进入下道工序。
混凝土统一采用集中拌和站搅拌,混凝土运输车运输,导管法灌注混凝土。
A、施工准备
熟悉资料:
熟悉设计图纸、了解地质条件及地层岩性的分布情况。
场地平整:
场地平整时尽量减少对桩孔附近原地表的开挖,尽量以填代挖,减少对原地表土的扰动,须更换软土时,要进行夯填,施工河滩基础时,采用筑岛法。
测量放样:
测量放样遵循“由整体到局部的原则”,先放样墩位,再由墩位控制桩放样桩位,在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩,以供随时检测桩中心和标高。
测量控制桩要注意保护,防止地表扰动、冻融引起桩位变动。
B、施工工艺
1.钻孔灌注桩施工工艺流程见下图
2.冲击钻施工方法
a.场地平整(筑岛围堰)
施工前清除桩位处杂物,平整场地。
如桩位位于淤泥或软土层时,适当处理,位于浅水中时,采取草袋围堰筑岛的方法形成平台,平台的面积按钻孔方法、钻机的大小确定。
b.泥浆池的准备
根据桩基的直径和桩长来计算泥浆池的大小:
泥浆池的尺寸一般为10×2×1m左右。
一般两个桩基础公用一个泥浆池。
泥浆由粘土和水拌和而成,其比重比水大,故对孔壁能增大静水压力,并在孔壁形成一层泥皮,隔断孔内外水流,保护孔壁防止塌孔。
c.放桩位、埋护筒
护筒均采用钢护筒,利用全站仪定出桩位,采用挖埋及震动下沉相结合的方法埋设钢护筒。
埋设护筒前放好骑马桩,并注意保护,以便能够随时检查护筒及桩位的位置等数据。
根据设计图纸护筒内径比设计桩径大10cm,施工河滩上的桩基时,护筒埋在较坚硬密实的土层中至少0.5m;埋设护筒时,护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心,其偏差不得大于50mm;并严格保持护筒的竖直位置。
护筒高出地面0.3m以上,护筒四周用粘土夯实。
护筒埋设完成后,将钻机底部处夯实,使钻机置于坚实的土层上,钻机就位后钻头准确对准桩位。
钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
预面位置
50㎜
测量检查
倾斜度
1%
2
孔位中心
群桩
100㎜
单排桩
50㎜
3
倾斜度
1%
d.冲击钻孔主要工序及注意事项
▲冲击钻孔,为防止冲击震动使相邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注的砼凝固,应待邻孔砼灌注完毕,一般经24小时(或强度达到2.5MPa)后,方可开钻,并采用对角施钻.
▲升降钻头时须平稳,钻头提出井口时要防止撞碰护筒、孔壁、挂钩和护筒底部。
▲钻孔作业分班连续进行,经常对钻孔泥浆进行试验,不符合要求时随时改正,经常注意土层变化,在土层变化处均应取渣,判明土层,并填入记录中,与地质图核对。
▲如发现有失水现象,护筒内水位缓慢下降,应补水投粘土。
如泥浆太稠,进行缓慢时,应抽碴换浆。
▲冲击过程中,勤抽渣,勤检查钢丝绳和钻头磨损情况及转向装置是否灵活,预防发生安全质量事故。
▲在不同的地层中,采用不同的冲程:
粘性土、风化岩、砂砾石及含砂量较多的卵石层,宜用中低冲程,简易钻机冲程1-2米。
砂卵石层,宜用中等冲程,简易钻机冲程2-3米。
基岩、漂石和坚硬密实的卵石层,宜用高冲程,简易钻机冲程3-5米,最高不得超过6米。
流砂和淤泥层,及时投入粘土和小片石。
低冲程冲进,必要时反复冲砸。
砂砾层与岩层变化处,为防止偏孔,用低冲程。
抽渣或停钻后,再钻时,简易钻机应低冲程逐渐加高到正常冲程。
▲钻头直径磨损不应超过1.5厘米,应经常检查,及时用耐磨焊条补焊。
并常备两个钻头轮换使用、修补。
为防止卡钻,一次补焊不易过多,且补焊后在原孔使用时,宜先用低冲程冲击一段时间,方可用较高冲程钻进。
▲钻孔的安全要求:
冲击锥起吊平稳,防止冲撞护筒和孔壁,进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生钻锥撞击人的事故。
因故停钻时,孔口加盖保护并严禁钻锤留在孔内以防埋钻。
e.验孔、清孔
钻孔达到设计标高后,对孔位中心偏差、孔径、孔深、垂直度等采用测绳、检孔器等进行全面检查,符合设计及规范要求后,应进行清孔。
▲泥浆指标应符合下列规定:
1)比重:
冲击钻机使用管形钻头钻孔时,入孔泥浆比重可为1.1~1.3。
冲击钻机使用实心钻头钻孔时,孔底泥浆比重不宜大于:
黏土、粉土1.3
大漂石、卵石层1.4
岩石1.2
2)黏度:
入孔泥浆黏度,一般地层为16~22s,松散易坍地层为19~28s。
3)含砂率:
新制泥浆不宜大于4%。
4)胶体率:
不应小于95%。
5)pH值:
应大于6.5。
f.钢筋笼制作、吊装及安装导管
3.钢筋笼制作
钢筋的下料、焊接及绑扎要严格按图纸及施工规范要求进行。
要求主筋平直,箍筋圆顺,尺寸准确,主筋接头互相错开,保证同一截面内的接头不多于主筋总数的50%,为使钢筋笼达到图纸要求的保护层,在钢筋笼主筋上每隔2米左右对称设置四个“钢筋耳环”。
钢筋笼根据设计长度分节加工,钢筋笼每节长不宜超过10米,以防止骨架在运输、吊装就位时变形。
▲钢筋笼运输及吊装
钢筋笼运输采用加托架的平车直接运输。
总的要求是:
无论采用什么办法运输,都不得使骨架变形。
采用汽车吊安装,孔口焊接接长。
起吊时可用双吊点或单吊点,吊点位置恰当。
如采用两点吊,第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。
起吊时,先起吊第一吊点,使骨架稍提起,再与第二吊点同时起吊。
待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊。
继续提升第二吊点。
直到骨架与地面垂直后停止起吊。
解除第一吊点后,检查钢筋笼是否顺直,如有弯曲应调直。
吊入钢筋笼时应对准孔位,轻放慢放,若遇阻碍,可徐起直落和正反旋转使之下放防止碰撞孔壁,而引起坍塌。
下放过程中要注意观察孔内水位情况,如发生异样马上停止,检验是否坍孔。
钢筋笼入孔接长宜用单面搭接焊,以利施工,并使上下节轴线在同一直线上,钢筋笼入孔后用四根定位钢筋将钢筋笼焊在护筒上,防止钢筋笼下沉或上浮。
桩的钢筋骨架的容许偏差
序号
项目
容许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
4.导管安装
导管用钢板弯制而成,直径为φ300mm,通过能力25立方米/小时,导管使用前调直、试拼组装、试压、编号并自上而下标示尺度,其轴线误差一般不宜超过孔深的0.5%,亦不大于10cm。
导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。
导管在使用前和使用一个时期后,应对其规格质量和拼装构造进行认真地检查外,还需做拼装、过球和水压实验。
试压可用水压或风压进行,其压力大小宜等于孔底静水压力的1.5倍。
导管吊放时,应使位置居中、轴线顺直、稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
5.灌注水下砼
浇注水下混凝土前应清底,柱桩沉渣厚度不应大于100㎜。
采用垂直导管法灌注水下砼。
为使灌注工作顺利进行,应尽量缩短灌注时间,坚持连续作业,使灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。
水下混凝土的配合比由试验室提供,施工前现场测定砂、石的含水量,换算施工配合比后,交付拌和站严格按配合比施工,并不定时的检测坍落度,以保证混凝土的灌注质量。
灌注前,导管下端距孔底0.2-0.4m为宜。
储料斗有足够的容量,即砼初存量,应保证首批砼灌注后,使导管埋入砼的深度不小于1.0m,
灌注水下混凝土的工作应迅速,防止塌孔和泥浆沉淀过厚。
开始灌注前应再次核对钢筋笼标高、导管下端距孔底尺寸、孔深、泥浆沉淀厚度、孔壁有无坍塌现象等,如不符要求,应经处理后方可开始灌注。
一经开始灌注,应连续进行直至完成,中途任何原因中断灌注的不得超过30分钟。
否则采取补救措施,或重钻。
待剪球把首批混凝土灌入孔底后,应立即检测孔内混凝土面的高度。
计算出导管的埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。
如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故,应立即进行处理。
导管埋入混凝土深度取决于灌注速度和混凝土的性质,任何时候不得小于1米大于6米。
一般控制在2-6米内。
拨导管前须仔细探测混凝土面的深度,用测深锤测深时,须由两人用两个测锤测深防止误测。
为防止钢筋笼被混凝土顶托上升,在灌注下段混凝土时应尽量加快,当孔内混凝土面接近钢筋笼时,应保持较深的埋管,放慢灌注速度,当混凝土面升入钢筋笼1-2米后,应减少导管埋入深度。
灌注标高应高出桩顶设计高程0.5-1.0米,以便灌注结束后,将此段桩头混凝土清除。
在灌注将近结束时,如出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。
在拔除最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防桩顶沉淀的泥浆挤入导管下,形成泥心。
灌注中按规定制作试件。
C、钻孔桩质量事故的预防及处理
(1)塌孔
a.塌孔的表征
塌孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。
原因如下:
①泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求,使孔壁未形成坚实护壁泥皮,孔壁渗漏。
②孔内水头高度不足,支护孔壁压力不够。
③在松软砂层中钻进,进尺太快。
④起落钻头时碰撞孔壁。
b.预防及处理原则
①保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。
②保证钻孔时有足够的水头差,不同土层选用不同的进尺。
③起落钻头时对准钻孔中心插入。
④回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1~2m,静置一定时间后重钻。
(2)钻孔偏斜和缩孔
a.偏斜缩孔原因
①钻孔中遇有较大的孤石或探头石,扩孔较大处钻头摆动偏向一方。
②在软地层中钻进过快,水头压力差小。
b.预防和处理
①安装钻机时使底座水平,起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上,并经常检查校正。
②检查,及时调整。
遇有斜孔、偏孔时,用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况,在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。
偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。
③全过程采用减压钻进方式。
(3)掉钻
a.主要原因
钻进时强提或疲劳破坏易使钻头掉入孔中,另外由于操作不当,也易使铁件等杂物掉入孔内。
b.预防和处理
①小铁件可用电磁铁打捞。
钻头的打捞应视具体情况而定,主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等器具。
②在钻孔过程中除以上几种主要事故外,还需注意防止扩孔、偏孔、卡钻、钻孔漏浆等。
D、水下混凝土灌注质量事故的预防及处理
(1)导管进水
a.主要原因
首批混凝土储量不足,或导管底口距孔底间距过大,混凝上下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。
b.处理方法
将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机浦除,重新灌注。
(2)卡管
a.主要原因
①初灌时隔水栓卡管,或由于混凝上本身的原因如坍落度过小,流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接逢处漏水、大雨中运输混凝上未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料集中造成堵塞。
②机械发生故障和其他原因便混凝上在导管内停留时间过长,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土的下落阻力,混凝土堵在管内。
混凝土灌注导管内外压力差不够。
b.预防措施
准备备用机械、掺入缓凝剂,做好配合比,改善混凝土的力学性能。
c.处理办法
拔管、吸渣、重灌。
(3)坍孔
发生坍孔后,应查明原因采取相应措施,如保持或加大水头,排除震动源等防止继续坍孔,然后用吸泥机吸出孔中泥土,如不继续坍孔可恢复正常灌注,如坍孔不停止、坍孔部位较深,宜将导管拔出将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存孔位,再以黏土掺沙砾回填,待回填土沉时机成熟后,重新钻孔成桩。
(4)埋管
a.原因
导管埋入混凝土过深;混凝土初凝摩阻力过大;提导管过猛将导管拉断。
b.预防办法
埋管深度不超过6米;拔管前或停灌时间较长时,使混凝土不过早初凝;首批混凝土掺入缓凝剂;提升导管时不可猛拔。
六、旋挖钻机施工工艺
根据本工程的地质特点桥梁部分桩基拟采用旋挖钻机施工。
(1)旋挖钻机施工流程图:
(见下页)
场地平整
桩位放样
检查垂直度、保持中心位置
钻机就位
校核埋设护筒位置准确
埋设护筒
输入循环泥浆,清理废渣
钻进成孔
输入循环泥浆,清理废渣
确定终孔
清孔
下放钢筋笼
下导管
若沉渣厚度超标,进行二次清孔
灌注水下砼
拔护筒
旋挖钻机工艺流程图
(2)施工程序
1、安装旋挖钻机;
2、钻头着地,旋转、开孔。
以钻头自重并加液压作为钻进压力;
3、当钻斗被旋转挤压充满钻渣后将其提升上来,一面监视孔中水位变化,一面灌浆保持水头;
4、旋转钻机,将钻斗中的钻渣倾倒到指定区域;
5、关闭钻斗的活门。
将钻机转到钻进地点,并将旋转体的上端固定住;
6、降落钻头;
7、埋设导向护筒,灌入泥浆护壁;
8、开始钻进;
9、钻孔完毕后,将钻斗加装挡砂板,排除井孔的沉渣,并测定孔深;
10、测定孔径;
11、下放钢筋笼和导管后,测定孔底沉渣厚度,若沉渣厚度超标,用泵吸法进行二次清孔;
12、灌注水下混凝土;
13、拨出导向护筒。
(三)施工工艺
1、埋设护筒
首先进行测量放样。
准确测设桩位,并在中心桩位周围埋设护桩,依据护筒直径挖至地面以下0.5~1.0米,采用人工配合旋挖钻机埋设,在护筒周围对称径向、均匀地回填最佳含水量粘土,并分层夯实,水下混凝土灌注完24小时内拔除,就位后再次校核桩中心位置。
2、钻机就位
钻进前先调整钻机的水平、垂直仪,使气泡居中,然后伸缩钻杆,使钻头底部导向尖对准桩位中心,钻头自然放松,根据护桩到钻头外壁的距离进行对位校核,严格控制孔位偏差在允许误差范围内。
3、钻进
钻进时,缓慢旋转放下钻杆,当进尺在护筒顶以下一定深度,进行孔内注浆,以防止钻进过深影响钻孔质量。
在钻进过程中及时向孔内补充泥浆(泥浆性能指标控制在:
比重1.05~1.15,粘度18~20S,含砂率小于4%,胶体率不小于95%,PH值大于6.5),泥浆面确保低于原地面约20厘米左右,以维护孔壁稳定,同时保证文明施工,不致泥浆外溢。
在钻至砂层时要变档换速,利用液压缩进装置加压,要求轻压慢转,这样能维护孔壁稳定减少钻头的磨损。
每钻进3~5回次后应调整一次水平、垂直仪,使气泡居中,能有效保证成孔的垂直度小于1%。
在钻进过程中要经常检查钻斗,对于磨损较严重的钻点要及时更换,以确保钻孔孔径。
当钻至离桩底设计标高约2~3米时,技术人员要及时验孔,孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准,钻进至设计孔深时,钻斗底部加装挡砂板,捞取残存散落的原状土及砂。
终孔后,检测泥浆各项指标,及时下放钢筋笼和导管。
在灌注水下混凝土前,检测孔底沉渣厚度,若沉渣厚度超标,用泵吸法将孔底沉渣抽出。
钻斗升降速度的控制:
钻斗在孔内提升过程中泥浆在孔壁和钻斗之间流动,若升降速度过大,则泥浆流动将加大对孔壁的冲刷,容易造成孔壁坍塌,因此需严格控制钻斗的提升速度。
在钻进过程中,钻斗取出的原状土直接排放在场内渣土堆放处,待渣土风干后用自卸车运至场外。
质量要求:
(1)孔倾斜度≤1%孔深;
(2)孔径≮设计孔径;
(3)孔深≮设计孔深;
(4)孔位中心≤100mm。
4、清孔
经对孔深、孔径、垂直度等指标检查合格后即为终孔,终孔后应立即进行清孔,防止泥浆沉淀过多,造成清孔困难。
清孔一般分两次进行,第一次指终孔后的清孔,第二次指安装完钢筋笼后,灌注混凝土前的清孔,具体方法为:
第一次清孔:
停止进尺后,将钻头提起10~20cm,并保持泥浆的正常循环,将孔内比重大的泥浆换出,使含砂率逐步减少,直至稳定状态。
清孔时间根据泥浆比重及清孔过程中测量沉淀厚度来定。
清孔过程中必须设有专人捞取钻渣,以加快清孔的速度。
第二次清孔:
灌注水下砼前进行(具体操作见“7、灌注水下砼”部分)。
有关要求:
⑴清孔过程中必须保持孔内原有水头高度。
⑵清孔应认真操作,不得用加深孔深来代替清孔。
⑶沉淀厚度用检测锤检测,柱桩沉碴厚度不大于5cm,摩擦桩沉碴厚度不大于20cm。
检测锤特别预制而成,其形状为碗形锤球,重量不小于4Kg,用直径3mm的钢丝绳吊入。
钢筋笼吊装、导管安装、水下砼灌注及注意事项与事故处理与冲击钻工艺相同,不再赘述。
六.质量保证措施
1、组织保证
工程质量实行领导终身责任制,从项目经理到各工程队实行领导终身责任制,质量目标,层层分解,从严格技术把关入手,抓好施工生产全过程的质量管理。
健全质量检查机构、加强质量跟踪监督检查,施工时坚持自检、互检、交接检制度。
同时用检测控制工序,让工序控制过程,靠过程控制整体。
从施工每一道工序,每一个细节入手,全过程跟踪检测确保工程质量。
2、管理措施
开展全面质量管理,抓好质量教育,加强全员质量意识,牢固树立“百年大计,质量第一”的观念。
从各个方面、各个工序都执行全过程管理,把全面质量管理的思想、方法确实应用到本标段施工的全过程。
严格质量标准,实施标准化作业,做到全部工序有标准,有检查,并把新技术、新工艺、新方法运用到施工生产中去去切实保证标准化的作业质量。
严格执行签证制度,上一到工序没有通过,下一到工序不得进行。
严格奖惩制度,明确质量责任,实行工资、奖金与工程质量挂钩,奖罚分明。
并且对严重失职者不仅在经济上进行处罚,而且还要视其情节给予必要的行政处分,以教育本人,警戒大家。
严格材料把关,外购材料必须三证(出厂证、合格证、检验证)齐全,进场后需按规定进行复检,确认合格后才能使用。
七、文明环境保护措施
为保护环境,施工中严格遵守地方有关环境保护规定。
严禁任意排放泥浆和钻渣,废泥浆由泥浆运输车运到环境保护部门指定的倾倒地点。
八、安全保证措施
1、建立安全保证体系:
建立项目部和施工队两级安全保证体系。
项目部设专职安全长和安全检查部,队和班组设专职安全员,主抓安全工作。
项目部成立以项目经理为组长的安全管理小组,设专职安全长,班组设兼职安全员。
安全长具体负责安全工作,组织实施对
项目的安全管理,保证安全工作贯穿于施工全过程。
充分发挥各专职安全人员的安全生产监督作用。
2、施工责任制度:
建立各级安全施工责任制,各级人员必须认真执行国家有关安全方面的政策、法令和规章制度。
建立安全岗位责任制,逐级签订安全生产责任状,明确分工,责任到人。
3、在班组长的领导下和专职安全人员的指导下,负责本班组的安全施工,监督工人遵守操作规程和各项安全施工制度,并组织班前班后的安全检查。
九、质量记录
1、技术资料的管理范围
主要包括整个工程的施工图、设计变更通知、有关会议纪要、施工组织设计、施工原始记录、施工总结、各分项工程质量检查及设计规范、规则、标准、手册、科技信息、学术活动资料、上级文件等。
2、技术资料管理程序
技术资料实行分级管理,施技科设专职资料员、负责各种资料收集、分类、目录编制、存档或上报,施工队技术股负责收发各种文件及各种原始资料的收集、分类、目录编排、存档。
3、技术资料管理措施
⑴技术资料管理人员要保证资料的完整性、准确性和真实性,以便为施工、竣工结算提供可靠的依据。
⑵经监理工程师检查后及时填写资料,填写资料时,一律用碳素墨水,不允许涂抹或任意勾划、修改。
外观清晰、整洁、禁止污染、折叠和揉搓。
⑶开工前,项目部施技科负责对施工队进行书面技术交底双方签字。
在施工过程中,要根据工程进度情况、外界条件的变化或存在的质量问题不断、及时地进行交底并保证落实。
⑷各种资料、文件的移交、报送和下发实行签字制度,并注明收发时间、文件资料内容等。
资料员的借阅也要建立台账,以便及时索要。
⑸自开工之日起,每天填写施工日志,务必要详细、清晰。
施工日志作为工程施工记录的最原始资料,应预以妥善保管。
⑹开工前,项目部施技科负责对施工队进行书面技术交底双方签字。
在施工过程中,要根据工程进度情况、外界条件的变化或存在的质量问题不断、及时地进行交底并保证落实。