机械成孔灌注桩专项施工方案再改文档格式.docx

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场地地质表面土层为红粘土、泥岩、回填土(多种土质及在回填土之前的原始地貌中有河沟和池塘)且场地有不利土层,可能产生涌泥,流砂,坍孔现象,施工中应采取相应的安全措施,详见本方案后续节点。

三、施工总部署

施工总部署主要内容有:

施工机械配备及人员配置;

施工顺序;

施工便道及场地布置;

临时用水用电等。

3.1施工机械配备及人员配置

本工程旋挖桩施工桩径为0.9m至2.1m不等,数量为1057根,平均桩长达10m以上。

考虑到场地施工面大、桩径大数量多、地下水位高、集水太多、桩长的特点,施工时有一定难度,因此施工过程中必须注意成孔后立即进行混凝土浇筑,以防塌孔。

浇筑砼时,考虑现场土质太软,集水太多,桩基砼采用臂架泵浇筑。

3.1.1机械配置

旋挖钻机施工机械配制设备一览表

机械名称

规格型号

数量

备注

旋挖钻机

三-SR280R

2台

成孔

三-SR285R

4台

挖掘机

CAT320C

6台

配合旋挖机挖土方及转运

电焊机

BX400

3台

气割设备

2套

铲车

50型

2台

吊车

25吨

6辆

下钢筋笼、调换钻头等

1m3

铺路、清渣、清淤

自卸汽车

5t

渣土外运

污水泵

100口径

50台

抽水降水

3.1.2施工人员配置

施工人员配置原则:

二班制24小时作业。

1)每台旋挖钻机,配每班6人机组人员,早晚二班,合计12人

2)下笼、灌砼班组,每班6人,早晚二班,合计12人

3)每台吊车司机配2~3人

4)每台挖掘机司机配2人

5)其他杂工每班配10人

3.2 施工顺序

本工程桩基分布详见设计图纸,施工顺序为:

路北从11#、14#、12#、15#,13#、16#、17#楼方向顺序施工,路南从1#、5#、2#、6#、3#、7#、4#、8#、9#、10#楼方向顺序施工。

楼号布置详见钢筋加工场示意图中楼号。

3.3  施工便道及场地布置

3.3.1施工便道

旋挖桩机机身重(约90吨),对施工场地要求高,要求在坚实、平整的作业面上施工。

针对现场实际情况,表面集水太多,软土、稀泥、回填较深,其厚度局部有7~10m,同时,施工现场还有蓄水量较大的水沟及水塘(池),孔桩施工及设备进行等工作难度比较大,在旋挖作业开始前先对整个旋挖作业范围的场地进行换填处理。

考虑到雨季施工能连续施工,应根据施工现场及总平面图布置修筑施工便道并与场外道环城西路及怡心园小区道路接通形成环路。

横向五条施工便道,其中三条接通环城西路;

纵向三条施工便道,其中二条接通怡心园小区道路。

详见施工便道示意图。

施工便道修筑宽度不小于7.0m,便道必须用毛石或大碴回填300-500mm厚碾压后再采用C20砼浇筑20cm厚砼路面,若基底有软土、稀泥、回填的,必须将其挖除用毛石或大碴换填压实再进行硬化。

保证混凝土运输车、渣石车、汽车吊和钢筋车辆、臂架泵车等的行驶。

旋挖钻机到每个孔桩位置的通道如果有软土、稀泥、回填的,也必须将软土、稀泥、回填挖运清除,用毛石大查换填压实,保证钻机能正常通行到钻孔位置施工操作。

3.3.2 场地布置

场地布置主要是钢筋笼的制作和堆放场地;

共安排两处,在12#楼与15#楼之间的空地上一处为北侧加工场,在6#楼与2#楼之间的空地上布置一处为南侧加工场;

具体位置详见钢筋加工场布置示意图。

钢筋笼加工场可按20*30m规格布设,场地原土平整碾压铺设30cm厚的石子找平,面层为150厚C20混凝土场地硬化。

3.3.3临时用水用电

旋挖桩施工用电主要是钢筋制作。

本项目施工场地大,施工用电从项目配电室直接接至现场二级配电箱,再在二级配电再通过机械用电设备的开关箱接至用电设备,线路全部采用三相五线制引出至各用电点。

四、施工进度计划

本工程根据施工组织总设计要求,自开孔第一天开始计算,机械成孔灌注桩总工期不得超过45天。

五、旋挖桩施工流程及方法

5.1旋挖桩施工流程

 *旋挖钻机施工工艺原理:

旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备,可以实现桅杆垂直的自动调节和钻孔深度的计量;

旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻头的旋转,以钻头自重并加液压作为钻进压力,使渣土装满钻斗后提升钻斗出土石。

通过钻斗的旋转、钻进、提升、卸渣,反复循环而成孔。

其特点是工作效率高、施工质量好、尘土污染少。

旋挖钻机依靠钻杆和钻头自重及钻杆旋转时斗齿切入土石层,斜向斗齿在钻头回转时切下土石块并向斗内推进而完成钻取土。

若遇岩石可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入岩石中,将岩石击碎。

钻斗装满后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,钻斗内的渣土在旋转摆动钻斗时排出钻斗。

钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一循环作业。

本工程因地质条件复杂,钻孔主要针对土层、岩层、地下水及溶洞进行考虑。

*旋挖桩施工流程

钻机进场通道及作业平台处理—孔桩定位放线及孔口标高测量—钻机入场就位—钻机旋挖钻孔—继续钻孔、排渣成孔—清孔—成孔检查—验孔、测量孔深、 确定孔底标高—钢筋笼制作—吊放钢筋笼—吊放安装固定导管—浇桩身混凝土—制作混凝土试块—移机—施工下一根桩。

*旋挖钻机施工操作步骤

、钻机进场通道及钻机作业场地平整

、先平整场地、清除杂物、换出软土、夯打密实,钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。

确保3m宽进出通道,用于运输进出及架安吊车。

、钻孔定位

、首先对设计图纸提供的坐标、高程等有关数据进行认真复核,确认无误后采用全站仪进行桩位放样,桩中心放样完毕后,沿桩中心拉十字线至1.5m以外并作好桩标记。

、开孔:

、钻机设备就位、升举钻杆、安装钻斗、调整钻杆垂直度、对准桩孔中心,然后开机进行旋挖取土石开孔。

土层第一节孔桩开孔大小为设计桩径+60mm,深度2.5m左右。

、高程标注:

第一节钢护筒安装完成后用测量水平仪测出开挖时的孔口标高(顶面高程)并予以标注作好记录,用于钻孔深度及混凝土浇筑高度的辅助测定。

、旋挖钻进成孔

旋挖钻机配备有电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度,同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪,在钻进过程中,驾驶员随时调整钻杆垂直度,从而保证了成孔的质量。

、钻斗选择

旋挖钻进成孔施工的钻斗因土质地层和岩质地层选择钻头。

、钻进取土:

将钻机钻杆回转到桩孔位置后将钻斗垂直放下并开始转动取土石,依据钻杆下降高度及检验判断钻斗装满土石多少,起斗卸土前应先反向旋转2周利用摩擦将活动底板关闭进料口,之后方可缓缓将钻斗提升并移出护筒卸土。

升降速度不宜太快,应保持在0.4m/ S左右。

当旋挖钻机周边堆土达到一定量后,挖机及时配合清渣,并外运至甲方指定的地方。

、终孔及清底:

该设备具有先进的电脑控制系统,能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度。

当确定孔桩深度达到要求后,将钻斗更换成清孔斗并下降到底部,固定钻杆升降作水平旋转数周后反向旋转2周将孔底松散土体收入斗中。

5.2旋挖桩施工方法

吊放钢筋笼

制作

测量放线定位

复核建设单位提供的测量控制点符合要求后,测放出各桩桩位,拼装好桩架就位。

根据预先测设的测量控制网(点),定出各桩位中心点。

双向控制定位后埋设钢护筒并固定,以双向十字线控制桩中心。

开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。

在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化,以保证孔位的正确。

钢护筒埋设:

根据现场实际情况,需设护筒的要设置护筒,此钢护筒有定位、保护孔口等重要作用,可采用打埋和挖埋等设置方法。

当挖埋时,护筒与坑壁之间用粘土填实。

护筒埋设深度根据地质情况而定,一般为2.5~3.0m,要求高于地面50cm。

挖土(岩)成孔

旋挖钻机的钻进工艺采用干土直接取土工艺,旋挖钻机工作时能原地做整体回转运动。

旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;

遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。

钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出,钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。

在土层中成孔时,采用一般锥形桶斗齿取土,穿透土层后,更换带挖掘机斗齿的钻头掘进,一直致达到设计要求的深度方可终孔。

成孔时须及时填写施工记录,在土层变化处捞取渣样,判明土层,以便与地质剖面图核对,达到设计岩面后,及时取样鉴定。

成孔时要依据土层情况,控制进尺速度,为确保孔的垂直度符合设计要求,须保持桩机平整、加强检查、勤检勤纠。

清孔

进入持力层深度满足设计要求时,应采用清孔钻头进行清孔,确保桩底沉渣不大于50mm。

钢筋笼的制作与安装

本工程桩基Ф0.8~Ф0.9m型桩主筋为Φ12三级钢;

Ф1~Ф1.1m型桩主筋为Φ14三级钢,Ф1.2m~1.4m、型桩主筋为Φ16三级钢,Ф1.5m~2.1m型桩主筋为Φ18三级钢,加强筋均为Φ14@2000,箍筋为8@250。

在承台以下1m长度内箍筋加密,加密箍10@100.

A钢筋笼的制作

根据配筋图制作钢筋笼,按桩孔深度分段制作,要确保钢筋的位置、间距及根数符合图纸的规定和规范要求;

主筋焊接相互错开,35d范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。

钢筋笼的螺旋箍筋或加劲筋的接头采用焊接,加劲筋与主筋连接采用点焊,螺旋箍与主筋连接采用绑扎。

为防止运输和吊装放置时钢筋笼变形,钢筋笼内每隔2米增设支撑加强筋,为保证钢筋笼的保护层厚度,在钢筋笼外侧事先以等距离绑扎混凝土垫块,沿桩长的间距为2m,横向圆周不少于4处。

 

B钢筋笼吊装

在加工现场分段制作完成并验收合格后的钢筋笼,运至孔口吊放入孔内,两段钢筋笼连接时采用单面焊,焊接长度为10d。

在吊装钢筋笼的同时将声测管绑扎在钢筋笼的内壁(声测管的数量根据桩基检测要求布置);

声测管接头采用液压钳连接牢固。

声测管应该稍稍高于原始地面标高300mm-500mm,以便后期对桩检测时使用。

C允许误差及要求:

    

  钢筋笼允许误差

项次

项目

允许偏差(mm)

1

主筋间距

±

10

2

箍筋间距或螺旋筋螺距

20

3

钢筋笼直径

钢筋笼长度

50

搬运和吊装时,要防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼顶达设计标高后应立即固定,以免浇注混凝土时钢筋笼上浮。

钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下:

水下浇注混凝土桩的钢筋笼主筋保护层允许偏差为±

20mm。

导管安装及其水密性试验

导管使用前,须进行水密性及压力试验。

吊放钢筋笼后,立即安放导管,导管安装要确保法兰接头的密封性。

安装导管后,再次测量沉渣厚度,沉渣厚度须符合设计要求或规范要求,否则要重新清孔。

水下混凝土浇注

桩孔验孔后应尽快浇注混凝土,桩混凝土采用商品混凝土,坍落度控制在180~220mm。

开始浇注桩混凝土时,导管底部至孔底应保持0.3~0.5m的距离,且首批混凝土数量应能满足导管初次埋置深度大于0.8m以上。

在浇注过程中,应经常量测孔内混凝土面层的深度,及时调整导管埋深,确保导管的埋置深度在2m~6m 之间。

混凝土浇筑应连续进行不得中断。

浇筑的桩顶标高应比设计高出0.5m,以保证桩顶混凝土的强度,多余部分在接桩前凿除。

 旋挖桩施工技术措施

A 桩的入土(岩)深度应符合的要求:

①钻孔桩的终孔深度应由施工单位会同设计、监理、建设单位及质监部门,根据设计入岩要求,参照地质剖面图上的估计深度确定;

②如发现地质情况与设计不符或有流砂、塌方等异常情况时,应及时报告驻地监理工程师,再会同有关单位研究处理。

B成孔和清孔应符合的要求:

①埋设钢护筒:

护筒中心与桩位中心的偏差不得超出设计和规范的要求。

②成孔速度:

严格控制钻进速度,一般不宜大于1.5m/min,在松散砂层中,钻进速度不宜超过1.0m/min;

在硬土层或岩层中的钻进速度以桩机不发生跳动为准。

③成孔的垂直度:

施工时桩机要立于平整坚实的场地,成孔过程要经常检查钻杆垂直度,并经常纠偏。

C钢筋笼的制作和安装:

钢筋笼的制作应符合:

主筋的搭、焊接应错开;

钢筋笼的主筋净保护层不宜小于50mm。

其制作允许偏差应符合下表的规定:

、钢筋笼的安装:

分段制作的钢筋笼,其长度为9m。

钢筋笼外侧需设置定位钢筋环或混凝土垫块,以确保钢筋保护层的厚度;

钢筋笼下沉到设计位置后,应立即固定,防止移动。

钢筋笼安装完毕时,应再次会同设计单位和监理工程师对该桩进行隐蔽工程验收,合格后应及时灌注水下混凝土。

混凝土:

水下混凝土必须具有良好的和易性,其配合比应通过试验确定,坍落度宜为180~220mm(以孔口检验的指标为准)。

水下混凝土的浇灌:

钢筋笼安放完毕后,应及时灌注水下混凝土,灌注前应复测沉碴厚度。

导管的埋管深度应保持2~4m,不得大于6m,并不得小于1m,严禁将导管底端提出混凝土面;

每根桩的留置试块不得少于一组。

其它规定:

对原材料、混凝土、钢筋笼等项内容应按现行国家规范以及有关规定进行检测。

六、旋挖钻机施工操作注意事项及要点

1、进入施工现场的所有施工机械必须经过检查、测试不存在故障或安

全隐患后才能进行施工作业。

2、钻机钻斗直径必须与设计桩径相匹配,钻斗外径为设计桩径+60mm,施工中必须经常检查钻斗直径及钻头磨损情况,随时对钻斗和钻头进行维修和更换。

3 、钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度。

4 、施工钻进过程中,由于钻斗外径与桩孔内径差不大,所以钻斗的提升速度一定不能太快。

5、钻机开钻后应分班连续施工,未出现特殊情况不应中断施工。

在施工时应时时对施工过程进行检测。

6、钻孔过程中,必须设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、桩孔垂直、地质分布情况、开钻机终孔时间、机械设备维修保养、障碍物等情况。

7、终孔后桩径应不小于设计桩径,垂直度偏差在1%内,桩位偏差不得大于5Omm,孔底标高不得高于设计桩底标高。

七、旋挖钻机施工中出现的问题分析及处理问题的措施

1 、超径问题

旋挖钻机在软塑地层和松散地层钻孔过程中常遇到超径问题。

钻孔超径不但浪费材料,影响成桩质量,严重会造成孔内事故,所以在成孔过程中,必须有效控制超径,才能高质量、高效率的完成桩基施工。

1)造成成孔超径的原因

①操作原因。

在软塑地层,由于钻感不明显,钻头往往是压入而不是钻入该地层,使钻头和四周的泥土粘连,形成泥包钻头现象,当提钻时出现活塞效应,使钻头周边的部分泥土吸到钻头下部,造成超径。

②地层原因。

在软塑地层,由于钻具的搅动使该层趋于液化,使地层失去原有的稳定状态,孔壁部分泥土流入孔内造成超径。

③钻头和钻杆的连接问题。

由于钻头和钻杆的连接卡方长时间的使用磨损,钻杆的公方磨损变小,而钻头上的母方磨损变大,使连接间隙变大,当旋转进时,钻头和钻杆形成一定的角度,使钻头的回转直径大于钻头直径,成孔大于设计成孔直径,造成超径。

2)预防成孔超径的措施

①保持钻头外表光滑,避兔或减少糊钻。

在软塑地层,每次提钻时,钻头与周围经常附着一些粘性土,要及时清除掉,减少钻头与周围粘性土的粘连,以免造成糊钻。

②减少钻头和钻杆的连接间隙,要经常检查钻头和钻杆的连接卡方,有磨损及时修补,减少连接间隙。

2 、斜孔

1)原因分析

钻杆不垂直,护筒中心和桩位中心不重合,操作手不熟练等。

若遇到石芽时旋挖强行成孔,钻头被挤偏。

很多岩面都呈现斜面,钻进不注意就很容易造成斜孔。

有溶洞时,溶洞侧壁岩面凹凸不平也容易造成斜孔。

2)预防、处理措施

开孔前首先保证旋挖钻机摆放平整,钻杆垂直,下护筒前用十字交叉定位,设定开挖中心为标准;

遇石芽、斜面岩层时减缓钻进压力,平稳钻进;

遇溶洞时,埋设护筒或填入素混凝土,然后正常钻进。

3、溶洞

根据地勘资料显示,本场地地质条件复杂,施工过程必然会遇到溶洞,在钻进过程中遇到溶洞时,及时通知建设单位和监理单位现场查看。

为了确保施工安全,采取用C20素混凝土填充至溶洞顶面1米高的方法对溶洞进行问题处理的施工方案:

在超径段回填C15素混凝土,待混凝土达到一定强度时,重新钻进。

4、塌孔缩孔问题

(1)、原因分析

旋挖钻孔由于没有护壁,孔壁容易塌方,特别是有水孔、松软回填土并且回填内有大量积水、回填土层较厚‘或被雨水冲刷时等多种原因易造成塌孔或者缩孔;

另外地下层有大量流沙出现,且流沙层较厚,当旋挖至流沙层时造成流沙涌动致使塌孔及孔周边土体坍塌。

(2)、处理塌孔问题的施工方案:

A、在实际施工过程中,如果遇到塌孔严重,旋挖钻孔无法施工的情况下,将采取以下措施进行处理:

A.1、先按设计施工图桩孔直径的要求进行旋挖钻钻孔(第一次钻孔)到某一深度遇到塌孔缩孔严重难以或无法施工的情况下停止施工,将钻头回转到孔口傍边,更换钻头。

A.2、在原设计孔径D的基础上,将钻头更换为孔径为D+0.4米的钻头,在孔口找准孔中心点重新钻进(第二次钻孔),当钻孔施工到某一深度遇到塌孔严重难以或无法施工的情况下再次停止钻孔施工将钻头回转到孔口傍边,更换与设计孔径D相配备钻头。

3、用C15砼使用导管回填平孔口(第一次回填)约10小时后,此时,旋挖钻机将直径D+0.4米的钻头更换为设计孔径D的钻头,重新从回填砼的孔面开始钻孔(第三次钻孔),当钻孔深度到达回填砼的底口时再继续向下钻进,当钻孔施工到某一深度遇到塌孔严重难以或无法施工的情况下再次停止钻孔施工并将钻头回转提起停放到孔口傍边,(此次成型的桩孔在孔周边已形成了≥0.2米的C15砼护壁,并且砼已填充了孔周边垮塌部分的空隙);

再用C15的砼使用导管回填(第二次回填)到比第一次回填砼的底面高约1.2米处(第二次砼回填)第二次回填的砼仅填充了塌孔部分的空隙,使孔周边形成不同厚度的C15素砼护壁,同样待第二次砼回填约12小时后,旋挖钻机再用与设计孔径D的钻头从第二次回填砼的顶面向下钻进......,按此程序进行施工,直到成孔满足桩基持力层要求为止;

经过使用上述方法处理旋挖钻面成孔过程中塌孔施工方法的分析,其优点是确保成孔施工质量,确保安全施工,其缺点是回填砼量损耗大,经过多次不同程度的旋挖钻孔,影响工期。

B、因施工现场有一部分为回填土,回填深度不等,最深处有8-9米;

且在回填土之前的原始地貌中有河沟和池塘。

故旋挖机在成孔过程中,会有大量的污水稀泥流沙等,存在钻孔提钻头就垮孔的情况,这时采用混凝土回填再钻进的方案就难以实施,如果造成垮孔范围内的污水稀泥等深度在1~3米内,将其孔周边易垮塌部分全部开挖清除,用C15混凝土换填,待混凝土凝固约10小时后再进行旋挖钻孔。

如果造成垮孔范围内的污水稀泥流沙等深度超过3米时,为了确保工程质量及进度,必须采用埋设钢护筒处理;

钢护筒直径为D+200mm,钢护筒埋设长度及土层位置根据现场各桩的实际情况而定。

为防止稀泥流沙等的涌动对钢护筒形成侧压力使钢护筒位移或变形,钢护筒壁厚应≥14mm。

八、钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施ﻫ 1、成孔质量问题  

①塌孔  

 预防措施:

根据不同地层,控制使用好泥浆指标。

在回填土、松软层及流砂层钻进时,严格控制速度。

地下水位过高,应升高护筒,加大水头。

地下障碍物处理时,一定要将残留的砼块处理清除。

孔壁坍塌严重时,应探明坍塌位置,孔壁垮塌严重的桩孔采取本方案第七节塌孔问题处理的施工方案进行处理,从而确保施工过程中的成孔质量。

 ﻫ  ②缩径

  预防措施:

选用带保径装置钻头,钻头直径应满足成孔直径要求,并应经常检查,及时修复。

易缩径孔段钻进时,可适当提高泥浆的粘度。

对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

 

  ③桩孔偏斜  ﻫ 预防措施:

保证施工场地平整,钻机安装平稳,机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正。

钻头、钻杆接头逐个检查调正,不能用弯曲的钻具。

在坚硬土层中不强行加压,应吊住钻杆,控制钻进速度,用低速度进尺。

对地下障碍行预先处理干净。

对已偏斜的钻孔,控制钻速,慢速提升,下降往复扫孔纠偏。

ﻫ  2、钢筋笼安装质量问题 

①钢筋笼安装与设计标高不符 ﻫ预防措施:

钢筋笼制作完成后,注意防止其扭曲变形,钢筋笼入孔安装时要保持垂直,砼保护层垫块设置间距不宜过大,吊筋长度精确计算,并在安装时反复核对检查。

 ②钢筋笼的上浮 

钢筋笼上浮的预防措施:

严格控制砼质量,坍落度控制在18±

3cm,砼和易性要好。

砼进入钢筋笼后,砼上升不宜过快,导管在砼内埋深不宜过大,严格控制在10m以下,提升导管时,不宜过快,防止导管钩钢筋笼,将其带上等。

ﻫ 3、水下砼灌注问题 ﻫ ①堵管  

预防措施:

商品砼必须由具有资质,质量保证有信誉的厂家供应,砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求,现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。

灌注用导管应平直,内壁光滑不漏水。

 ②桩顶部位疏松 

首先保证一定高度的桩顶留长度。

因受沉渣和稠泥浆的影响,极易产生误测。

因此可以用一个带钢管取样盒的探测,只有取样盒中捞起的取样

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