钻孔灌注桩的施工工艺毕业设计.doc
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1、钻孔灌注桩的施工工艺丁正钢(建工06013 北京铁研建设监理有限责任公司)摘要: 根据旋挖机的特点,结合工程具体实例,论述了旋挖钻机法施工工艺流程、质量控制要点。实践证明只要采用合理的施工工艺与质量控制措施,旋挖机应用于建筑混凝土灌注桩基础施工是可行的,而且效果是良好的。关键词 灌注桩基础;施工工艺;质量控制前言 常规钻孔施工工艺,泥浆外运及泄漏是一个非常麻烦的事情,既不环保,又不经济。所以采用旋挖成孔灌注的施工方法,此法具有质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强,大大缩短了工期,废浆少、低噪音、污染小,保护了环境,克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点,极大地提高了施
2、工质量。结合桩基设计情况,试桩选用旋挖钻干作业成孔。为了及时推广、加快旋挖机在建筑工程中的的应用,积累施工经验,本文结合南京地铁一号线南延线TA20标采用旋挖钻机施工的经验,就旋挖钻机法施工的施工工艺、质量控制等问题作简要的论述。1 工程概况1.1地质水文特征1.1.1地形地貌及地层岩性拟建场地位于中国药科大学对面,原为农田,紧邻解溪河,其间有沟塘分布,地势低洼,地面标高在8.979.87m,场区中部一条南北走向河沟两侧填土较厚,本工程范围内穿越的重要土层自上而下依次为:1)人工填土层:主要包括淤泥-a、素填土-2b。2)全新世沉积土层:粘土-1a、粉质粘土与粉土边层-2b c、粉砂夹粉土-2
3、d、粉质粘土-3b。3)一般粘性土和混合土:粘土1a、粉质粘土夹粉土-2b。1.1.2持力层岩层特征本工程桩基持力层为K2C-2a(风化粉砂岩),此岩层岩色为砖红色,岩态呈长柱状,较完整,裂隙稍发育,局部裂隙发育岩芯较破碎,局段间夹泥岩,采芯率8892。岩芯锤击易碎,遇水易软化,施工至设计标高时应及时清孔封底灌注,施工时应注意-4e层混卵砾石,应及时清除沉渣。1.1.3水文地质特征土层中孔隙水初见水位标高在8.289.05m,稳定地下水位埋深标高在8.429.35m,地下水对混凝土无腐蚀作用,对钢结构有弱腐蚀,土对混凝土无腐蚀,对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀,对钢结构有强腐蚀。1.2桩基设计概况本
4、工程除部分附属工程外全部采用钻孔灌注桩,桩基总体可以分成两个区,即综合体和咽喉区,其中咽喉区含了办公食堂楼、混合变电所及1#、2#坡道。其桩径为600mm、800mm、1000mm,桩长约为18m、20m、22m、25m;其中综合体灌注桩数量为1180根,咽喉区灌注桩数量为873根;工程总桩基数量为2053根。桩端设计持力层中风化泥质粉砂岩,入持力层310m,混凝土全部为C30,钢筋保护层70mm,桩主钢筋全部为18,箍筋为10,其中综合体桩顶标高为-3.6-2.4m(相对标高),咽喉区桩顶标高多为6.918m和7.9m(吴淞高程),1#、2#坡道桩顶标高7.3、7.4m(吴淞高程),单桩竖向
5、极限承载力400012000KN。桩基施工前先进行试桩,试桩完成后全面进行桩基的施工。2 主要施工方法21旋挖机灌注桩施工工艺流程根据现场实际地质情况采用旋挖钻机成孔,并进行干孔作业,汽车吊配合钻机安装钢筋笼,混凝土由拌合站集中供应,搅拌输送车运输灌注混凝土的施工方法。旋挖钻机的杆长和扭矩根据桩长和孔径具体确定,保证满足钻孔能力。施工工艺流程见图2.1。场地平整轴线放样桩位放样埋设护筒钻机就位钻机取土成孔检查安放钢筋笼安放导管混凝土浇筑测量桩顶混凝土高度导管拆除回填桩孔破桩头、桩基检测检查孔深、直径制作拼装检测导管检测导管制作混凝土试块制作钢筋笼设置隔水栓自然养护图2.1施工工艺流程2.2成孔
6、2.2.1桩位复核(1)复核放样坐标的准确性。(2)具体桩位放样时应注意桩与桩之间的轴线相对位置,放样完成后应对此轴线相对位置进行复核,确保放样准确并做好标识工作,若有需要则进行复测。(3)护筒埋设之前,现场的技术人员应再次进行桩位的复核,确保成孔桩位的准确性。2.2.2埋设护筒(1)护筒用48mm的钢板制作,其内径大于钻头直径200mm。为增加刚度防止变形,在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。(2)护筒的底部埋置在地下不小于1.5m,护筒顶高出地面0.5m。(3)桩基护筒埋设采用挖埋法,埋设准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于0.5%,保证钻机沿着桩位垂
7、直方向顺利工作。2.2.3安装钻机钻机就位前,对护筒进行检查是否满足2.2.2条的要求;开挖后的虚土层,可以利用钻机的自身重量碾压密实即可。就位完毕后,对钻机就位检查。首先将钻头中心与桩位中心重合,随即锁定钻杆走行臂位置,开始钻进。2.2.4钻孔施工(1)钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度。(2)钻孔作业分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项。经常对钻机对位进行检测,不符合要求时,及时改正。经常注意地层变化,在地层变化处捞取样渣保存。(3)钻孔过程中观察主机所在地面和支脚支承地面处
8、的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时,将套管口保险钩挂牢。(4)钻进过程中,操作人员随时观察钻杆是否垂直,并通过深度计数器控制钻孔深度,技术人员详尽而准确地记录每次的钻渣地质情况。若出现钻杆跳动、机架摇晃、不进尺等异常情况时,立即停钻检查。当进尺深度达到设计标高时,在原处正向空转数圈,以清除螺杆上的积土,然后停止旋转,提升钻杆,把钻杆上带有的最后一斗渣土慢慢提离孔位,以防斗齿刮坏孔壁。钻杆提升超过地表后,用铁板将桩孔覆盖,反向空转甩掉螺旋钻杆上的积土。(5)同一承台桩基施工过程中,钻孔采取跳挖施工,相邻基桩不连续作业。2.2.5成孔与成孔检查(1)成孔钻进时,合理选用钻头,
9、土层部分采用三翼合金钻头钻进。开孔宜用慢档位钻进,穿过填土层后,应对桩机的水平度和垂直度进行一次校测。(2)在填土层此类地层较易产生塌孔现象。为防止塌孔,应适当减慢转速,减少进尺,加大泥浆比重,泥浆比重不得小于1.20。 (3) 在钻进至软流塑的淤质土及粉土、粉砂地层时,易产生钻孔缩径现象;为防止缩径,应用粘土粉制备优质泥浆或适当加大钻头。开孔时应加大泥浆比重,泥浆比重不得小于1.25。(4)成孔过程中要认真做好班报表记录,准确丈量钻杆、钻头长度,当钻进到设计深度后,自检符合要求,确认符合设计要求后,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查记录。(5)孔径和孔形
10、检测孔径检测是在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行的,根据桩径制作笼式井径器入孔检测,笼式井径器用8和12的钢筋制作,其外径等于钢筋笼直径加100mm,但不得大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的34倍。其长度与孔径的比值选择,根据钻机的性能及土层的具体情况而定。检测时,将井径器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径,符合设计要求。(6)孔深和孔底沉渣检测孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤采用锥形锤,锤底直径13cm15cm,高2022cm,质量4kg6kg。测绳经检校过的钢尺进行校核。孔底沉渣厚度不大于50mm。(7)成孔竖直度检测采用钻杆测斜法对成孔竖直度
11、进行检测。垂直度偏差不大于0.5%。(8)孔位检查利用测量仪器检查孔位中心偏差。孔位中心偏差不得大于10cm。(9)持力层检查a、在钻机钻进过程中遇到砖红色,岩态呈长柱状、柱状,较完整,裂隙稍发育,局部裂隙发育岩芯较破碎,局段间夹泥岩的岩层时即表示钻机已接触入岩界面。b、在钻机入岩后,钻机的入岩深度可通过钻机的钻进深度仪表来获悉(先记录钻机接触入岩界面时的钻进深度,再记录终孔时的钻进深度,二者深度之差即为嵌岩深度)。2.2.6清孔钻进至设计孔深后,将钻斗留在原处机械旋转数圈,将孔底虚土尽量装入斗内,起钻后仍需对孔底虚土进行清理。用沉渣处理钻斗(带挡板的钻斗)来排出沉渣,且复测孔底沉碴厚度小于5
12、0mm,清孔完成,立即进行下钢筋笼。2.2.7桩长及嵌岩深度通过成孔深度及持力层的检查,确保桩长及嵌岩深度达到设计要求,现场的技术人员应熟悉的掌握每根桩入岩界面的位置,孔顶、孔底的标高,达到既控制桩长又能控制桩嵌岩深度的“双控”效果。2.3钢筋工程2.3.1钢筋笼的制作钢筋笼的制作采用胎具成型法:用槽钢和钢板焊成组合胎具,每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接,并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离,即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧,按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋
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