桩基施工实施细则.ppt
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1、内 容一、施工准备二、试桩工作三、施工工艺控制四、桩基质量检验五、施工环保与安全,一施工准备,一、施工准备,京沪高速铁路全线桥梁总长达80%以上,其基础多采用钻孔桩。钻孔桩类型:摩擦桩和柱桩钻孔桩直径:1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m和2.8m几种形式 桩基混凝土:高性能混凝土,C30C45不同等级地质状况:北京至济南段以软土、松软土、粘土、砂粘土、粘砂土组成;济南至徐州段有粘性土为主的地段,有湿陷性黄土、溶洞发育的石灰岩、泥岩和砂岩互层、强风化和弱风化的花岗岩、孤石及砂性土等地段;徐州至丹阳段,基础以钻孔桩为主,少量地质条件较好的丘陵地段采用明挖基础;丹阳至上海段,为长江三
2、角洲冲积平原,覆盖层较厚,软土广泛分布,桥梁均采用钻孔桩基础。,1、施工准备,一、施工准备,1)、施工方案的确定根据施工条件,编制实施性施工组织设计报批,办理开工手续。2)、钢筋笼材料钻孔桩钢筋及声测管材质应符合设计要求,按规定进行检验。其性能、型号、数量发生变更,应经设计同意,及时办理变更手续。钢材焊接和机械连接应按规定批次进行检验。材料在使用过程中出现异常现象应作化学分析。,2、开工准备,一、施工准备,3)、水下混凝土原材料满足客运专线高性能混凝土暂行技术条件要求;按设计及高性能混凝土的要求进行配合比设计,进行混凝土力学性能和工作性能试验;配合比报监理审批后,方可正式使用。,2、开工准备,
3、现场试验室,一、施工准备,4)、钻机选择选择与地质相适应的、性能良好的钻孔设备。必要时,通过试钻选定钻机类型和施工工艺,并经监理确认。,2、开工准备,一、施工准备,5)、质量保障措施施工前,应制定可行的质量保证措施:为保证钻孔工序连续、快速作业,尽量缩短成孔与灌桩时间间隔,钻机、吊机、混凝土生产及浇筑设备等能力应互相匹配。制定钻孔或浇筑混凝土等关键工序被迫中断时的应急措施,并报监理批准。核对地下腐蚀环境类型,制定桩基混凝土防腐保证措施,并经监理确认,报指挥部审核。防腐措施包括增大桩基直径、桩基外增设钢护筒等。,2、开工准备,一、施工准备,6)、现场标识 钻机标识:设备标识牌、操作规程(技术、质
4、量、安全)。工程标识:墩位工程标识牌,包含桩基平面布置、编号、技术标准和参数、施工进度等。钢筋笼标识:原材料、半成品、成品等标识牌,内容全面,责任到人,具有追溯性。,2、开工准备,一、施工准备,7)、环保措施钻孔桩泥浆的排放与运输,对地下水和当地河流的影响,制定专项预防措施。,2、开工准备,一、施工准备,1)、场地平整场地布置应综合考虑桩基平面尺寸、钻机数量、钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法及配合机具设备等确定。,、施工场地、测量放样及护筒埋设,平整施工场地,钻孔平台,一、施工准备,1)、场地平整针对不同的地形、水文、地质情况,设置牢靠的钻孔平台。江、河中平台应具有抗风、抗浪和稳定等性
5、能。施工场地或工作平台的高度应考虑施工期内可能出现的高水位或潮水位,并高出其上2.0m。场地为旱地时: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。场地为陡坡时:可用枕木或支架搭设坚固稳定的工作平台。场地为浅水时:宜采用筑岛围堰施工法。,、施工场地、测量放样及护筒埋设,一、施工准备,1)、场地平整 场地为深水或淤泥层较厚时:可搭设水上工作平台。工作平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及浇筑水下混凝土时全部重力。场地为深水,但水流平稳,水位升降缓慢时:可设置浮式平台,但必须锚固稳定,以免造成偏位、斜孔或其它事故。场地为深水、流速较大时:可采用双壁钢围堰,就位后灌水、下沉、落床,然
6、后在其顶面搭设工作平台。,一、施工准备,2)、测量放样根据设计移交的测量控制点,布设施工测量控制网,进行施工放样。首先放出墩位中心线,再放出桩位中心线,设置护桩。放样结果应报监理核查。必要时,控制水准点与国家水准点进行联测。,一、施工准备,3)、护筒埋设护筒具有固定桩位,导向钻头,隔离地面水,保护孔口不坍塌,并保证孔内水位高出地下水或施工水位一定高度,形成静水压力,以保护孔壁不坍塌等作用。一般要求:a 钢护筒埋设应坚实不漏水;护筒入土较深时,宜以压重、振动、锤击或辅以筒内取土等方法沉入。深水中的钢护筒要采取防止变形的措施。b 护筒内径比桩径稍大:当护筒长度在26m范围时,旋转钻护筒内径比桩径大
7、2030cm;冲击钻护筒内径比桩径大3040cm;深水处的护筒内径比桩径大40cm。c 护筒顶面高度:当采用反循环旋转钻时,护筒顶面应高出地下水位2.0m以上;采用正循环旋转钻时,护筒顶面泥浆溢出口底,当地质良好,不易坍孔时,宜高出地下水位1.01.5m以上,当地质不良、易坍孔时,应高出地下水位1.52.0m;采用其他方法钻孔时,护筒顶面宜高出地下水位1.52.0m。,一、施工准备,d 护筒埋置深度:旱地或浅滩,对于粘质土不小于1.0m1.5m,对于砂类土应将护筒周围0.5m1.0m范围内土挖除,夯填粘质土至护筒底0.5m以下。对于深水、河床软土、淤泥层较厚时,应尽可能将护筒沉入到粘质土内1m
8、1.5m;若河床下无粘质土时,应沉入到砂砾层、卵石层内0.5m1.0m。e 护筒平面位置偏差不大于5cm,倾斜度偏差不大于1%。,单节钢护筒制造完毕,运输至墩位,钢围堰施工平台,插打钢护筒,一、施工准备,3)、护筒埋设 护筒埋设和沉入:护筒平面位置与竖直度偏差、护筒周围及底脚是否紧密、不透水等对成孔和成桩质量具有重大影响。埋设时,其偏差不得大于5cm,并严格控制护筒的垂直度。,一、施工准备,泥浆的性能对护壁效果和成孔质量有很大影响,应严格控制。1)、泥浆的性能要求:相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度(PH值)相对密度:对钻孔孔壁稳定性有重要影响,在钻孔过程中必须按规定频次进
9、行检测。粘度:泥浆粘度大,孔壁泥皮厚,利于防止翻砂,阻隔渗漏,悬浮钻碴的能力强。但粘度过大,易“糊钻”,影响泥浆泵的正常工作,泥浆净化困难,影响钻进速度。粘度过小,钻碴不易悬浮,泥皮薄,对防止翻砂、渗漏不利。此指标是钻孔中检测项目之一。静切力:泥浆静切力如太大,则流动阻力大,钻碴不易沉淀,影响净化速度,使泥浆相对密度过大,钻进速度降低;如太小,则悬浮携带钻碴效果差,钻进速度也会降低。,4、泥浆配置及设备,一、施工准备,1)、泥浆的性能要求 含砂率:泥浆含砂率大时,会降低粘度,增加沉淀。此指标是钻孔中检测项目之一。胶体率:胶体率高的泥浆,粘土颗粒不易沉淀,悬浮钻碴的能力强。终孔前,此指标是检测项
10、目之一。失水率:又叫失水量或渗透量,是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用下在一定时间内渗入地层的水量以ml/30min为单位。酸、碱度:以PH值表示。PH值等于7为中性泥浆,小于7为酸性,大于7为碱性。此指标是钻孔中检测项目之一。,4、泥浆配置及设备,一、施工准备,2)、泥浆性能指标根据钻孔方法和土层情况,泥浆性能指标可参照下表执行。,4、泥浆配置及设备,注:地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限;地质较好,孔径或孔深较小时,指标取低限,反之取高限;若当地缺乏优质粘土,不能调出合格泥浆时,可掺用添加剂以改善泥浆性能。,一、施工准备,4、泥浆配置及设备,3)、泥浆的制备 粘土的选择:粘土
11、以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好。优质泥浆:优质泥浆的固壁和悬浮钻碴效能高,在孔深30m以上且地层松散易坍孔时,一般采用优质泥浆,其各项指标参见下表。,泥浆的调制制浆有机械搅拌和钻头搅拌二种方法。旋转钻钻进时,泥浆质量要求高,采用泥浆搅拌机制成泥浆,集中使用。冲击成孔时,将粘土原料投入孔底,利用冲击钻头上下冲击,拌制泥浆。,一、施工准备,4)、泥浆循环和净化处理 为满足施工环保要求和泥浆重复使用,钻孔时应设置制浆池、循环池及净化处理系统。机械净化法(泥浆分离器净化)将井孔内排除的混有钻碴的泥浆送到二级或三级高频振动泥浆筛上,先将0.5mm以上的大颗粒钻碴筛出,小
12、于 0.5mm以下的砂粒的泥浆通过泥浆泵压入旋流除碴器排除,净化后返回井孔中。循环:新制泥浆泥浆池桩孔泥浆分离器净化泥浆池桩孔。非机械净化法:通过泥浆槽、沉淀池、储浆池循环沉淀净化泥浆。循环:新制泥浆泥浆池桩孔泥浆槽沉淀池储浆池桩孔。,一、施工准备,修建中的泥浆池,泥浆循环系统,二试桩工作,二、试桩工作,1、依据,2、目的,施工单位认为有必要或设计文件中有明确要求时,开工前,可选取不同地质、不同桩长进行试桩。,1)、检验不同地质状况的成孔工艺,为正式施工提供工艺参数。2)、验证地质钻探资料或设计参数,为优化设计提供依据。,试桩钢筋笼及压力盒,试桩承载力试验,试桩承载力试验,二、试桩工作,3、成
13、果整理和应用,试桩完成后,施工单位及时整理试桩报告,主要内容应包括:工程概况、试验目的及依据。试桩地质情况及设备选型。试桩采集到的工艺性参数。数据分析处理。试桩结论或建议。试桩结果出来后,建设指挥部应及时组织设计、咨询、监理、施工单位等进行专题研究,形成成果,为优化设计和指导施工提供依据。,三施工工艺控制,三、施工工艺控制,1、钻机安装,1)、根据地质情况或试桩工艺确定钻机类型。2)、检查钻机平台是否符合设计要求,确保平整、稳固。3)、安装时应控制钻机稳固,保证位置准确。钻机平台不产生位移及沉降。起吊滑轮组与转盘中心应在同一铅垂线上。钻头、钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。,三、施工工艺控
14、制,1、钻机安装,三、施工工艺控制,2、钻孔,1)、一般规定 孔位必须准确,确保初成孔壁竖直、圆顺、坚实。钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。冲击钻取渣和停钻后,应及时向孔内补水或泥浆,保持孔内水头高度、泥浆比重及粘度。钻孔时,起、落钻头的速度宜均匀,不得过猛或突然变速。,三、施工工艺控制,2、钻孔,1)、一般规定 钻孔应连续进行,因故停钻时,旋转钻应将钻头提离孔底5m以上,其他钻机应将钻头提出孔外。钻孔过程应做好下列记录:检查并记录地质情况,与设计地质剖面图进行核对。当地质与设计明显不符时,应及时向监理报告,并请设计派人进行现场核查或变更。观测泥浆面标高,
15、保持孔内泥浆压力,定期测定泥浆的各项指标,做好检测记录。检查钻机位置,保证位置准确、平台稳固。随时测量孔深、孔径及倾斜度,发现异常,及时停钻处理。终孔时必须经过设计、监理到场确认。,三、施工工艺控制,2、钻孔,1)、一般规定 钻孔过程及成孔检查:对钻孔过程和成孔的孔径、孔深及斜度进行检查和验收。对跨越长江、黄河、淮河等河流的重点桥梁的桩基,或桩基长度超过60m的桩基,应优先采用专门的超声波成孔检查仪器进行孔径、孔深及斜度检测。其它情况的桥梁桩基,施工单位和监理单位有条件的,应积极采用超声波成孔检查仪器进行抽检。禁止采用吊线或其它目测手段判断孔径、孔深及斜度。钻孔到达设计深度后,应对孔位、孔径、
16、孔深及斜度进行检验,填写钻孔检验记录,并应符合下列要求:桩位允许偏差:群桩为100mm,排桩为50mm。孔径:不小于设计桩径。钻孔斜度:1。,三、施工工艺控制,2、钻孔,2)、旋转钻成孔 正、反循环旋转钻机适用于粘性土、砂类土、碎石类土及岩石层,但反循环旋转钻机不适用于碎石、卵石直径大于钻杆内径2/3的地层。可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。旋转钻机的起重滑轮和卡机,应在同一垂直线上,保持钻孔垂直。开钻时宜低档慢速钻进,钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。当使用反循环钻机钻孔,应将钻头提离孔底约20cm,待泥浆循环畅通方可开始钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应。并应保持护筒内应有的水头,
17、对不同的地层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时,宜采用低速、轻压钻进,同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。,三、施工工艺控制,2、钻孔,2)、旋转钻成孔 粘质土中钻进,泥浆粘性大,钻头所受阻力也大,易糊钻。宜选用尖底钻头中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。砂类土或软土层钻进,易坍孔,宜选用平底钻头,控制进尺,低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。卵石、砾石类土层中钻进,土层软硬不均,会引起钻头跳动,钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象,易损坏钻机。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。岩石中钻进,应根据岩石的特性、风化程度、钻机的扭矩和提升能力选择钻具和刃齿、压重块、钻进参
18、数及泥浆指标。应采取减压钻进,使孔底承受的钻压不超过钻头和压重块重力之和扣除浮力后的80,使钻杆维持竖直受拉状态,避免出现斜孔、弯孔和扩孔现象。,三、施工工艺控制,2、钻孔,2)、旋转钻成孔 泥浆补充与净化:开钻前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料核对。测量:钻进过程中应经常测量孔深,并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻,清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。,三、施工工艺控制,2、钻孔,3)、冲击钻孔 钻头的选用 碎石、卵石类土、岩层
19、及岩溶地区,宜用十字形钻头及五翼型钻头;砂粘土、砂和砂砾石层,宜用管形钻头;冲击法钻孔,钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量,使总重不超过卷扬机的起重能力。钢丝绳的选用 选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者,安全系数不应小于12;钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固,应经常检查转动是否正常、灵活;主绳与钻头的钢丝绳搭接时,两根绳径应相同,捻扭方向一致;钢丝绳要有足够的长度。,三、施工工艺控制,2、钻孔,3)、冲击钻孔钻孔时应采用小冲程开孔,待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后进行正常钻孔,冲程应根据土层情况分别规定:密实卵石层、基岩、漂石类土中宜采用大冲程;松散砂、砾石土、卵石夹
20、土中宜采用中冲程;高液限粘土,含砾低液限粘土,宜采用中冲程;易坍塌或流砂地段宜采用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度;钻进过程中,应勤松绳和适量松绳,不得打空锤,勤取碴,使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。,三、施工工艺控制,2、钻孔,3)、冲击钻孔 钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5m2.0m,并低于护筒顶面0.3m以防溢出,取碴时应及时补浆。护筒底脚以下24m范围内土层比较松散时,应认真施工。细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍孔、不漏浆。砂及卵石类土等松散层钻进时,可按11投入粘土块和小片石,小冲程反复冲击,使泥
21、膏、片石挤入孔壁。遇流砂层时,宜加大粘土减少片石比例,按上述方法进行处理,力求孔壁坚固稳定。漂石和岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔等事故。,三、施工工艺控制,2、钻孔,3)、冲击钻孔 应备用钻头,钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换或修补。更换新钻头前,应先检孔到孔底,确认钻孔正常时方可放入新钻头。为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度,应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。可采用取碴筒取碴,取渣后应及时向孔内添加泥浆以保持水头高度,投放粘土自行造浆。冲击反循环钻孔冲击反循环钻孔适用于杂填土层
22、,粘土层,砂、卵砾土层,岩石等,在较大卵石、漂石层中施工时,成孔效率较其它方法高。采用自动冲击时,应控制钢丝绳的放绳量,做到勤放绳,少放绳;采用手动冲击时,应在钢丝绳上做记号控制冲程。,三、施工工艺控制,2、钻孔,4)、旋挖钻孔 适用地层:粘性土、砂土、砂卵石层及软岩地层。应根据不同的地质选用不同的钻头。旋挖钻不宜用于易坍塌的饱和砂层。钻机安装后调整好桅杆垂直度和钻机水平度,钻机提钻甩渣复位后,应检查钻头是否对中。取渣:在砂粘土和砂土中钻进,直接用旋挖筒成孔和取渣。在砾石和卵石层中钻进,先用螺旋钻头将其松动,再用旋挖筒取渣。旋挖钻机不能自身造浆,应直接向孔中补充新浆,泥浆指标要求与旋转钻成孔相
23、同。钻至设计标高后,旋挖筒取渣时间要相对延长,但不能加压,既保证能取尽钻碴,又要能避免超钻。,三、施工工艺控制,2、钻孔,4)、旋挖钻成孔,三、施工工艺控制,5)、岩溶地区钻孔桩施工措施 岩溶地区采用冲击法成孔。依据岩溶发育程度及填充物选择a护筒跟进、b粘土加片石冲击造壁、c预压浆堵漏填充等措施。开钻前,应进行地质、安全技术交底。将地质柱状图交钻机班,便于施工过程中对穿顶板、斜面开孔、处理探头石等采取有效措施。护筒跟进应依据溶洞大小、层数、填充物情况采取:单护筒分段成孔,接高护筒下沉,再冲孔,再接高护筒下沉,反复进行至终孔标高。大护筒内套小护筒,应在开钻前根据溶洞情况拟定护筒层数,确定各层护筒
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