
工程概况
一、工程概况
京沪高速铁路土建工程四标段位于江苏省及安徽省境内,起点里程为DK665+100(徐州胡埠),终点里程为DK950+039(杨郢大桥),铺轨里程为:DK534+400~DK846+100,正线长度285.740km,大中桥54座,桥全长222.404km,占TJ-4标全长285.737的77.8%。黄河流域内线路跨越废黄河、奎河。淮河流域内线路跨越濉河、新汴河、沱河、浍河、怀洪新河、北肥河、淮河、池河。线路主要通过黄淮冲积平原、淮河一、二级阶地、长江及其支流河谷阶地,局部通过剥蚀低山丘陵区。黄淮冲积平原地势平坦开阔,略向南倾,地面高程20~40m。淮河一级阶地地势低平,呈2~4°微坡倾向河床,二级阶地呈垄岗地形,波状起伏,坳沟发育,其间有残丘出露,相对高差20~30m。黄淮冲积平原及淮河一、二级阶地,主要出露上更新统粉土、粉细砂、粉质黏土、黏土(下蜀黏土),下伏寒武、奥陶系白云岩、灰岩、泥灰岩,白垩系泥岩、砾岩、泥质砂岩,下元古界云母片岩、角闪岩、变粒岩等。沿线地下水类型按赋存条件可分为孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水。
桥梁桩基的桩径采用φ1.0m、φ1.25m.φ1.5m、φ2.0m、φ2.2m钻孔桩。桩基一般选择承载力较高的岩层、砂卵石层、硬塑粘土等作为持力层。如果地质较差时,可选择压缩性较小的地层(如粉砂)等作为持力层。桩基持力层位于承载能力比较小(如粉砂层)或压缩性较大(如黏土层等)地基时,均检算桩基沉降量。
施工准备
3.1、施工准备
钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路(栈桥)、设置供水及供电系统、制作和埋设护筒;制作钻架(钻机未配备钻架时),泥浆备料与调制、沉淀出碴及准备钻孔机具等。
1、场地准备:主要是筑岛,表面压实,平整,四周用砂袋堆码;对其余各墩的场地准备工作主要是平整、压实场地。钻机下应摆放枕木。
2、钢护筒
为保护孔口,应埋设钢护筒,护筒采用钢板卷制而成,其埋深应不小于3米,具体各桩的护筒埋深与护筒钢板厚度根据施工机械、地层性质可作适当调整。护筒内径为设计桩径加上20~30cm,护筒埋设平面偏位不得大于5 cm,护筒埋设斜度不得大于1%。
3、泥浆
在钻孔施工过程中,要靠泥浆保护孔壁及携带(或浮出)钻渣,在施工中使用的泥浆分为两种,一种为普通泥浆,另一种为PHP泥浆。桩径φ≥1.5m、桩长L>50m的桩应采用PHP泥浆,其他桩可采用普通泥浆。
(1)、普通泥浆的制备
粘土以水化快、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,但应尽量就地取材。经过野外鉴定,具有下列特征的土,可符合上述要求作为调制泥浆的原料。
自然风干后,用手不易掰开捏碎;
用刀切开时,切面光滑,颜色较深;
水浸湿后有粘滑感,加水和成泥膏后,容易搓成1mm的细长泥条,用手指搓捻,感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀。一般可选塑性指数大于25,粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。当缺少适宜的粘土时,可用略差的粘土,并掺入30%的塑性指数大于25的粘土;若采用粘质土时,其塑性指数不宜小于15,大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。
制浆前,应先把粘土块尽量打碎,先往护筒内注入水,然后按计算需要粘土量,往护筒内分批投放粘土,并用钻头小冲程反复冲砸,直至泥浆均匀。
(2)、PHP泥浆的制备
制浆原料主要为用膨润土,应选用以蒙脱石为主的钙钠基膨润土,保证土具有较好的分散悬浮性和造浆性,造浆用水可直可接用长江水。分散剂选用工业碳酸钠(NaCO3),对钙土进行改性处理。
制浆前,应将膨润土充分浸泡,为达到较好的搅拌效果,应使用机械搅拌。首先将膨润土、水、纯碱按一定比例混和,制成原浆,然后于其中加入水解聚丙烯酰胺,制成PHP泥浆备用。
其各项指标如下:
表3-1
项目 相对密度 粘度(s)含砂率(%)PH值 胶体率(%)
数值 1.03~1.10 18~22 <4% 8~10 >95
3.2、成孔
成孔
旋转钻成孔工艺
33.2.1、旋转钻成孔工艺
1、成孔方法
开孔及在覆盖层中钻进时采用正循环方法成孔,方法如下:泥浆通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部射出,底部的钻头在旋转时将土层搅成钻渣,钻渣被泥浆悬浮,随着泥浆上升而流到孔外,泥浆经过净化后再循环使用。
在孔口以下一定深度后采用气举反循环方法成孔,方法如下:泥浆由泥浆泵注入孔中,高压空气通过专用通气管道从钻头附近喷出,底部的钻头在旋转时将岩石层搅成钻渣,并与气体、泥浆混合成比重较轻的混合物从中空钻杆中涌出。泥浆经过净化后再循环使用。
2、成孔工艺:
(1)、旋转钻机(正循环)成孔工艺
①、在孔口以下一定的范围内可采用正循环成孔工艺,钻头选用刮刀钻头。
②、钻机就位
立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。启动卷扬机把转盘吊起,垫方木于转盘底座下面,将钻机调平并对准钻孔。然后装上转盘,要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上,钻杆位置偏差不得大于2cm。在钻进过程中要经常检查转盘,如果有倾斜或位移,应及时纠正。
③、初钻
先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,待泥浆输入钻孔中一定数量后,方可开始钻进。
④、钻进时操作要点
Ⅰ、开始钻进时,进尺要适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
Ⅱ、在粘质土中钻进,由于泥浆粘性大,钻头所受阻力也大,易糊钻。宜选用中等转速(5~7rpm)、大泵量、稀泥浆(泥浆比重控制在 1.10~1.20g/cm3)钻进。
Ⅲ、在砂类土或软土层钻进时,易坍孔,宜选用低转速(3~5rpm)、大泵量、稠泥浆钻进。
Ⅳ、在卵石、砾石类土层中钻进时,因土层较硬,会引起钻头跳动,钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象,易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进。如遇有进尺较小或无进尺的情况,需认真分析情况,不可肓目增加转速或钻压。
Ⅴ、减压钻进。为保证钻孔的垂直度减小扩孔率,须采用重锤导向减压钻进。钻头、配重、钻杆总重的一半左右作为钻压,其余由钻架承担,使钻杆始终处于受控状态,配重应根据不同的地质情况恰当选取。
(2)、旋转钻机(反循环)成孔工艺
①、在钻进一定深度后改用采用反循环成孔工艺,钻头在覆盖层中选用刮刀钻头,在岩层中改用滚刀钻头,一台钻机要准备2个滚钻头以备用。
②、钻进时操作要点
Ⅰ、在胶结砾岩层中钻进,钻头所受阻力大,而且由于砾石、胶结质强度不同,易跳钻。宜选用中等转速(8~10rpm)、大气量、稀泥浆钻进。
Ⅱ、坚持减压钻进。为保证钻孔的垂直度减小扩孔率,须采用重锤导向减压钻进。钻头、配重、钻杆总重的一半左右作为钻压,其余由钻架承担,使钻杆始终处于受控状态,配重应根据不同的地质情况恰当选取。
Ⅲ、常在泥浆分离器排碴口处提取碴样,观察钻头的破岩情况。
Ⅳ、泥浆补充与净化
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,应在泥浆分离器排碴口处提取碴样,查明类别并记录,以便与设计资料核对。使用泥浆分离器净化泥浆,净化后泥浆进入循环池,然后经由循环槽流入孔中使用。在钻进过程中要根据地层的变化来调整泥浆指标。不同地层的泥浆指标见表
表3-2
排渣方式 地层 相对密度 粘度(s)含砂率(%)PH值 胶体率(%)
正循环 粘土层 1.03~1.10 18~20 <4% 8~10 >95
粉砂层 1.10~1.20 18~24 <4% 8~10 >95
反循环
砂层 1.10~1.20 18~24 <4% 8~10 >95 卵石层 1.05~1.15 18~22 <4% 8~10 >95 岩石层 1.03~1.12 18~22 <4% 8~10 >95
Ⅴ、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。
(3)、检孔与终孔
在钻进过程中要坚持常检孔的原则,覆盖层中每钻进20米左右或岩层中每钻进10米左右或穿越一个地层,都要检孔一次。
在钻孔深度达到设计高程而且地层岩性与设计提供地质资料相符,即可终孔。
钻孔应一次成孔,不得中途停顿。钻孔达到设计深度后,应对孔位、孔径、孔深和孔形等采用超身波检测仪进行检查。
(4)、清孔
清孔主要有两种方法:抽浆法清孔与气举法清孔
①、抽浆法清孔
在对采用泵吸反循环的方法成孔的孔进行清孔时,可优先考虑此方法。在终止进尺后,利用钻机的反循环系统的泥浆泵持续吸碴5~15分钟,并调整泥浆,使其达到清孔的泥浆指标。(清孔泥浆指标见表3-3)。待泥浆泵出口泥浆的含砂率小于4%、含碴几乎没有的时候即可终止清孔。
②、气举法清孔
以浇注水下混凝土的导管为吸泥管,高压风管可以设在导管内,也可设在导管外,导管的入水深度应大于钻孔内水头到出浆口高度的1.5倍,并不得小于15米。
开始工作时应先往孔内供浆,然后送风清孔,停止清孔时,应先关气后断浆,以防水头降低造成坍孔。清孔过程中应保持孔内水头高度,并使其高出孔外水头不小于2米。
最小送风量V=KD
风压P=H/100+0.05
V----最小送风量(m3/mim)
K----经验系数,取0.8~1.0
D----导管内径(cm)
P----风压(MPa)
H----孔深(m)
当孔底沉碴较厚且密实时,可适当加大风量,并摇动导管。待泥浆指标满足清孔泥浆指标(表3-3)要求、含碴几乎没有的时候即可终止清孔。
表3-3
项目 相对密度 粘度(s)含砂率(%)PH值 胶体率(%)
数值 1.03~1.10 17~20 <4% 8~10 >95
(5)、成孔质量检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔检查。
①、孔径和孔形检测
桩长L≥50m和桩径Φ≥2.0m的钻孔桩采用超声波检测仪进行,其他采用探孔器检测,并用超声波检测仪抽检1%。
②、孔底和孔深检查
采用标准锤检测,测绳必须经检校过的钢尺进行较核。
③、对于柱桩采用钻孔取芯方法检查沉渣厚度。
超声波测孔仪检测结果图片
超声波测孔仪检测
成孔质量标准成孔质量标准 表表3-4
编号 项目 允许偏差
1 孔中心位置 群桩:≯10 cm,单桩≯5 cm
2 孔径 ≮设计孔径
3 倾斜度 <0.75% 4
孔深
摩擦桩:≮设计孔深 柱桩:比设计孔深超深≮5 cm
5
孔底沉淀厚度
摩擦桩:≯15 cm 柱桩:≯5 cm
3.2.2、冲击钻成孔工艺冲击钻成孔工艺
用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥,上下往返冲击,将土石劈裂、劈碎,部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣,使钻渣每次都能冲击到孔底新土层。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用,另一方面起护壁作用。
2、成孔工艺:
(1)、在钻进时采用正循环成孔工艺。
(2)、钻机就位
立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。在钻头四周不碰到孔壁的情况下,检查钢丝绳中心与孔中心的偏位,不大于50mm。 钻机就位注意前后支点抄垫密实,特别是前支点。
(3)、造浆
先在钢护筒内注入适量清水,然后根据泥浆比重、水量计算出粘土用量,按此计算结果投入粘土,浸泡2~3个小时后,用冲击钻头采用小冲程(不大于100cm)冲砸,直至形成均匀泥浆。泥浆循环系统如下:
(4)、钻进
①、开始钻进时,应先往孔内投入片石与粘土的混合物,粘土与片石的比例为1:3(体积比),填入量应超过护筒刃角至少1.0米,然后采用小冲程冲进,冲程不大于0.75米,待冲至护筒刃脚下1.0米左右时,重新填入片石与粘土的混合物,填入高度仍为超过护筒刃角至少 1.0米,然后冲进。如此反复1~2次,以加固刃脚。
②、在粘质土中钻进,由于泥浆粘性大,钻头所受阻力也大,冲程可适当放大,可采用2~3米冲程。
③、在砂类土钻进时,易坍孔,宜选用低冲程(不大于2.0米),由于泥浆的容砂率受限,所以在砂层,特别是粉砂层中钻进时,一定要注意泥浆的含砂率控制。此种地层孔壁较易坍塌,所以在此种地层中钻进时,泥浆比重应适当加大。在各种地层中钻进时泥浆指标如下表3-5
表 3-5
钻
孔方法 出碴方法
泥浆性能指标
相对密度 粘度(s)
含砂
率(%)
胶体
率(%)
PH值
冲孔 易坍地层 1.20~1.40 17~24
≤4
≥95 8~10 覆盖层 1.10~1.40 16~22 ≥95 8~10 岩层 1.20~1.40 17~24 ≥95 8~10
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。易坍地层指护筒下口是2米范围及砂层。
④、在卵石、砾石类土层中钻进时,因地层空隙率较大,可适当投入粘土,然后小冲程冲进,把粘土挤入孔壁内,以加强护壁。
⑤、按设计提供资料,进至岩层以上1~2米左右时,投入片石与粘土的混合物,投入量约为孔深1米的容量,然后小冲程冲进,待冲至岩面附近时,再行投入片石与粘土的混合物,投入量约为孔深2米的容量,如此反复1~2次以加固孔壁,减少冲岩层的振动对孔壁的影响。
⑥、进入岩层后可逐渐加大冲程以破碎岩石,但冲程最大不宜超过6
米。
⑦、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。
⑧、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。
3、清孔与终孔检查
冲击钻清孔采用气举的方法清孔,具体做法见前旋转钻成孔工艺中相应内容。
终孔质量标准见3-4表
旋挖钻成孔工艺
3.2.3、旋挖钻成孔工艺
旋挖钻施工是近几年出现的一种较为先进的桩基施工方法,它采用无套管钻进法成孔,通过钻斗的旋转、削土、提升、和出土,多次反复而成孔。适用于一般土层、砂层和含有部分卵砾石的地层。设计孔径100-300cm,孔深一般可达到32-78m。较循环、冲击、冲抓等其它钻机,具有钻进速度快、施工效果高的显著特点。
1、钻机设备及性能
现进场钻机为麦特180型。主机为自行式履带机;钻杆为有加深杆、伸缩式方形钻杆;钻头一般采用有锅底式钻头、多刃切削式钻头。对于一般土层和砂层选用锅底式钻头,在钻筒下部安装有比钻筒直径略大的外切削刀,使钻筒和孔壁之间留有空隙,是以防止提升钻斗时孔底产生负压状态,造成孔壁坍塌。对于密实砂层或卵砾石采用多刃切削式钻头,底部外缘的切削刀也比钻筒直径略大,其作用也是防止提升钻斗时孔底产生负压状态,造成孔壁坍塌。现进场钻头有以下几种:
旋挖斗型钻头:适用于一般地质条件下,细砂、中砂、砾砂、角砾土、圆砾土、及抗压强度不高的中风化层。
筒式切削钻钻头:适用于岩层局部破碎、软硬不均、存在孤石与冰层、破碎岩无规律交织,局部抗压强度极高地质。
锥螺旋钻头:适用于硬、坚硬岩层及局部抗压强度极高地质。
2、钻进
(1)、钻孔前,纵横调平钻机,保持钻机垂直稳固、位置准确,防止因钻杆晃动引起扩大孔径。
(2)、钻机调整好后,将钻头着地,将进尺深度调整为零。
(3)、钻进时原地顺时针旋转开孔,然后以钻斗自重加以液压作为钻进压力,初入孔时,下压力控制在80~90Kpa。
(4)、初钻入冻土时采取不给进量钻进,在钻进岩层时,提高下压力,控制在100~150Kpa,钻到坚硬岩旋挖钻斗无法钻进时,换用锥螺旋勘岩钻头。
(5)、当钻斗被旋转挤满钻渣后,停止下压及回旋,逆时针方向转动动力头,稍向下送行,关闭钻头回转底盖。上提钻斗时缓慢进行,防止提速过快,钻头碰撞孔壁。提离孔口后,钻机自身旋转至翻斗车处,用动力头顶压顶杆,将底盖打开,倾卸钻渣。然后关闭底盖,旋回孔位,对准孔位慢慢将钻斗放至孔底,继续钻进。
(6)、钻进过程中,要不断向孔内注入合格泥浆,保持井口泥浆高度。
(7)、钻进到设计深度时,及时检查孔深及沉渣厚度,当沉渣厚度大于规范允许厚度时,及时清孔。清孔时,将钻斗放至孔底顺时针旋转将虚渣清除。清孔后,再次进行孔深、孔位及垂直度检测,合格后转入下道工序。
(8)、当孔深距设计标高差0.5m左右时,就应将钢筋笼、导管及其它机具、材料等准备就绪,以避免因等待机具、材料而造成不必要的时间浪费。
(9)、钻孔过程中,及时填写钻进记录,绘制地质剖面图,并在现场
配备木制渣样盒或渣样袋,验证与设计是否相符,确保工程质量。
(10)、钻机挖出的钻渣由自卸汽车运至指定弃土场集中处理。
3、注意事项
(1)、如果快速上下移动钻头,那么泥浆水流将以较快的速度,由钻斗外侧和孔壁之间的空隙中流过,导致冲刷孔壁。有时还会在上提钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌。
(2)、如上所述,钻斗护壁钻斗护壁性能差。所以,必须应按各层土质情况来调整控制钻斗的提升速度。对150cm 孔径钻孔桩,钻斗升降速度控制在小于0.5m/s 为宜。为提高孔壁的稳定性,进入砂层和卵石层时,更应适当慢速钻进,必要时采用空钻和反转的方法,加强泥浆护壁。
(3)、根据钻筒的盛碴容量控制每次钻进深度,以防进尺过大,钻头埋入孔底造成埋钻。在柱底层中钻进时,更应注意由于钻斗的“吸钻”现象会使得孔壁松弛。为此提升钻斗时更应缓慢。
3.2.43.2.4、、岩溶地区钻孔桩岩溶地区钻孔桩
1、岩溶地区钻孔桩一般采用冲击钻钻孔。施工过程中应根据岩溶发育程度及溶洞填充物情况选择护筒跟进、粘土加片石冲击造壁、预压浆堵漏填充等措施,一般是三种方法综合采用。
2、每根桩开钻前,应对施钻人员进行地质、安全技术交底,并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、处理探头石等采取相应有效措施。
3、护筒跟进应根据溶洞大桥、层数、填充物情况采取:
(1)、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。
(2)、大护筒内套小护筒,应在开钻前根据溶洞情况拟定护筒的层数,确定各层护筒的直径及壁厚。
(1)、钻至距离溶洞顶部1米左右时,准备足够的小片石(粒径为10~20cm)和粘土,粘土要做成泥球(直径15~20cm左右),对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。
(2)、钻至距离溶洞顶部1米左右时,在1~1.5m范围内变换冲程,逐渐将洞顶击穿,防止卡钻。
(3)、对于空溶洞或半充填的溶洞,在击穿洞顶之前,应有专人密切注意护筒内泥浆面的变化,一旦泥浆面下降,应迅速补水,然后根据溶洞的大小按1:1的比例回填粘土块和片石,进行冲砸堵漏,只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。
(4)、对于溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥,进入溶洞后也应向孔内投入粘土块、片石混合物(比例1:1),冲砸固壁。
(5)、钻头穿越溶洞时要密切注意主钢丝绳的情况,以判断是否歪钻。若歪钻应按1:1的比例回填粘土块和片石或填充素混凝土至弯孔处0.5m 以上,重新冲砸。
5、预注浆
(1)、根据地质情况选择合适的工程地质钻机,每根桩补钻1~4个地质钻探孔作为注浆孔,并补充了详勘地质资料。
(2)、选择注浆机及相应注浆设备。注浆压力一般为0.2~0.7MPa。
(3)、注浆液一般采用粘土水泥浆或纯水泥浆,其配合比由试验确定。
(4)、注浆孔布置一般在钻孔桩中心及桩侧四周一定范围内,当钻探发现地质异常时,尚需增加注浆孔。
(5)、钻孔压浆应先深溶洞后浅溶洞,并按每根钻孔中心位置先外后内的顺序进行。
(6)、注浆施工一般自上而下孔口封闭分段注浆即当钻至漏浆地层,封闭注浆钻探孔的孔口进行进行注浆,当浆液终凝后继续向下钻进,再次发现漏浆地层重复第一次注浆步骤,直至设计孔底。
钻孔事故的预防及处理
3.2.5、钻孔事故的预防及处理
1、坍孔:坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出碴量显著增加而不见进尺,钻机负荷明显增加等。
(1)、坍孔的原因
①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。
②、未及时补浆(或水)或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
③、护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。
④、在松软砂层中钻进进展太快。
⑤、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
(2)、坍孔的预防和处理
①、在松散粉砂土和流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
②、汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增高水头。
③、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。
④、如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂(或粘土)混合物到坍孔处以上1~2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
⑤、吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
2、斜孔(1)、斜孔原因
①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石。
②、在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。
③、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
(2)、斜孔的预防和处理
①、安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘、护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。
②、在有倾斜的软、硬地层钻进时,应控制进尺,低速钻进,或回填片石冲平后再钻进。
3、扩孔和偏孔
扩孔比较多见,一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态,土质松散地层处或钻头摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因同坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能走到设计深度则不必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径超常缩小,一般表现为钻机钻进时发生卡钻,提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。
缩孔原因有两种:一种是钻头焊补不及时,严重磨耗的钻头往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。
为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快速慢进,并复钻二、三次;或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。
4、梅花孔(或十字孔)
(1)、形成的原因:
①、锥顶转向装置失灵,以致冲锥不转动,总在一个方向上下冲击。
②、泥浆相对密度和粘度过高,冲击转动阻力太大,钻头转动困难。
③、操作时钢丝绳太松或冲程太小,钻头刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。
④、在非匀质地层,如漂卵石层,堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。
(2)、预防办法:
①、应经常检查转动装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置。
②、选用适当粘度和相对密度的泥浆。
③、用低冲程时,每冲击一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击修整孔形。
④、出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填重钻。
5、卡钻
卡钻常发生在小冲击钻钻进时,冲锥头卡在孔内提不起来,发生卡钻。 (1)、产生卡钻的原因
①、钻孔形成梅花形,钻头被狭窄部位卡住。
②、未及时焊补钻头,钻孔直径逐渐变小,而焊补后的钻头大了,又用高冲程猛击,极易发生卡钻。
③、伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶。
④、孔口掉下石块或其它物件,卡住钻头。
⑤、在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以便钻头被吸住。
⑥、大绳松放太多,钻头倾倒 ,顶住孔壁。
(2)、处理方法:处理卡钻应先弄清情况,针对卡钻原因进行处理。宜待钻头有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧。
①、当为梅花卡钻时,若钻头向下有活动余地,可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头,也可松一下钢丝绳,使钻头转动一个角度,有可能将钻头提出。
②、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。
③、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将钻头勾住后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将钻头提出。
④、在打捞过程中,要继续循环泥浆,防止沉淀埋钻。
⑤、用压缩空气管或高压水管下入孔内,对准钻头一侧或吸锥处适当冲射,使卡点松动后强行提出。
⑥、实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。
⑦、用以上方法提升卡钻无效时,可试用水下爆破提钻方法。将防水炸药(少于1kg)放入孔内,沿锥的溜槽放到锥底,而后引爆,震松卡钻钻头,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。
6、掉钻落物
(1)、掉钻落物的原因
①、卡钻时强提强扭,操作不当,使钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②、冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。
③、钢丝绳、转向套等焊接处断开。
④、钢丝绳与钻头连接处各个上的绳卡数量不足或松弛。
⑤、钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。
⑥、操作不慎,落入扳手、撬棍等物
(2)、预防措施
①、开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。
②、 经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。
③、 为便于打捞落锥,可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杆,或在锥身上围捆几圈钢丝绳。
7、糊钻和埋钻
冲击钻在粘土层冲击成孔时,由于冲程太大,泥浆粘度过高,钻碴量大,以至钻头被糊住或被埋住。
预防和处理办法:可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,;还应减小冲程适当控制进尺,若已严重糊钻,应停钻,清除钻碴。
、下放
下放
钢筋笼制作、
3.3、钢筋笼制作
3.1、
、材质及尺寸规格应符合设计文件的规定要求。钢筋笼与孔壁之
3.3.1
间应有保证保护层尺寸的措施。
、钢筋笼接长要求
3.2、
3.3.2
直径16mm及以上的HRB335钢筋接头宜采用滚扎直螺纹套筒连接或闪光对接焊,套筒连接标准采用《滚扎直螺纹钢筋连接接头》(JG163-2004);其余钢筋宜采用闪光对接焊或搭焊。
1、分段制作的钢筋笼,主筋采用直螺纹套筒连接方式接长。
A:直螺纹套筒连接(剥肋)
(1)、机具设备:套丝机、高压油泵。
设备布置:套丝机的轴线与支架上待加工的钢筋中心线保持在同一高度。施工场地要有防雨设施、380伏电源,电容量每套设备不小于7KW。
(2)、工艺流程及操作要点
钢筋下料、端部修整→套丝→主筋直螺纹套筒连接→丝扣检查
①、钢筋下料:端面平整并与钢筋轴线平行,不得有马蹄形或扭曲,钢筋端部不得有弯曲。可用砂轮锯、带锯、气割或切断机下料。
②、套丝:套丝工人应目测检查套丝的质量,抽检10%丝头检查。检查合格后,钢筋丝头应及时盖上保护帽或拧上连接套筒。套丝用的切削润滑液应经常更换,不得在不加润滑液的情况下进行套丝。
③、加工的钢筋丝头的直径用止端螺纹环规检查,长度用通端量规检查,必须保持在规定的波动范围内。止端螺纹环规旋入量不超过3个螺距,通规能顺利旋入螺纹并达到旋合长度。
④、现场连接钢筋用普通钢管钳拧紧,使套筒两端钢筋顶紧,保持套筒两端外露丝扣不超过一丝。
(3)、质量要求
①、接头的现场检验:同一施工条件下采用同一批材料的相同等级、型式与规格的接头,以500个为一个批次验收,不足500个也作为一个验收批。
②、对每一个验收批,按规范要求取试件做单向拉伸强度试验进行评定。现场连续检验10个验收批,单向拉伸试件一次抽样均合格时,验收批接头数量可扩大一倍。
③、丝头加工质量检验项目、检验方法及要求见下页图表。
④、自检合格的丝头,随机抽样进行检验,按表3的方法进行钢筋丝头质量检验,抽检10%;合格率小于95%时,应加倍抽检。
丝头质量检验要求表 表3-6 序号 检验项目 量具名称 检 验 要 求
1 外观质量 目测 牙形饱满、牙顶宽超过0.6mm秃牙部分累计长度不超过一个螺纹周长,丝头不得有裂开。
2 外观尺寸 卡尺 丝头长度应满足设计要求,标准型接头的丝头为+1P
3 螺纹大径 光面轴用量规 通规应能通过螺纹的大径,而止规则不应通过螺纹大径
4 螺纹中径 通端螺纹环规 能顺利旋入螺纹并达到旋合长度
5 螺纹小径 止端螺纹环规 允许环规与端部分旋合,旋入量不应超过3P
B:直螺纹套筒连接(不剥肋)(1)、机具设备:钢筋滚轧直螺纹机床、砂轮切割机、专用检具、扳手或管钳。
(2)、施工工艺及工法
a、原材料进场及其检验
①、钢筋进场
所有钢筋原材料进场后首先进行检验。即对到场的钢筋质量保证书、出厂合格证等进行复核。同时按不同批次、不同规格、不同炉号以及不同厂家进行外观和物理性能的检验(每批数量不得大于60t)。
在钢筋外观质量检查中,重点检查钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠;表面的凸块和其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差(带肋钢筋为横肋的高度);测量本批钢筋的直径偏差。
经外观检查合格的每批钢筋中任选两根钢筋,对其母材物理性能分别做拉伸和冷弯试验。
②、连接套(套筒)
钢筋滚轧直螺纹连接套筒为定型产品。套筒母材材质为45#钢,出厂前经过严格精密的制作和检验程序。出厂时并随着每批套筒都附有产品合格证。按照《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003中相关要求,使用前分别对每种形式、级别、规格的连接接头进行型式检验。并且此项工作由国家、省级主管部门认可的检测机构进行。
b、操作步奏
①、钢筋下料
钢筋下料应使用砂轮切割机切断钢筋,切口面应与钢筋轴线垂直,不许有马蹄形或翘曲,不许用剪断机剪断并严禁用气割下料。
②、钢筋滚压
Ⅰ、开车前准备:检查电源及滚压机床安装的水平位置,向滚压机床中的减速机注入润滑油,向冷却液箱注入足量的水溶性切削液。
Ⅱ、试车:
接通电源检查滚压头旋转方向,当面对滚压头时,滚压头应逆时针方向旋转,检查冷却液泵旋转方向,冷却液应供应充足,回水通畅。
Ⅲ、滚压机调整:
安装与待加工钢筋规格相同的滚压头及调整行程块位置的准确性。
Ⅳ、直螺纹丝头加工:
在定心夹钳内装卡钢筋,钢筋的轴向装卡位置与滚压头端面平齐,误差应不大于4mm,启动冷却泵及主轴开关,加工中手动延逆时针转动进给手柄,使滑台向钢筋的方向进给,此时用力应均匀、速度应适中。当钢筋咬合后即可松开进给手柄,此时,滑台可自动进给,待滑台碰限位行程块后,自动停止约3秒种后滚压头反转,钢筋从滚压头中退出,手动将滑台退回原位,既完成一个钢筋直螺纹丝头的加工。加工中必须使用冷却切削液,以保证加工质量,减少刀具的磨损。
③、钢筋连接
连接时用扳手将直螺纹连接套拧松并拔除钢筋连接端的保护帽,同时检查钢筋丝头是否和连接套规格一致,直螺纹牙形是否完好无损、清洁,如发现杂物或锈蚀时用铁刷清除干净。然后用扳手或管钳将直螺纹连接套与一端钢筋拧到位,再将另一端钢筋与连接套拧到位。
(3)、施工质量要求
①、丝头加工质量
Ⅰ、用专用的环规检验直螺纹丝头的有效长度及螺纹中径,直螺纹丝头的有效长度牙数满足Φ28钢筋9-11个牙数的标准,如有不合格的丝头必须切断重新加工。
Ⅱ、对于加工好的直螺纹丝头,质量检查人员按10%进行外观检查。合格后方可使用
②、丝头外观质量
目测牙形要饱满,牙顶宽超过0.75mm,秃牙部分累计长度不超过1/2螺纹周长。
③、连接质量
在连接前必须由质量检查人员按规定的抽检数量进行检查,合格后方可进行连接。
(4)、施工注意事项
①、钢筋在起丝前端头必须保证断面平齐,不得用剪断机剪断并严禁用气割下料。
②、在滚压加工过程中,当滚丝轮或滚轴发生故障时,应立即整体拆装滚丝轮架(包括滚丝轮),交维修工修换,不能在施工现场更换滚轴和滚丝轮。
③、丝头加工时,加工的丝头牙形、螺距必须与连接套的牙形、螺距一致。滚扎钢筋直螺纹时,应采用水溶性切削润油液,当气温低于0℃时,应掺入15%-20%的亚钠。不得使用机油代替或不加润油液滚扎丝头。
④、加工过程中,机床必须接好地线,确保人身安全。
⑤、对检查合格后的丝头必须加以保护,将钢筋一端丝头应戴上保护帽,另一端拧上连接套,并按规格、长度分类堆码,堆码时必须按要求下垫上盖,不得使钢筋丝头受到污染或破坏。
⑥、钢筋连接时,被连接的两钢筋端面要顶紧,并处于连接套的中间位置,偏差不得大于一道螺距,连接套要保证套内丝扣干净、无损。
(5)、施工检验标准及内容
钢筋滚轧直螺纹套筒连接施工标准主要依据《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003中相应的规定和要求,主要有以下几点:
①、钢筋连接开始前及施工过程中,要对每批钢筋进行滚轧直螺纹等强度连接(以下简称滚轧接头)工艺检验,工艺检验应符合下列要求: Ⅰ、每种规格钢筋的接头试件不要少于三根;
Ⅱ、接头试件的钢筋母材要进行抗拉强度试验;
Ⅲ、三根接头试件的抗拉强度均应大于钢筋抗拉、抗压强度标准值;试件抗拉强度要大于等于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度计算实际抗拉强度时,应采用钢筋的实际横截面面积。
②现场检验要对滚轧接头进行外观质量检查和单向拉伸试验。
Ⅰ、滚轧接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以200个为一个验收批进行检验与验收,不足200个也作为一个验收批。
Ⅱ、对每一验收批,均要按设计要求的接头性能等级,在工程中随机抽3个试件做单向拉伸试验,并作出评定。
Ⅲ、当3个试件检验结果均应大于钢筋抗拉、抗压强度标准值时,该验收批为合格 。如有一个试件的抗拉强度不符合要求,要再取6个试件进行复检。复检中如仍有一个试件检验结果不符合要求,则该验收批单向拉伸检验为不合格。
③滚轧接头的外观质量检验要求:
Ⅰ、目测牙形要饱满,牙顶宽超过0.75mm,秃牙部分累计长度不超过1/2螺纹周长;
Ⅱ、螺纹直径:光面周用量规、通端量规应通过螺纹大径,且止端则不应通过;
Ⅲ、螺纹中径及小径:螺纹通止规环、通规能顺利旋入螺纹并达到旋合长度,止规旋入丝头不超过3P(P为螺距);
Ⅳ、滚轧长度:按螺纹旋合程度+1P(P 为螺距)进行控制。
2、钢筋闪光对接焊或搭焊应满足《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》和《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的要求。
3、箍筋的焊接长度一般为箍筋直径的8~10倍;加强筋与主筋的连接采用点焊。
4、采用砼预制“滚轮”作为保护层垫块,砼预制“滚轮”外径为10~15cm,内径 1.5cm,在钢筋笼加工时,便穿挂于箍筋或螺旋筋上。布置为每层4个,按与钢筋笼中心连线成90°布置,沿钢筋笼长度方向每隔2米左右布置一层。
5、钢筋骨架允许制造偏差与质量检查
表3-7 序号 项目 允许偏差 检查方法
1 钢筋骨架长度
+5,-10 尺量检查 2 钢筋骨架直径
±5 尺量检查 3 主钢筋间距
±0.5d 尺量检查 4 箍筋间距或螺距
±20 尺量检查 5 加劲筋间距 ±20 尺量检查
6 钢筋骨架垂直度 <1/200L
吊线尺寸检查
3.3.33.3.3、、钢筋笼的吊放
1、钢筋笼的顶端应设置2~4个起吊点。钢筋笼直径大于1.2m、长度大于6m 时,应采取措施对起吊点予以加强,保证钢筋笼在起吊时不致变形。
2、吊放钢筋笼入孔时,应对准孔径,保持垂直、轻放、慢放入孔;入孔后徐徐下放,不宜左右旋转;若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。
3、钢筋笼吊放入孔位置允许偏差应符合下列规定:
钢筋笼中心与桩孔中心:±10mm;钢筋笼定位标高:±50mm。
4、钢筋笼过长宜分节吊放,孔口采用直螺纹套筒连接,分节长度应按孔深、起吊高度和孔口焊接时间合理选定;连接时上、下主筋位置应对正,保持钢筋笼轴线上下一致。
3.3.43.3.4、、声测管及探测管安装:声测管(不得漏浆)一般与钢筋笼吊放一起进行,声测管布置及数量设计要求。
1、全部桩基采用低应变或超声波检测。桩长>52m 或持力层σ≥400kpa 的摩擦桩、柱桩、桩径≥1.5m 的桩采用超声波检测。采用超声波检测的桩应预埋检测管,Φ1.0m、Φ1.25m、Φ1.5m 的桩预埋3根检测管,Φ2.0m 的桩预埋4根检测管。检测管采用内径50mm,壁厚3mm 的无缝钢管。
2、检测管沿桩身加强箍筋内侧等间距布设,并焊于加强箍筋上,检测管下端距离桩底5cm,伸入承台内0.5m。为便于成桩后及时检测,检测管安装时应接长至地面以上。
3、检测管连接采用大一个型号的钢管套管焊接连接,底部用厚度3mm 的钢板焊接在检测管上封口。所有焊接部位均应焊接牢固,有条件的须做灌水试验,确保无漏焊。
4、检测管安装应与钢筋笼平行顺直。
5、桩基混凝土灌注前,检测管中灌满清水,上口可靠封闭。
6、要求下口封闭,(封闭强度要以抵抗水压及混凝土压力),上端加盖,管内无异物,声测管连接处光滑过渡,管口应高出桩顶10cm,每个声测管高度一致。
7、采取适合的方法固定声测管,使成桩后的声测管互相平行。
3.4、水下混凝土灌注
采用直升导管法施工。用直升导管法灌注水下砼时,砼拌和物是通过
导管下口,进入到初期灌注的砼(作为隔水层)下面,顶托着初期灌注的砼及其上面的泥浆或水上升。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,使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。
3.4.13.4.13.4.1、、灌注机具设备的准备
1、导管:导管是灌注水下砼的重要工具,用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成,按下表选用。
表3-8 导管直径(mm)
通过砼数量(m 3/h) 桩径(m) 300 25 1.5~2.5
导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还需做拼接、承压、水密试验。水密试验时水的压力不小于井孔内水深1.3倍的压力,进行承压试验时的水压力不应小于导管管壁可能承受的最大内压力Pmax。
试验方法是把拼装好的导管先注满水,两端封闭,一端焊风管接头,输入计算的风压力,经过15min 不漏水即为合格。
导管可在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用,导管内壁如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。
2、漏斗、溜槽、储料斗
(1)、漏斗:导管顶部应设置漏斗,其上设溜槽,储料斗和工作平台。
(2)、储料斗:它的作用是储放灌注首批砼必需的储量。
漏斗和储料斗的容量(即首批砼储备量)应使首批灌注下去的砼能满足导管初次2h 埋置深度的需要。钻孔灌注桩漏斗和储料斗最小容量可用下
式计算:
式中:V—首批砼所需数量(m 3)
H 1—井孔砼面高度达到Hc 时,导管内砼抗平衡导管外水(或泥浆)
压所需要的高层,即H1≥H w r w /r c
Hc—灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底高度Hc=h 2+h 3(m)
Hw—井孔内砼面以上水或泥浆深度(m)
D—井孔直径(m)
d—导管直径(m)
r c —砼拌和物容量,取24KN/m 3
w r —— 钻孔内水或泥浆容重3/m KN
2h —导管初次埋置深度(m h 0.12≥)
3h —导管底端至孔底的间隙约0.4m
3、砼的运输、提升和导管的升降设备
(1)、砼的水平运输:砼的运输时间和距离应尽量缩短,以迅速不间断为原则,防止在运输中产生离析,运输砼用砼搅拌车和砼输送泵或泵车输送。
(2)、砼的垂直运输:在岸滩上可用泵车配合汽车吊机配合提升。
(3)、导管的提升:导管的吊挂和升降,可用倒链、钻机的起吊设备或汽车吊机或吊船,需保证导管升降高度准确。起重能力应与导管全部砼时的重力相适应。
⑷、隔水栓、阀门:首批砼灌注数量较大,需在漏斗下口设置隔水栓,以储存砼拌和物,待漏斗和储料斗内储量够了,才开启隔水栓使首批砼在很短时间内一次降落到导管底。
采用球栓,球栓可用砼、木料等制成,球面要光滑。球的直径可大于
导管直径2cm~2.5cm。灌注砼前将球置于漏斗颈口处,球下设一层塑料布或若干层水泥袋纸垫层,用细钢丝绳引出。当达到砼初存量后,迅速将球向上拔出,砼压在垫层里与水隔绝的状态,排走导管内的水而至孔底。
3.4.23.4.2、、水下砼的配制
水下砼的强度、等级和材料除应符合设计要求外,并应符合下列要求:
1、耐久性要求,
(1)普通环境
表 3-9 设计使用年限
100年 56d 电通量(C) <C30
<2000 C30~C45
<1500 ≥C50 <1000
(2)、氯盐环境
表 3-10
设计使用年限级别
100年 环境作用等级
L1 L2、L3 L2、L3 电通量(56d)(C)
<1000 <800 <1000
(3)、化学侵蚀环境
表 3-11
设计使用年限级别
100年 环境作用等级
H1、H2 H3、H4 电通量(56d)(C)
<1200 <1000 (4)、冻融破坏环境
表 3-12 设计使用年限级别
100年 环境作用等级
D1、D2、D3、D4 抗冻等级(56d)
≥F300
2、混凝土的入模含气量宜满足下表的规定。
3-13 环境条件
混凝土无 抗冻要求 混凝土有抗冻要求 D1 D2、D3 D4 含气量(%)
≥2.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥5.5
3、砼坍落度要求在18cm-22cm 之间,3小时坍落度不小于17cm,另外砼中加入缓凝剂,初凝时间宜控制在9小时以上,以免因砼来料不足造成断桩。
3.4.33.4.3、、水下砼的灌注
1、灌注砼表面测深和导管埋深控制
(1)、测深:灌注水下砼时,应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的砼面高度,以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。如探测不准,将造成沉淀过厚,导管提漏,埋管过深,因而发生夹层断桩,短桩或导管拔不出事故。
测深采用锤法,就是用绳系重锤吊入孔中,使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面,根据测绳所示锤的沉入深度作为砼的灌注深度。
测砣一般制成圆锥形,锤重不宜小于40N,测绳用质轻、挂力强,遇水不伸缩,标有尺度之测绳如尼龙皮尺 为宜。测绳应经常用钢尺校核,
(2)、导管埋深控制
灌注砼时,导管埋入深度一般宜控制在2m~6m之内,当拌和物内掺有缓凝剂,灌注速度较快,导管坚固并有足够的起重能力时,可适当加大埋深,但最好也不要超过6m,拔管前需仔细探测砼面深度。
2、水下砼的灌注
(1)、灌注前,对孔底沉淀层厚度应在进行一次测定,如厚度超过规定,可用喷射法向孔底喷射3~5min,使沉渣悬浮,然后立即灌注首批水下砼。
(2)、拔球或开阀后,将首批砼灌人孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。
(3)、灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。要防止砼拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠,致使测深不准,灌注过程中,应注意观察管内砼下降和孔内水位升降,及时测量孔内砼面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。
当导管提升到接头露孔口以上有一定高度,可拆除1节或2节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中,要注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净,堆方整齐。
(4)、在灌注过程中,当导管内砼不满,含有空气时,后续砼要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。
(5)、当砼面升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被砼顶托上升,
可采取以下措施:
①、尽量缩短砼总的灌注时间,防止顶层砼进入钢筋骨架时砼的流动性过小,使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性。
②、当砼面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m 以下和1m 以上处,并徐徐灌注砼,以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力。
③、当孔内砼进入钢筋骨架4m~5m 以后,适当提升导管,减小导管埋置长度。
④、为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌一定高度,以便灌注结束后将此段砼清除。一般不宜小于0.5m,长桩不宜小于1.0m。
⑤、有关砼的灌注情况,各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象,应指定专人进行记录。
3.4.43.4.4、、灌注事故的预防及处理
1、导管进水(俗称砼洗澡)
(1)、主要原因:
①、首批砼储量不足,或虽然砼储量已够,但导管底口距孔底的间距太大,砼下落后不能埋设导管底口,以至泥水从底口进入。
②、导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原砼面,底口涌入泥水。
③、导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝流入。
(1)、预防和处理方法
为避免发生导管进水,事前要采取相应措施加以预防,万一发生,要立即查明事故原因,采取以下处理方法:
若是上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的砼
2、堵管:在灌注过程中,砼在导管中下不去,称为堵管。有以下两种情况:
(1)、初灌时隔水栓堵管:或由于砼本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石,拌和不均匀,以及运输途中产生离析,导管漏水,雨天运送砼未加遮盖等,使砼中的水泥浆被冲走,粗骨料集中而造成堵管。 处理办法可用长杆冲捣管内砼,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振动器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则应将导管连同其内的砼提出孔外,进行清理修整,然后重新布装导管,重新灌注。
(2)、机械发生故障或其它原因使砼在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的砼已经初凝,增大了导管内砼下落的阻力,砼堵在导管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加快灌注速度,必要时,可在首批砼中掺入缓凝剂,以延缓砼的初凝时间。
当灌注时间已久,孔内首批砼已初凝,导管内又堵塞有砼,此时应将导管拔出,重新安设钻机钻孔。
(3)、埋管:导管无法拔出称为埋管。其原因是:导管埋入砼过深,或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。 预防办法:严格控制导管埋深一般不得超过2m~6m,在导管上端安装附着式振捣器,拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣,使导管周围的砼不致过早初凝。
4、钢筋笼上浮
钢筋笼上升,除了一些显而易见的原因是由于导管上拔、导管钩挂钢
筋笼所致外,主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口,导管底口在钢筋笼底口以下3m 至以上1m 时,混凝土浇注的速度过快,使砼下落冲出导管底口向上反冲,其顶托力大于钢筋笼的重力所致。为此可采取如下措施:
(1)、钢筋笼上端主钢筋焊固在钢护筒上或在钢筋笼上口增加压重,可承受部分混凝土顶托力。
(2)、在孔底设置直径不小于主筋的1~2道加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。
(3)、在浇注水下砼的过程中,特别注意混凝土到达钢筋笼底标高位置时的操作:可放慢浇注速度,以减小混凝土向上的顶托力;当砼面超过钢筋笼底2m 左右,应减少导管埋深,使导管底口处于钢筋笼底口附近,并加快浇注速度,以增加钢筋笼的埋深;当砼面高于钢筋笼底2~4m 后即可正常浇注。
四、质量检验质量检验
4.14.1、、执行最新《铁路桥涵施工规范》
(TB10203—2002)、《铁路桥涵工程质量检验评定标准》(TB10415—2002)、《客运专线铁路桥涵工程质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)等相关标准的规定。
4.2、进行桩基小应变检测、超声波检测及抽芯取样检验。
4.34.3、、进行桩基分部工程质量验评,资料齐全、完整。
