桩基施工工艺及方案。
1、施工材料的堆放和制作。
1)钢筋的堆放。
考虑到各种规格的钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应设立识别标志。钢筋堆放面积为140m2,钢筋加工工作台为20m2,钢筋焊接场地需20m2,成品钢筋加工制作堆放场地需20m2,钢筋场地共需200m2。钢筋焊接场地必须平整,用水泥砂浆浇筑一个工作台,在上面按1:
1比例放大样,以确保焊接骨架尺寸的准确和焊接质量。所有钢筋不能直接与地面接触,并考虑用塑料布覆盖,以防锈蚀。
2)钢筋的制作与安装。
钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收分别堆放,每一批钢筋必须具有出厂质量证明书,并根据试验规程规定的频率进行抽检。成盘和弯曲的钢筋均应调直,当用冷拉方法调直时,i级钢筋的冷拉率不宜大于2%,ii、iii级钢筋的冷拉率不宜大于1%。在地上用水泥砂浆浇筑工作平台,然后根据设计尺寸放一个大样在平台上,所有焊接的骨架片必须与平台上的大样尺寸符合,桩的钢筋骨架相关技术规范要求见下表:
桩的钢筋骨架的允许偏差。
焊接钢筋的焊工必须有焊工操作证,并不定期对其焊接质量进行抽检,以确保焊接质量(焊缝外观详见下表)。预埋钢筋要准确,在浇筑砼之前,要用检查预埋筋的位置并用钢管或钢筋固定预埋筋,这样才能保证浇筑混凝土的过程中不会挠动预埋筋。
焊缝外观允许偏差。
2、陆地冲孔钢护筒埋设。
对具有施工条件的桩位进行清除杂物,场地平整,铺筑30cm岩渣。然后测量放样,定出桩位,埋设钢护筒,钢护筒采用δ=10mm的钢板卷制;护筒直径比设计桩径大30cm,护筒长2-4m,钢护筒宜高出地面30cm。护筒中心竖直线应与桩中心线重合,平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处可实测定位。
每个孔埋设一个钢护筒,然后进行开钻。
3、冲孔成桩施工工艺。
根据桥址处的地质状况采用2台冲击钻机钻孔。(冲孔灌注桩施工工艺流程图见附图)
冲孔前复测预埋钢护筒的平面位置,并用红油漆标在钢护筒上,这时即可安装冲击钻机就位,拉钢丝绳使冲锤中心对准孔中心。
冲击钻机旁立施工牌:写上冲击钻机长、值班技术员、安全员、电工名字,并写明冲孔墩位及孔的编号、护筒顶标高、孔底标高、冲孔深度、开钻日期等;并备好冲孔记录本记录进尺情况,钉好分格木盒存放钻进过程中各种地层捞出的渣样。
1)冲孔泥浆及水头。
施工中在每个墩台位旁修筑泥浆循环池及沉淀池,并做好场内排水,完工后及时把泥浆和废渣清理运至指定地点废弃,绝不能污染周边环境。泥浆主要由膨润土、水、粘合剂组成,膨润土经试验合格后使用。
2)成孔。冲孔灌注桩因其施工情况的特殊性,冲孔时可能遇到的不定因素较多,因此冲孔前制定详细可行的基桩施工作业指导书,包括施工工艺、冲孔前的设备检修、人员培训与准备、泥浆循环系统等材料准备、事故预案、安全方案、质检方案等,并备有可靠的自发电系统和满足要求的砼。
冲孔前,绘制冲孔地质剖面图,以便按不同土层选用适当的冲锤、冲进压力、冲进速度、泥浆和正反循环形式。
冲击钻机安装就位后,底座应平稳,在冲进和运行中不应产生位移及沉陷。
冲孔时及时填写冲孔施工记录,交**时由当班班长交待**班长冲进情况及下一班应注意事项。
冲孔作业分班连续进行;经常对冲孔泥浆进行试验,不合要求时,及时调整;随时捞取渣样,检查土层是否有变化,当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中,且与地质剖面图核对。
因故停止冲进,孔口应加护盖。严禁冲锤留在孔内,以防埋锤。
冲孔过程中的废渣处理:冲孔过程中所排出的废渣直接排到泥浆循环系统里面,并由设备人员定时排渣存放。存放一定数量以后,运到环保指定的地方堆弃,确保不污染周边环境及现场。
3)冲孔常见故障及处理方法。
塌孔。基本特征是孔内施工过程中,河床水位变化剧烈,水位突然下降又回升,孔口冒细密水泡,出渣量显著增加而不见进尺,冲击钻机负荷增加。塌孔多由泥浆性能不符要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。
塌孔不严重时,可回填土到塌孔位以上,并采取改善泥浆性能、加高水头等措施,继续冲进;塌孔严重时,立即将井孔全部用砂类土或砾石土回填,无上述类土时可采用粘质土并掺入5%~8%的水泥浆,并应等待数日方可重新开始。塌孔部位不深时,可采取沉埋护筒法,将护筒内填土夯实,重新冲孔。
冲孔偏斜、弯曲。
常由质地松软不均、岩面倾斜、架子位移、安装不平或遇探头石等原因造成。一般可在偏斜处吊起冲锤反复扫孔,使冲孔正直。偏斜严重时,回填粘性土到偏斜处顶面,待沉积密实后重新冲孔。
扩孔与缩孔。
扩孔多系孔壁小坍塌或冲锤摆动过大造成;冲锤磨损过甚,亦能使孔径稍小。前者应采用失水率小的优质泥浆护壁,后者应及时焊补冲锤。缩孔已发生时,可用冲锤上下反复扫孔,扩大孔径。
掉锤。冲锤掉入孔内宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。若落体已被泥沙埋住时,可先吹出泥沙,使打捞工具能接触落体后再打捞。
4)清孔。冲孔到位后用检测孔径的仪器进行孔径和垂直度的检查,并经监理工程师验收合格签认后,进行清孔作业,清孔按《公路桥涵施工技术规范》要求实施。
在清孔排渣时,注意保持孔内水头,防止坍孔。
严禁用超深成孔的方法代替清孔。
采用优质泥浆在足够的时间、多次循环,将孔内的悬浮的废渣置换并沉淀排出,并放清水冲淡泥浆比重,直至达到检测合格为止,清孔过程中,应始终保持孔内泥浆面高于地下水位1.5~2.0m。
清孔时间不少于将孔内泥浆循环三次,相关其它要求详见下表。
冲孔桩成孔质量标准。
5)钢筋笼制作安装与下导管。
各墩基桩钢筋笼均在现场加工制作,吊车起吊安放下孔。
制作钢筋笼时,严格按照设计图纸和技术规范要求执行;且在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆。
在钢筋笼四周焊凸起环作为控制保护层厚度,确保钢筋笼保护层厚度;超声波检测管纵向每4.0m与钢筋笼焊接固定。
在钢筋笼的接长、安放过程中,骨架保持垂直;钢筋笼接长采用同轴心搭接单面焊,每节接长保证顺直度满足要求,接头牢固可靠,同一断面接头不超过总根数的二分之一。钢筋笼接好后严格检查接头质量,并边下沉边割掉笼内十字撑。
为确保桩基施工质量,施工时把四根检测管分别焊接在钢筋笼,以便对桩基进行质量检测。
在灌注砼前再次检查孔底沉渣厚度,如不满足要求,利用导管进行二次清孔直至合格。
砼灌注导管采用内径φ300mm型卡口管,按《公路桥涵施工技术规范》要求,在砼灌注前进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作,并经监理工程师检查合格后下放导管。根据孔深及便于操作,采用2米、1米、3米的钢导管(内径20cm左右),1根3米导管一端安上反压活塞,且必须确保密封不进水,制作一个能容3.5m3砼的漏斗(以孔径2m,预埋导管70cm、导管离孔底30cm深计算得出),并在漏斗的底部设置一活动阀,用以控制砼下落,漏斗用作首批砼灌注储料,砼采用输送泵运输,为防止机械出故障,预备一台350l拌合机,一台55kw发电机,同时在储料斗的上方搭设梭槽及跳板,预备输送泵出故障时采用提升架进行砼的灌注。
砼浇筑前,将连接好的钢导管插入水中(3米导管放下端,其次连接3米, 2米, 1米导管),导管底离孔底30cm左右,首批砼储料设计容积为:满足导管初次埋置深度大于1.5m。
将导管固定在架子上,然后将漏斗口与导管上口连接,将料斗固定在架子上,同时预埋并固定与钢导管等长的输送管,出口底与钢导管口等高,且将出口用清洗活塞封上,并用铁丝将活塞系好,置铁丝在孔口上方,此时即可进行砼的拌合工作。当砼坍落度满足设计要求时,即可进行砼储料。为防砼不能顺利下落,料斗上预备一台振动器,以帮助砼的下落。
并准备一台卷扬机或葫芦,作提升导管用。全部准备就绪,拔开料斗活动阀,正式开始砼的灌注。当料斗内砼全部灌完后,已达到一次预埋导管的目的,此时将出料的输送管与预埋的输送管上口连接,拆出料斗及钢导管,直接采用输送泵灌注砼。
当管内砼将清洗活塞压出后,立即将其提出。灌注过程中作好施工原始记录,并随时检测导管(预埋的输送管)埋深,当埋深超过3米时,拆除一根2米输送管,再将输送管连接,继续砼灌注,直至砼结束,最后拆除3米输送管。
为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。
6)冲孔桩砼的灌注。
砼配合比采用的粗、细骨料采用级配良好的碎石、中粗砂。混凝土应有良好的和易性,浇注时保持有足够的流动性,其坍落度宜控制在18~20cm,首批砼的初凝时间应大于10小时。为提高砼和易性,砼中掺用外加剂、粉煤灰等材料,其技术条件及掺用量通过试验确定。
砼搅拌站由试验室派专人负责,对砼的和易性、坍落度及各种材料的准确称量严格控制。砼的拌制和运输,将根据灌注量和运输距离及灌注速度确定拌和站的生产力和运力。采用容量为6m3的砼搅拌运输车运输砼,两台砼输送泵(一台备用)输送灌注砼,保证基桩砼灌注连续、快速地进行,做到一气呵成。
砼灌注开始后,注意保持孔内的静压水头不少于2.0m,同时及时测量砼面的高度及上升速度,以便根据推算和控制导管埋置深度在2~6m之间,正确指挥导管的拆除,严禁导管提升过猛。在拆管过程中动作要快,前后台配合紧密。
施工过程中注意控制砼的最小落差,尤其是桩顶附近砼灌注时,其落差满足技术规范及有关文件规定要求,确保砼密实。但本工程由于桩顶标高较低,易于控制。
砼灌注开始后,应紧凑、连续进行,不得中途停止。灌注的桩顶标高比设计高出一定高度,控制在50~100cm。在砼终凝时将桩顶面上的浮泥及松散的砼清除。
在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌人数量,以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。
对灌注砼过程中孔内溢出的泥浆要做导流,作为下一根桩冲孔备用或及时清走,以防污染现场及周边环境。
做好砼灌注施工原始记录。
浇注水下砼的拌合设备、泵送设备、起吊设备、发电设备以及通讯设备等,一律事先检修保养完好,并有备用,易损件随时备有,避免因发生机械故障造成桩的质量事故。
7)试块的制作与养护。
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