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桥梁基础钻孔灌注桩施工工艺步骤技术详解
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 桥梁基础钻孔灌注桩施工工艺步骤技术详解

(1)钻孔灌注桩施工工艺流程图

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(2)施工放样

在钻孔灌注桩施工前,由测量队用全站仪根据复测无误的导线点坐标实地放出桩位,并设置好定位控制桩,报监理工程师复测核准。

 (3)施工准备

    钻孔桩施工场地范围内进行清理,整平并夯实。根据工程地质情况、钻机性能和工程规模大小,做好泥浆循环系统的设置(包括制浆池、储浆池和沉淀池)。泥浆循环系统的设置必须满足施工要求。

 (4)机械设备的选择和要求

1)根据设计文件的要求,综合考虑结构类型(桩的孔径、孔深)、工程地质、水文地质、机具设备、材料供应、以及劳力来源等因素,结合当地具体情况,通过分析研究,拟选用冲击钻及其配套设备。

2)钻孔灌注桩所需的混凝土由项目部混凝土拌和站集中拌和供应,拌和能力满足要求,混凝土的运送采用混凝土搅拌运输车运送。

3)储料斗容量应能满足首批灌注混凝土所需要的储备量要求。

4)主要机具设备使用前进行全面检查、维修和调试,确保正常使用。

 (5)护筒埋设

1)护筒采用钢护筒,高3-4米,特殊情况下采用双层护筒。

2)护筒内径比桩径大300mm左右。

3)护筒中心竖直线应与桩基中心线重合,平面允许误差20mm,竖直度偏差不大于1%。

4)护筒顶端高出地面0.3米及地下水位或孔外水位1.0~2.0米。

(6)泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土(塑性指数大于25)(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制,其性能指标应符合《桥规》表8.7.3规定。

(7)钻孔

1)钻机就位前,对主要机具及配套设备进行检查、维修。

2)开始钻进时,要轻压慢钻,适当控制进尺,使初期成孔竖直、圆顺,防止钻杆过分抖动,造成孔位偏斜。

3)钻进过程中每进尺0.5m或每2小时捞取一次渣样,同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样品编号保存于现场制作的留样盒内,渣样盒应写明桥梁名称、桩基编号、桩长、取样日期等基本信息,渣样分小袋存放,小袋外粘贴标签标明取样位置以便分析备查。钻进过程中经常检查桩径、垂直度、钻机位置是否正常等,每钻进2-3米检查一次。

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4)正常钻进中,在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,控制钻进速度,加强泥浆护壁,泥浆相对密度应控制在1.1~1.3;在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时,泥浆的相对密度应控制在1.3~1.5。

5)当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和倾斜度等进行检查,孔深用测绳下挂0.5kg铁砣检查,检孔器用钢筋焊接而成,高为孔径的4-6倍,直径与桩径相同。确认满足设计要求后,立即填写终孔检查表,并经监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

(8)清孔

采用换浆法进行首次清孔,安放导管后,为确保清孔质量,采用反循环工艺进行二次清孔。清孔标准符合设计及规范要求,即:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s,浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于250px。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

(9)终孔

每座桥梁第一根桩基钻进深度达到设计终孔标高后,业主代表、设计代表、桥梁(或地质)专业监理工程师、施工单位桥梁工程师(或以上)四方现场根据渣样特征、钻孔记录、钻进速度及地质资料等综合判断能否终孔。管理处、总监办和设计单位的代表中任何一方对终孔有不同意见时均不能进行终孔。

1)摩擦桩终孔条件

①浇筑桩基混凝土前,桩基孔底清孔后沉渣厚度要求小于150mm。

②实际地质与设计相符时,按设计桩底标高终孔;桩位处无地质钻孔资料时,应参考相邻墩台的地质钻孔,结合桩基施工钻渣情况,经管理处、总监办、设计单位、施工单位四方代表经现场勘查后商定桩基终孔标高;实际桩基施工过程中渣样揭示的地质情况与设计地质资料两者出入较大时,设计单位应根据实际揭示的地质情况,重新核算桩长,必要时进行补钻,由设计单位根据补钻地质资料对桩长进行核算,重新确定桩长及桩底设计标高。

③摩擦桩根据计算得出所需桩底标高与中、微风化岩层顶距离不超过2m时,宜调整桩底标高进入中、微风化岩层0.5m,按端承桩要求清孔。

2)端承桩终孔原则

①浇筑桩基混凝土前,桩基孔底清孔后沉渣厚度要求小于50mm。

②当桩底岩石单轴极限抗压强度大于等于30Mpa、小于40Mpa时,最小端承深度取3D。

③当桩底岩石单轴极限抗压强度大于等于40Mpa时,最小端承深度取2D。

④有效桩长不小于15m。

 (10)钢筋笼加工及安装

1)钢筋笼由钢筋加工厂采用滚焊机集中加工,笼长按设计图纸要求制作,单节钢筋长度不超过20米,当总长超过20米时,分段制作。钢筋笼几何尺寸严格按设计图纸制作。钢筋笼主筋接头采用直螺纹套筒连接,分段钢筋笼在孔口下放时按上下节钢筋编号一一对应,采用直螺纹套筒连接。       

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  2)制好的钢筋笼报现场监理进行检验,验收合格后下放钢筋笼,利用吊机在现场吊装钢筋笼。施工时上下钢筋笼的位置正确,轴线一致,防止笼身弯折,以避免上提导管时钩挂钢筋笼,造成施工困难。钢筋笼孔口连接时严格控制时间,以免操作时间过长造成坍孔。

    3)钢筋笼加设加强筋,以保证在搬运、吊放过程中不致变形,并每隔2米设4根定位筋以保证钢筋笼位置正确,且有一定保护层。为防止钢筋笼偏位和上浮,每个钢筋笼下放完毕后用四根直径为Ф20的钢筋加工成“7”字形状焊接在护筒壁上,在混凝土浇注过程中,采用加压等措施防止钢筋笼上浮。

    4)按设计要求,对于桩径不大于1.5米的桩基,在每根桩的钢筋骨架内按正三角形布设3根管径为Φ54x1.5mm的热轧无缝声测管,对于桩径大于1.5米的桩基,在每根桩的钢筋骨架内按正方形布设4根管径为Φ54x1.5mm的热轧无缝声测管,声测管接头采用长80mm的Φ60x2.75mm的热轧无缝钢管,声测管底口必须密封。起吊过程中小心谨慎不得有变形、松动,更不允许有钢筋笼触地造成钢管严重变形等现象,钢筋笼安装好后,声测管顶口采用木塞封闭。

(11)导管

混凝土灌注采用直径为300mm导管,导管吊装前先试拼,并经试压确保不漏水。

(12)灌注水下混凝土

    1)灌注混凝土前,现场技术人员协同监理对泥浆指标、孔底沉淀层厚度进行检测,合格后立即灌注,如果超出规定范围,再次清孔直到符合要求。

2)混凝土按照经过批准的配合比由拌和站集中拌和,混凝土采用混凝土运输车运输至施工现场直接灌注,对于混凝土运输车难以到达的桩位,采用混凝土输送泵直接输送到料斗里。

3)在灌注现场经常检查混凝土的和易性及坍落度,如果混凝土和易性及坍落度不能满足要求,及时通知拌和站调整用水量及混凝土拌和时间。在现场制作混凝土试件,24小时后及时送往养护室养护。

4)灌注首批混凝土时,导管下口距孔底距离保持在30~1000px,保证首盘混凝土的用量,确保导管下口埋入混凝土深度不小于1米。首批混凝土方量根据计算确定。

5)混凝土灌注过程中,随时控测混凝土顶面高程,导管埋深控制在2~6米。当导管内混凝土不满时,应徐徐灌注,防止在导管内形成高压空气囊。

6)当混凝土面接近钢筋笼时,使导管保持较大的埋深,并放慢灌注速度,以减小混凝土的冲击力,防止钢筋笼上浮。当混凝土进入钢筋笼一定深度后,适当提升导管,使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。

7)在混凝土灌注后期,导管内混凝土要保持一定的高度,以增加混凝土的压力,提高混凝土的密实性,同时桩顶超灌1米左右的混凝土,现场配备长度3米左右的Ф16钢筋,端头焊接一块250px×250px的钢板用于准确探测混凝土浇灌面,以防混凝土浇注面过低或过高。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

8)为了减少后期桩头破除的难度,灌注桩混凝土灌完后及时用吸泥泵对超灌混凝土上的泥浆抽出一部分,但要注意桩顶以上1250px内混凝土不得挠动。

(13)桩基检测

成桩12天后采用超声波进行无破损检测,凿除和清理桩顶混凝土,保证截面处混凝土具有良好的质量,检测前在声测管中提前加满水,作为超声波检测介质。Ⅰ类桩应达到90%以上,杜绝Ⅲ类桩。
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