桩基础施工过程
一、准备工作。
测量放线。建立临时施工控制网:为保证桩位定点的准确性,本工程拟采用外围控制网及场内定点控制网的方法进行施工测量、定点;
2.护筒设置及桩机定位。
(1)冲孔桩径小,护筒一般用4~8mm厚的钢板加工制成,高度为1.5~2m。冲孔桩的护筒内径应比钻头直径大100mm。护筒顶部应开设溢浆口,并高出地面0.15~0.30m。
(2)护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。护筒位置要根据设计桩位,按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑挖好后,将坑底整平,然后放入护筒,经检查位置正确,筒身竖直后,四周即用粘土回填,分层夯实,并随填随观察,防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正,护筒中心与桩位中心应重合,偏差不得大于50mm。
(3)护筒的埋设深度:在粘性土中不得小于1m;在砂土中不得小于1.5m,并应保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。
(4)桩机定位:桩机对桩位采用十字交叉法,即在已设置的护筒上拉十字线,令其十字交叉点与标桩重合,然后移机就位,将桩机钢丝绳的作用中心与十字交叉点重合;
(5)桩机安装定位后,要精心调平,保持机座水平,天车转盘中心与桩位中心三点在同一直线上,再将冲机固定,确保施工中不发生偏移。
3.循环系统布置:在整个施工过程中钻孔采用自流式正循环系统,在灌注混凝土前的清孔中则采用掏渣筒掏渣,因而在循环系统在布置上亦分设两部分:
(1)自流式正循环系统;在施工现场内配设循环池,循环池容积不少于3m&sup3,具体位置在成孔位附近,水沟长度不少于3m,这样有利于碴样沉淀。
(2)掏渣筒掏渣:在灌注混凝土前的清孔阶段采用。
4.基坑土方开挖后进行钻(冲)孔桩的地基处理:
(1)基坑支护及土方开挖是由上一标段施工,土方开挖后根据现场地基地质的实际情况进行地基处理,并必须修筑道路至基坑底。
(2)地基处理方法:采用50~150mm的碎石(毛石)500mm厚进行基层处理,在基层处理时边用挖土机边铺设平整进行来回压实。
5.施工道路的设置:
(1)按勘察结果资料查明该工程地基存在溶洞。在桩基础施工时,有可能随时出现地面下沉、坍塌等事情发生,必须备足填充材料。
(2)在钻(冲)孔(溶洞)施工过程中,有可能造成的塌孔、地陷等现象发生。
二、成孔作业。
成孔注意事项:
(1)根据工程地质情况,成孔直径及入岩情况,本工程高层房屋的桩基成孔采用冲机冲进成孔,开孔时,应低锤密击;
(2)在冲进时,根据各地层的地质情况,适当选择泥浆的稠度,在开始冲进时,由于表层回填土较易形成泥浆,可加入清水冲进,待至一定的深度后,可进行泥浆循环冲进;
(3)在冲进过程中,注意地层的变化,对不同的土层, 在冲进时,要适当调整泥浆的浓度,以利形成有效的护壁,防止出现塌孔。
(4)保证成孔的垂直度,要注意现察桩机的机座是否平稳,钢丝绳是否与孔中心重合。如果出现偏孔,应回填块石进行修孔,在确保成孔垂直后方可继续冲进;
(5)进入基岩后,应低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300mm~500mm处,然后重新冲孔;
(6)遇到孤石时,采用高低冲程交替冲击,将大孤石击碎或击入孔壁;
(7)每冲进5m深度验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处应进行验孔;
(8)进入基岩后,非桩端持力层每钻进300~500mm,桩端持力层每钻进100~300mm取样一次。
2.入岩深度的判断与终孔。入岩深度的判断是本工程的关键控制因素,是关系本工程桩质量的主要技术环节。入岩深度的判断方法,主要参考设计要求、地质勘察资料反映的持力层埋深,结合孔底的岩渣样进行判断。
3.垂直度及桩孔直径检查。为了保证桩的垂直度和桩的直径满足设计和规范要求,在确定达到入岩深度后,在桩锤上用ф14钢筋焊接一个同桩的直径相同的圆,然后将桩锤放入桩孔中上下垂直运动两次,将桩的孔壁上附着的超厚泥浆刮掉,以保证桩的直径符合要求。
4.清孔。当冲孔达到设计深度,冲孔应停止冲进,泥浆同时通过泥浆泵泵入孔中补充,自然溢出,反复循环将孔内的泥土带出,泥浆比重将逐渐随之下降。这一工序谓之清孔,当泥浆比重下降至1.05~1.20,粘度≤28s,含砂率≤8%时,清孔完毕,可将钻孔交付验收。
(1)第一次清孔:冲进达到设计深度后,先将冲头提离孔底约50mm,进行换浆清孔,回流泥浆比重控制在1.30左右。
(2)第二次清孔:在下入钢筋笼、灌注混凝土前,用掏渣筒进行第二次清孔,确保沉渣厚度满足设计要求。第二次清孔时,应不断换泥浆,直到混凝土车运到孔桩边或用砼泵送开始,孔底沉渣、泥浆性能满足要求后,立即开始进行混凝土灌注准备,浇注水下混凝土。浇灌混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重小于1.25,含砂率不大于8%,粘度不大于28s。
(3)清孔时,必须检测桩底沉渣厚度、泥浆比重、泥浆性能是否满足规范要求。符合要求时,立即停止清孔,以防孔壁塌落。桩底沉渣厚度用标准绳量测,泥浆比重用比重计测定,粘度用粘度计测定。
5.冲孔桩成孔施工允许偏差:
(1)桩径允许偏差 +100,-50;
(2)垂直允许偏差 0.8%;
(3)桩位允许偏差。
6.单桩、双桩沿垂直轴线方向以及群桩基础的边桩:当桩径≤1000mm时,不大于100mm;当桩径>1000mm时,不大于100+0.01H mm;双桩沿轴线方向以及群桩基础的中间桩:当桩径≤1000mm时,不大于150mm;当桩径>1000mm时,不大于150+0.01H mm。
三、钢筋施工。
钢筋加工。钢筋加工在现场所设加工场内完成,严格按加工料表执行,发现料表有误时应遵循正常程序予以改正:
(1)钢筋切断。将规格钢筋根据不同长短搭配,统筹排料,先断长料,后断短料,减少短头,减低损耗。断料时钢筋切断机安装平稳,并在工作台上标出尺寸刻度线和设控制断料尺寸用的挡板,切断过程中如发现断口有襞裂缩头、严重弯头或断口呈马蹄形时必须切掉。并要求钢筋加工人员如发现钢筋硬度与钢种有较大出入时,要及时反映,查明情况。钢筋切断长度力求准确,允许偏差为±10mm。
(2)钢筋弯曲成型。加劲箍由钢筋弯曲机完成,弯曲前,根据料表尺寸,用粉笔将弯曲点位置划出,弯曲时应控制力度,一步到位,不允许一次反弯或重复弯曲。钢筋笼主筋保护层为70mm,允许偏差不超过20mm。钢筋笼的螺旋箍要点焊在主筋上。为防止钢筋在搬运和吊装过程中产生变形,钢筋笼成形后要焊接斜接钢筋作加固处理。
(3)钢筋接头。钢筋的接长一般用焊接接头,钢筋的接头根据图纸和规范要求进行。钢筋现场接头要符合如下要求:
1)在加劲箍上点焊固定主筋时,位置要准确,间距要均匀。
2)在钢筋笼搭接的主筋接头要错开,在35d钢筋直径区段范围内的接头数量不超过钢筋总数的50%。
(4)焊接钢筋保护层钢筋时,应控制保护层钢筋的高度,钢筋保护层厚度为70mm,混凝土护筒直径比桩径大200mm,所以在钢筋笼的四个对角靠近混凝土护筒最下一节与桩直径相同处用ф14钢筋焊高度为160mm的保护层定位钢筋,以便保证钢筋保护层满足设计要求。
2.钢筋笼吊装。
四、混凝土工程。
先进行基坑土方开挖后进行钻(冲)孔桩施工,采用长臂式汽车泵进行泵送混凝土到桩位的施工方法进行施工。
桩顶浮浆的确定。由于本工程采用泥浆护壁成孔,在清孔过程中,泥浆须保持一定的浓度,因此桩顶会形成混凝土与泥浆的混合体,为保证桩身的混凝土质量,将桩顶的浇灌高度预先统一加高600mm。含泥浆的混凝土在混凝土灌注完毕可以用泵抽出,但必须保证桩顶标高满足设计要求。
2.作业条件:项目部在下达混凝土任务单时,对商品混凝土必须包括工程名称、地点、桩号、数量,对混凝土的各项技术要求(强度等级、防腐等级、缓凝及特种要求)、现场施工方法、生产效率(或工期),交接班交接要求,须由供需双方及时协调,互相配合。混凝土配合比通知单应由混凝土搅拌站(混凝土供应商)连同混凝土一起送到现场,交给资料员。
3.现场混凝土生产的质量要求:
(1)每个工作班应安排质安员值班。
(2)对现场使用的水泥合格证及复检单等资料进行核对,核对是否符合要求。试配混凝土,确定混凝土的配合比。
(3)混凝土生产前,搅拌站及混凝土泵需进行检查,确定设备运转正常后方可开拌,在泵送前,混凝土的坍落度经检验合格后方可进行泵送。
4.现场检验混凝土坍落度的要求:
(1)搅拌站生产出第一盘混凝土时,质安员应检验混凝土的坍落度,坍落度如符合180mm~220mm要求,则可以泵送浇筑;坍落度如不能满足180mm~220mm要求,混凝土倒掉重新拌制,直至符合要求;生产过程中的坍落度检验,按规范要求执行。
(2)商品混凝土运到现场后,质安员应检验混凝土的坍落度,坍落度如符合180mm~220mm要求,则可以泵送浇筑;坍落度如不能满足180mm~220mm要求,混凝土退回商品混凝土生产厂,由混凝土生产厂重新调整坍落度。
5.原地面商品混凝土运载车砼施工:
(1)准备工作:修筑行车、行机道路,保证机械设备施工作业的安全。
(2)备用好修筑运输道路的材料(拆除旧房的废砖头渣土等物料),备用于砼及下雨时的修筑道路铺垫。
6.泵送混凝土施工:
(1)准备工作:在准备开始施工前,要将混凝土汽车泵设置在基坑的运输道路靠近砼桩芯位置附近;在开始泵送前;要检查泵管安装是否牢固,管内是否干净;保证不漏气,不含杂物,防止在泵送过程出现堵管现象;
(2)泵送时,要先放入约1立方米水泥砂浆,泵送出泵体后,才可放入混凝土泵送;
(3)在泵送过程中,要确保混凝供应的连续性,如出现堵管现象,应及时组织人力进行抢修
(4)在泵送完毕后,应切底清洗输送管,以备下次使用。
7.导管浇注水下混凝土:
(1)采用&cent255两端带法兰、中间垫橡胶止水圈的导管,导管最下一段长度为4米,其余每节长度为2.5m,另备0.5m、1.0m、1.5m短管各2节,以适应不同深度的桩,在浇注时调节整根导管的总长度。
(2)导管使用前必须进行拼装试压,试压压力一般为0.6~1.0MPa,管接头如有漏损,必须及时修补或更换,否则导管在桩孔内作业时渗入泥水,造成混凝土骨料与水泥砂浆离析,导管堵塞,正常的浇注作业被迫中止,造成断桩。
(3)每次浇注水下混凝土前,导管须进行连接拆卸检查,各管之间的连接,采用螺旋快速接头或法兰胶垫止水接头,均应将螺纹或连接螺栓拧紧,密封止水胶圈,胶垫完好无损,否则其后果与第二项所述一样,会给工程带来较大的损失。
(4)导管可以数根相连为一段,在孔口处数段连成一整根缓慢下放到下端距孔底0.3~0.5m处。也可整根或分两根由吊车吊起插入孔中,加快操作进度,节约时间,相对缩短二次清孔后至浇注开始之间的时间,对于减少孔底沉渣大有好处。
(5)整根导管的上口应连接容量为3m&sup3~5m&sup3以上的储料漏斗(小于Ф1600桩采用不少于3m&sup3以上的储料漏斗),在漏斗出口与竖管连接处,悬吊一个用轻质木头制成的隔水塞,初始首槽浇注,漏斗内必须装满混凝土。剪断吊隔水塞的铅丝(8#),漏斗中的流态混凝土推压着隔水塞猛冲坠落,开始了导管浇注水下混凝土的第一道工序。
(6)第一漏斗流态混凝土落入孔底,混凝土导管将下口封住 ,这时导管之内已是无水状态,此后相继而来的流态通过漏斗倒入管中,流态混凝土因重力作用自行从导管下口流出,混凝土表面随着管中混凝土浇注而升高,最终形成桩身。
(7)浇注过程中,流态混凝土主要靠自身的重力作用下坠到桩孔内,也可以在每斗混凝土注入之后,间歇性地上下提升导管捣插,这样可以进一步使混凝土密实并加快浇注速度。
(8)水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性,浇筑前应对导管的接缝进行密封处理,防止浇筑中漏水影响混凝土质量。
参考资料:桩基础工程方案-百度百科
虽然小型起重机种类繁多,吊物种类繁多,但有一些基本的、普遍适用的 安全技术 要求。操作时应满足以下条件,与大家分享如下:步骤/方法1:每台小型起重机的驾驶员必须经过培训、考核合格,并持有操作证,方可操作。2.司机接管时,检查刹车、挂
小型吊车安全使用要符合的条件
虽然小型起重机种类繁多,吊物种类繁多,但有一些基本的、普遍适用的安全技术要求。操作时应满足以下条件,与大家分享如下:
步骤/方法1:每台小型起重机的驾驶员必须经过培训、考核合格,并持有操作证,方可操作。2.司机接管时,检查刹车、挂钩、钢丝绳和安全装置。发现异常性能,应在操作前消除。3.开车前,你必须按铃或报警。当操作接近人时,还应继续鸣响或报警。4.应根据命令信号进行操作。听到急停信号,无论是谁发出的,都要立即执行。5:确认起重机上或周围无人时,方可关闭主电源。如果电源断路器上有锁或标志,应由相关人员拆除后才能关闭电源。6.在关闭主电源之前,所有控制器手柄应设置为零。7.工作中突然断电,所有控制器手柄应归零;再次工作前,检查起重机是否正常移动。8:小吊车运行时,不允许带限位开关停车;对于没有反向制动性能的起重机,除特殊紧急情况外,不允许反向制动。9.不要在负载下调整起升和变幅机构的制动器。10:起吊重物不得越过人的头顶,吊臂下严禁站人。11.待吊重量接近或达到额定起重量时,起吊前应检查刹车,使用小高度(200 ~ 300 mm)短行程试验起重机,然后平稳起吊y-12:起吊液态金属、有害液体、易燃易爆物品时,必须先进行小高度、短行程试验起重机。13.重物提升速度应均匀,特殊情况下不允许紧急制动和急降。
注意事项
或者超载物体重量不清楚时,不要 悬挂 ;信号不清晰时不要挂机;绑扎时不要吊挂,吊挂或不平衡可能造成滑动;拉力不清楚的埋藏物不要悬挂;斜拉重物时不要悬挂;工作场地昏暗,看不清场地、吊物状况和指挥信号时,不要悬挂;当钢水(铁水)被过度包装时,它不会悬挂。
小型吊车操作时注意的事项
小吊车操作注意事项分享,供大家参考:
步骤/方法
1:钢丝绳
(1)一个捻距内的断丝数不应超过表1-9的规定,钢丝的表面磨损和锈蚀不应超过原直径的40%(吊运铁水或危险品的钢丝断丝报废标准为一般起重机的1/2)。
(2)钢丝绳应无扭结、死角、硬弯、塑性变形、麻芯挤压等严重变形,润滑状况良好。
(3)钢丝绳的长度必须保证当吊钩下降到最低位置(包括坑)时,留在卷筒上的钢丝绳不少于3圈。
(4)钢丝绳末端应有两个或两个以上的固定夹。
2:滑轮
(1)滑轮灵活、光滑、无裂纹,轮缘部分无缺陷和钢丝绳损伤。
(2)轮槽磨损不均匀3毫米。或壁厚磨损达到原壁厚的20%,或槽底直径减径达到钢丝绳直径的50%,滑轮应报废。
(3)滑轮护罩应安装牢固,无损坏或明显变形。
3:钩子
(1)表面应光滑,无破口、锐角等缺陷。吊钩上的缺陷不允许补焊。
(2)吊钩应转动灵活,定位螺栓和开口销必须紧固完好。
(3)吊钩下部危险段和钩尾螺纹卸荷槽段严禁有裂纹。
(4)危险断面的磨损不应超过原尺寸的10%。钩衬套的磨损不应超过原始尺寸的50%,芯轴的磨损不应超过原始尺寸的5%。
4:刹车
(1)动作灵活可靠,调节要适度严密,不得有裂纹、塑性变形和弹簧无端边。
(2)松开制动轮时,闸瓦与制动轮的间隙应基本相等。制动带(一侧)最大开度应≤1毫米,电梯应≤0。7毫米.
(3)制动轮的制动摩擦面不得有妨碍制动性能的缺陷,不得沾有油污或油漆。
(4)车轮表面粗糙度应<1.5 mm,起升变幅机构制动轮缘厚度磨损量应小于原始厚度的40%,其他机构制动轮缘磨损厚度应小于原始厚度的50%。
(5)起重机起升热金属、易燃易爆危险品或滑钩后,起升机构应安装两套制动器,以免造成较大危险或损失。
5:限位和联锁装置
(1)过吊限制器应确保当吊钩上升时。极限位置(电动葫芦>:0.3m .双梁起重机>:0.5 m),可自动切断电源。新安装的起重机也应该有下限止动装置。
(2)操作机构应配有行程限制器和互感限制器,以保证两台起重机相距0.5 m,起重机距最末端0.5-3 m时(视吨位而定)自动切断电源。
(3)当电梯(或电梯)的轿厢(轿厢)跨越上下站30-100 mm时,超程开关应切断控制电路;限位开关应切断主电源,超出末站水平位置130-250毫米时不能自动复位。限位开关不允许使用刀闸。
(4)变幅起重机应配备限位装置,防止吊臂在最大和最小范围内前后倾斜。当振幅达到最大或最小极限时,吊臂根部应触碰限位开关切断电源。
(5)门舱联锁保护装置应安装在桥式起重机驾驶室门、通向桥架的仓门和起重机两侧的端梁门外;电梯(或电梯)层门必须装有机电联锁装置,轿厢门应装有电气联锁装置;载人电梯轿厢顶部的安全门必须装有联锁保护装置;载人电梯的门应装有灵敏的安全触板。
(6)室外作业用起重机械。各种限位开关和联锁电气部分应有防雨雪保护措施。
6.停车保护装置
(1)各种开关接触良好,运行可靠,操作方便。紧急情况下,可迅速切断电源(在地面操作的电动葫芦的按钮盒也应与停止开关紧密配合)。
(2)起重机和小车的运行机构、轨道终端立柱四端的侧面、电梯(或升降机)的行程底部极限位置应安装缓冲器。
(3)各种缓冲器应安装牢固。采用橡胶缓冲器,小车厚度为50 ~ 60 mm,小车厚度为100 ~ 200mm;如果使用硬木块,木块表面应配备橡胶。
(4)钢轨终端制动器应能承受起重机满载时的冲击。50 t及以上起重机应配备过载限制器。电梯应配备负荷限制器和超速及失控保护装置。
(5)桥式起重机的零位保护应完好。
7.信号和照明
(1)除地面操作的电动葫芦外,其他所有起重机和电梯(电梯)均应配备音频信号装置,载人电梯应配备音频报警装置。
(2)起重机主滑线的三相都应装有黄色、绿色和红色的指示灯。当轨长>:50 m时,滑线两端应设指示灯。驾驶室内的动力传动指示灯应设置在主电刀下方。
(3)起重机驾驶室照明应使用24 v和36 v安全电压。桥下照明灯应采用防震的深碗灯罩,灯罩下安装10 mmx 10耐热防护网。(4)照明电源应为独立电源。
8: PE线和电气设备
(1)供电应采用TN-S或TN-C-S系统,吊车轨道应与PE线紧密连接。
(2)起重机上各种电气设备设施的金属外壳应与整机金属结构连接良好;否则,应添加连接线。
(3)起重机轨道应采用重复接地措施。当轨道长度超过150 m时,应在轨道对角线处设置两个接地点。但当现有电网在距工作地点≤50 m范围内重复接地时,则不要求。
(4)起重机的两条轨道应通过连接线牢固连接。同一端钢轨的接头处(钢梁架上的钢轨除外)应进行跨接焊接。连接线和跳线的截面要求:圆钢≥ 30mm2 (φ 6 ~ φ 8mm),扁钢≥ 10mm2 (3mm× 50mm或4 mm×40mm)。
(5)电梯(电梯间)的PE线应直接接至机房总地线,不允许串接。
(6)电气设备和线路的安装符合规范要求,无老化、破损、裸露电气点和临时电线。
9:护杆和护板
(1)起重机外露的可能伤人的运动部件。如联轴器、链轮和链条、传动带、滑轮、突出销等。,应配备保护罩。
(2)起重机外侧应安装防护栏杆,以防人员坠落。护栏高度≥l050 mm,立柱间距≤100 mm,横杆间距350~380 mm,底部安装底裙板(踢脚板)。
(3)桥式起重机大车的滑动端梁下方应设置滑动护板,防止吊索接触(已安全关闭的安全滑线除外)。
(4)吊车车轮前缘应装有扫轨板,扫轨板距轨面≤10毫米。
(5)起重机走道板应焊接厚度≥4 mm的花纹钢板,不得有翘曲、歪斜、严重腐蚀和脱焊现象。如果没有小物体掉落的可能,房间里应该没有预留孔。孔径应≤50毫米。
10:遮雨罩和锚固装置
露天起重机的轨夹或锚固装置应灵活可靠,电控部分应有防雨盖。走道应设有几个直径为50毫米的排水孔。
11:安全标志和消防设备
(1)额定起重能力的吨位铭牌应悬挂在显眼位置。支腿、悬臂端、回转配重、吊钩滑轮侧板等。移动式起重机的外壳应涂有安全标志。
(2)司机室、电梯室应配备小型干粉灭火器,在有效期内使用,放置安全可靠。
12:吊索
(1)吊索应集中存放在几个地点,并由专人管理和维护。存储点标有选定的规格和相应的负载。
(2)捆扎钢丝绳琵琶头的穿入长度为绳径的15倍,且不小于300毫米。
(3)夹具、固定装置、电杆和链条应无裂纹、塑性变形和过度磨损。
小型吊车安全使用要符合的条件@2019
2、桥式起重机卷筒上的钢丝绳的缠绕,先将钢丝绳卷滚盘的中心圆孔中穿入一钢管或圆钢设法架起,使钢丝绳卷滚盘能安全转动为好。然后将钢丝绳绳头切割整齐用胶带等绑扎不松散,再把钢丝绳绳头穿入卷筒上的钢丝绳末端固定位置(根据原设计挤压固定)固定好,顺应固定端方向慢慢转卷筒缠绕钢丝绳即可,主要排列整齐。钢丝绳长度应事先注意计算当吊钩滑轮组穿满时,吊钩落到地面(或最低位置)时,一般要求卷筒上的钢丝绳缠绕不少于3圈。
3、滑轮组的穿绕,卷筒下来的钢丝绳即“快绳”先穿吊钩滑轮组,一般先从钢丝绳固定端对侧的滑轮穿起,顺绕即可。最后一定要固定好绳端。
4、全面检查无问题后,启动升降机构,来回全程起升下降数次,如有吊钩滑轮组有自转现象,取下绳端向吊钩滑轮组自转的反方向扭转几圈,重新固定好绳端试车至正常后再进行有负荷试运行。
施工工艺流程
锤击管桩施工工艺流程为:测量放线→桩位复核→桩机就位、调整→桩就位、三心同线→双向调整垂直度→沉桩→接桩→沉桩→送桩→收锤→拔送桩器、挡桩孔口→完成一根工程桩。
施工流程
测量放线:按照红线要求对建筑物进行测量定位,在甲监理等有关人员复核测量基线、水准点、控制点、桩位点并签字认可后方可使用。
根据单位提供的测量控制点及设计图纸,测量标定各个桩位中心点,打入短钢筋并辅以醒目标志,并测放出场地标高,将测量定位成果图报监理或建设单位复核验收签字确认后方可开始施工。
测放桩位误差不得大于20mm,并且施工过程中测量人员在沉桩前应对短钢筋头进行复核,以避免沉桩和桩机行驶造成的土体隆起影响桩位的准确性。对所施工后的桩也要跟踪观测两到三天,判定土体是否发生位移,震动挤土效应是否强烈。
扩展资料:
锤击管桩的施工过程为:
(1)、桩机移到指定桩位,打桩前必须将桩台调平,就位后将桩吊放入压帽内,确保锤、帽、桩三心对正在一条垂线,帽与桩顶间确保有良好的接触,检查桩的垂直度和桩位偏差,待垂直度在0.5%以内以及桩位偏差不得大于20mm方可进行沉桩,必要时将桩拔出重插;
(2)、启动柴油锤开始打桩;桩垫选择100mm厚的纸垫或者塑料制品,避免应力集中引起桩头损坏,并及时更换,并且遵循重锤低落距打桩;完成一节桩的沉桩过程后,电焊接桩,再重复第二节、第三节等的沉桩过程,从而完成一根桩的施工过程。
对中后桩的垂直度的调节以及施工过程中桩的垂直度的控制,由桩机指挥及主机操作员一起完成;桩机指挥通过垂球观测桩的横向垂直度,其纵向由主机操作员通过垂球来观测桩的纵向垂直度。
沉桩过程中时刻检查桩身垂直度,当垂直度大于0.8%,应找出原因设法纠正;当桩尖达到硬土层时严禁用移动桩架的方式纠偏。
当管桩一插入地表土后就遇到厚度较大的淤泥层或松软的回填土时,柴油锤应采用不点火(空锤)的方式施打,液压锤应采用落距为20~30cm的方式施打,使管桩缓慢下沉。
沉桩较难时,要检查落锤有无倾斜偏心,特别要检查桩垫、桩帽是否合适,如果不合适,需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完,不要中断,以免难以继续沉桩。
接桩:本工程桩基接头形式采用电焊接头,待上节桩垂直度调整完毕后方可进行焊接操作。焊接前适用钢刷子将端板表面油污、铁锈、泥土等杂物清理干净,坡口处应刷至露出金属光泽。
上下节桩焊接时,下节桩头露出地面50-100mm,以便焊接操作。接桩时应先点焊4~6个点固定,然后两名电焊工进行对称焊接,并确保焊缝质量和尺寸。焊接停歇时间以及上、下节桩平面偏差和桩顶平整度应满足如下条件:
(1)、电焊结束后待其自然冷却后方可继续沉桩,严禁适用水冷却以及焊完即开始沉桩;
(2)、电焊接桩焊缝:焊缝咬边深度≤0.5m,上下端部错口≤3mm,焊缝电焊质量外观为:无气孔、无焊瘤、无裂缝,具体见(GB50202-2002)规范要求。
送桩:按预先测量的现场标高送到设计要的桩顶标高,其误差为±5cm,应测量校正送桩器垂直度,避免偏心受压给桩段不必要的弯矩。送桩或者复打时,应事先检查管桩内是否充满水,若管内充满水,应先抽去部分水以后才能施打。
参考资料:百度百科——桩基施工
外脚手架和外架防护棚的搭设
在工程建设过程中,遇到的问题种类繁多,常常让工程管理人员头疼不已,其中外脚手架和外架防护棚的搭设就是其中之一,下面就让我们一起来学习学习吧!
1外架综合管理规定
1、建筑工程实行施工总承包的,外架专项方案应当由施工总承包单位编制。附着脚手架等专业工程实行分包的,其专项方案可由总承包单位组织专业承包单位编制
2、架体高度超过20m(含20m)的悬挑外架及爬架、附着式整体和分片提升脚手架工程、自制卸料平台、移动操作平台、新型及异型脚手架工程由编制单位组织专家论证,论证完毕后,由方案编制人按专家意见修改完善后报编制单位技术管理部门审核,编制单位技术负责人审批,报项目总监理工程师、建设单位项目负责人审核签字
3、搭设高度不足50m的双排落地式外架,由项目技术负责人初审,编制单位技术管理部门审核,编制单位技术负责人审批,报项目总监理工程师审核签字
4、由专业分包单位完成编审的外架施工方案必须交总包单位审查,审查的内容包括专业分包单位资质、编审人员的资格、是否经过专家论证,是否按论证要求进行修改,编审人员签字是否真实、单位用章是否合规等。审查程序为项目经理部初审、总包单位技术管理部门审核、总包单位技术负责人审批
5、外架施工方案经总包单位审批后,报总监理工程师审批,然后按当地建设行政主管部门的要求备案
6.用于架子搭设的材料、构配件,如架管、扣件、安全网、脚手板、钢丝绳、型钢、用做吊环或锚环的圆钢、电动葫芦等必须按国家相关标准、规范要求送检,检验合格方可投入使用
7.外架搭设前,外架施工方案编制人必须向外架施工员进行方案交底,施工员必须向作业班组进行安全技术交底。交底时,项目专职安全员全程参与监督,交底完毕、交底双方和监交人均必须在交底单上签字,交底单由交底双方和监交人保存
8.外架应由具备相应资质的作业人员按经审批的外架施工方案搭设,外架搭设完毕后,由项目生产经理组织方案编制人、外架施工员、专职安全员、外架作业班组长对外架进行验收,并保存相关验收记录。验收合格后方可投入使用
9.外架投入使用前,外架方案编制人向管理外架的施工员、外架使用班组进行外架使用安全交底,并形成交底记录
10.外架使用过程中,管理外架的施工员对外架的使用情况进行日常巡查,禁止随意改动外架、拆除附属设施等不安全的行为。发现问题,及时处置
11.外架拆除前,由外架方案编制人向负责外架拆除的施工员、作业班组进行外架拆除安全技术交底。外架拆除时,由具备相应资质的作业人员按方案要求进行。
2落地式脚手架
一、架体形象
1、立杆、水平杆、栏杆、横向斜撑为黄色,剪刀撑为黑黄色相间(每段长度为400mm)
2、小横杆 每个主节点处设小横杆一道,小横杆外伸长度不小于100mm,不大于150mm,小横杆距主节点距离为120mm(不得大于 150mm)
3、安全立网
安全网强度符合规范要求,且张挂平整,并保持整洁无破损
4、安全警示带
1)、沿外架四周,每隔3层或10m设置20cm高安全警示带(兼挡脚板),第一道设于第2层水平封闭层处
2)、警示带安装于外架外立杆的内侧,采用18mm厚木胶合板。警示带外立面采用油漆刷成黑黄相间的色条,色条宽150mm
5、横向斜撑
1)、一字型、开口型双排脚手架的两端必须设置横向斜撑,中间每隔6跨设置一道
2)、高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑,高度在24m以上,除拐角应设置外,中间每隔6跨设置一道。
二、架体基础
1、位于土层上的架体基础采用垫木枋或垫10#槽钢,垫层厚度≮100mm
2、位于结构楼板上的架体基础垫150×150的木胶合板(厚18mm)或者钢板(厚5mm)上焊接高100mm直径为55钢管。
外脚手架
三、架体搭设要求
1、立杆
1)、立杆纵向间距1.5m,横向间距0.8~1.0m,步距1.76m
2)、立杆各接头必须采用对接扣件对接,对接立柱上的对接扣件应交错布置,相邻两个立柱接头不应设在同步同跨
内,同步内隔一根立杆的两个相隔立柱接头在高度方向错开的.距离不应小于600mm,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3即600mm。
2、水平杆
1)、每一主节点处必须设置一根横向水平杆,采用直角扣件扣紧在立杆上,该杆的轴线偏离主节点的距离不应大于150mm
2)、纵向水平杆设置在立杆的内侧并采用直角扣件与立杆扣紧。纵向水平杆设于横向水平杆之上
3、脚手板
1)、脚手板采用竹跳板铺设,每2步一铺设
2)、脚手板应铺设严密、牢固、平稳,脚手板两端用10~14#铅丝固定牢靠。
4、连墙件
连墙件必须采用刚性构件,架体与建筑结构的连接采用刚性连接。连墙件设置按下表要求设置。
5、剪刀撑
高度≥24米的双排落地式外架、挑架和爬架均必须沿长度方向和高度方向连续设置剪刀撑,高度<24米的双排落地
式外架两端分别自下至上设置剪刀撑一道,中间剪刀撑间距不大于15米,每道剪刀撑宽度不少于4跨6米,水平成角为45度至60度,搭接长度不小于1米,三个旋转扣均布固定。
6、外架平网
外架必须在作业层的下一层设置安全平网,安全平网要挂至建筑结构边。
7、外架水平封闭层设置
外架每隔3层,且不大于10m设置一道水平封闭层。悬挑外架的第一道水平封闭层设于悬挑梁上爬架的第一道水平封闭层设于底座上。落地式脚手架的的第一道水平封闭层设于建筑物第一层顶板标高位置处。
8、架体人行斜道
1)、人行斜道每跑宽度不得小于1m
2)、当搭设运料斜道时,每跑宽度不得小于1.5m,坡度以1:6为宜。
3)、斜道两侧及平分处应设置护拦和挡脚板,人行通道板上钉防滑条,防滑条断面尺寸20×30mm,宜采用木质材料,间距不大于300mm。
4)、人行斜道应在脚手架外立杆设置,每6m高度设置连墙杆两根(即6×7.5m范围内设置连墙杆2根)
5)、斜道外立面设置连续剪刀撑。
外架防护棚
9、外架防护棚
脚手架外临街、通道、交叉作业等位置需要搭设外架防护棚,防护棚搭设符合坠落半径的要求。
物体坠落半径规定
根据最新规范GB/T3068-2008要求
一级高处作业:作业高度(h)2-5m,坠落半径(r)为3m。
二级高处作业:作业高度(h)5-15m,坠落半径(r)为4m。
三级高处作业:作业高度(h)15-30m,坠落半径(r)为5m。
四级高处作业:作业高度(h)30m以上,坠落半径(r)为6m。
安全通道防护棚搭设长度与物体坠落半径成正比,在物体坠落半径内,通道防护棚必须覆盖物体坠落半径范围。
3悬挑外架
1、架体形象
悬挑外架的警示带设于悬挑型钢的顶部,每悬挑一次设置一道悬挑工字钢刷黑黄相间油漆,尺寸同警示带。其余同落地式脚手架。
2、架体悬挑层搭设
1)、一次悬挑脚手架高度不宜超过20m。
2)、型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。悬挑钢梁型号及锚固件应按设计确定,钢梁截面高度不应小于160mm。悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上。锚固型钢悬挑梁的U型钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16㎜用于锚固的U型钢筋拉环或螺栓应采用冷弯成型。U型钢筋拉环、锚固螺栓与型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧。每个型钢悬挑梁外端宜设置钢丝绳或钢拉杆与上一层建筑结构斜拉结。
钢丝绳、钢拉杆不参与悬挑钢梁受力计算钢丝绳与建筑结构拉结的吊环应使用HPB235 级钢筋,其直径不宜小于20㎜。悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定,固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25 倍。
型钢悬挑梁固定端应采用2个(对)及以上U 型钢筋拉环或锚固螺栓与建筑结构梁板固定,U 型钢筋拉环或锚固螺栓应预埋至混凝土梁、板底层钢筋位置,并应与混凝土梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢固。预埋件锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中钢筋锚固的规定。当型钢悬挑梁与建筑结构采用螺栓钢压板连接固定时,钢压板尺寸不应小于100mm×10mm(宽×厚)当采用螺栓角钢压板连接时,角钢的规格不应小于63mm×63mm×6mm。
型钢悬挑梁悬挑端应设置能使脚手架立杆与钢梁可靠固定的定位点,定位点离悬挑梁端部不应小于100mm。锚固位置设置在楼板上时,楼板的厚度不宜小于120mm。如果楼板的厚度小于120mm 应采取加固措施。
3)、杆件搭设及防护同前述落地式外架。
装饰阶段外架防护及悬挑外架结构
悬挑外架结构
悬挑外架工字钢布置及卸荷钢丝绳
卸荷钢丝绳
外架悬挑层防护
外架悬挑层封闭构造图
外架悬挑层封闭
主体施工阶段外架水平防护:
①主体结构施工阶段的外脚手架每层均满铺脚手板,脚手板铺至楼面边缘,把外架与建筑物之间的空隙封闭
②施工层、拆模层、第二层楼面应满铺脚手板,脚手板铺至楼面边缘。从二楼面起,每隔12m设置一道硬质材料的隔断防护,并在两层硬质防护中间部位张挂安全平网。非作业层楼面临边设防护栏
③脚手板铺设时严禁出现探头板。脚手板端头应用φ1.2mm锌铁丝固定在小横杆上。
装修施工阶段外架水平防护:
①作业层应满铺脚手板,脚手板铺至楼面边缘
②从二楼面起,竖向每隔12m设置一道硬质材料的隔断防护,并在两层硬质防护中间部位张挂安全平网。非作业层楼
面临边设防护栏
③脚手板铺设时严禁出现探头板。脚手板端头应用φ1.2mm镀锌铁丝固定在小横杆上。
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2. 施工员工作内容和岗位职责
1、施工工艺流程:
泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程是:场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→浇筑水下混凝土→成桩。
2、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,在冲孔时应随时测定和控制泥浆密度,如遇较好土层可采取自成泥浆护壁。
3、灌注桩的质量检验应较其他桩种严格,因此,现场施工对监测手段要事先落实。
4、灌注桩的沉渣厚度应在钢筋笼放入后,混凝土浇注前测定,成孔结束后,放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落,增加沉渣厚度。
因此,沉渣厚度应是二次清孔后的结果。沉渣厚度的检查目前均用重锤,但因人为因素影响很大,应专人负责,用专一的重锤,有些地方用较先进的沉渣仪,这种仪器应预先做标定。
扩展资料:
人工挖孔灌注桩的施工程序是:
场地整平→放线、定桩位→挖第→节桩孔土方→支模浇筑第→节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁。
校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板,支第二节模板,浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度→进行扩底(当需扩底时)→清理虚土、排除积水,检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。
参考资料:百度百科——混凝土灌注桩
2.9.1 桂林岩溶区常用的桩基础
由于地基中存在溶洞土洞以及塌陷,石灰岩地基表面以上普遍存在一层软流塑状态的软土,当经过地基持力层强度验算,软弱下卧层强度验算,地基变形验算,或者地基稳定性评价,至少有一项不满足要求时,且地基处理或许成本较高时,此时,桩基础便是最佳的选择。在桂林岩溶地区,主要采用灌注桩基础,灌注桩是在现场的设计桩位上直接采用机械或人工成孔,根据采用的成孔方法和手段不同,又分别称为钻(冲)孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩等,其他桩型在桂林岩溶区较少使用。
2.9.2 桂林岩溶区沉管灌注桩施工工艺
沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法,将带有活瓣式桩靴或预制钢筋砼桩尖的钢管沉入土中,然后边浇筑砼,边锤击或振动拔管。
桂林岩溶地区的沉管灌注桩,绝大多数是漓江一级阶地的卵石层以及二级阶地的含卵石粘土(混合土)作为桩端持力层,也有部分选用石灰岩作为桩端持力层。该基础类型的优点是桩径、桩长可以随地质条件的变化,作适当调整,而且这类桩基施工进度较快,工期相对较短,单位造价较低。当选用石灰岩作为桩端持力层时,有如下缺点:①在基岩面起伏变化大的地段,易产生斜桩甚至滑桩;②当桩尖置于鹰嘴岩、石芽等不完整岩体时,无法保证其承载力;③若基岩上部有卵石分布时,基桩的施工较为困难。
2.9.2.1 施工准备
2.9.2.1.1 材料
主要包括水泥、砂、石、钢筋等。
(1)水泥:采用硅酸盐水泥,水泥进场时应有出厂合格证明书。施工单位应根据进场水泥品种、批号进行抽样检验,合格后才能使用;
(2)中粗砂:采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂,其含泥量不大于3%
(3)石子:采用坚硬的碎石或卵石,最大粒径不宜大于40 mm,且不宜大于钢筋最小净间距的1/3,含泥量不大于2%
(4)钢筋:钢筋进场时应有出厂质量合格证明书,应检查其品种规格是否符合要求及有无损伤、锈蚀、油污,并应按规定抽样,进行抗压、抗弯、焊接试验,经试验合格后方能使用(进口钢筋要进行化学成分检验和焊接试验,符合有关规定后方可用于工程)。钢筋笼的直径除应符合设计要求外,还应比套管内径小60~80 mm
(5)桩尖:一般采用钢筋砼桩尖,其配筋构造和数量必须符合设计或施工规范的要求。
2.9.2.1.2 作业条件
(1)施工前应作场地查勘工作,如有架空电线、地下电线、给排水管道等设施,妨碍施工或对安全操作有影响的,应先作清除、移位或妥善处理后方能开工;
(2)施工前应做好场地平整工作。雨季施工时,要采取有效的排水措施;
(3)应具备施工区域内的工程地质资料、经会审确定的施工图纸、施工组织设计(或方案)、各种原材料及预制桩尖等的出厂合格证及其抽检试验报告、砼配合比设计报告及其有关资料;
(4)桩机性能必须满足成桩的设计的要求;
(5)最好能够会同设计单位选定1~2根桩进行打桩工艺试验(即试桩)以核对场地地质情况及桩基设备、施工工艺等是否符合设计图纸要求。
2.9.2.2 操作工艺
(1)锤击沉管灌注桩的施工方法一般为“单打法”,但根据设计要求或土质情况等也可采用“复打法”;
(2)锤击沉管灌注桩宜按流水顺序,依次向后退打。对群桩基础及中心距小于3.5倍桩径的桩,应采用不影响邻桩质量的技术措施;
(3)桩机就位时,桩管在垂直状态下应对准并垂直套入已定位预埋的桩尖,桩架底座应呈水平状态及稳固定位,桩架垂直度允许偏差不大于0.5%
(4)桩尖埋设后应重新复核桩位轴线。桩尖顶面应清扫干净,桩管与桩尖肩部的接触处应加垫草绳或麻袋;
(5)注意检查并保证桩管垂直度无偏斜后才正式施打。施打开始时一般先低锤慢击,施打过程若发现桩管有偏斜时,应采取措施纠正。如偏斜过大无法纠正时,应及时会同施工负责人及技术、设计部门研究解决;
(6)沉管深度应以设计要求及经试桩确定的桩端持力层和最后三阵,每阵十锤的贯入度来控制,并以桩管入土深度作参考。在桂林岩溶地区,以卵石作为桩端持力层时,一般最后三阵每阵十锤的贯入度不大于20 mm,且每阵十锤贯入度值不应递增;
(7)拔管时采用倒打拔管的方法,用自由落锤小落距轻击不少于40次/m in,拔管速度应均匀,对一般土层以不大于1 m/min为宜;
(8)按设计要求进行局部复打或全复打施工,必须在第一次灌注的桩身砼初凝之前进行。
2.9.2.3 施工注意事项
2.9.2.3.1 避免工程质量通病
(1)为防止出现缩颈、断桩、砼拒落、钢筋下沉、桩身夹泥等现象,应详细研究工程地质报告,制订切实有效的技术措施;
(2)灌注砼时,要准确测定一根桩的砼总灌入量是否能满足设计计算的灌入量,在拔管过程中,应严格控制拔管速度,发现缩颈及时采取措施处理;
(3)如采用跳打法施工,跳打时必须等相邻成形的桩达到设计强度的60%以上方可进行;
(4)拔管时尽量避免翻插,以防止孔壁周围的泥挤进桩身,造成桩身夹泥。
2.9.2.3.2 主要安全技术措施
(1)在施工方案中,认真制订切实可行的安全技术措施;
(2)清除妨碍施工的高空和地下障碍物,平整打桩范围内的场地和压实打桩机行走的道路;
(3)对临近原有建(构)筑物,以及地下管线要认真查清情况,并研究采取有效的安全措施,以免震坏原有建筑物而发生伤亡事故;
(4)打桩过程中,遇有施工地面隆起或下沉时,应随时将桩机垫平,桩架要调直;
(5)打桩时,严禁用手去拨正桩头垫料,同时严禁桩锤未打到桩顶即起锤或刹车,以免损坏打桩设备;
(6)严格执行《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46—2005)的有关规定。
2.9.3 桂林岩溶区钻(冲)孔嵌岩灌注桩施工
桂林岩溶区钻(冲)孔嵌岩灌注桩,选用石灰岩作为桩端持力层。钻(冲)孔嵌岩灌注桩不但能穿越局部密实卵石层,而且能穿越石灰岩石芽、厚度较小的溶洞顶板而到达有足够持力层厚度的完整段的石灰岩;也解决了其他桩型因基岩面起伏而出现的滑桩、斜桩问题,能够保证较高的承载力。该类桩基的单桩承载力高,可以一柱一桩,安全可靠,桩长桩径设计灵活性大。施工噪音相对较小,但缺点是单位造价高,单桩施工时间较长,施工时泥浆、污水易对周围环境造成不良影响。
2.9.3.1 施工前准备工作
(1)场地平整,清除杂物,回填土夯打密实;
(2)挖泥浆池、沉淀池、储水池,准备合格粘土;
(3)水、电源接通;
(4)平直机架,保证钻孔过程中不能移位和不均匀沉陷;
(5)符合指标要求的泥浆,一般采用粘性土。
2.9.3.2 钻孔
(1)钻具联结要铅直,初期钻进速度不要太快,适当控制进尺,使初期成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌,钻进速度和泥浆排量相适应。
(2)钻进过程中,经常检查泥浆指标变化情况,并注意调整钻孔内泥浆高度。一般选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能,泥浆性能指标参考如下:
泥浆相对密度:1.1~1.15;
黏度:一般地层16~22 s,松散易坍地层19~28 s;
含砂率:新制泥浆不大于4%;
胶体率:不小于95%
pH值:7~9。
(3)钻进过程中及时滤渣,同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地层的类型,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存,以便分析备查。
(4)经常检查机具动转是否正常,发现异常应立即报告,需加润滑油部分每班必须检查一次。
(5)终孔后按规范规定进行清孔,桩底沉渣一般不超过10 cm。
2.9.3.3 钢筋笼制作与安放
(1)钢筋进场必须具有合格证,每批材料、每种规格均需抽样检查合格后方可使用;(2)钢筋绑扎过程中应严格遵守规范;
(3)钢筋吊装中要防止变形,钢筋笼入孔后应牢固定位,提升导管时必须防止钢筋笼拔起;
(4)适当焊接加固钢箍和吊挂筋,保证钢筋笼安装过程不变形。
2.9.3.4 砼灌注
(1)灌注混凝土前,在孔口安放护孔漏斗,然后放置钢筋笼,并再次测量孔内虚土厚度。扩底桩灌注混凝土时,第一次应灌到扩底部位的顶面,随即振捣密实;浇注桩顶以下5 m 范围内混凝土时,应随浇注随振动,每次浇注高度不得大于1.5 m
(2)施工中应保持场地清洁卫生,泥浆不得到处外溢,沉渣应及时清除;
(3)当施工完成后,应凿除桩头预加高度的砼。
2.9.3.5 钻(冲)孔嵌岩灌注桩基础施工注意事项:
(1)施工中必须保证桩端全断面嵌入完整基岩中,最小嵌岩深度必须≥0.5 m,且须保证桩端下有足够厚度的完整石灰岩;
(2)施工过程中在局部软弱土段、松散卵石段、易产生缩径、塌孔现象,在岩面陡峭、石芽等岩溶发育地段会产生斜孔、卡孔等现象,采用泥浆护壁时,会出现漏浆问题,这时必须采取有效措施加以防治;
(3)浇注混凝土前必须做好沉渣清理工作,沉渣厚度必须≤50 mm。当有地下水时,浇注时须采用水下浇注混凝土工艺施工;
(4)单桩承载力需经过静载或高应变动测法确定。
2.9.4 桂林岩溶区人工挖孔灌注桩施工
人工挖孔桩,是利用人工挖孔、在孔内放置钢筋笼、灌注混凝土的一种桩型。常见的施工方法就是由人工向下挖掘土(岩)成圆孔,且每挖1 m 左右支模浇注一圈混凝土护壁,如此不断下挖,一直到设计要求的深度,然后在孔内安放钢筋笼,灌注桩身混凝土。人工挖孔桩主要适用于岩溶发育不强烈、上覆土层不厚及基岩可作为稳定桩端持力层的地质情况;对于持力层深度大、地下水丰富(如漓江一级阶地的砂、卵石地层)、有软土存在或岩溶强烈发育的地方,如果强行开挖,往往因护壁困难或涌水量骤增造成施工困难甚至无法施工,且强排地下水将对周围环境造成不良影响,此时应慎重使用或不使用。桂林岩溶区的人工挖孔桩的孔径(不含护壁)一般大于1.0 m,小于2.5 m;孔深一般不超过20 m。
2.9.4.1 施工准备
(1)熟悉施工图纸及场地的水文地质资料,编制切实可行的施工方案;
(2)全面开挖之前,有选择地先挖两个试验桩孔,分析土质、水文等有关情况,以此修改原编施工方案;
(3)开挖前场地应完成三通一平各项临时设施,如照明、动力、安全设施准备就绪;
(4)按基础平面图,设置桩位轴线、定位点;
(5)人工挖孔灌注桩施工用的机具准备:如混凝土搅拌机、卷扬机、吊桶、护壁模板、扬程水泵、通风及供氧设备、镐、锹、土筐、防水照明灯(低压36V、100W)、安全帽、安全带等。
2.9.4.2 施工工艺
工艺流程:测量控制→锁孔口→检查桩位(中心)轴线→安装施工机具→逐层往下循环作业→检查验收→吊放钢筋笼→浇注桩身混凝土。
2.9.4.2.1 测量控制
桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点。
2.9.4.2.2 锁孔口
(1)开挖第一节桩孔土方:开挖桩孔应从上到下逐层进行,先挖中间部分的土方,然后扩及周边,有效地控制开挖孔的截面尺寸;
(2)浇筑第一节护壁混凝土:桩孔挖完一节后立即浇筑护壁混凝土,人工浇筑捣实。
2.9.4.2.3 检查桩位(中心)轴线
每节桩孔护壁做好后,必须将桩位十字轴线和标高设在护壁的上口,然后用十字线对中,吊线坠向井底投设,以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度,随之进行修整。井深必须以基准点为依据,逐根引测,保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
2.9.4.2.4 安装施工机具
(1)架设垂直运输架:要求搭设稳定、牢固;
(2)在垂直运输架上安装电动葫芦或卷扬机;
(3)安装吊桶、活动盖板、照明、水泵和通风机等。
2.9.4.2.5 逐层往下循环作业
将桩孔挖至设计深度,清除虚土或虚渣,桩底应支承在设计所规定的持力层上。
2.9.4.2.6 检查验收
成孔以后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定,做好施工记录。
2.9.4.2.7 吊放钢筋笼
吊放钢筋笼时,要对准孔位,直吊扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时,应立即固定。
2.9.4.2.8 浇注桩身混凝土
按规范规定向桩孔内浇注混凝土。
2.9.4.3 桩孔质量要求保证
(1)对桩的垂直度和孔径,每段检查,发现偏差,随时纠正,保证位置正确;
(2)桩底持力层应满足设计承载力要求;
(3)浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理,必须符合设计要求和施工规范的规定。
2.9.4.4 挖孔安全保证经验措施
(1)挖孔时井外作业人员作为该孔安全员,时刻监控井周与井下人员安全;
(2)认真研究钻探资料,分析地质情况,对可能出现流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况制定针对性的安全措施;
(3)挖出的土方必须及时运走,井孔口周边1 m 范围内,禁止堆放土石方,且堆土高度不应大于0.8 m,未浇注的桩3 m 范围内严禁过重车;
(4)挖孔作业人员、监护人员,必须戴安全帽,严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业;
(5)井内人员必须乘专用吊笼上下,不乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。井孔内必须设置应急时使用的安全绳和软爬梯;
(6)当孔深较大时,应向孔下通风,加强空气对流,必要时输送氧气,防止有毒气体危害。操作时上下人员轮换作业,桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况,预防安全事故发生;
(7)当地下水量不大时,随挖随将泥水用吊桶运出,地下渗水量较大时,吊桶满足不了排水,先在桩孔底挖集水坑,用高扬程水泵抽水。作业人员必须离开井孔,严禁人机同坑作业。要随时观察井壁变化;
(8)严格按照有关规定安装现场电源线路及电气设备,由持证电工负责安装维护,经验收合格后,方准投入使用;施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须遵守现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46—2005)的规定。
(9)当相邻孔桩在浇灌桩心砼时,原则上要停止掘进,以防竖井在较大侧压力下土体失去稳定而坍塌;
(10)桩孔必须每挖一定深度进行护壁,严禁只挖不护壁;大雨天气,不得进入孔下作业。
2.9.5 人工挖孔灌注桩的孔壁稳定性[35]
人工挖孔灌注桩是在设计桩位采用人工挖掘方法成孔,然后安放钢筋笼,灌注混凝土而成桩的一种桩基础。它具有许多优点:可直接观察地层情况,孔底易清除干净,设备简单,噪声小,场区各桩可同时施工,桩径大,另外还较经济。因此,在场地条件许可的情况下(如地下水量不大),很受欢迎。但它在没有混凝土护壁的情况下,很容易塌孔,而对施工安全造成隐患。目前,有些生产单位及设计者出于工程经济考虑,在不采用混凝土护壁筒的情况下,挖孔施工能顺利进行,但有时也会出现挖孔孔壁垮塌而无法施工,甚至出现不安全的情况,因此,不采用护壁挖孔施工应当慎重。当前许多设计及施工人员还只是凭经验确定挖孔桩的孔壁稳定,并无确切的理论依据。本文试图利用弹性理论,研究和探讨人工挖孔灌注桩孔壁稳定性(无护壁情况下)的定量计算分析方法。
2.9.5.1 挖孔桩孔壁周围土体的应力状态
地基在人工开挖前,在地面以下h处所受的应力状态为:竖直压力为γh,水平压力为K0 ·γh(K0 为土的静止侧压力系数,γ为土的重度)。设地基土层是均质各向同性的弹性体,在地面以下深度为h处同一水平面上各点的应力状态相同。地基在人工开挖以后,根据弹性理论,挖孔桩周围土体的应力状态发生改变,将会产生应力集中现象。
图2.8 人工挖孔桩周围土体的应力Fig.2.8 Stress in the periphery soil of hand—excavated hole piles
现取地基下深度为h的地基水平面,来分析挖孔桩孔壁周围土体的应力状态,设人工挖孔灌注桩的半径为a,在挖孔的很远处地基所受的水平应力为K 0 ·γh。为此,可把挖孔桩周围土体应力分布问题,视作一个双向受压无限板孔的应力分布问题(图2.8),采用极坐标来求解土洞周围土体应力。此问题在弹性理论中得到的平面问题解答,其求解应力的公式为:
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
式中:σr——挖孔周围土体中的径向应力;
σθ——挖孔周围土体中的切向应力;
τrθ——挖孔周围土体中的剪切应力;
p——作用在土体上的水平应力;p=K0 ·γh
θ——与水平轴的夹角。
在挖孔桩孔壁周围土体产生的应力,即在r=a处,根据式(2.27),可得:
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
由式(2.28)可知,在孔壁周边处,切向应力σθ最大,径向应力σr=0,剪应力τrθ=0。σθ、σr为大、小主应力。
2.9.5.2 挖孔桩孔壁周围土体稳定性判别
地基土层中的一点是否破坏,可利用莫尔—库伦极限平衡准则进行判别。根据极限应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系(图2.9),可建立以σ1、σ3 表示的土中一点的剪切破坏条件,即土的极限平衡条件。
图2.9 土的极限平衡条件Fig.2.9 The limit equilibrium condition of soil
由图2.9中的几何关系得:
R O = c × cotφ
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
化简式(2.29),可得极限平衡条件为:
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
或
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
在土洞周边处,由于τrθ=0,所以σθ、σr为大、小主应力,σ1=σθ,σ3=σr=0,得到土的极限平衡条件式如下:
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
由式(2.28)可知,σθ、σr分别为孔壁周边土体中的大、小主应力,将σθ=2K0 · γh,σr=0代入式(2.32)进行稳定性判别。
若要判别孔壁以外(r>a)处任一点是否破坏,可按式(2.27)求出该点处的应力σr,σθ,τrθ(此时σr,τrθ不为0),然后将求得的σr,σθ,τrθ代入式(2.30)或式(2.31),可得到该点处的大、小主应力σ1、σ3:
桂林岩溶区岩土工程理论与实践
最后,将所求得的大、小主应力σ1、σ3 用莫尔—库伦准则即式(2.32),进行判别是否破坏。
2.9.5.3 应用举例
某桩基拟采用Φ1200 mm的人工挖孔灌注桩基础,场地内无地下水,以微风化石灰岩为桩端持力层。石灰岩面埋深10.6 m。拟不采用混凝土护壁,地层情况见图2.10。
图2.10 地基土层示意图Fig.2.10 Diagram for foundation soil
为了判别在不采用混凝土护壁的情况下,施工是否可行,首先,可根据式(2.28)计算出挖孔在不同深度处孔壁土体的应力σr、σθ、τrθ(其中σr=0,τrθ=0),然后用式(2.30)计算其达到极限平衡时所需的大主应力σ1值,最后用式(2.32)进行安全稳定性判别:计算及判别结果见表2.21。
由表2.21的计算结果可知,该人工挖孔桩在6.3~7.8 m 及8.8~10.6 m范围段内的孔壁土体将产生破坏坍塌,需采取有关措施(如混凝土护壁)。
2.9.5.4 结论
人工挖孔灌注桩以其优点多而深受欢迎,但在无护壁情况下,其孔壁稳定性是施工成败的关键。对其稳定性的评价,可利用弹性理论在文中推导的有关公式,先计算任一深度孔壁土体的应力状态,再根据莫尔—库伦极限平衡条件进行孔壁土体稳定性计算判别,如孔壁土体有不稳定的情形,可采取有关措施(混凝土护壁),以确保人工挖孔桩施工的顺利进行。
表2.21 人工挖孔桩孔壁土体应力及稳定性判别Table 2.21 Soil stress of hole-wall and stability judgementfor hand-excavated hole piles
2.9.6 桂林岩溶区桩基础施工常见事故与处理
桂林岩溶地区桩基础施工常见事故,主要是钻(冲)孔灌注桩基础发生较多,因为其施工工艺较沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩相对复杂,下面主要分析总结钻(冲)孔灌注桩基础常见事故原因以及其处理方法。
打桩成孔过程中在溶洞区段常出现桩孔倾斜、卡锤、锤头掉落桩孔中,浇注混凝土时出现混凝土流失等现象。
2.9.6.1 桩孔倾斜、弯孔
桩孔倾斜、弯孔的主要原因可能是基岩中石芽、溶沟、溶槽、溶洞等岩溶形态发育或岩面坡度较大。在施工冲击成孔时,施工冲击速度过快,致使冲击锤向岩土中软弱方向滑移,形成斜孔。若在遇竖向型不规则洞隙的位置冲击时,易沿洞隙发育位置形成弯孔,有时还产生卡锤事故。
在桂林岩溶地区若采用钻(冲)孔灌注桩基础,一般都是大直径灌注桩,即其直径一般大于800 mm,桂林岩溶区岩土工程勘察,均是按照《岩土工程勘察规范》( GB 50021—2001)第5.1.6条的要求,即要求勘探点逐桩布置,勘探深度应不小于底面以下桩径的3倍并不小于5 m,当相邻桩底的基岩面起伏较大时应适当加深。这样可以充分查明地下的溶洞分布情况,并采取合理的措施,当冲击钻进至溶洞顶部位置附近时即采用低锤轻击;对单个石芽或孤石,用高低冲程交替冲击,将石芽或孤石击碎或挤入孔壁;对溶沟、溶槽、溶洞,向桩孔内抛填块石、片石,填入的块石、片石应高于倾斜面数十厘米以上,边回填边低锤轻敲,冲击锤全断面进入岩体后,再进行正常冲击。
如果在桩基础施工的成孔过程中出现桩孔倾斜,说明溶洞区段可能有斜坡岩或冲孔过程中由于填充物不实,造成桩底岩石已经出现倾斜而无法冲进的情况;当遇到这种情况时,可暂停打桩冲进,把锤头提出桩孔,然后向桩孔内浇筑混凝土(混凝土中可掺入速凝剂),当混凝土凝固后,再继续施工,如此反复几次便可以将桩孔倾斜的问题通过修补解决。
上述处理办法同样适合钻孔桩基础的施工。
2.9.6.2 冲孔桩的卡锤、掉锤
冲击锤进入岩溶洞隙中,特别是竖向型岩溶洞隙中,洞隙较大,冲击锤倾倒,上部岩溶发育地段受冲击振动掉块或掉入异物卡住冲击锤;或由于泥浆浓度高,冲击过程中产生梅花孔造成卡锤事故等,致使冲击锤不能上提。掉锤是指冲击锤的钢丝绳陈旧、连接处松弛,转向环、转向套等焊接处断裂,造成冲击锤掉入桩孔内。
为预防施工过程中发生卡锤和掉锤事故的发生,施工时应采取以下预防措施:
(1)在进入岩溶洞隙后,投入块石、碎石、粘土,然后密集冲击,使洞隙填满,可以采用低标号混凝土灌填,待混凝土达到一定强度后,再进行冲击成孔。
(2)在溶洞内冲击钻进时,一是保持钢丝绳稳定、摆动量小,二是注意溶洞高度与冲程关系,一般溶洞较高时,可采用比溶洞高度小的冲程冲击。
(3)溶沟、溶槽岩面不规则,倾斜角度较大,且已下护筒时,易发生护筒底部卡钻现象,在回填小块石后,采用“重锤轻打”法钻进,并适当减缓钻进速度。
(4)为防止出现卡锤和锤头掉落在桩孔内现象,首先应该有预防措施,在锤头尾部拴系一根附加的预防掉落的钢丝绳,并在溶洞顶部和溶洞中打桩冲进过程中,采用轻锤低击和重锤低击的方法,不可提锤太高。
2.9.6.3 塌孔、漏浆
塌孔是指成孔过程中或成孔后,孔壁不同程度塌落,严重者还引起地表塌陷。成孔中排出的泥浆不断出现气泡,有时护筒内的水位突然下降,均为塌孔的兆头。漏浆是指成孔过程中护壁泥浆突然沿着地下空隙通道流失的导致孔内泥浆面突然下降的现象。在岩溶地区的冲孔桩施工过程中,漏浆和塌孔事故常常是共生的,一般漏浆严重的孔桩极易出现塌孔事故。
岩溶地区的塌孔的防治措施主要有:
(1)埋设好孔口护筒,始终保持孔内有较高密度和黏度的泥浆以及合理的水头高度,以增加液柱压力。
(2)对于串联相通的溶洞,先施工溶洞较小或孤立不连的桩孔,待成桩后堵塞地下水活动通道,再施工溶洞、溶槽走向下端的桩孔,避免泥浆严重流失,引起孔壁不稳。
(3)冲击时应随时测定和控制泥浆性能参数。在冲击钻进过程中,泥浆的作用是稳定孔壁和携带钻渣。
(4)冲穿溶洞顶板不能太快,采用“重锤轻打”方法,一是保证漏浆不至于太快,能够及时补充泥浆,二是保证桩孔圆顺,冲击钻头能自如地通过溶洞顶板,避免卡钻。
(5)塌孔时及时补充泥浆保持孔内水头高度,同时投入漏浆体积1.2~1.5倍的粘土、片石,小冲程冲孔固壁,防止塌孔扩大。
(6)在岩溶地区成桩,为确保桩身的完整性和混凝土流失等现象的发生,还可以采取增加钢护筒的施工方法。将预先加工好的钢护筒(分节焊接)吊进孔内,吊进过程中必须保证桩中心的垂直度。例如,在2005年,横跨漓江的桂林南洲大桥的桩基础施工,即是采用钢管护筒防治水泥混凝土流失,桩基施工顺利。
灌注桩施工技术
灌注桩:直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔,在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。
与预制桩相比,灌注桩具有不受地层变化限制,不需要接桩和截桩,节约钢材、振动小、噪声小等特点。
灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。
1.人工挖孔灌注桩施工技术
大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔,放置钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩基础,也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2-31),穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。
优点是桩身直径大,承载能力高;施工时可在孔内直接检查成孔质量,观察地质土质变化情况;桩孔深度由地基土层实际情况控制,桩底清孔除渣彻底、干净,易保证混凝土浇筑质量。
图2-31 混凝土护圈挖孔桩
1)施工工艺
人工挖孔桩的护壁常采用现浇混凝土护壁,也可采用钢护筒或采用沉井护壁等。采用现浇混凝土护壁时的施工工艺过程如下:
①测定桩位、放线。
②开挖土方。采用分段开挖,每段高度取决于土壁的直立能力,一般为0.5~1.0
m,开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。
③支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度,一般为1
m,由4—8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm,一般取D/10 + 5cm(D为桩径),且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100~150
mm,上下节护壁可用长为1 m左右Φ6一Φ8的钢筋进行拉结。
④在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形,两个合起来即为一个整圆,用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。
⑤浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级,应注意浇捣密
实。根据土层渗水情况,可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。
⑥拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24
h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时,应及时补强、堵塞,防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后,便可开挖下一段的土方,再支模浇筑护壁混凝土,如此循环,直至挖到设计要求的深度并按
设计进行扩底。
⑦安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土,当混凝土浇至钢筋
的底面设计标高时再安放钢筋笼,继续浇筑桩身混凝土。
2)施工注意事项
①桩孔开挖,当桩净距小于2倍桩径且小于2.5
m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小 施工净距不得小于4.5 m,孔深不宜大于40m。
②每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确,桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50 mm,桩的垂直度偏差不得超过1%,桩径不得小于设计直径。
③防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时,可减少每段开挖深度(取0.3— 0.5
m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁,待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现 象严重时,应采用井点降水处理。
④浇筑桩身混凝土时,应注意清孔及防止积水,桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕,不留施工
缝。为防止混凝土离析,宜采用串筒来浇筑混凝土,如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干 时,则应采用导管法浇筑水下混凝土。
⑤必须制定好安全措施。
a.施工人员进入孔内必须戴安全帽,孔内有人作业时,孔上必须有人监督防护。
b.孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井;使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自
动卡紧保险装置;不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下;电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。
c.每日开工前必须检测井下的有毒有害气体,并有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度 超过10m时,应有专门向井下送风的设备,风量不宜少于25 L/s。
d.护壁应高出地面200~300 mm,以防杂物滚入孔内;孔周围要设0.8m高的护栏。
e.孔内照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。使用的电器必须有严格的接地、接零和 漏电保护器(如潜水泵等)。
2.钻孔灌注桩施工技术
1)干作业钻孔灌注桩
(1).干作业钻孔灌注桩施工过程如图2-17所示。
(2).干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm,钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基,不适于有地下水的土层和淤泥质土。
(3).钻机就位后,钻杆垂直对准桩位中心,开钻时先慢后快,减少钻杆的摇晃,及时纠正钻孔的偏斜或位移。
(4).钻孔至规定要求深度后,进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出,减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土,然后停止旋转,提钻卸土。
(5).钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定,绑扎牢固,防止变形。用导向钢筋送入孔内,同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后,应立即灌注混凝土,以防塌孔。灌注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度50~60cm。
图2-17 螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图
(a)钻机进行钻孔;(b)放入钢筋骨架;(c)浇筑混凝土
2)、泥浆护壁成孔灌注桩
泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外,适用于有地下水和无地下水的土层。
成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。
泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程:测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土
(1).埋设护筒和制备泥浆
①钻孔前,在现场放线定位,按桩位挖去桩孔表层土,并埋设护筒。钻孔灌注桩-护筒埋设见图2-18。护筒高2m左右,上部设1~2个溢浆孔,是用厚4~8mm钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置,保护孔口,防止地面水流入,增加孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头的方向。
②在钻孔过程中,向孔中注入相对密度为1.1~1.5的泥浆,使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实,避免孔内漏水,保持护筒内水压稳定;泥浆相对密度大,加大了孔内的水压力,可以稳固孔壁,防止塌孔;通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出,起到携砂、排土的作用。
图2-18 钻孔灌注桩-护筒埋设
(2).成孔
1)潜水钻机成孔
①潜水钻机成孔示意图
潜水钻机成孔示意图如图2-20所示。
图2-20 潜水钻机钻孔示意图
1-钻头;2-潜水钻机;3-电缆;4-护筒;5-水管;
6-滚轮(支点);7-钻杆;8-电缆盘;9-5KN卷扬机;
10-10KN卷扬机;11-电流电压表;12-启动开关
②工作方式
潜水钻机是一种旋转式钻孔机,其防水电机变速机构和钻头密封在一起,由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。
③排渣方式
潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式,如图2-21所示。
a.正循环排渣法:在钻孔过程中,旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后,利用泥浆泵压送高压泥浆,经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出,与切削成浆状的碎泥渣混合,携带泥土沿孔壁向上运动,从护筒的溢流孔排出。
b.反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内,直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。
a)正循环排渣;(b)反循环排渣
1-钻杆;2-送水管;3-主机;4-钻头;5-沉淀池;
6-潜水泥浆泵;7-泥浆泵;8-砂石泵;9-抽渣管;10-排渣胶管
(2)冲击钻成孔
①冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度,靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图2-22)
②冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等,一般常用十字形冲击钻头(图2-23)。
③冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。
图2-22 简易冲击钻孔机示意图
1-副滑轮;2-主滑轮;3-主杆;4-前拉索;5-后拉索;
6-斜撑;7-双滚筒卷扬机;8-导向轮;9-垫木;10-钢管;
11-供浆管;12-溢流口;13-泥浆渡槽;14-护筒回填土;15-钻头
图2-23 十字形冲头示意图
④冲击钻机就位后,校正冲锤中心对准护筒中心,在冲程0.4~0.8m范围内应低提密冲,并及时加入石块与泥浆护壁,直至护筒下沉3~4m以后,冲程可以提高到1.5~2.0m,转入正常冲击,随时测定并控制泥浆相对密度。
⑤施工中,应经常检查钢丝绳损坏情况,卡机松紧程度和转向装置是否灵活,以免掉钻。
(3)冲抓锥成孔
①冲抓锥(图2-24)锥头上有一重铁块和活动抓片,通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片张开,锥头便自由下落冲入土中,然后开动卷扬机提升锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣,依次循环成孔。
②冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。
③适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。
图2-24 冲抓锥头
(a)抓土;(b)提土
1-抓片;2-连杆;3-压重;4-滑轮组
钻孔灌注桩-钻进施工见图2-19。
图2-19 钻孔灌注桩-钻进施工
(3).清孔
(1)验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况;清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以减少桩基的沉降量,提高承载能力。
(2)泥浆护壁成孔清孔时,对于土质较好不易坍塌的桩孔,可用空气吸泥机清孔,气压为0.5MPa,使管内形成强大高压气流向上涌,同时不断地补足清水,被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水为止。
(3)对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥浆相对密度应控制在1.15~1.25。
(4).浇筑水下混凝土
(1)泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的,故称为浇筑水下混凝土。
(2)水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级,必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定。
(3)水下混凝土浇筑常用导管法(图2-25 )。
(4)浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,然后剪断悬吊隔水栓的钢丝,混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。钻孔灌注桩-混凝土浇筑见图2-26。
图2-25 水下浇筑混凝土
1-上料斗;2-贮料斗;3-滑道;4-卷扬机;
5-漏斗;6-导管;7-护筒;8-隔水栓
3.沉管成孔灌注桩施工技术
(1).打桩方法
沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致),造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩桩靴见图2-27。
图2-27 沉管灌注桩桩靴
(2)桩的分类
利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩(图2-28);利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩(图2-29)。
①锤击沉管灌注桩
锤击沉管灌注桩机械设备示意图见图2-28。
图2-28 锤击沉管灌注桩机械设备示意图
1-桩锤钢丝绳;2-桩管滑轮组;3-吊斗钢丝绳;4-桩锤;5-桩帽;
6-混凝土漏斗;7-桩管;8-桩架;9-混凝土吊斗;10-回绳;
11-行驶用钢管;12-预制桩尖;13-卷扬机;14-枕木
②振动沉管灌注桩
振动沉管灌注桩桩机示意图见图2-29。
图2-29 振动沉管灌注桩桩机示意图
1-导向滑轮;2-滑轮组;3-激振器;4-混凝土漏斗;5-桩管;
6-加压钢丝绳;7-桩架;8-混凝土吊斗;9-回绳;10-活瓣桩尖;
11-缆风绳;12-卷扬机;13-行驶用钢管;14-枕木
(3)成孔顺序
在沉管灌注桩施工过程中,对土体有挤密作用和振动影响, 施工中应结合现场施工条件,考虑成孔的顺序。
间隔一个或两个桩位成孔;
在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔;
一个承台下桩数在5根以上者,中间的桩先成孔,外围的桩后成孔。
(4)施工工艺
为了提高桩的质量和承载能力,沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。
单打法(又称一次拔管法):拔管时,每提升0.5~1.0m,振动5~10s,然后再拔管0.5~1.0m,这样反复进行,直至全部拔出。
复打法:在同一桩孔内连续进行两次单打,或根据需要进行局部复打。施工时,应保证前后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝之前进行。
翻插法:钢管每提升0.5m,再下插0.3m,这样反复进行,直至拔出。
1)锤击沉管灌注桩
①锤击沉管灌注桩施工过程
锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基,其施工过程见图2-30所示。
图2-30 沉管灌注桩施工过程
(a)就位;(b)沉钢管;(c)开始灌注混凝土;
(d)下钢筋骨架继续浇筑混凝土;(e)拔管成型
1-桩尖;2-钢管;3-钢筋
②锤击沉管灌注桩施工要点
①桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈,以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击,观察无偏移后,才正常施打。
②拔管前,应先锤击或振动套管,在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。
③桩管内混凝土尽量填满,拔管时要均匀,保持连续密锤轻击,并控制拔管速度,一般土层以不大于1m/min为宜,软弱土层与软硬交界处,应控制在0.8m/min以内为宜。
④在管底未拔到桩顶设计标高前,倒打或轻击不得中断,注意使管内的混凝土保持略高于地面,并保持到全管拔出为止。
⑤桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时,均应跳打施工;中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后,方可施打。
(2)振动沉管灌注桩
1)振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。
2)其施工过程为:
①桩机就位
②沉管
③上料
④拔管
(3)沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法
1)颈缩
①颈缩:指桩身的局部直径小于设计要求的现象。
②当在淤泥和软土层沉管时,由于受挤压的土壁产生空隙水压,拔管后便挤向新灌注的混凝土,桩局部范围受挤压形成颈缩。
③当拔管过快或混凝土量少,或混凝土拌和物和易性差时,周围淤泥质土趁机填充过来,也会形成颈缩。
④处理方法:拔管时应保持管内混凝土面高于地面,使之具有足够的扩散压力,混凝土坍落度应控制在50~70mm。拔管时应采用复打法,并严格控制拔管的速度。
2)断桩
①断桩:指桩身局部分离或断裂,更为严重的是一段桩没有混凝土。
②原因:桩距离太近,相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度,已形成的桩受挤压而断裂。
③处理方法:施工时,控制中心距离不小于4倍桩径;确定打桩顺序和行车路线,减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后,再进行下根桩的施工。
3)吊脚桩
①吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软,没有落实到孔底地基土层上的现象。
②原因:当地下水压力大时,或预制桩尖被打坏,或桩靴活瓣缝隙大时,水及泥浆进入套筒钢管内,或由于桩尖活瓣受土压力,拔管至一定高度才张开,使得混凝土下落,造成桩脚不密实,形成松软层。
③处理方法:为防止活瓣不张开,开始拔管时,可采用密张慢拔的方法,对桩脚底部进行局部翻插几次,然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料,防止地下水及泥浆的渗入。
4)混凝土灌注过量
如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上,这可能是由于孔底有洞穴,或者在饱和淤泥中施工时,土体受到扰动,强度大大降低,在混凝土侧压力作用下,桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。因此,施工前应详细了解现场地质情况,对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时,应先打试桩。若发现混凝土用量过大时,应与设计单位联系,改用其他桩型。
1、开挖前准确测量、放线定出各桩孔中心点。
2、挖孔灌注桩的施工程序是:场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重电动葫芦或卷扬机、活底吊土桶、排水、通风照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔和垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模板,浇筑第二节混泥土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑第二节混凝土护壁工序,循环作业直至设计深度→检查持力层后进行扩底→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。当桩孔不设支护和不扩底时,则无此两道工序。
3、桩孔开挖时,第一节挖深约1000mm,混凝土护壁,往下施工时,以每一节作为一个循环(即挖好一节施工一节护壁)。一般土层每节高度1000mm左右,在流砂、淤泥区段每节高度不宜大于500mm,特殊地质桩孔下挖视护壁的安全情况而定。
4、为防止坍孔和保证操作安全,可采用现浇钢筋砼护壁,壁厚视桩深度而定,深度小于10米时壁厚100,大于等于10米时取壁厚120。
5、护壁施工采取一节组合式九胶板拼装而成,拆上节支下节,循环周转使用,模板脾U形卡连接,上下设两半圆组成的钢圈顶紧,不另设支撑,混凝土用吊桶运输人工浇筑,上部留100mm高作浇筑口,拆模后用砌砖或混凝土堵塞,混凝土强度达成即可拆模。
6、为便于孔内组织排水,在流砂、淤泥或透水区段采用砼护壁时,应预留泄水孔,并在浇筑砼前预以堵塞。
7、为保证桩的垂直度,要求每施工完三节护壁时,须校核桩的中心线及垂直度一次。
8、钢筋笼钢筋采用焊接接头,接头须按规范要求错开,水平钢筋(加劲箍、螺旋箍筋)与纵向钢筋交接处均须焊牢。钢筋笼外侧设砼垫块,以确保砼保护层厚度。
9、挖孔由人工自上而下逐层用镐、锹进行,遇坚硬土层用锤、钎破碎;挖土次序为先挖中间部分后挖周边,允许尺寸误差3cm,扩底部分采取先挖桩身圆柱体,再按护底尺寸从上到下削土修成扩底形。弃土装入活底吊桶或箩筐内。垂直运输,在孔上口安支架、工字轨道、电葫芦或搭三木搭,用1~2慢速卷扬机提升,吊至地面上后,用机动翻斗车或手推车运出。人工挖孔桩底部如为基岩,一般应伸入岩面150~200mm,底面应平整不带泥砂。
10、桩中线控制是第一节混凝土护壁上设十字控制点,每一节设横杆吊大线坠作中心线,用水平尺杆后圆周。
11、本工程利用挖孔井抽水,分若干组进行成孔,每组先1~2挖得较深的孔井作为该组挖孔的集水井。
12、一般在主筋内侧每隔2m加设一道直径25~30mm的加强箍,每隔一箍在箍内设一井字加强支撑,与主筋焊接牢固组成骨架,为便于吊运,一般分二节制作,钢筋笼的主筋为通长钢筋,其接头采用对焊,主筋与箍筋间隔点焊固定,控制平整度的误差不大于5cm,钢筋笼四侧主筋每隔5m设置耳环,控制保护层为5~7m,钢筋笼外形尺寸比孔小11-12cm。钢筋笼就位用小型吊运机具或履带式起重机进行,上下节主筋采用帮条双面焊接,整个钢筋笼用槽钢悬挂在井壁上,借自重保持垂直度正确。
13、由于地下水呈弱酸性,挖孔桩采用耐酸水泥。
14、混凝土用粒径小于50mm石子,水泥用425号普通水泥或矿渣水泥,坍落度4~8cm,用机械拌制。混凝土用翻斗汽车,机动车或手推车向桩孔内浇筑。混凝土下料采用串桶,深桩孔用混凝土溜管;如地下水大,就采用混凝土导管水中浇筑混凝土工艺。混凝土要垂直灌入桩孔内,并应连续分层浇筑,每层厚不超过1.5m。小直径桩孔,6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使密实;6m以内分层捣实。大直径桩应分层捣实,或用卷扬机吊导管上下插捣。对直径小、深度大的桩,人工下井振捣有困难的,可在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂,使混凝土坍落度增至13~18cm,利用混凝土大坍落度下沉力使之密实,但桩上部钢筋部位应用振捣器振捣密实。
15、桩混凝土的养护:当桩顶标高比自然场地标高低时,在混凝土浇筑12h后进行湿养护,当桩顶标高比场地标高时,混凝土浇筑12h后覆盖草袋,并湿水养护,养护时间不少于7d。
16、桩芯砼浇筑及振捣:桩孔进入持力层深度满足设计要求时,应立即通知建设单位、监理及有关质检人员共同鉴定,认为符合设计要求后,迅速扩大桩孔,清理孔底,及时验收,随即浇筑封底砼,封底砼最小高度为500mm。浇筑封底砼后应尽快继续浇筑桩芯砼。如因条件所限需要延迟时,应在以后浇筑前先抽尽孔内集水,清理封底砼表面,然后浇筑桩芯砼。浇筑封存底砼时,当孔内渗水较少,可先抽清孔底积水,在积水深度未超过100mm前按常规方法浇筑砼,若渗水量较大,孔底积水深度大于100mm时,应采用水下砼施工方法浇筑,此时桩顶应超浇200mm。用常规方法浇筑封底砼及桩芯砼时,须用串简下料,出料口离砼面不得大于2000mm,且应连续浇筑,分层振捣,分层厚度1000~1500mm,砼坍落度一般取80~100mm。
17、人工挖孔桩的施工允许偏差:
① 桩孔直径偏差:≤±20mm
② 桩孔位置的水平偏差:≤50mm
③ 桩孔的垂直度偏差:≤桩长的1/100
④进入持力层深度偏差:≤50mm
18、施工安全措施
① 工作人员上下井必须使用电动葫芦之类的合格机械设备和钢丝绳,要有自动卡紧保护装置,井口支架必须牢固可靠。
② 井口出土绞盘必须采用直径不小于16的坚韧麻绳或尼龙绳,结构牢固,有安全的制动和吊钩装置。
③ 桩孔开挖过程中,应经常检测井孔内有无du害气体,和缺氧现象。
④ 坚持井下作业排风抽水先行,施工中应不断向孔内输送足够的新鲜空气,必要时抽、送同时进行。
⑤ 井口应设置围栏,井下设半边井的安全网,井内设特别可靠的救生软梯,下井作业人员必须戴安全帽,并系好安全带,挖孔暂停施工时井口应用盖板盖好。
⑥ 井下施工照明必须采用安全行灯,电压不得高于36伏,供电给井下的用电设备的线路必须装漏电保护装置。
⑦ 井下通迅联络要畅通,施工时保证井口有人,井下的工作人员必须经常注意观察,检查井下是否存在塌方,涌水和流砂现象以及空气和不的污染情况,如发现异常情况应停止作业,通知技术人员及时处理。
⑧ 根据地质情况,确定安全作业区,一般在相邻5米范围内有桩孔正在浇筑砼或有桩孔内蓄满了水时,不得下井作业,相邻桩距小于2.5d时应间隔施工。
19、施工时对每一根桩做好记录,并按规定留砼试块,做出试压结果,并将资料整理好,提交有关部门检查、验收。桩经承载力检测合格后,方可进行下道工序施工。