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旋挖钻机泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程

人气:0发表时间:2018-09-27 09:10:27
下面是山东利达小型旋挖钻机厂家给大家带来关于旋挖钻机泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程的相关内容,以供参考。
以下是小型旋挖钻机桩基施工遇到岩洞该怎么处理的相关内容,仅供参考
小型旋挖钻机桩基施工遇到岩洞该怎么处理?
桩的效果是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土(岩)层上,或将脆弱土层挤密实以进步地基土的承载才能和密实度。今日的内容除了桩基之外,还附带为我们讲解一下岩洞的处理办法。
 
一、桩的分类
 
1)桩按受力状况分为端承桩和冲突桩两种。
 
①端承桩是穿过脆弱土层而到达坚固土层或岩层上的桩,结构荷载首要由岩层阻力承受;施工时以操控嵌岩深度为主,对沉渣厚度的要求严厉。
 
——桥梁工程中的端承桩大都要求嵌岩。
 
②冲突桩彻底设置在脆弱土层中,依托桩端阻力和桩身旁边面与地基土之间的冲突阻力一同承受荷载,施工时以操控桩端规划标高(长度)为主。
 
——关于桩端为硬土层者,又有冲突端承桩,端承冲突桩。
 
——桥梁工程中的冲突桩,一般不计挤密效果。
 
2)桩按施工办法分为预制桩和灌注桩
 
①预制桩依据沉入土中的办法,可分打入桩、水冲沉桩、振荡沉桩和静力压桩等;
 
灌注桩是在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架,再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔办法不同,有钻(冲)孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等。
 
二、混疑土灌注桩施工
 
1.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。
 
2.与预制桩比较,灌注桩具有不受地层改变约束,不需求接桩和截桩,节省钢材、振荡小、噪声小等特色。
 
3.灌注桩按成孔办法分为干作业钻孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩等。
 
2.1 干作业钻孔灌注桩
 
1、干作业成孔一般选用螺旋钻机钻孔。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。
 
2、钻机就位后,钻杆笔直对准桩位中心,开钻时先慢后快,削减钻杆的摇晃,及时纠正钻孔的偏斜或位移。
 
3、钻孔至规则要求深度后,进行孔底清土。清孔的意图是将孔内的浮土、虚土取出,削减桩的沉降。办法是钻机在原深处空转清土,然后中止旋转,提钻卸土。
 
4、钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、距离及主筋保护层均应契合规划规则,绑扎结实,避免变形。用导向钢筋送入孔内,一同避免泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后,应当即灌注混凝土,以防塌孔。灌注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度50~60cm。
 
2.2 泥浆护壁成孔灌注桩
 
1、泥浆护壁成孔是运用泥浆保护安稳孔壁的机械钻孔办法。它经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。
 
2、成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。
 
3、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。
 
2.2.1 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。护筒上部设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。护筒的效果是固定桩孔方位,保护孔口,避免地上水流入,添加孔内水压力,避免塌孔,成孔时引导钻头的方向。
 
护筒顶高出施工水位1.5m,并高出地上0.3m,
 
② 确保护筒内泥浆顶标高一直高于外部水位至少1m。
 
在钻孔进程中,向孔中注入相对密度为1.1~1.4的泥浆。一般1.2~1.3;易坍地层可进步到1.4左右。
 
③ 泥浆的效果:
 
安稳水压:
 
使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实,避免孔内漏水,坚持护筒内水压安稳;
 
护壁:
 
泥浆相对密度大,加大了孔内的水压力,可以安定孔壁,避免塌孔;
 
浮(携)渣:
 
经过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出,起到携砂、排土的效果。
 
2.2.2 成孔
 
1)回旋(潜水)钻机成孔
 
回旋钻机是一种旋转式钻孔机,其防水电机变速组织和钻头密封在一同,由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后经过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。
 
回旋钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环(泵举)排渣两种办法。
 
① 正循环排渣法
 
在钻孔进程中,旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后,运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,带着泥土沿孔壁向上运动,从护筒的溢流孔排出。
 
② 反循环排渣法
 
砂石泵随主机一同潜入孔内,直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。
2)冲击钻成孔
 
①冲击钻机经过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)进步到必定高度,靠自在下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。
 
②冲击钻头方式有十字形、工字形、人字形等,一般常用十字形冲击钻头。
 
③冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。
 
冲击钻机就位后,校对冲锤中心对准护筒中心,在冲程0.4~0.8m规模内应低提密冲,并及时参加石块与泥浆护壁,直至护筒下沉3~4m以后,冲程可以进步到1.5~2.0m,转入正常冲击,随时测定并操控泥浆相对密度。
 
施工中,应常常查看钢丝绳损坏状况,卡机松紧程度和转向设备是否灵敏,避免掉钻。
 
3)冲抓锥成孔
 
① 冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片,经过机架和卷扬机将冲抓锥进步到必定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片打开,锥头便自在下落冲入土中,然后开动卷扬机进步锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥全体进步至地上上卸去土渣,顺次循环成孔。
 
② 冲抓锥成孔施工进程、护筒设备要求、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,但遇到坚固土层时宜换用冲击钻施工。
 
2.3 验孔
 
1、验孔是用探测器查看桩位、直径、深度和孔道状况;清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以削减桩基的沉降量,进步承载才能。
 
2、泥浆护壁成孔清孔时,关于土质较好不易崩塌的桩孔,可用空气吸泥机清孔,气压为0.5MPa,使管内构成强壮高压气流向上涌,一同不断地补足清水,被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水中止。
 
3、关于安稳性较差的孔壁应选用泥浆循环法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥浆相对密度应操控在1.15~1.25。含砂率<=4%(大直径桩2%)
 
清孔作业:
 
1、钻孔到达要求深度后,选用泥浆泵及时进行清孔,避免延时过长,泥浆钻渣沉积而形成清孔困难或坍孔。
 
2、钻孔达规划深度终孔后,将输浆管下到孔底50~80cm,换用比重1.05~1.25的新鲜泥浆进行清孔,直到钢筋与导管下入孔内,从头测孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度满意要求后,方可进行下道工序施工。
 
3、留意坚持孔内水头,避免坍孔;
 
4、清孔后,查看孔口、孔中和孔底提取的泥浆比重的平均值,应契合质量规范要求。
 
5、采纳全部办法缩短清孔后至灌注水下砼的时刻。
 
6、不得用加深孔深来替代清孔。
 
2.4 浇筑水下混疑土
 
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。
 
水下混凝土宜比规划强度进步一个强度等级,有必要具有杰出的和易性,合作比应经过实验断定。
 
水下混凝土浇筑常用导管法。
 
浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量确保导管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上,然后剪断(或敏捷拔出)悬吊隔水栓的钢丝,混凝土拌和物在自重效果下敏捷排出球塞进入水中。
 
导管埋深应坚持在2~6m之间
 
——过小易发作导管进水,过大易导致“埋管”。
 
1、导管口到孔底的距离不宜太大或太小,一般20~40cm。太大不利于将沉渣带起,底部砼质量难以确保;太小简单堵管。
 
2、为避免导管进水,首盘砼应使导管埋深不少于1m。
 
在浇注前,探测孔底泥浆沉积厚度,如大于规划厚度,再次清孔,直到满意要求中止。
 
砼由拌合站担任出产,用斗车运至现场,查看和易性、坍落度等目标。如不契合要求,应进行二次拌合,二次拌合仍达不到要求,不得运用,然后从头按合作比进行称量下料,直到满意要求。
 
浇注第一批砼时应留意:
 
a.导管下口至孔底的距离一般为20~40cm。
 
b.第一批砼储备量应确保导管一次埋入混凝土面≥1.0m;
 
所需混数量按公式核算:
 
V≥∏D2/4· (H1+H2)+ (Πd2/4)h1
 
V—灌注第一批砼所需数量(m3);
 
D—桩孔直径(m);
 
H1—桩孔底至导管底端距离,一般为0.2~0.4m;
 
H2—导管初次埋置深度(m);
 
d—导管内径(m);
 
h1—桩孔内砼到达埋置深度H2时,导管内砼柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即
 
h1 = rwHw/rc;
 
由专人丈量导管埋深及管表里砼面的高差,填写砼浇注记载
 
封底砼灌入后,应仔细查看封底状况,确认封底成功后,进行正常浇注。
 
浇注开始时,要接连有节奏地进行,尽可能缩短撤除导管的时刻;
 
当导管内砼不满时,徐徐地浇注,避免在导管内形成高压气囊,压漏导管。
 
当井孔砼面挨近钢筋架时,使导管坚持稍大的埋深,并怠慢浇注速度;当井孔砼面进入钢筋骨架必定深度后,适当进步导管,使钢筋骨架在砼中有必定的埋深,安稳钢筋并留意操控钢筋笼中心方位。
 
为确保桩顶质量,砼浇筑比桩顶规划标高高0.5(0.6)~1.0m。
 
在浇注将近结束时,导管内砼柱高度相对削减,导管内砼压力下降,而导管外井孔的泥浆稠度添加、比重增大。若呈现砼顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉积土,使浇注工作顺畅进行。
 
如发现导管漏水,且事端发作的方位能够断守时,可用此法弥补。对工艺、经历的要求较高。
 
导管水密承压及接头抗拉实验:
 
导管水密承压及接头抗拉实验,管内水压不小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝所能承受灌注砼时最大内压力的1.3P。
 
P按以下公式核算:
 
P=rchc-rwHw
 
p—导管可能承受的最大内压力(Kpa);
 
rc—砼拌和物的比重(取24KN/m3);
 
hc—导管内砼桩最大高度(m),以导管全长或估计的最大高度计;
 
rw—井孔内水或泥浆的容重(KN/m3);
 
Hw—井孔内水或泥浆的深度(m)。
 
2.5 灌注桩施工质量要求及彻底技能
 
灌注桩施工质量查看包括成孔及清孔、钢筋骨架制造及安放、混凝土拌和及灌注等三个施工进程的质量查看。
 
施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行查看,对施工组织规划中拟定的施工次序、监测手法也应进行查看。
 
2.5.1 成孔质量查看及要求
 
1、灌注桩成孔深度的操控要求:
 
泥浆护壁成孔、干作业成孔,应到达规划规则的深度。
 
2、灌注桩的沉渣厚度:
 
当以冲突力为主时,不得大于150mm;当以端承力为主时不得大于50mm。
 
表:灌注桩的平面方位和笔直度的答应误差
 
2.5.2 钢筋笼制造及安放要求
 
钢筋笼制造时,要求主筋沿环向均匀安置,箍筋的直径及距离、主筋的保护层、加劲箍的距离等均应契合规划要求。主筋与箍筋之间宜选用焊接衔接。加劲箍应设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,依据施工工艺要求,所设弯钩不得向内圈伸露,避免阻碍施工。
 
钢筋笼主筋的保护层答应误差:水下灌注混凝土桩为±20mm;非水下灌注混凝土桩为±10mm。
 
钢筋笼制造、运输、设备进程中,应采纳办法避免变形,并应有保护层垫块(或垫管、垫板)。吊放入孔时,应避免磕碰孔壁。灌注混凝土时,应采纳办法固定钢筋笼的方位。
 
2.5.3 混凝土拌和与灌注
 
1、混凝土拌和首要查看材料质量与配比计量、混凝土坍落度;灌注混凝土应查看避免混凝土离析的办法、浇筑厚度及振捣密实状况。
 
2、灌注桩各工序应接连施工。钢筋笼放入泥浆后,4h内有必要灌注混凝土。
 
3、灌注后,桩顶应高出规划标高0.50m。灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于核算体积。
 
4、浇筑混凝土时,同一配比的试块,每班不得少于1组;泥浆护壁成孔的灌注桩,每根不得少于1组。
 
5、混凝土灌注桩的质量检验规范应契合规则。
 
表:混凝土灌注桩钢筋笼质量检验规范
 
图:混凝土灌注桩质量检验规范
 
2.5.4 施工检验材料
 
桩基施工检验应包括下列材料:
 
(1) 工程地质勘测陈述、桩基施工图、图纸会审纪要、规划改变单及材料代用通知单等。
 
(2) 经审定的施工组织规划、施工计划及履行中的改变状况。
 
(3) 桩位丈量放线图,包括工程桩位线复核签证单。
 
(4) 桩孔、钢筋、混凝土工程施工荫蔽记载及各分项工程质量查看检验单及施工记载。
 
(5) 成桩质量查看陈述。
 
(6) 单桩承载力检测陈述。
 
(7) 基坑挖至规划标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。
 
2.5.5 桩根底工程安全技能
 
(1) 桩根底工程施工区域,应施行封闭式办理,进入现场的各类施工人员,有必要承受安全教育,严厉按操作规程施工,遵守指挥,坚守岗位,集中精力操作。
 
(2) 按不同类型桩的施工特色,针对不安全要素,拟定牢靠的安全办法,严厉施行。
 
(3) 对施工风险区域和机具(冲击、锤击桩机,人工发掘成孔的周围,桩架下),要加强巡视查看,关于有险情或异常状况时,应当即中止施工并及时陈述,待有关人员查明原因,排除险情或加固处理后,方能持续施工。
 
(4) 打桩进程中可能引起停机面土体揉捏隆起或沉陷,打桩机械及桩架应随时调整,坚持安稳,避免意外事端发作。
 
(5) 加强机械设备的保护办理,机电设备应有防漏电设备。
 
三、岩洞处理计划
 
岩溶区域钻孔灌注桩施工的关键是怎么确保成孔进程中不漏浆,或虽漏浆但不发作坍孔,确保桩孔顺畅成孔、成桩并满意承载力要求。施工中应对照规划供给的地质钻孔柱状图来判识岩溶地层状况,做到心中有数,提早防备。因而依据溶蚀发育状况、空洞巨细、岩洞填充物状况,桩基施工选用惯例的泥浆护壁办法,向孔内抛填片石,回填贫混凝土,压力注浆以及选用钢护筒跟进等不同的施工工艺。
 
3.1 片石回填
 
采纳正常成孔办法施工,当钻穿岩洞漏浆时,重复投入黄土和片石,运用钻头冲击将黄土和片石挤入岩洞和岩溶裂隙中,还可掺入水泥、烧碱和锯末,以增大孔壁的自稳才能。
 
1、掺加份额 为有用运用片石,片石与粘土的份额为3:7,掺加份额为每米2包,掺加锯末时,掺加份额为粘土的10%。
 
2、掺加办法 片石选用强度≥30Mpa的花岗岩或石灰岩,石块粒径以15—50cm为宜。
 
掺加粘土时选用水泥袋包装后投进效果更佳。水泥投进办法以整袋投进为佳。
 
掺加办法为:片石、粘土袋和水泥或锯末(假如掺加)分层距离掺加,回填高度为岩洞顶板以上1m处。
 
3、施工留意事项 密切留意调查钻机工作状况、周围地表沉降和护筒内水位改变,避免不正常状况发作,发作漏浆现象,当即处理。
 
依据地质柱状图,在挨近岩洞时勤调查、勤查看,凭手握冲击主绳的手感,钻头冲击岩层的响声,抽取的岩样来判别是否挨近岩溶地层。
 
挨近岩溶时主绳松绳量应为1—2cm,避免击穿岩壳时卡钻。
 
钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆,要及时投进粘土块、片石并补水,以坚持孔内水位高度。
 
3.2 贫混凝土回填
 
采纳正常成孔办法施工,当钻穿岩洞漏浆时或遇到歪斜岩面时填入低标号混凝土,距离必守时刻后选用冲击钻冲击成孔。
 
1、混凝土标号及合作比 混凝土标号一般选用C20贫混凝土,为尽快进步混凝土强度,节省施工时刻,应在混凝土中掺加必定的早强剂,进步贫混凝土的前期强度。
 
2、掺加办法 关于歪斜岩面,为校对孔位,回填贫混凝土应与歪斜岩面顶面平齐,关于岩洞处,回填顶面高于岩洞顶板50cm。
 
3、施工留意事项 回填48h后回填混凝土强度到达70%方可从头开钻。
 
3.3 注浆加固
 
注浆办法处理钻孔桩岩洞,是经过规划院供给的地质勘测材料,对钻孔桩穿过的岩洞进行填充和加固的办法,该办法关于处理大岩洞是十分有用的办法。
 
1、注浆孔布设 依据规划院供给的规划材料,先找出最大的岩洞,假如岩洞为连通岩洞,只需求对其间最大的岩洞进行注浆加固,别的,钻注浆孔也是对地质状况的进一步勘探,经过取芯探明岩洞的高度及填充物的详细状况。
 
2、注浆压力操控 用注浆泵注浆,注浆压力不宜太大,操控在0.5—1.0MPa规模,具体压力值由现场实验断定。注浆速度为15—20L/min,其意图是使浆液浸透到填充物内(包括灌入的砂或碎石),然后固结,浸透最小直径定为3.0m,以确保冲钻成孔时有足够的固结体。注浆时注浆管有必要刺进填充物的底部,然后边注浆边缓慢上提,提管速度不宜太快,依据注浆速度断定,应使浸透半径操控在答应规模内。浆液选用水泥浆,用32.5级水泥,水泥合作比为水:水泥=0.8:1.0。若需用水泥砂浆,则合作比选用水:水泥:砂=1:1:0.8,需求选用双液浆时,水玻璃的用量依据现场实验断定。
 
3、注浆施工留意事项 为避免浆液流失太远形成糟蹋,选用间歇注浆办法,使得先注入的浆液与砂子(或碎石)开始到达胶结后再注浆,循环注浆屡次,直至到达规则最小注浆量和注浆压力操控值中止。注完一个孔后,持续对其余孔进行注浆,后注浆的压力有必要调高,最终封孔。注浆次序由现场自行掌握。
 
四、小结
 
1)桩根底是一种常用的深根底方式,当天然地基上的浅根底沉降量过大或地基承载力不能满意规划要求时,宜选用桩根底。清晰工程地质勘测是桩根底规划与施工的重要依据。
 
2)灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制造设备、清孔和灌注混凝土等施工进程,成桩工艺较复杂,湿作业成孔时成桩速度慢,其成桩质量与施工好坏密切相关,成桩质量难以直观的进行查看。在灌注桩施工计划中要对质量事端仔细剖析,并采纳相应的防备办法。
 
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