桩基础施工
方案
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1、施工方案
广深沿江高速公路桥梁桩基础直径采用φ2.0m及φ1.5m两种,共计约200根。根据地质、水文条件采用冲孔钻机施工桩基础。
2、冲孔桩正循环法施工
方法
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及注意事项
2.1、施工工艺流程
施工准备 → 桩位放样 → 埋设护筒 → 钻机就位 →申请开钻→ 钻进、取渣样 → 成孔验收→ 第一次清孔 → 安装钢筋笼、检测管 → 钻机移位下导管 →第二次清孔 → 监理
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
师检查合格 → 灌注水下混凝土 → 成桩检测。
2.2、施工准备
1)、按照施工设计图纸的要求,编制施工方案,并进行技术交底,准备施工机械设备。清除杂物、淤泥,平整桩基范围内的场地并压实。
2)、开挖泥浆池,将泥浆池布置在红线施工范围内,同时兼顾多墩施工方便。泥浆池里的钻碴和多余的泥浆,应及时运至指定地点排放,不得乱排乱弃,污染环境。
3)、桩位测量:测量桥位,放出墩桩位中心,准确测量各桩位的中心和地面标高,并在平整好的场地上做出桩位标记,用长木桩或砼桩定位。
4)、孔位探测:首先在孔位处用人工挖2m深的检查坑,检查孔位地下是否有管线、光缆或其他物体,若有,及时通知监理工程师确认,并联系业主协商解决办法,进行妥善处理。
5)、埋设钢护筒,钢护筒直径宜大于设计桩径20cm,护筒埋设后,将护筒周围用粘性土回填夯实,护筒埋设深度不小于2米,护筒平面位置偏差不得大于5cm,其倾斜度应控制在5‰以内,护筒顶高出施工地面0.3m。根据地质情况需要加长护筒时,确保护筒倾斜度偏差不大于1%,确保护筒无沉落。
6)、钻机就位前,对主要机具进行检查、维修与安装,水电供应进行检查。检查完毕后,钻机就位,钻机底架应垫平,保持稳定,使其不产生偏移和沉陷。钻机的钻头中心应对准桩位(或护筒底)中心,其偏差不得大于2cm,并应符合技术规范的要求。
7)、选择优质粘土造浆,储浆池和沉淀池的大小应满足施工的需要。泥浆通过护筒壁口排入泥浆池内,污泥及沉渣及时用泥浆车运往指定排污处,以免污染环境。冲孔过程中保证满足护筒内泥浆顶始终高于地下水位不少于1m,使泥浆的压力超过土及地下水的压力,避免造成塌孔。
8)、泥浆性能指标应满足下表要求:
钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标
相对密度
粘度(s)
含砂率(%)
胶体率(%)
失水率(ml/30min)
泥皮厚(mm/30min)
静切力(Pa)
酸碱度pH
正循环
一般地层
1.05~1.20
16~22
≤4
≥96
≤25
≤2
1.0~2.5
8~10
易坍地层
1.20~1.45
19~28
≤4
≥96
≤15
≤2
3~5
8~10
冲孔
易坍地层
1.20~1.40
22~30
——
≥95
≤20
≤3
3~5
8~11
9)、准备工作完成后请甲方代表、监理工程师到现场检查所有准备工作,认可后方能进入正常施工阶段。
2.3、冲孔
1)、开始冲孔时,在桩孔内投入一定数量的粘土及相应的水,利用冲头造泥浆,然后抽至泥浆池,泥浆的相对密度为1.1~1.25,待循环池及桩孔全部储够泥浆后,先启动泥浆泵,后进行慢速进尺冲孔。
2)、在冲进过程中,进尺的快慢根据地质情况来控制,并经常对孔内泥浆的相对密度和浆面等检查观察。在粘性土及含砂率小的泥岩中,可按一般情况施工,在砂性土及砂率高的地层中,宜用小冲程、大泵量、稠泥浆(相对密度为1.20~1.45)钻进。
3)、相邻桩的钻孔:由于软土层较厚,为避免对近距离且龄期不够的桩造成的影响。桩基施工顺序采用隔墩施工法,即本墩施工一根后再移至下一墩施工,然后再施工本墩桩基,如此循环。
4)、施工作业分班连续进行,如确因故须停止冲进时,将冲头提升放至孔外,以免被泥浆埋住冲头。
5)、及时提取岩样和详细填写钻孔施工记录,交接班时交代冲进情况及应注意的事项。如设计为嵌岩桩,则在进入岩层时测量记录孔深、提取岩样,并及时报监理工程师。
2.4、终孔及清孔
1)、当冲孔达到设计终孔标高后,先对孔深、孔径、孔位和孔形等进行自检,填写终孔检验单,并及时通知甲方代表、监理及设计人员到现场验收。
2)、成孔工序验收合格后,进行第一次清孔,清孔采用换浆法施工。即冲孔完成后,以相对密度较低的泥浆(1.2)压入,逐步把冲孔内浮悬的冲渣和相对密度较大的泥浆换出,换至孔内泥浆的相对密度低于1.1以下为止。在清孔排渣时,保持孔内水头,防止坍孔。
3)、严禁用加深冲孔深度的方法代替清孔。在终孔和清孔后,应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度、泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检验,摩擦桩桩底沉淀厚度不大于15厘米,嵌岩桩桩底沉淀厚度不大于5厘米。清孔后泥浆指标:相对密度1.05~1.1,粘度17~20s,含砂率<2%,胶体率>98%。
2.5、钢筋笼的制作与安装
1)、钢筋的加工、骨架的制作应符合设计要求及有关规范的规定。焊接短钢筋只能用于桩基底部,且一根主筋上只能用一根。基桩受力钢筋采用竖向连接时,直径大于或等于20毫米的钢筋接长采用滚压直螺纹机械连接技术。
2)、按施工的实际桩长来决定钢筋的下料,依桩的长短来确定分段制作的长度,钢筋笼骨架在钢筋车间制作,用平板车运到墩位处安装。
3)、依设计图纸的规定,先制定相应的加劲筋,然后按规定的根数布置主筋,设立每隔2m一道的加强筋,排列好后将主筋按规定间距焊接在加强筋上,再依设计规定的间距绑扎箍筋。
4)、成孔验收第一次清孔后,利用吊车将钢筋笼吊入桩孔,钢筋笼分段制作,每下完一节后用钢管或方木固定,再用吊车吊住另一节进行驳接,段间驳接采用滚压直螺纹机械连接技术,定位钢筋和定位方式按有关文件规定,根据桩径尺寸增加到6~8个,以保证桩基混凝土的最小保护层厚度均为净8cm。吊放钢筋骨架入桩孔时,均匀下落,保证钢筋笼居中。钢筋笼顶部与护筒固定,以防灌注砼时钢筋骨架上升。
5)、骨架落到设计标高后,将其校正在桩中心位置并固定,待砼灌注完毕并初凝后才解除固定设施。为保证钢筋笼定位准确,要求顶端钢筋聋对称四根主筋加长并用加劲箍连接成一体,加长高度试孔内泥浆面确定,以使顶端加劲箍露出浆面,对中后在四周用钢筋固定在护筒上。
6)、质量要求:
(1)、钢筋的品种和质量,焊条的牌号和性能应符合设计、施工
标准
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。
(2)、安装钢筋时,配置的钢筋级别、直径、根数和间距应符合设计要求,焊接的钢筋和钢筋骨架,无变形、松脱和开焊现象。清除钢筋表面浮皮及铁锈。
(3)、向驻地监理工程师
报告
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钢筋质量自检结果,并办理报验手续。
2.6、水下混凝土灌注
1)、导管吊装前进行试拼,检查接口连接是否严密牢固,若接口胶垫有破损,更换后使用,每个接口必须放置密封圈。同时检查拼装后的垂直情况,根据桩孔的总长,确定导管的拼装长度。使用前,进行过球、水密及承压试验,试验时的水压,大于井孔内水深1.5倍的压力。吊装时,导管位于井孔中央,并在灌注前进行升降试验。
2)、导管吊放完毕后,在导管口加封带管的铁板,往导管内加灌泥浆,使沉淀在孔底的沉渣飘浮,即进行第二次清孔工作。
3)、复测孔底标高,检查沉渣的厚度,判断是否达到设计要求及满足灌注要求。经自检合格后,向监理工程师报验,方可灌注砼。
4)、在导管上端连接砼漏斗,漏斗容量不小于4.0m3,以保证漏斗内砼有足够的压力,防止反浆。漏斗安装好后连同导管向孔底下放,使导管底部接触孔底,做好标记,然后提升30cm,用水泵抽出孔内多余泥浆,使泥浆面低于漏斗口不小于50cm,并于漏斗口安置砼浆球。灌注砼时,将容积为9 m3的砼罐车卸料斗对准漏斗缓慢放砼进入漏斗内,待漏斗内砼储满时剪球,此时砼罐车不可熄火,当漏斗内砼面下落时加速将砼卸入漏斗内。保证漏斗内充盈其不小于2/3的容积,从而保证第一灌注砼能连续灌入,并且能埋住导管深度不小于1.0m。
5)、灌注砼期间,配备水泵、吸泥机及高压射水管等设备,以保持井内水头和及时处理灌注故障。
6)、砼的灌注要求连续进行,有短时间停歇时,经常上下拉动导管,使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注砼边提升导管和边拆除上一节导管,使砼经常处于流动状态,尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管底埋置于混凝土的深度达4~6m,拆除一节导管,拆除后导管的埋设深度宜控制在2m以上。根据砼的浇筑情况和埋管深度逐节拆除导管。提升导管要保持导管垂直及居中,不能倾斜以免牵动钢筋骨架。
7)、采用测量绳和锤重不小于4kg的平底锥形探测锤对孔内砼面进行测量。砼灌注到桩上部5m以内时,不再提升导管,待灌注至规定标高一次提出导管,拔管采用慢提及反插,灌注的桩顶标高比设计标高增加0.5~1m。
8)、灌注时取较有代表性的砼做抗压试件,灌注完成后及时清洗灌注工具及清除部分表面泥浆层。灌注桩龄期达到3天即可凿除桩头,桩头标高比设计高出5cm。注意不可带钢筋外围砼凿缺,应使桩头完整、平顺。
9)、保持施工场地的清洁,灌注水下砼时孔内排出的泥浆应及时清运,不得任其四处流淌。
2.7施工中常见问题和防止措施
1)、钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施
(1)、护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。
防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
(2)、孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。
造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长。
防治措施:使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
(3)、钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
造成原因:作业时钻机安装不稳;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施:冲孔偏斜时,可提起钻头,上下反复冲几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土、片石至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
(4)、桩底沉渣量过多
造成原因:泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;清孔时换浆过快、清渣时间不够;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度。延长换浆时间,专人不间断捞渣;开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40㎝,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土大于1m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。当孔底沉渣超过设计规定时须采取措施进行再次清孔,不可灌注。
2)、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施
(1)、卡管
水下混凝土灌注过程中,导管无法上下移动的现象。
造成原因:混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,导管在砼中停留时间过长而卡管;砼严重离析。
防治措施:在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土坍落度宜为18~22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6~1.0MPa,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。拌和站配料斗用钢筋网盖住,防止超粒径石料进入砼中。
(2)、钢筋笼上浮
在砼灌注过程中,钢筋笼向上浮起的现象。
造成原因:a、当混凝土灌至钢筋笼下时,若此时提升导管,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;b、当导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
防治措施:a、钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,或掺外加剂,防止混凝土进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m。b、灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~4m,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
2.8、钻孔灌注桩施工的注意事项
1)、桥台及邻近墩桩基施工须等桥头路段软基处理及堆载预压完成后进行反开挖施工。
2)、认真做好施工记录,并按规定留取混凝土试件。
3)、桩基砼质量的检测由监理工程师会同检测单位采用超声波检测和动测法,并按有关文件规定频率作钻取芯样方法进行检测。超声波检测的桩基要按照图纸埋设声测管。声测管连接要严密,灌注前要密封管口。
4)、为避免突然停电造成水下砼灌注中断,施工现场及砼拌和站各备一台75KW发电机。
5)、安全注意事项:
(1)、钢筋笼加工过程中,不得出现随意抛掷钢筋现象,制作完成的钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人,防止人员被砸伤。
(2)、氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。乙炔瓶须竖立放置。
(3)、钻孔过程中,非相关人员距离钻机不得太近,防止机械伤人。
(4)、施工人员在焊接或者机械连接完毕后,必须退至孔外,脚不得防入钢筋笼内,防止钢筋笼下放时将脚拉伤甚至将人带入孔中的事故发生。
(5)、施工人员在导管对接时必须注意手的位置,防止手被导管夹伤。
(6)、砼浇注过程中,砼搅拌运输车倒车时,指挥员必须站在司机能够看到的固定位置,防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。轮胎下必须垫有枕木。倒车过程中,车后不得有人。同时,吊车提升拆除导管过程中,各现场人员必须注意吊钩位置,以免将头砸伤。
(7)、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后,暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施,并有人看守。
(8)施工作业平台必须规整平顺,杂物必须清除干净,防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。
(9)、导管安装及砼浇注前,井口必须设有导管卡,搭设工作平台(留出导管位置),以保证现场施工人员的安全。
2.9、钻孔灌注桩的检查项目及方法
钻孔灌注桩的检查项目及方法见下表
钻孔灌注桩检查项目表
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1
砼强度(Mpa)
在合格标准内
按JTGF80/1-2004附录D检查
3
2
桩位(mm)
群桩
100
用全站仪检查纵、横方向
每桩检查
2
排架桩
允许
50
极值
100
3
孔深(m)
不小于设计
测绳量:每桩测量
3
4
孔径(mm)
不小于设计
探孔器:每桩测量
3
5
钻孔倾斜度(mm)
1%桩长,且不大于500
钻杆垂线法:每桩检查
1
6
沉淀厚度(mm)
摩擦桩
符合规范要求
沉淀盒或标准测锤:每桩检查
2
支承桩
不大于设计规定
7
钢筋骨架底面高程(mm)
±50
水准仪:测每桩骨架顶面高程后反算
1