桥涵基础工程施工_情境4(单元2 钻孔灌注桩施工).ppt
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1、情境四 桩基础工程施工,1. 掌握预制沉桩施工工艺。2. 掌握泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺。3. 掌握人工成孔灌注桩施工工艺。4. 掌握基桩的检验方法。,单元二 钻孔灌注桩施工,一、 施工前的准备工作 钻孔灌注桩由于其施工速度快,质量稳定,受气候环境影响小,因而被普遍采用。但其施工前的准备工作十分重要,只有条件充分才能保证施工顺利进行。 (1) 认真进行施工放样。用全站仪准确放出各桩位中心,用骑马桩固定位置,用水准仪测量地面标高,确定钻孔深度。,单元二 钻孔灌注桩施工,(2) 根据地质资料,确定科学合理的钻孔方法和钻孔设备,架设好电力线路,配备适合的变压器。若用柴油机提供动力,则应购置与设备动力
2、相匹配的柴油机和充足的燃油。混凝土搅拌机、电焊机、钢筋切割机,以及水泥、砂石材料均要在钻孔开始前准备妥当。 (3) 埋设护筒。可以采用钢护筒,也可以采用现场预制的钢筋混凝土护筒。在放样好的桩位处,开挖一个圆形基坑将护筒埋入。护筒应坚实,不漏水,护筒内径应比桩径稍大2030 cm。护筒顶标高采用反循环钻时其顶部应高出地下水位2.0 m;采用正循环钻时应高出地下水位1.01.5 m;处于旱地时,护筒在满足上述条件的基础上还应高出地面0.3 m。,单元二 钻孔灌注桩施工,(4) 制备泥浆。钻孔泥浆由水、黏土和添加剂组成。按钻孔方法和地质情况,一般需采用泥浆悬浮钻渣和护壁。除地层本身全为黏性土,能在钻
3、进中形成合格泥浆外,开工前应准备数量充足和性能合格的黏土和膨润土。调制泥浆时,先将土加水浸透,然后用搅拌机或人工拌制,按不同地层情况严格控制泥浆浓度。为了回收泥浆原料和减少环境污染,应设置泥浆循环净化系统。泥浆性能要求见表4.2.1。,单元二 钻孔灌注桩施工,单元二 钻孔灌注桩施工,(5) 钢筋笼制作。在钻孔之前或者钻孔的同时要制作好钢筋笼,以便成孔、清孔后尽快灌注混凝土,防止塌孔事故发生。钢筋笼应按图纸尺寸要求以及吊装和钢筋单根定长确定下料长度,注意主筋在50 cm范围内接头数量不能超过截面主筋根数总数的50,加强筋直径要准确;箍筋要预先调直,螺旋形布置在主筋外侧;定位筋应均匀对称地焊接在主
4、筋外侧。下钢筋笼前应对其进行质量检查,保证钢筋根数、位置、净距、保护层厚度等满足要求。,单元二 钻孔灌注桩施工,二、 钻孔施工方法 无论采用哪种钻孔方法,都要遵循以下一般要求:钻孔就位前,应对钻孔的各项准备工作进行检查,包括场地与钻机座落处的平整和加固,主要机具的检查与安装。(2) 必须及时填写施工记录表,交接班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。(3) 钻机底座和顶端要平稳,在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心三者应在同一铅垂线上,偏差不超过2 cm。(4) 钻孔作业应分班连续进行,经常对钻孔泥浆性能指标进行检验,不符合要求时要及时改正。,单元二 钻
5、孔灌注桩施工,1.冲抓锥钻进 冲抓锥是一种最简单的钻孔机械, 由三角立架、锥头、卷扬机三部分组成,如图4.2.1所示。施工时使三角立架固定滑轮,绕过滑轮的钢丝绳下端吊着由三块钢锥片组成的锥头;锥头张开的最大外围尺寸与桩孔直径相同。锥头对准桩孔中心,放开制动,锥头在自重作用下下落,打入孔内土层中。卷扬机将其向上提升时,通过拉索使锥头合拢,砂土被封闭在锥体内提升至井外。,单元二 钻孔灌注桩施工,等锥体提升至孔口以上时,工人及时在井口放置一块钢盖板,将手推车或其他运输工具放于其上。打开锥头控制栓,使锥头张开,土体落入运输车中运走。移走钢板,即进行下一轮冲抓作业,如此循环钻进。 该方法的优点是所需机械
6、简单,成本较低。缺点是施工自动化程度低,需人工清运渣土,劳动强度大,施工速度较慢。适用于砂砾石和砂土地层。 注意:应以小冲程稳而准地开孔,待锥具全部进入护筒后,再松锥进行正常冲抓。提锥应缓慢,冲击高度一般为1.02.5 m。,单元二 钻孔灌注桩施工,图4.2.1冲抓锥钻孔,单元二 钻孔灌注桩施工,2. 冲击钻孔 冲击钻孔设备由冲击钻头、三角立架、卷扬机三部分组成,如图4.2.2所示。该方法适用于砂砾石和岩石地层。其工作原理是:用卷扬机让钢丝绳通过三角立架上的滑轮将锥头提起,然后放开卷扬机,使锥头自然下落,锥头的冲击作用将砂砾石或岩石砸成碎末、细渣,靠泥浆将其悬浮起来排出孔外。锥体一般为圆柱形,
7、用钢材制成,锥头呈字形,利于破碎岩石。一般可先用6080 cm的细锥头钻进,然后再用大锥头扩孔至设计孔径。这样一来可以保证孔壁稳定,防止塌孔;二来可以提高功效。卷扬机可以人工操作,也可以选用自动操作设备,因而该方法节省人力,可以24 h连续作业,施工效率较高,在工程中普遍适用。,单元二 钻孔灌注桩施工,图4.2.2冲击钻孔,单元二 钻孔灌注桩施工,施工时应注意以小冲程开孔,使初成孔坚实、竖直、圆顺并起导向作用。钻进深度超过钻锥全冲程后才能施行正常冲击。若遇坚硬漂卵石层,可采用中、大冲程,但最大冲程不宜超过46 m。钻进过程中及时排除钻渣,并添加黏土造浆,防止塌孔和沉积,从而使钻锥经常冲击新鲜地
8、层。冲击表面不平整的漂石、硬岩时,应先投入黏土夹小片石,将表面垫平后再钻进,防止出现偏孔、斜孔。,单元二 钻孔灌注桩施工,3. 正循环钻机施工 正循环钻机施工如图4.2.3所示,用钻头旋转切削土体钻进,泥浆泵将泥浆压进钻杆顶部的泥浆龙头,通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内,泥浆携带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部的排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。该方法适用于淤泥、黏性土、砂土以及砾卵石粒径小于10 cm且含量小于20的碎石土。其优点是钻进与排渣同时连续进行,在适用的土层中钻进速度较快。缺点是需设置泥浆槽、沉淀池等,施工占地较大且机具设备较复杂。,单元二 钻孔灌注桩施工,图4.2.
9、3正循环钻机施工,单元二 钻孔灌注桩施工,4. 反循环钻机施工 反循环钻机施工如图4.2.4所示,与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内,然后从钻头的钻杆下口吸进,通过钻杆中心排出至沉淀池内。该方法适用于软岩、黏性土、砂土以及砾卵石粒径小于钻杆内径23、含量小于20的碎石土。其钻进与排渣效率较高,但接长钻杆时装卸麻烦,钻渣容易堵塞管路。另外,因泥浆是从下向上流动,孔壁坍塌的可能性较正循环法大,为此需用较高质量的泥浆。,单元二 钻孔灌注桩施工,图4.2.4 反循环钻机施工,单元二 钻孔灌注桩施工,单元二 钻孔灌注桩施工,图4.2.5钻孔灌注桩施工工艺流程图,单元二 钻孔灌注桩施工,三、 事故处理 由于
10、地质构造的复杂性和施工期间各种因素的影响,钻孔事故常有发生。及时确认事故类型,采取补救措施,才能减少损失,保证质量。 1.塌孔 遇钻孔坍塌时,应仔细分析,查明原因和位置,然后再进行处理。塌孔不严重时,可回填至塌孔位置以上,采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施继续钻进。若塌孔严重,应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹黏土回填,暂停一段时间使其性能稳定后,再采取相应措施(加大泥浆浓度、快速钻进等)重钻。,单元二 钻孔灌注桩施工,2. 孔身偏斜、弯曲 一般可在偏斜处吊挂钻锥反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填黏性土到偏斜处,待沉淀密实后再重钻。 3. 扩孔、缩孔 孔径较大或者过小,称为扩孔、缩孔。
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