旋挖钻钻孔桩作业标准指导书.docx
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1、兰州至乌鲁木齐第二双线(新疆段)LXTJ2标三工区桥梁工程旋挖钻钻孔桩作业指导书编制: 复核: 审批: 中交第三航务工程局兰新铁路第二双线项目部三工区二一年八月旋挖钻钻孔桩作业指导书一、目标明确桥梁桩基旋挖钻钻孔桩作业工艺步骤、操作关键点和对应工艺标准,指导、规范桩基作业施工。二、编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路桥涵工程施工技术指南施工图设计文件三、适用范围适适用于多种土质层和砂类土、碎(卵)石土或中等硬度以下基岩桥墩桩基施工。旋挖钻具用自动化程度高、成孔快、质量高,地质图层识别显著等特点,多年来得到了大量应用。施工前应依据不一样地质采取不等钻头。本工程采取三一重工
2、生产SR22OC型旋挖钻机。四、工艺介绍旋挖钻机成孔是经过钻机底部带有活门桶式钻头旋切破碎岩石泥土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这么循环往复,不停地取土卸土,直至钻至设计深度,对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必需采取静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。五、施工方法及工艺要求定桩位埋设护筒钻机就位钻孔第一次清孔测孔深、沉淤下钢筋笼下导管第二次清孔测沉淤 安放隔水球浇筑砼泥浆补充泥浆处理制作钢筋笼配制砼旋挖钻钻孔桩施工工艺框图1、施工准备1)旋挖钻机机械设备进场前,作好各项检修和保养工作,做到进场后便可投入使用;场地
3、内供电线路采取发电机供电,并在临时便道对应位置埋设100mm钢管穿过。对钻机各部位状态进行全方面检验,确保其性能良好。2)钻孔场地在施工前应平整场地,清除杂物,更换软土,夯填密实。钻机座不宜直接置于不坚实填土上,以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道,为施工机具、材料运输提供便利。3)钻孔场地在陡坡时,应挖成平坡。如有困难,可用排架或枕木搭设工作平台。2、桩位测量放样、保护和标高控制依据设计院提供施工图纸,结合现场测量桩、水准点,用全站仪正确定测出每根桩桩位。测量班放出桩位后,要采取方法保护好桩位。护桩用木桩钉钉,土质较软地段要水泥包桩,护桩埋深要够。每次钻机就位好开钻前和钢筋笼吊放前,需要进行
4、复测。测量无误后才可进行下步工序施工。钻进开始前要在护筒上作好标高控制点,计算实际钻进深度,并用测绳注意量测实际深度。快到桩底设计标高时要加密量测次数,以确保不超钻或欠钻。3、埋设护筒 旋挖钻护筒采取壁厚8mm钢护筒,由单节长度4m护筒组成,护筒间由平头螺栓连接,应坚固不漏水。护筒内径大于钻头直径 20cm。护筒顶面高出施工水位2m,护筒泥浆溢出口底边高出地下水位1.5m以上,还应高出施工地面0.30.5m。护筒埋置深度大于2米。旋挖钻机护筒和钻机动力头驱动连接器连接在一起,钻机操作手利用导墙将第一节钢护筒正确定位,以后经过大扭矩钻机动力头将钢护筒旋转压入设计标高。护筒压入前及压入后,经过靠在
5、护筒上水平仪调整护筒垂直位置。护筒顶面中心和设计桩位偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。4、泥浆制备和使用旋挖钻机采取静态泥浆护壁,即伴随钻孔深度增加立即向孔内补充配置好化学泥浆,灌注混凝土时泥浆排出孔外,经处理后循环使用。在砂类土、碎石土或黏土夹层中钻孔,宜采取膨润土泥浆护壁。为了提升泥浆粘度和胶体率,选择优质膨润土、碳酸钠、中性羟基纤维素(CMC)配制化学泥浆。造浆后应试验全部性能指标,钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验统计表。为确保不因泥浆数量和质量影响成孔速度和成孔质量,每个旋挖钻机机组通常在一个施工区段(范围约3个墩左右)配置两个泥浆池。泥浆池依据现场条件开挖,
6、同时设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接,用于泥浆循环净化。为保护当地环境,清除废浆和钻渣利用泥浆罐车运输到指定弃土区丢弃,严禁泥浆乱倒或乱流,造成环境污染。钻进时,从泥浆制备池中抽取泥浆至井孔,待灌注混凝土时将泥浆抽回到泥浆沉淀池中,经沉淀除砂后排至泥浆制备池,在泥浆制备池中对泥浆各项指标进行检测,指标不合格,进行处理合格后使用。施工中,严禁采取未经处理废浆、混入混凝土泥浆、含砂率过大泥浆、回旋钻机产生泥浆。5、 钻机就位及钻孔 1)钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检验。钻机安装后底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完成,施工队对钻机就位自检。 2)钻孔前,按施工设计所提供地质
7、、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不一样地质层选择不一样钻头、钻进压力、钻进速度及合适泥浆比重。 3)钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工统计,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应常常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测,不符合要求时,应立即更正。应常常注意地层改变,在地层改变处应捞取样渣保留。4)钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处改变情况,发觉沉降现象立即停机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。5)当钻孔深度达成设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检验,确定满足设计要求后,立即填写终孔检验证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土准备工作
8、。6)转速、进尺对成孔影响一般钻斗(包含无底板和有底板钻斗)在钻进时必需严格控制进尺,预防孔内事故发生。钻进时,钻齿切削岩土进入钻斗内,经过伸缩式钻杆和主卷扬机提升钻斗到孔外,钻杆反转卸土,返回孔内,进行下一个循环。若进尺太大,则进入钻斗岩土将经过钻斗上部充填到钻斗四面,泥浆将不能进入钻斗下部,在提钻时钻斗下部形成真空,不能提钻,造成孔内卡钻事故。依据地质情况和钻机性能,旋挖钻机在各类土层中转速、进尺以下:土层钻进时:转速4555转/min,进尺通常控制在4050cm,采取慢速进尺、常修孔。细砂层钻进时:为预防对细砂过分扰动,转速控制在40转/min以内中等转速,钻杆合适带紧,采取轻压有控制地
9、向下钻进,进尺通常控制在60cm左右,但必需采取双底板捞砂钻斗。注意:出渣时,提斗速度不易过快,钻斗满载时升降速度控制在0.8m/s以下,空斗升降速度控制在1.0m/s以下。粗砂层钻进时:可较细砂层钻速合适加紧,采取轻压满钻,经过较高转速,从而提升钻速度。7)钻机定位系统和垂直控制系统双锥双螺旋钻头单锥单螺旋钻头图6.2-1旋挖钻机采取全电脑控制系统,在操作室即可监控主桅杆、钻杆垂直度和进尺深度。钻孔时钻机可自行至桩位处,把钻机钻头对准桩位,并调整钻机底盘水平。8)孔位对中经过主桅杆四边形调整系统、行走系统对中孔位中心,并锁定,在钻进时,钻机旋转到孔位时自动锁定,可确保孔位正确性。在操作时必需
10、严格控制并随时检验,这是确保孔位正确和不出现斜孔关键方法。在砂层中钻进砂土工特征决定在砂层中钻进必需引发足够重视。依据试验结果调整护壁结构和钻进方法;对砂层较厚孔,必需调整泥浆各项参数,调大比重、粘度、胶体率含量等。调整方法可采取钻斗携带膨润土至砂层位置提升砂层位置护壁效果,预防塌孔。立即换用捞砂钻头,确保砂层全部提出孔外。依据地质情况立即更换适宜钻头旋挖钻机机组通常配置筒式一般钻头、筒式捞砂钻头、长螺旋钻头、短螺旋钻头、开岩钻头、螺旋磨岩钻头等多个型号,在施工中应依据具体地质情况更换适宜钻头。依据本桥桥址处地质情况,宜采取单锥单螺旋钻头或双锥双螺旋钻头。见图6.2-1。6、检孔钻孔灌注桩成孔
11、后,要对桩孔进行检验验收,检测内容包含:钻孔平面位置、孔深、倾斜度、全深孔径等。成孔质量应符合下列标准:孔径不应小于设计孔径;孔深大于设计要求;倾斜度小于1%。孔深、孔底沉渣采取标准测锤检测,孔径、孔形采取自制检孔器检测。检孔器用28和16钢筋制成,检孔器外径等于钢筋笼外径+100,检孔器长度是检孔器外径46倍,检孔器顶面几何中心焊起吊圈。检测时,将检孔器吊起,使笼中心、井孔中心、吊绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻标明孔径大于设计桩径;若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或弯孔现象,应采取方法给予消除。检孔器还可测孔位、桩孔倾斜度,将检孔器放入孔内,调整起吊滑轮,使吊绳保持竖直,此时吊绳位
12、置即为桩孔中心位置,将起吊滑轮固定测出滑轮至井口距离,测出检孔器下放时各个位置水平偏移,就可推算出个测点偏移桩中心距离及倾斜度。只要旋挖钻钻头直径符合设计要求,旋挖钻成孔方法决定了桩径不会小于设计桩径,旋挖钻上有很多检测装置,能随时检测桩垂直度和深度,只要操作适当不会出现问题,加强过程控制比成孔检验更有效控制成孔质量。7、清孔钻孔至设计高程,经对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检验确定合格后,应立即进行清孔。旋转钻机采取换浆法清孔。清孔应达成以下标准:浇筑水下混凝土前,许可沉渣应满足设计要求,当设计无要求时,摩擦桩小于20cm。严禁用加深钻孔深度方法替换清孔。孔内排出或抽出泥浆手摸无23mm颗粒,
13、泥浆比重小于1.1,含砂率小于2%,黏度1720S。自检合格后,应以书面形式立即通知旁站监理工程师验收。根据旁站监理工程师同意方法进行检测,并准备验收统计,验收合格,请监理工程师在验收统计上签字。未经监理工程师验收同意桩孔不得灌注混凝土。8、钢筋笼骨架制作安装钢筋笼使用全部钢筋应含有出厂日期和质量证实书,检验合格后才能使用。制作前先将主筋调直,清除钢筋表面油污和杂物等。钢筋下料要正确控制下料长度。钢筋笼在钢筋加工场集中制作,每节长度小于18m。对于长度大于18m钢筋笼分节时,应考虑主筋接头按规范要求错开。两节钢筋笼对接一端宜预留12m箍筋不绑扎,方便于主筋在孔口连接时施工方便。桩基钢筋笼加工时
14、主筋接头采取闪光对焊,安装时搭接单面焊,每一截面上接头数量不超出50%,单面焊时,焊缝长度大于10d,双面焊时,焊缝要大于5d,要求焊缝饱满,焊缝深度和宽度满足规范要求。搭接焊时,注意接头两侧主筋中心必需在同一直线上。全部加劲箍和主筋连接点必需满焊。加强筋弯制成型后点焊待加强筋和主筋连接成一个整体后再施焊,加强筋点焊后必需用扳手消除弹性变形,焊工必需持证上岗。加强箍筋和主筋连接全部焊接。钢筋笼材料、加工、接头和安装,符合要求。钢筋骨架保护层用设计“耳筋”来确保,按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周部署4个。钢筋“耳朵”用钢筋制作,见图6.2-2。 4.5cm15cm9cm10cm9cm10cm
15、图6.2-2“耳筋”绑扎示意图钢筋笼制作完成后, 骨架安装采取大吨位汽车起重机吊装钢筋笼,采取自制平板车水平运输钢筋笼,为确保骨架不变形,须用两点吊:第一吊点设在骨架下部,第二吊点设在骨架长度中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再和第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。伴随第二吊点不停提升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直。骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架在同直线上进行焊接。桩基钢筋笼焊接完成后,在最上一节骨架上焊接吊筋,吊筋长度依据桩顶高程到孔口位置确定。吊筋应牢靠固定在孔
16、口吊杠上,预防钢筋笼上浮或下沉,更要严防掉笼。吊杠可用型钢或钢管制作,其刚度必需能够承受全部钢筋笼重量,并能抵御施工过程中偶然冲击。9、导管安装 水下混凝土钢导管应内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密,导管直径为30cm。导管管节为2.5m,最下端设4m长节,另备1m左右若干个调整管节,导管采取螺旋丝扣连接。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上次序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不超出钻孔深0.5%并小于10cm,试压力为孔底静水压力1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管安装后,其底部距孔底有 250 400mm 空间。10、灌注水下混凝土 1)二次清孔浇筑水下混凝
17、土前应检验沉渣厚度,沉渣厚度应小于20cm。如沉渣厚度超出规范要求,则利用导管进行二次清孔。使沉渣悬浮,然后立即灌注首批水下混凝土。2)首批封底混凝土首批封底混凝土下落时要有一定冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土大于1m深。足够冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,降低工后沉降关键步骤。封底混凝土所需方量按下式确定:V首批封底混凝土所需数量,m3;d混凝土导管内径,m;h1导管内和桩孔内混凝土高度差,其值由桩孔内泥浆压力决定,不计混凝土落入导管内冲击力和混凝土在导管、桩孔内流动阻力,h1=hww/c,m;hw桩孔内混凝土面以上泥浆深度,m;w泥浆容重,kN/
18、m3;c混凝土拌和物容重,24kN/m3;D桩孔直径,m;Hc桩孔内混凝土高度,由导管首次被混凝土埋置深度决定和导管距孔底高度决定,导管首次埋深要求大于1m,导管距孔底通常0.4m。3)拨栓或开阀打开漏斗阀门,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如发觉导管内大量进水,表明出现灌注事故。必需立即停止灌注进行处理。4)水下混凝土浇灌桩基混凝土采取罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中,应预防混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测探不正确;应注意观察管内混凝
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