机械桩专项施工方案(泥浆护壁).doc
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1、 第 1 页 共 29 页 一、工程简介 万州经开区长龙家园征地还房建设项目 A1 区 8、9、10 号楼及幼儿园(三标段)工程位于重庆市万州经开区五桥园长石板,本工程包含 8#、9#、10#及幼儿园四栋单体建筑,其中,幼儿园为框架结构,地上 3 层,每层层高 3.3米,地上建筑总高为 9.45 米。建筑基底面积 1011.52 平方米,总建筑面积:2352.42 平方米,基础为机械钻孔嵌岩桩共 54 根,桩孔直径为 800mm、900mm两种。桩嵌入为中风化砂质泥岩,单轴天然抗压强度标准值为 12.55Mpa。二、编制依据 1.本工程施工图纸及工程合同。2.施工现场的实际情况;3.建筑地基基
2、础工程施工质量验收规定(GB50202-2002);4.建筑基坑支护工程技术规程(DBJ/T15-20-97);5.建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012);6.建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011);7.工程测量规范(GB50026-2007);8.建筑变形测量规范JGJ 8-2007;9.施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005);10.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);11.公司管理体系文件;12.现行其他的施工验收规范、规程和标准,省、市有关建筑技术、质量安全和文明的规定。三、总体布置 根据地质报告、工期要求、场地施工条件,计划安排 3台机械砖孔,
3、并配备电焊机、气焊设备及附属运输,排水、清障、夜间照明等设备。项目班子由公司挑选具有丰富经验、有责任心的人员组成,钻机及相关配套设备到位,确保本工程顺利实施。第 2 页 共 29 页 四、开工准备及竣工验收 1、技术准备 1.1、开工前应具备场地工程地质资料和必要的水文地质资料,施工图及图纸会审纪要。1.2、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需做材料的试验,试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。1.3、具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。1.4、工程地质资料 作好全面的施工准备,施工前对工程的地质情
4、况尤其是对粉沙土的特性进行必要的研究,对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。2、机械设备准备 根据现场施工要求,安排性能好的机械设备进场,并对进场设备进行必要的维护与保养,以保证设备正常运转。具体机械设备如下表 机械钻施工主要机械设备表 序号 机械设备 数量 1 BX1-500 3 台 2 25T起重机 1 台 2 内径260 导管 2 套 3 大小料斗 1 套 4 钢筋切断机 1 台 5 钢筋弯曲机 1 台 6 钢筋调直机 1 台 7 电焊机 1 台 8 装载机 1 台 9 运渣车 1 台 第 3 页 共 29 页 10 气焊设备 1 台 11 3、测量准备
5、依据已经监理工程师批准并能满足工程需要的测量控制网,组织测量人员对桩位进行精确放样。4、试验准备 在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂以及碎石等材料样品,进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作并报监理工程师批准。5、物质材料准备 5.1、原材料、商品混凝土的型号、规格、品种、等级等质量和技术性能应符合国家现行标准的规定和设计要求。5.2、钢材进场应有出厂质量证明书或试验报告单,进场时应分批检验。检验内容包括查对标识、外观检查,并按现行国家有关标准的规定抽取试样作力学性能试验,合格后方可使用。5.3、水泥进场应有产品合格证和出厂检验报告,进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期
6、等进行检查,并应对其强度、稳定性及其他必要的性能指标进行复验,其质量必须符合现行国家相关标准的规定。5.4、粗骨料宜选用级配良好的坚硬碎石或卵石。最大粒径不应大于钢筋笼主筋最小净距的 1/3,宜优先选用 525mm 的碎石。5.5、外加剂进场应有产品质量说明书和产品合格证,外加剂的质量和性能应符合现行国家相关标准的规定。5.6、原材料在运输和存放过程中应采取防止油污、雨淋措施。堆放场地应平整、坚实。第 4 页 共 29 页 6、施工场地布置 6.1、由于机械钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。合理布置施工场地:保证回旋钻钻机及其它
7、的施工机械安全就位与材料运输 合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施,全面满足施工工作的要求。在桩孔的施工顺序安排上、采用相邻墩台的桩孔间隔施工,以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。6.2、工程试桩(1)、根据设计图要求,配合建设组织的由监理、设计、质监、地质勘探部门一起参加的试桩工作。(2)、根据试桩确定的持力层并检验地质资料的准确性等填写试桩报告,经监理、建设、设计方签字,作为正式施工的依据。6.3、桩基验收(1)、桩基完工 7天后即可报请相关检测单位组织成桩质量检测,收集整理好相关资料,完善签字手续。(2)、各楼栋完工检测全部合格后,完善相关资料,报请有关单位组织桩基验
8、收,提交基础竣工图及各类隐蔽资料。第四章 施工方法及主要技术措施 1、机械钻孔施工原理及优势 1.1机械钻孔施工原理 第 5 页 共 29 页 泥浆由泥浆泵以高压从泥浆池输进钻杆内腔,经钻头的出浆口射出。底部的钻头在旋转时将土层搅松成为砖渣,被泥浆悬浮,随泥浆上升而溢出,经过沉淀净化,泥浆再循环使用。井孔壁靠水头和泥浆保护。1.2机械钻优势 机械钻采用 BX1-500 机械钻机,机械钻机具备以下优势:成孔速度快。与传统的循环钻机相比优势明显,这样就有效地保证了工程的进度。桩孔对位方便准确。这是传统循环钻机根本达不到的,基于机械钻机施工效率高、速度快、施工精度高,该工程桩孔可采用机械成孔。2、施
9、工流程 机械钻机施工流程见图。否 否 人工挖孔桩护壁施工 钻机就位 成孔检测 钻进成孔 清孔 沉渣厚度检测 造浆 人工挖孔桩定位 监理工程师检测 监理工程师检测 监理工程师检测 施工准备 测量放样 第 6 页 共 29 页 3、施工工艺 在施工过程中上部采用人工挖孔桩挖孔定位并浇筑护壁(护筒),下部采用泥浆护壁,防止塌孔和孔内缩径。泥浆护壁是利用泥浆与地下水的压力差来控制水压力与孔壁压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的相对密度则起到保持压力差的关键作用,实施钻孔的一种成孔工法。泥浆的主要材料表 材料名称 数量 主要使用目的 水 1m3 泥浆的主体 膨润土 150-200kg 泥浆的主要材料 纤维
10、素 2-3kg 增加泥浆的粘性 火碱 2-5kg 降低泥渣下沉速度 渗水防止剂 废纸浆、锯屑等 防止渗水 泥浆的要求为相对密度:1112;(密实碎石孔可选 1.5)、粘度:1822s;、静切力:1025Pa;、含砂率:4;不合格 超声波检测 灌注水下砼 沉渣厚度测试 安放钢筋笼 下导管 导管水密性试验 钢筋笼制作 多余泥浆外运 泥浆回收 二次清孔 合格 交工验收 监理工程师检测 监理工程师检测 监理工程师旁站 监理工程师旁站 监理工程师旁站 移机 第 7 页 共 29 页 、胶体率:90;、30 分钟失水率:1420ml;30 分钟泥皮厚度:2mm;PH 值:810。此法施工能有效的减少塌孔,
11、保证成孔质量,减少和杜绝孔底沉渣,保证混泥土的充盈系数。需要泥浆土,火碱,纤维素,泥浆泵,泥浆管和配套的电线电箱,泥浆池,泥浆池防护等材料和设备(孔内有漏浆可能),每栋楼做一个长 4 米4 米2 米的泥浆池,制作泥浆所用的材料,必须购买膨润土或黄土,在泥浆池内制作成泥浆。在机械桩成孔后、及时清理孔底沉渣,沉渣厚度控制在 50 内,然后把已经配置好的钻孔液倒入孔内,用空压机的风管插入孔底,使孔内泥浆和余下沉渣与钻孔液搅拌均匀。钻孔液的作用是使沉渣不沉,飘浮在钻孔液的内部。新型钻孔液又名无固相泥浆,是线状高分子聚合物,分子量在 300-2500 万之间,固体外观为白色粉颗,液态为无色粘稠胶体状,易
12、溶于水,溶于水后静置会形成粘稠状液体,胶体率在 95以上。钻孔液配制配比为:钻孔液制备配比:10kg 固体聚丙烯酰胺,45m3 水,50kg工业用碱(NaCO3)。钻孔液配制后,性能指标满足:比重 1.001.02,粘度:一般为 1720s,PH值为 8-10,含砂率小于 2。施工流程:施工准备钻机就位机械开孔注浆取土钻进补浆取土成孔检查沉渣厚度、清渣倒入钻孔液移机吊放钢筋笼检查沉渣厚度、清渣吊放导管检查、清渣上导管清孔帽注浆清渣二次清孔后泄出导管压力灌注混凝土 第 8 页 共 29 页 桩内挖出的土石方,堆放在桩边外 3 米以外范围,堆放高度不超过 1.5米高,每天由人工负责转运场内桩边的土
13、石方、转运到每栋堆场,根据每栋堆场的具体情况,及时用 320 型挖土机配合人工用汽车把堆场的土石方运出施工现场,堆放在建设方指定的场外堆场。泥浆护壁施工工艺流程图 4、清孔:施工准备 测量放线埋辅桩 监理复核 护筒(护壁)钻进成孔 清孔 移机 吊放钢筋笼 吊放导管 灌注水下混凝土 钻进质量自检 验收 导管检查 拔护筒(护壁)监理校核 配置浆液 混凝土配比检查 渣土外运 钻机就位 泥浆系统 废泥浆处理 钢筋笼检查 沉渣检查 沉渣检查 第 9 页 共 29 页 换浆法:钻孔达到设计深度后,停止进尺,将钻头提出,采用清底钻头进行清孔,然后注入净化泥浆置换孔内含渣的泥浆,清孔时孔内水位需保持在地下水位
14、以上 3.06.0m。当从孔内取出泥浆与注入的净化泥浆相近,测量孔底沉渣厚度符合技术规范要求及设计要求,即停止清孔作业,放入经检查合格后的钢筋笼。扩底桩施工流程图 5、桩位放样 桩位放样,按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样,规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离;以免影响孔壁稳定;钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;钻机的安方位置需考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。桩位的中心点,成孔前用全站仪放点,十字线定位,下护筒后二次检测,在终孔后与放钢筋笼前必须检测,使其误差在规范要求内,以确保桩位准确。6、桩的轴线控制 根据设计要求合理布置施工场地,先平整场地、清除杂物
15、再进行场地整平后,组织有资质的测量放样人员,将所需桩位放出,钉好十字保护桩,做旋挖钻机成孔 达到一定的深度 回旋钻钻机扩底钻成孔 回旋钻钻机清底钻斗清孔 成孔 第 10 页 共 29 页 好测量复核,并作好记录留查,下完护筒后在拉上十字线复核护筒中心点是否与十字线中心吻合,以保证桩位的准确。7、埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样,把钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒坚直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的黏土,要分层夯实,达到最佳密实度。以
16、保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,如果护筒底土层不是黏性土,应挖深或换土,在孔底回填夯实 0.3-0.5m厚度的黏土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。8、钻孔施工时垂直度的控制 我公司采用的是 BX1-500机械钻机,具体操作如下:首先将机械钻机移到钻孔作业所在位置,把机械钻机电脑显示器调节到显示桅杆工作画面。司机根据情况调整,因此垂直度在施工过程中就能控制确保小于 1%,达到设计要求。9、扩底桩施工扩孔后孔底虚土和钻渣的清理,与检查 9.1、在钻孔完成后,换上清孔钻头进行清渣,直到桩底虚土和钻渣清干净为止。9.2、成孔
17、、成孔检查(1)成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、检孔器等。(2)沉淀厚度必须进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、检孔工具等 第 11 页 共 29 页 (3)检孔工具:检孔圆板的外径 D为直径加 300的钢板,厚度为 15,重量为 3.5 Kg。检孔钢筋为22 钢筋、长度 1.4 米(4)检孔圆板测绳采用钢丝测绳,测绳直接绑扎在检孔圆板与检孔钢筋顶面。(5)沉渣的检测,把检测器放下去,记录检测圆板上测绳的长度;在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度;两长度之间的差就是沉渣厚度。(6)用检孔器检测孔径和孔的竖直度,检
18、孔器对中后在孔内靠自重下沉,不借助其他外力顺利下至孔底,不停顿,证明钻孔符合规范及设计要求,如不能顺利下至孔底时,用钻机进行再次成孔处理。(7)检测标准:孔深、孔径不小于设计规定;钻孔倾斜度误差不大于 1;沉渣厚度与符合设计规定:沉渣厚度50mm;10、岩芯取样 根据地勘报告计算的预挖深度结合现场实际情况,待深度达到中风化层以后(目测),用筒钻钻进,将孔底中风化层岩石取出,送检合格后,根据施工图纸向下钻进达到设计嵌岩深度要求,复核深度后,即可终孔。桩内挖出的土石方,堆放在桩边外 2.5 米以外范围,堆放高度不超过 1.5米高,每天由人工负责转运场内桩边的土石方、转运到每栋堆场,根据每栋堆场的具
19、体情况,及时用 320 型挖土机配合人工用汽车把堆场的土石方运出施工现场,堆放在建设方指定的场外堆场。11、下放钢筋笼 第 12 页 共 29 页 下钢筋笼前,先测量孔深,孔内无虚土和钻渣后开始下钢筋笼,下笼前在孔壁内侧下放三根直径为 50mm的钢管、并兼作钢筋笼保护层,确保钢筋笼居中,从而减少钢筋笼与孔壁擦挂掉土入孔内,把钢筋笼起吊垂直,下放过程中孔口两边站立三人,缓慢下放钢筋笼,钢筋笼下完后,再次测量孔深,以确定孔内有无虚土和沉渣,如果孔内有虚土和沉渣,吊出钢筋笼,用机械钻机清孔后再次检查沉渣厚度、符合规范允许范围内要求、再下放钢筋笼,直到合格为止。砼浇筑完成后,将此 三根钢管拔出;在钢筋
20、笼绑扎完成后,在钢筋笼的内侧,绑扎二根直径为 50mm、壁厚为 3mm的钢管、做声波透测管,钢管两头 用封口胶包裹严实,钢管接头用丝接接严实。12、水下灌注混凝土工艺 水下灌注混凝土基本原理:采用导管灌注法,即利用封闭的连接钢管(或满足强度刚度要求的非金属管)作为水下混凝土的输送通道,管的下部埋入混凝土适当的深度,使从下而上连续不断灌入的混凝土与桩孔内的水或泥浆隔离并逐步形成桩身,孔底沉渣及污水浮出砼表面。12.1、水下灌注混凝土主要机具 向水下输送混凝土用的导管。采用壁厚为 46mm的无缝钢管制作或钢板卷制焊成。导管直径应按桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定,但最小直径不宜小于 200mm
21、;导管的分节长度应按工艺要求确定,一般 2.73m,最上端采用 0.51.5M的几节短管调节导管的长度,使管底距孔底 300500mm,导管可采用法兰盘连接、活接头螺母连接以及快速插接连接;用橡胶“O”型密封圈或厚度为 45mm的橡胶垫圈密封,严防漏水、漏气。第 13 页 共 29 页 漏斗和储料斗。可用 46mm钢板制作,要求不漏浆、不挂浆,漏泄顺畅彻底。应有足够的容量以保证首批灌入的混凝土(既初灌量)能达到要求的埋管深度(26M)。首批混凝土填充漏斗所用的堵住漏斗底部的封口板,采用钢板制作,亦可采用钢板或者木料制成的球塞等。升降安装导管、漏斗的设备(现场可使用吊车、挖机或桩架等)。12.2
22、、水下灌注混凝土施工流程 沉放钢筋笼。安放导管。在导管底部开放的状态下将导管缓慢的沉到距孔底300500mm的深度处。将封口板或球塞放在漏斗底部,封口板用细钢丝绳引出。灌入首批混凝土,加满整个料斗。将封口板或者球塞向上拔出,初灌混凝土,导管埋入混凝土内 1.5米以上。连续灌注混凝土,上提导管,导管下口要始终埋在混凝土内下 2米以上,严禁提出。混凝土灌注完毕,拔出护筒。第 14 页 共 29 页 12.3、水下混凝土灌注施工要点 灌注首批混凝土时,导管埋入混凝土内的深度不小于 1.5米。连续灌注混凝土:首批混凝土灌注正常后,应连续不断灌注混凝土,严禁中途停工(两次混凝土灌注间隔不能大于 30mi
23、n)。在灌注过程中,应经常用测锤探测混凝土面的上升高度,并适时提升、逐级拆卸导管,保持导管的合理深度。探测次数一般不宜少于所使用的导管节数,并应在每次起升导管前探测 1 次管内外混凝土面高度。遇特别情况(局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大的桩孔等)应增加探测次数,同时观察返水情况,以正确分析和判定孔内情况。导管的埋深:导管的埋深大小对灌注质量影响很大。埋深过小,往往会使管外混凝土面上的浮浆沉渣夹裹卷入管内形成夹层;埋深过大,导管底口 第 15 页 共 29 页 的起压力减小,管内混凝土不易流出,容易堵管。最大埋深超过最下端导管长度或 6m。导管的埋深选择 导管直径(mm)初灌埋深(m)
24、连续灌注埋深 正常灌注(m)最小埋深(m)200 1.52.0 3.04.0 1.52.0 250 1.21.5 2.53.5 1.52.0 300 0.81.2 2.03.0 1.21.5 混凝土灌注时间:混凝土灌注的上升速度不得小于 2m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中的混凝土不丧失流动性的时间内,必要时可参入适量缓凝剂。桩顶的灌注标高及桩顶处理:桩顶的灌注标高至少比设计标高增加0.50.8m,以便清楚桩顶部的浮浆渣层。在灌注过程中,当导管内混凝土不满含有空气时,后续的混凝土宜通过溜槽徐徐灌入漏斗和导管,不得将混凝土整斗从上面导入管内,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管
25、漏水。当混凝土面上升带到钢筋笼下端时,为防止钢筋笼被混凝土顶起,应采取以下措施:a、在孔口固定钢筋笼上端;b、灌注混凝土时间尽量连续,以防止混凝土进入钢筋笼时,流动性过小;c、孔内混凝土接近钢筋笼时,应保持埋管深度,放慢灌注深度;第 16 页 共 29 页 d、孔内混凝土面进入钢筋笼 12m后,适当提升导管,减小导管埋深,增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度。13、水下混凝土灌注的常见问题 水下混凝土灌注的常见问题有:导管漏水、堵管、缩径、断桩、夹层、离析、桩身混凝土强度不足、桩顶混凝土质量差及钢筋笼错位等。第五章 机械桩施工应急预案 1、场地地貌形态为构造剥蚀浅丘地貌,总体北东高西低,勘察场地
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