钻孔桩冲击钻和旋挖钻施工(终稿).doc
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1、-精品word文档 值得下载 值得拥有-京沪高铁泗河特大桥桩基冲击钻和旋挖钻施工指导京沪高铁泗河特大桥根据地质柱状图提供的地质情况,桩基采用冲击钻和旋挖钻施工,泥浆护壁,孔口埋设钢护筒,清孔采取二次清孔方案。导管法灌注水下混凝土,辅以吊车配合,边灌注边拔导管。桩基施工方法和施工工艺如下:一、场地平整(筑岛围堰)施工前清除桩位处杂物,平整场地。如桩位位于淤泥或软土层时,适当处理,位于浅水中时,采取围堰筑岛的方法形成平台,平台的面积按钻孔方法、钻机的大小确定。二、泥浆池的准备泥浆由粘土和水拌和而成,其比重比水大,故对孔壁能增大静水压力,并在孔壁形成一层泥皮,隔断孔内外水流,保护孔壁防止塌孔。选择粘
2、土时应尽量就地取材,并经野外鉴定,具有下列特征:(1)自然风干后,用手不易掰开捏碎。(2)干土破碎时,端面有尖锐的棱角。(3)用刀切开时,切面光滑,颜色较深。(4)浸湿后有滑腻感,加水和成泥膏后容易搓成小于1mm的细长条。用手指捻,感觉砂粒不多。三、放桩位、埋护筒本大桥护筒均采用钢护筒,利用全站仪定出桩位,采用挖埋及震动下沉相结合的方法埋设钢护筒。埋设护筒前放好骑马桩,并注意保护,以便能够随时检查护筒及桩位的位置等数据。根据桩的直径和规范要求及施工方便护筒内径比桩径大20cm,上下正直。施工河滩上的桩基时,护筒埋在较坚硬密实的土层中至少0.5M;埋设护筒时,护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心
3、,其偏差不得大于5厘米;并严格保持护筒的竖直位置。护筒高出地面0.3M以上,护筒四周用粘土夯实。护筒埋设完成后,将钻机底部处夯实,使钻机置于坚实的土层上,钻机就位后钻头准确对准桩位。四、钻机施工工序41冲击钻孔主要工序及注意事项411冲击钻孔,为防止冲击震动使相邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注的砼凝固,应待邻孔砼灌注完毕,一般经24小时(或强度达到2.5MPa)后,方可开钻,并采用对角施钻。412开孔阶段:用十字形钻头钻孔时,开孔前应在孔内多放一些粘土,并加适量粒径不大于15CM的片石,顶部抛平,用低冲程冲砸(简易钻机冲程0.51.0M),泥浆比重1.4-1.6左右,钻进0.5M1.0M,再回填粘土
4、(如地表为砂土,第二次宜回填1:1的粘土和碎石;如为软土和粉砂,即回填粘土和粒径不大于15CM的片石。)继续以低冲程冲砸。如此反复两三次,必要时多重复几次。若使用一字形和管形钻头,钻孔前,宜先注入泥浆。413升降钻头时须平稳,钻头提出井口时要防止撞碰护筒、孔壁、挂钩和护筒底部。414钻孔作业分班连续进行,经常对钻孔泥浆进行试验,不符合要求时随时改正,经常注意土层变化,在土层变化处均应取渣,判明土层,并填入记录中,与地质图核对。冲击钻机使用实心钻头时,孔底泥浆比重不宜大于:砂粘土1.3;大漂石、卵石1.4;岩石1.2。415如发现有失水现象,护筒内水位缓慢下降,应补水投粘土。如泥浆太稠,进行缓慢
5、时,应抽碴换浆。开孔时,为了使钻碴泥浆尽量挤入孔壁,一般不抽碴。待冲砸至护筒下3-4M时(钻头顶在护筒下超过1M时),方可加高冲程正常冲进。4-5M后,方可勤抽碴。钻进时随时注意,保持孔位正确。416钻孔时要查看钢丝绳回弹和回转情况,耳听冲击声音,借以判断孔底情况。要掌握少松绳的原则,松多了会减低冲程,过于松少了犹如落空锤,损坏机具。松软地层时,一般每次松绳5-8CM,均匀坚硬土层3-5CM。417冲击过程中,勤抽渣,勤检查钢丝绳和钻头磨损情况及转向装置是否灵活,预防发生安全质量事故。418在不同的地层中,采用不同的冲程:(1)粘性土、风化岩、砂砾石及含砂量较多的卵石层,宜用中低冲程,简易钻机
6、冲程1-2米。(2)砂卵石层,宜用中等冲程,简易钻机冲程2-3米。(3)基岩、漂石和坚硬密实的卵石层,宜用高冲程,简易钻机冲程3-5米,最高不得超过6米。(4)流砂和淤泥层,及时投入粘土和小片石。低冲程冲进,必要时反复冲砸。(5)砂砾层与岩层变化处,为防止偏孔,用低冲程。(6)抽渣或停钻后,再钻时,简易钻机应低冲程逐渐加高到正常冲程。419钻头直径磨损不应超过1.5厘米,应经常检查,及时用耐磨焊条补焊。并常备两个钻头轮换使用、修补。为防止卡钻,一次补焊不易过多,且补焊后在原孔使用时,宜先用低冲程冲击一段时间,方可用较高冲程钻进。4110当孔内泥浆含渣量增大,钻进速度减慢,每小时进尺卵石层小于5
7、-10CM、松软土层小于15-30CM时应进行抽渣。一般每进尺0.5-1.0M,抽渣一次,每次抽4-5筒或抽至泥浆内钻渣明显减少,无粗颗粒,比重降为正常为止。抽渣时应注意:A、及时向孔内补浆或补水.如系投粘土自造浆,不宜一次到进,以防粘钻。B、抽渣筒放到孔底后,要在孔底上下提几次,使多进些钻渣,然后提出。C、采取孔口放细筛子或承渣盘等办法,使过筛后的泥浆流入孔内。4111为保证孔形正直,钻进中应常用检孔器检孔,检孔器可用圆钢制成,其高度为钻孔直径4-6倍,直径与钻头直径相同。每钻进4-6米检孔一次,接近及通过易缩孔土层或更换钻头前,必须经过检孔。将检孔器放到孔底,后方可放入新钻头。如检孔器不能
8、沉到原来已钻到的深度,或钢丝绳(拉紧时)的位置偏移护筒中心时,则考虑可能发生了弯孔、斜孔、或缩孔情况,应及时采取补救措施。4112为控制泥浆比重和抽渣次数,需及时用抽样罐放到需测探深度,取泥浆进行检验,及时向孔内灌注泥浆或投碎粘土。抽渣后,应测孔一次,再分批投粘土,直到泥浆比重达到正常为止。冲孔时每隔3-4小时,将钻头或抽碴筒在孔内上下提几次,把下面的泥浆拉上来,以护孔壁。4113钻孔的安全要求:冲击锥起吊平稳,防止冲撞护筒和孔壁,进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生钻锥撞击人的事故。因故停钻时,孔口加盖保护并严禁钻锥留在孔内以防埋钻。4114验孔、清孔钻孔达到设计标高后,对孔位中心偏差、孔
9、径、孔深、垂直度等采用测绳、检孔器等进行全面检查,符合设计及规范要求后,应进行清孔。其目的是在于使沉淀层尽可能减薄,提高孔底承载力,同时也为了灌注混凝土时保证质量,不出现故障。采用抽碴法清孔直到用手摸泥浆无2-3mm大的颗粒且比重在规定指标之内时为止。清孔时及时向孔内注入清水或新鲜泥浆。灌注混凝土前进行二次清孔,采用导管连接泥浆泵,压入清浆,换浆清孔。沉渣厚度摩擦桩不超过30cm,柱桩不超过10cm。4115钻孔桩事故的预防及处理41151坍孔孔口坍塌容易发现,而孔内坍塌则需仔细观察现象,如孔内水位突然下降;孔口水面冒细密的水泡;出土量显著增加,没有进尺或进尺甚小;孔深突然变浅,钻头达不到原来
10、的孔深;钻机负荷显著增加等等,均表明孔内已有坍塌。(1)坍孔原因A、泥浆比重或粘度太小,未形成坚实的护壁。B、施工场地夯填土质量不良。C、钻机和钻架未支承好,支承面受过大的压力。D、护筒埋置太浅。E、埋置护筒不符合要求,护筒周围或底部未用优质粘土夯实填筑。F、开孔时,护筒脚下2-3米范围内未做好造壁处理。G、护筒直径过小或护筒埋置不够平正垂直,开孔时钻头左右晃动冲击护筒,钻进中钻头或抽渣桶碰撞护筒。H、孔内规定的水位高度不够或未保持好规定的水位。护筒高度不够,孔内涌出承压水,降低水的静压力。I、在松软的砂层中进尺太快。J、提住钻头钻进时,旋转速度太快,空转时间太长。K、遇易坍孔的流砂层,未及时
11、采取措施。L、清孔方法不当。M、补水时水流冲塌孔壁。N、钻头、抽渣桶或钢筋笼碰撞孔壁。O、补水量过大,经常溢出孔壁,或抽渣桶中的泥浆未及时排出,浸泡孔口土壤,以至松软坍塌。P、从终孔至灌注水下混凝土,延误时间过长等。(2)坍孔的预防和处理A、在松散的粉砂土、淤泥层或流砂中钻进时,应控制进尺,选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆(或投入粘土、片石低锤冲击使粘土膏、片石等挤入孔壁)。B、如孔口坍塌,可回填重新埋设护筒再钻。或下钢护筒至未坍处以下至少1米。C、孔内坍塌不严重者,可加大泥浆比重继续钻进。较严重者,可回填砂石或粘土混合物到坍塌位置以上1-2米,甚至全部回填再钻。若坍塌埋住钻头,应先清孔,
12、后提起钻头。D、严格控制冲程高度。41152钻孔漏浆在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥浆会向孔外漏浆,一般有护筒底漏浆和护筒接缝漏浆两种情况,严重漏浆为坍孔的先兆,应及时处理。漏浆的主要原因是:护筒埋置太浅;回填土不密实或护筒接缝不严密;或水头过高等等。补救的办法是:加稠泥浆或倒入粘土慢速转动;或回填土掺卵石、片石反复冲击增加护壁;护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞。此外护筒内掉落物也会造成漏浆。41153弯孔在钻孔时,由于钻孔方向倾斜产生弯孔,严重者影响钢筋笼的安装和桩的质量。(1)弯孔原因A、钻机座落在软硬不同的土层上,钻进中发生位移和偏沉。B、钻孔时遇到较大孤石、探头石或倾斜的岩层。C、在有
13、倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处;或在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头所受阻力不匀。(2)预防方法安装钻机时要使转盘、底座平正。起重滑车缘与固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一根竖直线上,并经常检查校正。(3)处理方法弯孔不严重时,可重新调整钻机继续钻进。冲击钻孔应回填粘土夹砂卵石或小片石至弯孔以上0.5M,待沉积或用低冲程冲击密实后再钻进。不得用冲击钻头直接修孔,以免卡钻。41154糊钻冲击钻进时,可降低冲程,降低泥浆稠度,在粘土层上回填部分砂、砾石防止吸住冲击钻头。41155缩孔地层中夹有塑性土壤(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。或钻头磨损严重未及时补焊,钻出小于设计桩径的孔。遇到这
14、种情况时,可采用上下反复扫孔的方法扩大、或回填砂粘土,待密实后重钻。41156梅花孔梅花孔或探头石(即孔形不圆有局部孔壁凸进)是冲击钻孔经常遇见的事故,其原因是:泥浆太稠,妨碍钻头转动;转向装置失灵,钻头总在一个方向上下冲击;操作时钢丝绳太松,或冲程太低,钻头得不到充分转向时间,这样就容易在基岩中形成梅花孔。在非匀质地层如漂、卵石层、堆积层等易出现探头石。当出现以上情况时,一般用强度高于基岩或探头石的碎石或片石回填重钻。41157卡钻钻头在距孔底一定高度卡住,提不上来,但向下可以活动为上卡。在孔底卡住,无法活动为下卡。(1)卡钻的原因有:A、不规则孔形未处理B、坍孔落石、工具掉进孔内。C、长护
15、筒倾斜,下端为钻头撞击变形。发生卡钻,不要强提,不可盲动以免愈卡愈紧或造成坍孔埋钻。(2)处理方法A、上下提动钻头,使之旋转,并用撬棍配合,左右反复拨动大绳,使钻头能沿下落的原道提出。B、用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头,使钻头松动后,再起吊。C、先探准障碍物的位置,收紧钻头大绳,可用冲、吸的方法将卡钻处松动后提出。D、在无活动余地的情况下,可用强提法,强提的支撑枕木垛位置要离孔口范围远一些,以免孔口坍塌,并用保险绳,以免拉掉大绳而掉钻。具体可用滑车组、杠杆、千斤顶等办法使力拉拔钻头。在处理过程中,要继续搅拌泥浆,以防沉淀埋钻。41158掉钻(1)掉钻原因A、卡钻时强扭强提。B、冲击钻头合金套焊
16、接质量差,钢丝绳拔出。C、转向环或转向套等焊接处断开。D、钢丝绳与钻头连接处,钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。E、钢丝绳断丝太多,未及时更换。(2)打捞方法掉钻后,应及时摸清情况,如孔深,钻头是否偏斜,有无坍孔等,若钻头埋住,应首先清孔,使打捞工具能接触钻头。打捞方法有以下几种:A、打捞叉法:当冲击钻头或冲抓钻头钢丝绳折断或钢丝绳卡松脱,在钻头上留下不少于2m钢丝绳时,可采用叉式捞针在孔内上下提动,将短钢丝绳卡住提出钻头。B、钩取法:钻头上预先焊有钢筋环或打捞横梁等,可用钩子挂取。C、套绳法:将单绳套(或双绳套)套住冲击钻顶端。有困难时可把带有套绳的导圈,而导圈固定在有刚度的杆上或抽碴筒下端,送到
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