1鉆孔灌註樁施工準備應符合下列要求:
1)鉆場在旱地時,應清除雜物,並將軟土整平壓實。當場地位於陡坡上時,也可設置軌枕鋼等工作平臺。
2)淺水區宜采用島式圍堰法施工,根據鉆孔方法和設備尺寸確定島式施工區域。
3)當鉆場處於深水或淤泥較厚時,可搭設工作平臺進行施工。平臺必須堅固穩定,並能承受施工期間的所有靜荷載和活荷載。同時要考慮施工設備能安全進出。如果水流穩定,可將鉆機設置在船上或浮筒上進行鉆孔,但錨錠要穩定,以保證樁位準確。
4)采用旋挖法或沖擊法鉆進時,需要設置泥漿循環凈化系統,在規劃施工場地或工作平臺時應予以考慮。
5)鉆孔前,應設置牢固、不透水的孔口套管。套管內徑要大於鉆頭直徑,用旋挖鉆機鉆孔要20cm左右,用沖擊鉆鉆孔要40cm左右。護筒頂面應高出施工水位或地下水位2m,並滿足孔內泥面高度,在旱地或海島建築中應高出施工地面0.5m。
襯墊的埋置深度應符合下列要求:
在(1)海灘上,粘性土應不小於1m,砂土應不小於2m。當表土較軟時,宜將襯砌埋在堅硬密實的土層中,埋深至少0.5m。當襯砌埋在海灘上時,應在襯砌周圍回填粘土,並分層夯實。可通過錘擊、加壓和振動使套管下沈。
(2)水中築島時,護筒應埋深1m;河床表面以下;水下平臺埋深可根據最高施工水位、流速、沖刷、地質條件等因素確定,必要時可打入防滲層。當導管在水下平臺上下沈時,應有導向裝置來控制導管的位置。
(3)護筒頂面中心與設計樁位偏差不大於5cm,傾斜度不大於65438±0%。
2在砂土、礫石土或粘土夾層中鉆孔時,應使用膨潤土泥漿護壁。在粘性土中鉆孔時,當塑性指數大於15且浮渣容量滿足施工要求時,可利用孔內原狀土造漿護壁。用沖擊鉆鉆孔時,可將粘土加工後放入孔中,用鉆頭沖擊制成泥漿。
泥漿性能指標應根據鉆進方法和地質條件確定,並應符合以下要求:泥漿比重:正循環旋挖鉆機,入井泥漿比重為1.1 ~ 1.3;沖擊鉆機使用實心鉆頭鉆孔時,孔底泥漿比重不應大於:砂粘土為1.3;漂石層為1.4;搖滾是1.2。反循環旋挖鉆機孔內泥漿比重可為1.05 ~ 1.15。
粘度:壹般地層16 ~ 22s,松散易塌地層19 ~ 28s。
含砂量:新鮮泥漿不大於4%。
膠體率:不低於95%。
PH值:應大於6.5。
為了提高泥漿的粘度和膠體率,可在泥漿中加入適量的碳酸鈉和燒堿,其用量應通過實驗確定。造漿後應測試各項性能指標,鉆進過程中應隨時檢查泥漿比重和含砂量,並填寫泥漿測試記錄表。
3鉆井施工
1)鉆機安裝和鉆井:
(1)安裝鉆機前,應將底架調平並保持穩定,不得發生位移或下沈。鉆機頂部應用纜風繩對稱拉緊,鉆頭或鉆桿中心與套管中心的偏差不得大於5cm。
(2)無論采用哪種方法鉆孔,開孔的孔位必須準確,初始孔的孔壁應垂直、圓、實。
(3)鉆陸上樁時,孔內泥漿液面應高出護筒底部0.5m以上或高出地下水位1.5 ~ 2.0m;施工海灘樁時,必須高出孔外地面0.5m以上;施工水下樁時,孔內泥漿液面在任何情況下都應高於最高潮位0.5m以上。沖擊鉆孔排渣停鉆後,應及時向孔內補充水或泥漿,以保持孔內水頭高度和泥漿比重及粘度。
(4)鉆孔時,提升鉆頭的速度要均勻,不允許變化過快或突然。孔內出土不得堆積在鉆孔周圍。
(5)鉆孔作業應連續進行。因故停鉆時,帶鉆桿的鉆機應將鉆頭提離孔底5m以上,其他鉆機應將鉆頭提出孔外,孔口應蓋好。鉆孔過程中,應經常檢查和記錄土層的變化,並與地質剖面圖核對。鉆孔達到設計深度後,應檢查孔徑、孔深和孔形,並填寫鉆孔記錄表。孔位偏差不應大於10cm。
2)沖擊鉆孔
(1)十字型鉆頭應在礫石土層中使用;砂質粘土砂和礫石層宜使用管狀鉆頭。沖擊法鉆孔時,鉆頭重量要考慮泥漿的吸附和鋼絲繩、吊具的重量,使總重量不超過卷揚機的提升能力。
(2)鉆進時應采用小沖程鉆進,鉆進深度超過鉆頭全高加上正常沖程後,方可進行正常沖擊鉆進。鉆孔過程中,秦英松繩並適量放繩,不允許空錘;頻繁的結渣使鉆頭經常沖擊新鮮地層。每次松繩量應根據地質情況和鉆頭重量確定。
(3)懸掛鉆頭的鋼絲繩必須是無死彎、斷絲、同向撚制的柔軟優質鋼絲繩,安全系數不小於12。鋼絲繩和鉆頭之間必須設置轉向裝置,並連接牢固。鉆孔過程中,應經常檢查狀態和轉動情況。當主繩與鉆頭鋼絲繩重疊時,兩繩直徑應相同,撚合方向必須壹致。
(4)鉆孔現場應有備用鉆頭。如果鉆頭直徑磨損超過15mm,應及時更換和修復。更換新鉆頭前,先檢查孔至孔底,確認孔正常後再放入新鉆頭。
(5)為防止鄰孔孔壁因沖擊振動而坍塌或影響鄰孔已澆混凝土的強度,鄰孔混凝土抗壓強度達到2.5MPa後,方可開始鉆孔
3)旋轉鉆井:
(1)正反循環旋挖鉆機適用於粘性土、砂土、礫石土,可根據地質條件的鉆孔直徑和深度選擇鉆機和鉆頭。旋挖鉆機的提升滑輪和固定鉆桿的夾緊器應在同壹垂直線上,以保持鉆孔垂直。
(2)開鉆前,套管內應儲存適量的泥漿。開鉆時應采用低等級慢鉆,鉆至套管以下1m後,再以正常速度鉆進。鉆井速度應適應泥漿排量。在易坍塌的砂土、軟土中鉆孔時,宜采用低速輕壓鉆孔,同時應加大孔內水頭,增加泥漿比重。
(3)用反循環鉆機鉆進時,應將鉆頭提離孔底20厘米左右,待泥漿循環暢通後,方可開始鉆進。鉆進過程中,要保持套管內的水頭,針對不同的土層,采用不同的鉆速,不同的泥漿比重和泥漿量。
4)旋挖鉆機鉆井:
(1)旋挖鉆機適用於各種土層中砂質土礫石層和中等硬度基巖的施工。施工前應根據不同的地質條件選擇不同類型的鉆頭。
(2)鉆孔時,護筒應高出地面20 ~ 30cm,並及時向孔內加入泥漿,以保持足夠的泥漿壓力。套管跟鉆時,套管底部應與鉆頭旋轉鉆進深度相適應,以保證不超鉆。
(3)鉆孔作業時,觀察主機所在地面和支腿所在地面的變化,發現下沈現象及時停機。機器因故長時間停機時,套管口的安全鉤應掛牢。
6)異常鉆孔的處理:
(1)井塌發生後,應查明原因,分析位置。井塌不嚴重時,可采取增加泥漿比重、增加水頭深度、保護套管等措施繼續鉆進;塌孔嚴重時,回填並重新鉆孔。沖擊法鉆孔時,可用小石塊投擲泥塊,用低錘沖擊將泥塊和小石塊擠入孔壁,阻止塌孔。
(2)鉆孔中出現彎孔、縮孔時,壹般可將旋挖鉆機的鉆頭提至斜位反復掃孔,直至鉆孔平直。當孔梅花探孔石彎曲嚴重時,應使用小石塊或卵石和粘土的混合物回填至偏差,待填料沈降後重新鉆孔以糾正偏差。
(3)發生卡鉆時,不宜強行提起。應查明原因和鉆頭位置,並采取搖繩等措施使鉆頭松動後再提起。
(4)如發生鉆井損失,應查明情況,盡快處理。
(5)當鉆頭被卡掉時,嚴禁人員在沒有護筒或其他防護設施的情況下進入鉆孔。需要進入有防護設施的鉆孔時,必須確認鉆孔內無有害氣體並做好防毒、防溺水、防掩埋等安全措施後,方可進入,並應有專人負責現場指揮。
4清孔和安裝鋼筋籠應符合下列要求:
1)鉆孔至設計標高,檢查孔徑孔深孔位垂直度確認成孔合格後,立即清孔。灌註水下混凝土前,允許沈澱厚度應符合設計要求。如無設計要求,樁長不宜超過5 cm。摩擦樁不大於20cm。可選擇以下方法進行井眼清潔:
(1)排渣法適用於沖擊或抓鬥鉆孔。
(2)吸力法適用於土質較密,不易坍塌的沖擊鉆孔。
(3)換漿法適用於正反循環旋轉鉆進。
2)無論采用何種方法清孔,都應及時向孔內註入清水或新鮮泥漿,以保持出渣或吸泥時孔內水位。
3)清孔應符合以下標準:人工排放或泵出的泥漿無2 ~ 3 mm顆粒,泥漿比重不大於1.1,含砂量小於2%,粘度為17 ~ 20s;灌註水下混凝土前,孔底沈渣厚度圓柱樁不超過5cm,摩擦樁不超過20cm。嚴禁用加深鉆孔深度的方法代替清孔。
4)清孔合格後,應抓緊安裝鋼筋籠和灌註水下混凝土。材料加工接頭和鋼筋籠安裝應符合鐵道部現行混凝土和砌體施工標準的有關規定。鋼筋籠吊入孔內後不影響清孔時,應在清孔前吊出。吊裝時,應嚴格防止孔壁坍塌。鋼筋籠插入孔內後,應定位準確、牢固,平面位置偏差不大於10 cm,底部標高偏差不大於10cm。鋼筋籠上端應均勻設置吊環,鋼筋籠外側應對稱設置墊塊,以控制鋼筋籠保護層的厚度。灌註柱樁水下混凝土前,應向孔底施加水射流或風射流3 ~ 5分鐘,使孔底泥沙翻起,水射流或風射流壓力應比孔底壓力大0.05MPa。
5水下混凝土導管應符合下列要求:
1)鋼導管內壁應光滑圓整,內徑壹致,接縫嚴密。導管直徑應與樁徑和混凝土灌註速度相適應,可為20 ~ 30cm。管接頭長度應為中段2m,底段4m,漏鬥下使用1m長的管子。
2)導管使用前,先進行試裝配和試壓,並按自下而上的順序編號和標註刻度。導管組裝後的軸線偏差不應超過鉆孔深度的0.5%,且不應大於10cm,連接時連接螺栓的螺母應在上;試壓壓力應為井底靜水壓力的1.5倍。
3)導管的長度應根據孔的深度和工作平臺的高度來確定。漏鬥底部和鉆孔頂部之間的距離應大於壹段中間導管的長度。導管接頭法蘭處應加錐形活套,底部導管下端不應有法蘭。有條件時可采用螺旋螺紋接頭,但必須有防松裝置。
4)導管應位於鉆孔中心,並在澆築混凝土前進行提升試驗。導管吊裝用起重設備的能力應與所有灌註混凝土的導管的總重量和摩擦力相適應,並應有壹定的安全儲備。
6水下混凝土澆築除應符合鐵道部現行混凝土與砌體施工標準的有關規定外,還應符合下列要求:
1)混凝土的初始存量應滿足第壹批混凝土入孔後,導管埋入混凝土的深度不小於1m,且不大於3m;樁長時,導管埋入混凝土的深度可適當增加。漏鬥底部必須設置嚴密可靠的防水裝置,必須具有良好的防水性能,並能順利排出。
2)水下混凝土應連續灌註,中途不得停頓。此外,拆除導管的間歇時間應盡量縮短,每根樁的澆築時間不宜過長,澆築應在8小時內完成。混凝土澆築後,地面以下和樁頂的護筒應在混凝土初凝前拔出。
3)在灌註混凝土過程中,應在2.5m處測量孔內混凝土頂面的位置,鉆孔樁應在圓周上對稱測量兩處。拆除導管時,應控制低混凝土面的埋深,導管埋深應保持在1 ~ 3m範圍內。當混凝土澆築面接近設計標高時,利用取樣箱等容器直接取樣確定混凝土頂面位置,以保證混凝土頂面澆築至樁頂設計標高以上約1.0m。
4)灌註水下混凝土前,應填寫檢查鉆孔灌註樁樁孔和鋼筋籠的“工程檢查證書”,灌註水下混凝土時應填寫“水下混凝土灌註記錄”。
5)水下混凝土澆築過程中,管道漏水,拔出混凝土面的機械故障或其他原因,造成斷樁事故,應重新鉆孔或與有關單位研究補救措施。
7根樁的質量檢驗應符合下列要求:
1)所有鉆孔灌註樁的混凝土質量應采用低應變動力檢測方法進行檢測。
2)地質條件不良、樁長超過50m的樁,應按設計要求進行超聲波檢測。
3)每根樁至少應有壹組混凝土檢驗試件。
4)對於有質量問題的樁,應鉆取樁身混凝土進行鑒定和檢驗。
5)橋梁、特大橋或構築物需要控制的柱樁的樁底沈渣厚度,應按柱樁總數的3% ~ 5%鉆孔取樣。
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