(五)护壁泥浆的拌制
1、护壁泥浆要用优质泥浆,保持桩孔不坍、不缩,尤其对较厚的填土及淤泥质土要采用优质泥浆。
2、在钻进时,由于旋挖钻机为静态泥浆无循环钻进,且成孔速度快,护壁泥皮薄,据地质勘查资料知本场区存在较厚的软塑性粘土层和粉砂地层,易造成缩孔和塌孔的事故,因而钻进时对泥浆性能要求较高。为了满足施工要求,在制作泥浆时,应注意以下几点:
(1)膨润土必须充分水化搅拌,保证浆体均匀一致。造浆后应静置24小时之后方可使用,保证膨润土的充分水化,泥浆各项指标符合要求。
(2)泥浆絮凝或沉淀过多时,泥浆必须用空压机送风反复搅动,符合要求后才可送入孔内使用,否则势必会造成孔内沉渣过多或其它孔内事故。
(3)为了保证安全连续正常施工确保成孔速度、成孔质量及灌注成桩质量,开孔前泥浆总量应达到设计方量的1.5倍左右方可开钻,质检员、技术员要随时观察泥浆性能的变化,及时检测泥浆的性能,不符合设计要求的泥浆禁止送入孔内,钻进时及时足量补充孔内泥浆,防止孔内泥浆落差太大,即泥浆液面深度低于护筒进浆口30cm以下,而造成孔壁坍塌。尤其不允许浆面落到护筒底以下。在雨天施工时,应注意泥浆性能的变化,及时根据实际情况调整泥浆原料的配比。钻机因故停钻时(如机械故障、修理钻具等),要及时向孔内补充泥浆,保持泥浆高度,以保证孔内安全。二次清孔时沉淀池泥浆容量要大,保证清孔时孔内大量泥沙的有效沉淀,使二次清孔达到设计要求,禁止孔内泥浆低于护筒溢浆口。
比重 粘度(S) 含砂量(%)
1.05~1.20 16~22 ≤4
(4)施工中做好现场泥浆配置、排污、更换工作,设专人进行泥浆管理,保持泥浆比重在1.05~1.20之间。随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度,确保钻进需要。泥浆指标如表:
(5)对于固相含量过高,比重、粘度超过规定值,不宜稀释处理的废浆应及时排运出场外处理。
(6)当地下水位较高时,为保证钻孔过程不坍孔、缩孔,必须保证孔内水头,且要将泥浆比重调大。在钻进过程中,要及时补浆,确保钻进过程中的水头高度。
(7)在泥浆池边设好防护安全栏。
(8)为了保护环境,钻孔泥浆经沉淀处理合格后将钻渣运往指定地点。
(六)钻孔
1、准备好以上工作后,请监理工程师现场检查,钻机开始钻进施工。
2、由施工经验丰富的同志担任机班长,负责成孔钻进设备的操作,并对机长进行钻进注意事项交底,强调机长对地质状况进行掌握,要求将地质剖面图和柱状图悬挂在操作室,掌握每根桩的地质情况,根据实测深度并对照地层埋深,判断钻进进度,在地层变化处附近,捞取钻渣样品与地质资料核实,以精确控制换层时的钻进参数,确保成孔质量。
3、开钻时应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。但是对于加夹层(粉砂层)钻进时,需要调整泥浆比重到1.2左右,并且采取慢速钻进的方法进行施工。
4、旋挖机钻进过程中,钻杆要保持垂直状态,严格控制垂直度在规范允许范围之内。
5、钻机钻进过程中应采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终要承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。
6、要安排专人定时检查孔内泥浆水头高度,发现不足并及时足量补充。钻孔内泥浆水头高度应不低于护筒排浆孔下30cm,并高于地下水位2米。
7、合理控制起钻和下钻时速度,避免激动压力和抽吸力对孔壁的影响。
8、在提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故因故停钻,必须将钻头提出孔外。对于地质状况发生大的变化,旋挖钻机不能钻进时,及时更换小钻头试钻,如果还是不能继续钻进,需要换旋转钻机或冲击钻时,立即派人24小时内调用钻机进场,确保孔壁不坍塌,或发生其他以外情况。
9、做好钻孔施工记录,记录必须与实际工序同步,真实、齐全、整洁。孔深、钻速、换层特别是持力层应记录清楚。
(七)成孔检测及清孔
1、钻孔达到设计标高后,对孔深、孔径进行检查,符合规范要求后方可清孔,准备下钢筋笼。孔深采用测绳进行测量,测绳必须经常进行校正、修订,以保证测量准确。孔径采取下探孔器的方法进行检查,探孔器直径为钢筋笼直径+0.1m,探孔器的长度为设计直径的4~6倍。成孔深度和孔径不小于设计值,泥浆比重、含砂率及粘度由试验人员在现场进行测定,泥浆比重为1.05~1.20g/cm3以内,含砂率小于4%,粘度为16~22s,以上均符合要求后,并经监理工程师验收合格后,才允许钻机移位,并准备清孔、下钢筋笼。
2、清孔可采用抽浆方法,在清孔排渣时,必须保证孔内水头高度,防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm,合格后在孔底提出泥浆式样进行性能指标试验,试验结果必须符合相关技术标准要求。
钻孔桩成桩检测标准
序号 项 目 允 许 偏 差
1 孔 径 不小于设计孔径
2 孔 深 不小于设计孔深
3 孔位中心偏差 不大于50mm
4 倾 斜 度 不大于1%
5 灌注混凝土前孔底沉渣厚度 不大于设计要求
(八)钢筋笼制作、安装
1、钢筋笼所用钢筋规格、材质及各项性能指标均应符合设计及规范要求,有出厂证明或检验报告单。原材料进场堆放在钢筋底部衬垫枕木上,确保钢筋堆放离地面高30cm,保证底部排水畅通。钢筋放置过程中,需采用彩条布遮盖防雨防尘。现场施焊的焊缝应按规范要求并抽检试验。
2、设专用胎架和施工平台,按照设计图纸将钢筋笼按要求分段制作,加强箍筋间距按≤2m设置。
3、钢筋加工严格按照设计图纸和相关技术规范的要求执行,主筋在制作前必须整直,整直后钢筋弯曲度应不大于长度的1%,并不得有局部弯折。主筋一般应尽量用整根钢筋,分段后的钢筋笼主筋接头应互相错开,接头长度内,同一根钢筋不得有两个接头,配置在接头长度内的受力钢筋,其接头截面积占总截面积百分率小于50%(接头长度为35d)。
4、成型钢筋笼吊放、运输、安装,应采取预防变形措施,不得产生运输变形。为防止钢筋笼在吊装、运输、安装过程中变形,对钢筋笼加强筋处进行交叉加固,加固方式采取在钢筋笼内加十字撑的方式,并焊接牢固,当钢筋笼安装就位后将其拆除。钢筋笼分节起吊连接时,采用25t或35t汽车吊机大小钩配合起吊,并将吊点处采用扁担加固并起吊,以防止钢筋笼变形。
5、按顺序逐节垂直下放钢筋笼,上下节钢筋笼各主筋应对准校正,节段间在孔口采用帮条焊接方式对称施焊,焊接长度满足规范要求。下钢筋笼时间要尽量缩短,并每隔2米在同一截面上按90度对称安置4个钢筋保护筋。
6、桩基检测声测管采用Ф51mm热轧无缝钢管,壁厚3mm。安装声测管钢筋笼的要求将声测管伸入桩底部并用薄钢板堵焊,每隔2m用5号铁丝将声测管绑扎在主筋上及在加强钢筋上焊钢筋环固定,将声测管分节焊接,焊缝牢固、饱满,确保声测管不漏水、不泌水。将声测管内灌满水后,将上部用薄钢板堵焊,以防止钻孔泥浆或混凝土砂浆进入声测管而影响桩基检测。声测管焊接时,必须采用小焊条,防止将声测管焊破漏水。
7、钢筋笼起吊时,吊点应拴牢并布置合理,使笼子吊起后处于自然铅垂状态,并无明显变形,下吊钢筋笼骨架过程中,不要碰撞孔壁,要采取措施让其沿孔中心垂直插入。在钢筋笼外侧焊设计图纸上的定位钢筋,以保证保护层的厚度。吊放钢筋骨架入桩孔时,均匀下落,保证钢筋笼居中。钢筋笼下到标高后,要检查钢筋笼顶部的中心偏差,使之<5cm,待全部入孔经确认符合要求后,将钢筋笼进行固定,避免下沉和灌注混凝土时上浮。
8、钢筋骨架制安精度要求见下表:
钻孔桩钢筋骨架制作安装标准
序号 项 目 允 许 偏 差
1 钢筋骨架在承台内埋置长度 ±100mm
2 钢筋骨架直径 ±20mm
3 钢筋间距 ±0.5d(d为钢筋直径)
4 加劲筋间距 ±20mm
5 箍筋间距或螺距 ±20mm
6 钢筋骨架垂直线 1%
(九)下导管、二次清孔
1、下导管
混凝土灌注导管采用快速卡口垂直提升导管。导管使用前进行试拼、水密承压和接头抗拉试验、长度测量、标码等工作,进行水密试验的试压压力不应小于6kg/cm2。
导管内壁应光滑平顺,连接紧直,使用一段时间后,应检查其水密性。
导管下孔时,必须加密封圈并抹黄油,保证密封,孔内导管必须丈量准确,满足孔深要求,下端出口处应距孔底20-40cm。吊装时,导管位于井孔中央,避免挂碰钢筋笼,并在灌注前进行升降试验。
坚持实行导管使用的检查鉴证制度。提升导管时要掌握每次的提升高度,保证埋入深度2~6m,以免混凝土“洗澡”。卸下的导管要及时冲刷干净,绝不允许在连接处和丝扣处有水泥砂浆残留,并按一定编号放置。
2、二次清孔
导管就位后,立即进行第二次清孔,清孔采取气举反循环进行清孔,清孔后沉渣必须小于100mm才允许灌注混凝土。
清孔时要适当转动和升降导管,以利于孔底边部钻渣清出,并注意空压机的送气量,以满足清出沉渣的要求。
取泥浆样测试合格,并经监理共同检测孔底沉渣达标后应立即灌注混凝土,若等待时间过厂则在灌注混凝土前重新测定孔底沉淤厚度。
(十)混凝土水下灌注
1、桩身混凝土采用商品混凝土、砼搅拌车直接送入仓的方法施工。采用导管法进行水下灌注。
2、灌注混凝土前应将灌注机具如储料斗、溜槽、漏斗等准备好。
3、水下混凝土灌注必须保证良好的和易性,坍落度18cm~20cm,混凝土到达现场后,现场试验室值班技术员在现在再做坍落度试验。
4、采用罐车运输混凝土至现场,直接倒入导管内进行灌注,混凝土接近桩顶时,改用吊斗倾倒以提高漏斗高度。
5、灌注时要求首批混凝土方量应能满足导管首次埋置深度≥1m和填充导管底部的需要,具体首批混凝土计算见下式:
所需混凝土数量可参考公式:
V≥ (H1+H2) + h1
式中:V-首斗混凝土方量(m3);
D-桩孔直径(m);
H1-桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;
H2-初次导管埋深m,取1.0m;
d-导管内径m;
H-灌注混凝土时孔深度m;
h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H2时导管内部混凝土柱平衡导管外;
根据公式HWr1=h1r2计算,其中r1为泥浆的比重,取1.1;r2为混凝土的比重,取2.4,h1按最大孔深度H计算,即考虑最不利情况。
桩径最大孔深度H布置及V的计算
序号 直径(m) 最大孔深
的墩位 最大孔深(m) h1(m) 导管直径(m) 首斗砼方量V(m3)
1 1.0 Z154 57.5 25.7 0.28 2.7
2 1.25 Z171 53.0 23.7 0.28 3.2
3 1.5 Z140 53.5 23.9 0.28 4.0
6、混凝土通过砼搅拌车运送到作业地点后,用汽车起重机配合灌注。为了保证混凝土灌注顺利进行,施工中作好下列工作:
(1)灌注水下混凝土前,探测孔底沉淀物厚度,如不能满足要求,则要利用导管按反循环法进行再次清孔。
(2)砍球前准备足够的混凝土储备量,保证砍球后导管的埋置深度大于1m以上。
(3)砍球前,导管距孔底的高度适当,一般取20~40cm。
(4)灌注过程中,注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度。
(5)导管埋置深度适当,保证埋置深度不大于6m ,且不小于2m。导管提升缓慢,不挂钢筋笼。
(6)混凝土灌注到达钢筋笼底部以下约1m时,适当放慢灌注速度,减小混凝土的冲击力,防止钢筋笼上浮。当混凝土上升到钢筋笼底部以上4m左右时,提升导管,使其底口高于钢筋笼底部2m以上,可恢复正常灌注速度。
(7)灌注作业连续进行,不得中途停顿,保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。
(8)发现问题,及时分析原因,果断采取措施,避免发生断桩事故。
(9)混凝土灌注至桩顶以后,超出设计桩顶30~50cm,然后及时将已离析的混合物及水泥浆等清除干净。
(10)每桩按照规范要求取试件2~4组,当桩身混凝土达到其设计强度的70%后,检测桩身混凝土的质量。
(11)钻孔桩质量控制标准见下表:
钻孔灌注桩实测项目
项 次 检 查 项 目 规定值或允许偏差值
1 混凝土强度(Mpa) 在合格标准内
2 桩 位(mm) 群 桩 100
排 架 桩 50
3 倾 斜 度 1%
4
沉淀厚度(mm) 摩 擦 桩 符合设计要求及施工规范
支 承 桩
5 钢筋骨架标高(mm) ±50
(十一)桩头处理及检测
待桩基混凝土的强度达到设计强度时,处理桩头混凝土至设计标高,对每根桩都进行小应变检测或超声波检测。
(十二)钻孔灌注桩施工的注意事项
1、钻孔前熟悉图纸,弄清地质情况,根据地质情况确定钻孔的方案方法,对于地质结构为砂层的地层,施工时一定要调整泥浆比重,尽量保证在1.20左右,以使泥浆护壁可以起到保护孔壁的作用。
2、钻孔前检查确认孔位地下是否有管线,光缆或其他物体。
3、桩轴线的控制:钻机就位施钻时,将钻机底盘调成水平状态,开第一钻时,小心使锥尖对准设计中心,盖上封口板,卡上推钳,试转数圈,用全站仪监控钻杆垂直度,满足要求后,正式开钻,钻进过程中,随时有全站仪监控,保证倾斜度<1/100。
4、碰到岩层无法钻进时,需要更换为回旋钻机或冲孔钻机进行施工。在开孔前就配备回旋钻机或冲孔钻机以备急用,以缩短钻孔的停放时间,避免坍孔或缩孔情况发生。
5、旋挖钻机在钻进过程中,需要加长钻杆或依据地层更换钻头,在此间歇时间内,需要特别注意孔内情况,以防孔内坍孔。
6、在钻孔时,钻机必须配置两套钻头以备更换,在钻进至粉砂层或砂层时,需要特别注意泥浆比重、孔内外水头差等,确保钻进安全、有效的进行。
7、在桩基施工时,第一根桩基和第二根计划开钻的桩基要错开,需要跳开相邻桩位的桩基,待对角方向的桩基完毕后才开始施工相邻位置的桩基。
8、在终孔和清孔后,应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度、泥浆比重、孔底沉淀厚度等进行检验,要求满足设计规定。
9、在桩基灌注过程中,必须配备一台砂石泵,如由于灌注过程中发生堵管、气阻或导管提离混凝土面,立即用砂石泵抽出已灌注混凝土,重新清孔后再进行灌注。
10、对混凝土的强度、级配、坍落度及混凝土的流动性进行检查。混凝土拌合物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象,混凝土保证有足够的初凝时间。灌注时应保持足够的流动性,其坍落度宜为180~200mm。混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料;首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注。
11、必须对每根桩做好相应的施工记录,并按规定留取混凝土试验件,做出试压结果。将上述资料整理好,提交有关部门检查、验收。
12、在所有的钻孔灌注桩完成以后,必须对施工场地进行清理,所有的钻渣和泥浆必须清理干净。
(十三)钻孔及水下混凝土灌注过程中异常事故及处理办法
1、坍孔
原因分析:①护筒埋置过浅,周围封填不密漏水;②操作不当,如提升钻头或掏渣筒倾倒,或放钢筋骨架时碰撞孔壁;泥浆稠度小,起不到护壁作用;③泥浆水位高度不够,对孔壁压力小;向孔内加水时流速过大,直接冲刷孔壁;④在松软砂层中钻进,进尺太快。
预防及处理措施:坍孔部位不深时,可改用深埋护筒,将护筒周围回填土,夯实,重新钻孔;轻度坍孔,可加大泥浆相对密度和提高水位;严重坍孔,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进;
汛期水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定;提升钻头,下放钢筋管架应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁;
在松软砂层钻进时,应控制进尺速度,并用较好泥浆护壁。
2、钻孔偏斜
原因分析:①桩架不稳、钻杆导架不垂直,钻机磨耗,部件松动;②土层软硬不匀,致使钻头受力不均;③钻孔中遇有较大孤石、探头石;④扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;⑤钻杆弯曲,接头不正。
预防及处理措施:检查、纠正桩架,使之垂直安置稳固,并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以检修;
偏斜过大时,填入土石(砂或砾石)重新钻进,控制钻速;
如有探头石,宜用用冲孔机低速将石打碎,倾斜基岩时,可用混凝土填平,待其凝固后再钻。
3、卡钻
原因分析:①孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理;②钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住;③入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形。
预防及处理措施:对于向下能活动的上卡,可用上下提升法,即上、下提动钻头,并配以将钻杆左右拔移、旋转;
卡钻后不宜强提,只宜轻提,经提不动时,可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出;
施工中注意保持护筒垂直,防止倾斜;钻头尺寸应统一,下钻应控制钻进速度,不要过快。
4、扩孔及缩孔
原因分析:①扩孔是因孔壁坍塌或钻机摆过大所致;②缩孔原因是钻锥磨损过甚,焊补不及时或因地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小。
预防及处理措施:注意采取防止坍孔和防止钻锥摆过大的措施;注意及时焊补钻锥,并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁;已发生缩孔时,宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
5、沉碴厚度超标
原因分析:清孔泥浆含砂率大、胶体率太小、比重过大。
预防及处理措施:控制清孔后泥浆比重小于1.20,保证泥浆的粘度、含沙量、胶体率等满足规范要求,并进行二次清孔,直到满足设计要求。
6、水下混凝土灌注时导管进水
原因分析:首批混凝土储量不足,或导管底口距孔底间距过大,混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。
预防及处理措施:将导管和钢筋笼提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清除,重新灌注。
7、导管卡管
原因分析:①初灌时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因如坍落度过小、流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中运混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料集中造成堵塞;②机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土的下落阻力,混凝土堵在管内。
预防及处理措施:准备备用机械、掺入缓凝剂,做好配合比,改善混凝土的性能。拔管、吸渣重灌。
8、钢筋笼上浮
原因分析:导管埋深控制不好。固定钢筋笼的撑杆刚度不够。
预防及处理措施:控制导管底口的位置及埋深,在混凝土接近钢筋笼底口时,加大导管埋深,并减缓灌注过程;加强撑杆,增加钢管支撑。
常见的钻孔(包括清孔时)问题及处理方法分述如下:11.1坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔问题,坍孔的特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。11.1.1、坍孔原因①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。②由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。③护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。④在松软砂层中钻进进尺太快。⑤提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。⑥水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。⑦清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。⑧清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。⑨吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。11.1.2、坍孔的预防和处理①在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。②发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。③如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。④清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻中,可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。 11.2钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜问题。11.2.1、偏斜原因①钻孔中遇有较大的孤石或探头石②在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。③扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。⑤钻杆弯曲,接头不正。11.2.2、预防和处理①安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。②由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。③钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。11.3掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物问题。11.3.1、掉钻落物原因①掉钻落物原因卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。②钻杆接头不良或滑丝。③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。④转向环、转向套等焊接处断开。⑤操作不慎,落入扳手、撬棍等物。11.3.2、预防措施①开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。②经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。11.3.3、处理方法掉钻后应及时摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔,使打捞工具能接触钻杆和钻锥。11.4糊钻和埋钻糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中,糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象。预防和处理办法:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。11.5扩孔和缩孔扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因与坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.
11.6梅花孔(或十字孔)常发生在以冲击锥钻进时,冲成的孔不圆,叫做梅花孔或十字孔。11.6.1、形成原因①锥顶转向装置失灵,以致冲锥不转动,总在一个方向上下冲击。②泥浆相对密度和粘度过高,冲击转动阻力太大,钻头转动困难。③操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。④有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。11.6.2、预防办法①应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置。②选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。③用低冲程时,每冲击一段换用高一些冲程冲击,交替冲击修整孔形。④出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击。11.7卡锥常发生在以冲击锥钻进时。11.7.1、原因①钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住。②未及时焊补冲锥,钻孔直径逐渐变小,而焊补后的冲锥大了,又用高冲程猛击,极易发生卡锥。③伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶。④孔口掉下石块或其它物件,卡住冲锥。⑤在粘土层中冲击冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。⑥大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。
11.7.2、处理方法①当为梅花卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出。②卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。③用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥勾往后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锥提出。④在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。⑤用其它工具,如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。⑥用压缩空气或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候,使卡点松动后强行提出。⑦使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。⑧用以上方法提升锥无效时,可试用水下爆PO提锥法。将防水ZHA药(小于1kg)放于孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。
11.8外杆折断常见于旋挖转钻机。11.8.1、折断原因①用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用,其强度、刚度太小,容易折断。②钻进中选用的转速不当,使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大,因而折断。③钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚。④地质坚硬,进尺太快,使钻杆超负荷工作。⑤孔中出现异物,突然增加阻力而没有及时停钻。11.8.2、预防和处理①不使用弯曲严重的钻杆,要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好,以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。②钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应认真仔细操作。③钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。④在钻进中若遇异物,须以处理后再钻进。⑤如已发生钻杆折断事故,可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因,换用新或大钻杆继续钻进。11.9钻孔漏浆11.9.1、漏浆原因①在透水性强的砂砾或流砂中,特别是在有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。②护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。③护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。④水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。11.9.2、处理办法①凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。②属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------12.钻孔桩断桩常见事故及处理12.1首批混凝土封底失败12.1.1事故原因和预防措施⑴导管底距离孔底大高或太低。原因:由于计算错误,使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够,埋不了导管下口(1m以上)。太低了使首批砼下落困难,造成泥浆与混凝土混合。预防措施:准确测量每节导管的长度,并编号记录,复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。⑵首批砼数量不够。原因:由于计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。预防措施:根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。⑶首批混凝土品质太差。原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。预防措施:搞好配合比设计,严格控制混凝土和易性。⑷导管进浆。导管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥浆压力太大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。12.1.2处理办法首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。12.2供料和设备故障使灌注停工12.2.1事故原因和预防措施原因:由于设备故障,混凝土材料供应问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。预防措施:施工前应做好过程能力鉴定,对于部分设备考虑备用;对于发生的事故应有应急预案。12.2.2处理方法⑴如断桩距离地面较深,考虑提起钢筋笼后重新成孔。⑵如断桩距离地面较浅,可采用接桩。⑶如原孔无法利用,则回填后采取补桩的办法。12.3灌注过种中坍孔12.3.1事故原因和预防措施原因:由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。预防措施:详见第11.1.1节。12.3.2处理办法⑴如坍孔并不严重,可继续灌注,并适当加快进度。⑵如无法继续灌注,应及时回填重新成孔。12.4导管拨空、掉管。12.4.1事故原因和预防⑴导管拨空原因:由于测量和计算错误,致使灌注砼时导管拨空,对管内充满泥浆;或导管埋深过少,泥浆涌入导管。预防措施:应认真测量和复核孔深、导管长度;应对导管埋深适当取保守数值。⑵掉管原因:导管接头连接不符合要求;导管挂住钢筋笼,强拉拉脱等。预防措施:每次拆管后应仔细重新连接导管接头;导管埋深较大时应及时拆管。12.4.2处理办法⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。12.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。12.5.1事故原因⑴混凝土供料间隔时间太长,灌注停顿,混凝土流动性变小。⑵混凝土和易性太差。⑶导管埋深过大。⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。12.5.2补救措施:⑴提起导管,减少导管埋深。⑵接长导管,提高导管内混凝土柱高。⑶可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。12.6灌注高度不够12.6.1事故原因和预防原因:测量不准确;桩头预留量太少。预防措施:可采用多种方法测量,确保准确;桩头超灌预留量可适当加大。12.6.2处理办法挖开桩头,重新接桩处理。-----------------------------------------------------这是我们技术交底总结出来的原创作品,希望您满意。
桩基础 本论文结合土木工程相关规划, 使用建筑结构 CAD—PKPM 程序建立建筑模型进行 桩基础的设计计算、验算,最后还需画出结构设计总说明,基础平面图,承台大样图 ...
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不良地基的处理与加固方法
[摘 要] 论述了在建造建筑物之前,针对不良地基土及异常地基土的处理方法及加固方案。
[关键词]不良地基;异常地基;地基处理;施工工艺;基础刚度
Abstract:This paper the treatment schemes and reinforcing means of badness and abnormality foundation before the
building construction.
Key words:badness foundation; abnormality foundation; foundation treatment; construction technique; stiffness
在现实工程中,经常会出现不良地基及异常地基的情况,如若对其处理不当将对建筑物造成不良影响。本文将对不良地基及异常地基情况的处理做一简要介绍,以便能更好地解决工程实际中地基出现的问题。
1 不良地基的处理
1·1 置换法
1·1·1 换填法:就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。
施工要点:将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定;保证填料的质量;填料应分层夯实。
1·1·2 振冲置换法:利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。
施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。
1·1·3 夯(挤)置换法:利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中,使土体向侧边挤开,并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基,由于挤、夯使土体侧向挤压,地面隆起,土体超静孔隙水压力提高,当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。
施工注意事项:当填料为透水性好的砂及碎石料时,是良好的竖向排水通道。
1·2 预压法
1·2·1 堆载预压法:在建造建筑物之前,用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。
施工工艺与要点:①预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载;②大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业;③堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度,底面应适当放大;
⑤作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。
1·2·2 降水法:降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位,靠地基土自重来实现预压目的。
施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点;当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时,此时宜辅以电极相结合。
1·3 压实与夯实法以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结
1·3·1 表层压实法:采用人工夯,低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实,使土体得到加固。
1·3·2 重锤夯实法:重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。
施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;冬季施工时,对土已冻结时,应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。
1·3·3 强夯:强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落,对地基施加很高的冲击能,反复多次夯击地面,地基土中的颗粒结构发生调整,土体变为密实,从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程:①平整场地;②铺级配碎石垫层;③强夯置换设置碎石墩;④平整并填级配碎石垫层;⑤满
夯一遍;⑥找平,并铺土工布;⑦回填风化石渣垫层,用振动碾碾压八遍。一般在大型强夯施土前,都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验,以便取得数据,指导设计与施工。
1·4 挤密法
1·4·1 振冲密实法:利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。
1·4·2 施工工艺:①平整施工场地,布置桩位。②施工车就位,振冲器对准桩位。③启动振冲器,使之徐徐沉入土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。④向孔内倒入一批填料,将振冲器沉入填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。⑤将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。⑥在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。⑦施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。⑧最后应挖去桩顶部1m厚的桩体或用碾压、强夯等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。
1·4·3 沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等):利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。
1·4·4 夯击碎石桩(块石墩):利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯入地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。
2 异常情况的地基处理
2·1 松土坑(填土,墓穴,淤泥等)的处理
2·1·1 将坑中松软虚土挖除,使坑底及槽帮四壁均见天然老土,然后采用与坑边的天然土压缩性相近的材料回填,回填材料及做法:①当地基为砂土时,用砂或砂石回填,回填每层厚度不大于20cm并应分层洒水夯实或用平板振捣器夯实。②当地基为较密实的干硬性粘土时,可用3∶7灰土分层夯实。③当地基为中密可塑粘土时,用1∶9灰土分层夯实回填。④当虚土挖除后,如遇地下水,则水下部分采用级配砂石回填,水上部分仍可用灰土夯实回填。
2·1·2 当单独柱基下有虚土坑时,可按下述情况处理①如坑深度大于槽宽,或坑面积大于槽底面积的1/3时,宜将槽底全部落到坑底。②在粘性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于相邻柱基的净距,否则应将较浅的柱基槽底相应落深,使两柱基槽底标高取平。③在砂性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于净距的1/2,否则两柱基的槽底宜取平。④如坑底过深,可考虑加大基础底面积,或与相邻柱基础连在一起做成联合基础。
2·2 局部范围内有硬土或旧结构物时的处理当基底下有局部过硬的土质或旧结构物(如旧基础,老灰土,化粪池,旧砖窑,压实的路面,大树根,大块石等)时,应全部挖除,再按上述方法回填或加深基础(应指出的是,不能认为在地基处理时,只须对松软的地基做处理。对过于坚实的地基如不做处理,也会引起建筑物产
生较大的不均匀沉降)。
2·3 设备管道的处理
当上下水等设备管道在槽底以上穿过时,应在基础墙处管道上方留出大于房屋预估沉降量的空隙,以避免建筑物产生沉降时引起管道损坏,同时,应采取防止管道漏水的措施,以避免漏水浸湿地基而引起不均匀沉降。当管道基础穿过基础时,可将基础局部落深,使管道穿过基础墙,同时,管道上方应按上述原则留足够的空隙。
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