冲击钻施工

忠万高速公路A7标钻孔灌注桩施工2013年5月目录一、工程概况二、进度计划安排三、施工工艺四、常见问题和处理方法五、安全环保措施一、工程概况忠万高速公路A7标段起讫桩号为：K65+310～K71+830，路线长6.317594公里。全线有大桥三座，主线设置大桥378.5m/1座、180.76m/1座、821.5m/1座；互通主线桥梁1座，匝道桥1座。按照设计说明，本标段基桩桩长大于20米的采用钻孔桩施工，小于20米采用挖孔桩施工。部位数量(根)长度(m)地质情况石门子大桥基桩24588粉质砂岩程家咀大桥基桩722740卵石土，块石土，砂岩合计963328A7标钻孔桩数量表程家咀大桥进度计划：2013年6月1日至2013年9月30日机器设备：冲击钻12台,25T吊车1台,15方泥浆车2台,220型挖机1台,黑旋风除渣器3台石门子大桥进度计划：2013年8月1肉至2013年12月20日机器设备：25T吊车1台,220型挖机1台,黑旋风除渣器1台,15方泥浆车1台,总长度588m,冲击钻4台二、进度计划安排三、施工工艺概述：冲击钻从原理分为正循环和反循环两种。正循环桩机的循环过程为：采用泥浆泵将泥浆从浆池通过泥浆管直接泵送到桩尖，泥浆带上渣从桩口往上涌出，通过泥浆沟流进泥浆池，过滤后再泵进桩尖；反循环过程相反，泥浆泵的泥浆入口在桩尖，出口在泥浆池，过滤后通过泥浆沟进入桩口。冲击钻适用于摩擦桩、嵌岩桩。施工流程图如下：1、施工准备1）场地平整：基桩作业场地开挖平整，场地硬化。最大程度上维持原始地貌，保护环境。2）所有墩台基础施工时先做好排水设施，对整个挖孔施工场地进行场地硬化，规划设备摆放及泥浆池等。2、测量放样测量组根据复核过后的桩基坐标放样图用全站仪放出桩基中心桩，设立护桩，并保护好护桩的位置，若没保护好使护桩移位或损坏，及时通知测量复测在成桩过程中多次依靠护桩检查桩位平面位置偏差，以保证成桩后桩基础的位置满足施工规范及设计要求固定桩位、导向、隔离地面水、保护孔口、提高水位。护筒内径一般比桩径大20cm，埋置深度不小于2m，倾斜度不大于1%，平面位置偏差不大于50mm护筒的作用护筒顶地面以上0.3m3、安置护筒4、造浆护壁机理孔壁土体液态支撑；形成泥皮稳定孔壁在粘土中钻孔，当浮渣能力能满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁；在沙土中钻孔，泥浆原料宜选用优质粘土或膨胀润土。制浆系统钻进反循环出浆泥浆净化器泥浆池回流至原钻孔其它作用悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。其它作用悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。钻机就位：首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心，利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确，然后调整钻架，使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不得大于20mm。检查钻头直径，钻头直径不能小于桩径钻进过程中，经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，存放在渣样盒中。判断土层，记入施工记录表中，并与地质柱状图土层核对，是否满足承载力要求，作为终孔时的重要依据。为正确提升冲击锥的冲程，须在钢丝绳上进行标志5、钻机就位与冲孔渣样盒钻机标识牌钻机标识牌十字钻头钻机标识牌冲击钻钻进注意事项经常检查孔内水位情况。冲击钻钻进过程中，孔内应该高于护筒底口50CM以上，并控制钻进速度，避免进尺过快造成塌孔埋钻等事故在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，填入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。如达不到设计要求的入岩深度，及时上报监理工程师，申请加长入岩深度，或者与地质报告不相符，及时上报监理工程师和设计单位，钻渣渣样均编号保存，以便分析备查要注意均匀放松钢丝绳的长度，否则松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架、钢丝绳受到较大意外冲击荷载，遭受损害。松绳过多，容易引起钢丝绳纠缠事故每天按时填写钻孔记录钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度（Pa.s）含砂率（%）胶体率（%）失水率（ml/30min）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（PH）正循环一般地层易坍地层1.05~1.2016~228~4≥96≤25≤21~2.58~101.20~1.4519~288~4≥96≤15≤23~58~10反循环一般地层易坍地层1.05~1.2016~20≤4≥95≤20≤31~2.58~10卵石土1.20~1.4518~28≤4≥95≤20≤31~2.58~101.10~1.1520~35≤4≥95≤20≤31~2.58~10推钻冲抓一般地层1.10~1.2018~24≤4≥95≤20≤31~2.58~11冲击易坍地层1.20~1.4022~30≤4≥95≤20≤33~58~11钻孔泥浆性能指标选择6、终孔检查1）、嵌岩桩入岩：重要的是嵌入岩石，使坐落在基岩，满足持力层的要求，防止入假岩——探头石、球形风化和风化深槽等3）孔形和倾斜度采用探孔器吊入钻孔内检测：即采用外径不小于桩径直径，长度为4-6倍外径的钢筋笼检孔器吊入钻孔内检测2）、桩长：首先保证护筒标高是经过复核且正确的，然后用测绳测量护筒至孔底长度，在测绳上做好标记，为避免测绳本身使用中发生的拉伸变长现象，另用一把50m钢尺测量测绳长度。编号项目允许偏差附注1孔的中心位置群桩：≤10cm，单排桩：≤5cm全站仪检查2孔径不小于设计检孔器检查3倾斜度钻孔:≤1%;挖孔:≤0.5%4孔深支乘桩超深不小于5CM用测绳测5孔底沉渣厚度嵌岩桩：不大于设计规定。或者小于50mm钻孔桩成孔质量允许偏差表抽渣法，吸泥法，换浆法。减薄沉淀，提高孔底承载力沉渣厚度：支承桩不大于设计规定或不大于50mm。目的方法目的和方法及时清孔防泥浆沉淀；补充清水和新泥浆，保持水位。注意保持孔内水头，防止坍塌，清孔后，检查孔口、孔中、孔底提取的泥浆比重的平均值，应符合质量标准要求。施工要点7、清孔钢筋笼下放完毕，须进行二次清孔，二次清孔一般利用混凝土灌注导管进行，此时技术员应该记好导管的连接顺序和导管长度。白油漆标识十字撑短螺纹长螺纹直螺纹套筒钢筋笼接头“靠模法”工艺钢筋笼主筋为Ⅱ级，采取套筒连接或焊接。相邻钢筋接头错开，同一截面接头不应超过50%。8、钢筋笼制作与安装依照图纸设计布置声测管。底节钢筋笼上的检测管下口封好并与主筋底齐平，检测管必须牢固的固定在钢筋笼内侧。钢筋笼接好后立即用套头接好声测管并灌满清水，保证严密不漏水。钢筋笼起吊钢筋笼起吊钢筋笼吊装利用汽车起重机进行为保证骨架起吊时不变形，拟采用两点吊钢筋笼就位后，及时固定，保证钢筋骨架中心位置符合设计要求加工成型验收合格的钢筋笼项次检查项目规定值或允许偏差1主筋钢筋间距(mm)±102箍筋、螺旋筋间距(mm)±203钢筋骨架外径(mm)±104骨架倾斜度（%）±0.55保护层厚度(mm)±206骨架中心平面位置(mm)207骨架顶端高程(mm)208骨架底面高程(mm)±50钢筋安装质量控制指标导管一般采用直径φ200-350mm钢管，每节一般为3m，底节一般为4m，大多数情况下需配2节1m，2节1.5m的短管，用以调节导管的长度及漏斗的高度。导管的连接采用丝扣式。并在二法兰盘之间垫有4-5mm厚的橡胶止水垫圈。在导管使用前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密，进行接头抗拉力和水密试验，水密实验的水压不小于孔内水深1.3倍的压力以及灌注混凝土时最大内压力的1.3倍。试验合格后方可使用。安放时导管底至孔底的距离为300-400mm。9、混凝土灌注1）、导管安装泥浆相对密度1.03～1.10粘度17～20Pa·s含砂率2％混凝土灌注前泥浆指标2）灌注水下混凝土混凝土拌和物要具有良好的和易性、流动性、流动性保持能力和较小的泌水率。混凝土初凝时间要控制在3-6h，塌落度要控制在18-22cm。首批料的确定：采用导管法灌注水下混凝土，进入导管内的第一批混凝土能否完全排除导管内的水或泥浆，并使导管底部埋入混凝土内一定深度（首次埋管深度≥1m），是顺利灌注水下混凝土的关键，首批料按下式确定：V≥πD²h/4+πd²Hd/4V---首灌量（m3）；D---桩孔直径（m）；h---导管埋深（m）；d---导管的直径（m）；Hd---导管内混凝土所必须保持的最小高度（m），根据下式计算：Hd=γwHw/γdγw---水容重（kg/m3）；Hw---水深（m）；γd---混凝土容重（kg/m3）首批混凝土下放混凝土灌入孔底后，可换小料斗（小料斗建议加十字架防止混凝土中带有较大直径的石块或者罐车凝固的混凝土块调入导管导致堵管）连续不断地灌注混凝土使用小料斗进行砼灌注在浇注过程中，保持孔内水头，防止塌孔，并保持导管的埋置深度在2～6米范围，混凝土供应不及时时，提前告知，最后一车料放慢灌注速度，并在停顿时间原位上下串插活动导管，防止混凝土假凝。当导管内的混凝土不满时，后续混凝土要徐徐地灌入，防止在导管内形成高压空气囊，压漏导管3）、混凝土灌注注意要点防止钢筋笼上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当砼拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度在灌注将近结束时，导管内混凝土高度减少，压力差减少，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，在混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏去部分沉淀土，使浇筑工作顺利进行。拔除最后一段导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管内，形成泥芯。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上多灌注50～100cm，以保证桩头混凝土质量良好3）、混凝土灌注注意要点技术员员必须认真细致记录好浇注过程中的混凝土顶面标高和导管长度，以计算埋管深度，一般要求每灌注一车混凝土测量一次，每次沿桩周均匀测三点，最低点处的埋管深度须满足规范要求桩头凿除灌注完后最好用测绳等工具检测声测管是否通畅，如发现堵塞不通的即使用高压水洗。防治及应急措施：安装钻机时使底座水平，起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上，并经常拉护桩确定桩位中心进行检查校正。病害分析：a、钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方。b、在有倾斜度的软硬地层交界处，岩石倾斜处钻进。c、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷1、偏孔四、常见问题和处理方法防治及应急措施：a、保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。b、保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同冲程。c、固定好钻机平台，防止偏心造成起落钻头时碰撞孔壁。d、回填粘土到坍孔处上1～2m，静置一定时间后重钻e、钻进过程中严格控制冲程高度,下放钢筋笼时对准钻孔中心竖直下放，严禁碰撞孔壁。病害分析：泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成坚实护壁泥皮，孔壁渗漏；孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够；清孔后泥浆比重、粘度等指标降低；起落钻头时碰撞孔壁；护筒埋设太浅，下端孔口漏水、坍塌或钻机直接接触在护筒上，振动使孔口坍塌。2、塌孔塌孔的表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防治及应急措施：经常检查装置，及时修理失灵的转向装置。选用适当相对密度和粘度的泥浆，并适时淘渣。钻进过程中对钻头保护圈磨损部分及时补焊加强用低冲程时每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。出现这些情况可回填钻孔，重新冲击。3、梅花桩病害分析：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太小，改变不了冲击位置。钻头钻进过程中保护圈磨损严重，没有及时补焊加强。有非匀质地层造成局部孔壁凸进，成孔不圆。预防和处理方法：A.保持钻机平稳，控制钻锥摆幅。防止扩孔继续造成坍塌。B.及时补修钻锥；对于有软塑土的使用失水率小的优质泥浆护壁并复钻二三次，或者用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔扩大孔径。4、扩孔或缩孔扩孔或缩孔原因：A.在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大易出现扩孔。B.钻锥补焊不及时或地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。5、钢筋笼上浮或下沉病害分析：钢筋笼放置初始位置过高或过低；砼流动性过小，导管埋置