水闸钻孔灌注桩施工方案

(一)工程概况

本工程桥头堡下灌注桩共33 根:其中闸左岸19 根灌注桩,桩径0.8m,9 根桩长14m,10根桩长为13.9m。闸右岸14根灌注桩,桩径0.8m,桩长14m。

(二)设备配备

1.钻机配备

本工程桩共计33根,工期28天,按有效工期22天,即平均每天完成2根桩;配备2台8QZJ—130型钻机,每天完成2根桩。

2.电源配备

每台钻机与泥浆泵等合计功率18kW,计2台套设备,计总功率36kW,备用电源配备一台50kW 发电机以供停电时使用。

(三)施工顺序

根据本工程桩位布置的具体情况采用跳打法施工。

施工顺序:左岸桥头堡—右岸桥头堡。

施工工艺流程如图4-5所示。

图4-5　施工工艺流程

(四)灌注桩施工

1.施工准备

钻孔桩开钻前首先做好准备工作,包括场地平整、放线定位、接通水电管路及排水管路,挖泥浆池、沉淀池及排水沟,确定钻机移位路线和方法,安装水泵设备、轨道和桩架,埋设护筒,准备黏土配制适合需要的护壁泥浆。

护筒埋设:利用经纬仪和测距仪准确定出桩位,标出护筒位置和开挖范围,人工开挖至预定标高,埋入护筒,四周用黏土夯填密实。护筒由钢板卷制而成,护筒埋设深度为1.5m,高出地面0.3m。

2.泥浆制备

在左右岸设置泥浆池、造浆池、沉淀池各1个,按监理工程师确认合格的黏土场取回黏土,用泥浆拌和机拌制成合格泥浆存入泥浆池,用泥浆泵和泥浆管供应泥浆循环。并设泥浆槽供泥浆循环沉淀后用。

泥浆质量:护壁泥浆质量是保证钻孔不坍孔、成孔顺利的重要环节,要求具有较低的表面黏度和含砂率、低比重和良好的携渣能力,施工过程中定期、重点检测泥浆性能。护筒内的泥浆顶面应始终高出孔外水位或地下水位1.0 ～1.5m。泥浆基本性能参数:开孔泥浆指标:比重1.15左右,含砂率不大于4%,黏度小于28s;开钻进中泥浆指标:比重1.15～1.25左右,含砂率不大于8%,黏度小于25s;清孔后泥浆指标:比重1.10,含砂率不大于4%,黏度小于22s。施工过程中定期,重点检测泥浆性能,同时对沉淀后废弃泥浆及时运至指定地点或按照监理工程师指定方案处理。

3.造孔

根据本地质资料分析及以往施工经验,本灌注桩最长为14m,采用正循环法钻进成孔,选用8QZJ—130型钻机、三翼钻头。钻孔直径:钻孔垂直度及充盈系数应达到设计和规范要求。

准备工作就绪后,钻机就位,启动钻机和泥浆泵。钻进时,及时检查出渣情况,以便及时判断地层情况。钻进过程中及时对孔径、孔深、斜度、泥浆浓度进行检查调整,遇不良地质情况,及时上报监理,组织专家研究,果断采取各种措施,以保证成孔不受影响。

4.清孔

成孔达到设计标高,经检查合格,应立即进行清孔。清孔采用“换浆法”进行。使孔内浮渣、泥浆稠度降低至规定值即结束清孔。造孔及清孔过程中的沉渣经沉淀池沉淀后装自卸车运至弃土场存放。

清孔一般分两次,沉淀物厚度需小于30cm。清孔时孔内水位保持在地下水位以上1.5～2m,以防止钻孔坍塌,钻孔清理完毕后,对孔径(+10,-5)、孔深 (不小于设计深度)和倾斜度 (10%)进行专门检查,通常采用外径D 等于钻孔桩钢筋笼直径加10cm,长度不小于4～6D 的钢筋检孔器吊入孔内检测,若发现中线不符,垂直度超1%时采取补救措施处理。

5.钢筋笼制作与安装

桩基钢筋笼制作在钢筋场进行制作,按划线逐根放上主筋并与之点焊焊牢,控制平整度误差不大于5cm,上下节主筋节头错开50%,螺旋箍筋每箍与主筋按梅花型点焊固定。钢筋笼四周每隔2m 设置定位垫块,制作完成后用8t汽车吊吊装就位。

清孔并经检查合格后,即可下钢筋笼,钢筋笼四周绑扎三角UPVC管制作钢筋垫块,以保证桩的保护层厚度。

由于桩深度最长为14m,钢筋笼按两节制作,接头采用焊接连接,采用汽车吊吊起就位,将钢筋笼吊起抽出横担缓缓放入桩孔内就位。钢筋骨架安装就位后,采取固定措施以防浇筑混凝土时钢筋笼上浮。

6.水下混凝土浇筑

水下混凝土灌注采用滚筒拌和机搅拌,小斗车运输,导管法水下灌注。混凝土配合比现场挂牌,混凝土坍落度18～22cm。灌注导管选用直径为25cm 涡轮式导管,加密封圈不漏水,导管底距孔底0.3～0.5m,导管固定于孔口架,装上漏斗,下好隔水塞,按计算保证埋管深度大于1.0m 的初灌量进行初灌。

(1)初灌量计算:

式中 Vf——初灌量,m3;

d——桩孔直径,0.8m;

d1——导管内径,0.25m;

H——导管埋入混凝土深度,取1m;

h——导管下端距灌注前测得高度,取0.3m;

t——灌注前孔底沉渣厚度,取0.3m;

h1——导管内混凝土高度,m;(www.xing528.com)

h2——混凝土液面以上高度,按14m 桩深计;

γd——泥浆比重,取1.15×103kg/m3;

γw——混凝土比重,取2.5×103kg/m3。

则

桩径0.8m 的初灌量计算:

那么,漏斗和储料斗的总容量须大于1.04m3。

(2)混凝土的灌注。首批混凝土灌注正常后,应连续不断进行,禁止中途停止,在灌注混凝土过程中,应经常用测锤测定混凝土的上升高度,逐步提升,拆卸导管,保证导管的埋深。导管的埋深初灌时埋深1～1.5m,正常灌注2.5～3.5m,在水下灌注混凝土时,应视情况,严格控制导管的埋深不使其可能裹入浮浆皮和土块等,确保桩的连续性,不出质量事故。

混凝土的灌注时间控制不小于2m/h。

(3)灌注混凝土应注意的事项。灌注混凝土必须连续进行,不得中断;灌注时,随孔内混凝土的上升,逐步拆除导管,拆下的导管应立即冲洗干净。

灌注到位后,应预加一定的高度以保证桩头质量,预加高度确定为0.5m,凿除后按设计整理好钢筋。

(五)钻孔过程中的注意事项

(1)随时检测泥浆性能并作相应调整。

(2)经常检查钻机平整度及稳固性。

(3)经常清理泥浆池沉淀物,定期检查清冼泥浆泵。

(4)注意控制钻具升降速度,以减轻对孔壁的扰动。

(5)经常检查钻头,磨损部分及时修复。

(六)异常情况预防及处理

1.埋钻

若遇突然停电时,应将钻头提离孔底1～2m 左右,并保持泥浆循环,防止塌孔而埋钻;若严重糊钻,立即停钻,清除钻渣。

2.坍孔

原因:坍孔的原因很多,由于泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;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;清孔后泥浆相对密度、黏度等指标降低;吊入钢筋笼时碰撞孔壁等。

预防和处理:钻进过程中,检查钻机的水平稳固,尽量减少钻具升降速度,以减小对孔壁的扰动,同时在砂层中要注意控制泥浆性能,防止坍孔。

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;如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和黏质土混合物到坍孔处以上1～2m,如坍孔严重时,全部回填,等回填物沉积密实后再行钻进。

3.防止坍孔、缩孔措施和处理方法

(1)在钻孔过程中,详细绘制孔位处的地质剖面图,特别是黏砂地层及砂地层的埋深和厚度,以便于对不同土层选用合适的钻头、钻速和泥浆指标等。

在钻进过程中,根据地层的变化,对不同的土层采用不同的钻进方法,在黏性土钻进,选用平尖底钻头,中等钻速,大泵量,稀泥浆,在砂黏土、粉砂土中慢速钻进,选用平底钻头,控制进尺,大泵量,稠泥浆钻进。

在钻孔和清孔过程中,注意保持好孔内规定的泥浆面的高度,随时补充损耗、漏失的泥浆,保证钻孔中的泥浆浓度。

在钻孔过程中,如遇到可塑性砂黏土地层时,向孔内投入一定数量的碎石,以防止糊钻,提高钻进速度。

(2)钻孔及钻进事故预防、处理:针对地质情况,选用三翼型钻头,这种钻头具有切削速度大,排渣性能好,不易粘结等特点,钻进成孔前认真检查机械设备及安装质量,随时观察护筒是否松动和漏水,钻进时采用慢转以保持钻具的导向性,根据地层情况变化,适当调整钻机速度,对砂层适当增大泥浆比重,以较慢钻速通过。

(七)原始记录收集整理

每班配备一名施工员,按规定做好各种原始施工记录和隐蔽工程验收记录,填写好各类施工记录表,记录内容有:

(1)施工年、月、日,天气,气温。

(2)钻孔中在土层变化处均有土质描述,判断土层作记录并与土质剖面图核对。

(3)测量并记录导管的埋深和混凝土的表面高度。

(4)填写终孔检查记录(孔位、孔深、孔径、孔形、垂直度、泥浆的沉淀厚度)。

(5)每道工序所用时间。

(6)混凝土施工管理、浇灌量、质量管理的记录。