钻孔灌注桩基础施工技术总结

中铁十五局集团第四工程有限公司

摘

宁亚伟

要:钻孔灌注桩基础在道路桥梁工程中应用比较广泛,它的施工工艺及技术

发展也比较成熟。其优点:承载力大、稳定性好、沉降量小、受施工水位或地下水位高低的影响较小。根据自己在施工过程中的经验及参考有关施工技术规范,对钻孔灌注桩施工作了简单介绍,以供参考。

关键词:钻孔灌注桩施工技术

置,钻机就位,利用钻机起吊装置将护筒吊入孔中,高出施工地面0.2m以上,夯实周边土,采用沙袋堆垒至护筒顶,保证护筒在钻孔过程中不至于偏位,并对垂直度进行检查复核,发现偏差及时纠正。护筒平面位置应埋设正确,偏差不宜大于5cm;护筒斜度应小于1%。

1概述

西安铁路枢纽新建北环线工程Ⅲ标龚家湾特大

桥,全长1746.75m,全桥330根钻孔灌注桩,桩径均为

1.25m,桩长37～48m,桩基所处位置的地质情况从原地

面往下依次为:粘质黄土-细砂-中砂-砂砾(粗砂)-粉质粘土(细砂)。由于工期紧、任务重,全桥基础均采用旋挖钻钻孔,确保了工程质量,提高了施工进度。

旋挖钻钻孔灌注桩基础的施工程序如下:

测量放线桩位→埋设护筒→复核桩位→钻机准确就位→钻孔→泥浆拌制→成孔质量检测→钢筋笼制作和吊放就位→安装导管→灌注水下混凝土→拆除护筒→处理桩头→桩基检测(详见钻孔桩施工工艺流程图)

2.3钻机就位

安装钻机前要用装载机整修工作平台,保证其足

够的稳定性和平整度,使操作时不致发生位移和摇晃。检测其纵、横向误差在5cm以内,钻杆垂直度满足规范要求。开钻前先检验钻头直径,合格后根据四角控制拉好的“十字线”对准桩位,经现场技术人员检查并报监理验收合格后方可开钻。钻孔过程中,成孔中心必须对准桩位中心,并在钻孔过程中经常检查。

2.4制备泥浆

泥浆的原料采用优质膨润土,在原地挖设泥浆池

2

2.1

施工前准备工作

测量放线

开工前,我们首先对大桥的中线、水准点进行复测,

造浆。为防止泥浆渗漏和地下水渗入泥浆池内可在泥浆池内侧衬一层土工布。泥浆具有防止坍孔,悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流的作用。泥浆比重小,容易出现塌孔,护壁效果差;泥浆比重大,影响钻孔速度和泥浆的再利用。根据该工程实际地质情况,由试验室试验后提供各项指标。调制成的泥浆,一般性能指标控制在:比重1.08～1.25,粘度19～28PaS,含砂率小于4%,PH值糊钻”,掺加了外7～10。另外,为防止因泥浆比重大而“加剂烧碱0.1%,提高了泥浆的粘度和胶体率,改善了泥浆性能,增加了钻进速度。为保证成孔速度和质量,施工中应随孔深的增加及时调整泥浆性能,并连续向孔内补充泥浆,维持护筒内应有的水位,防止孔壁坍塌。

对导线点及水准点进行加密,并按照满足精度要求放出桩位。

2.2埋设护筒

埋设护筒是钻孔施工的主要工序之一。护筒是用

钢板制作的圆形长筒,一般厚4～8mm,长3～5m,埋在桩位上。它的作用是固定桩位,保证孔口不致坍塌,并使的孔内泥浆面高出施工水位,保证孔内水位压力,稳固孔壁以防塌孔。护筒的内径一般要比桩径稍大,本桥孔径1.25m,本设计采用旋挖钻施工,故采用1.5m内径的护筒。护筒埋设可根据施工放样情况,选择好钻机就位位

增刊/2006#\"!西铁科技1总结类钻孔灌注桩基础施工技术总结

西铁科技#\"!增刊/2006

钻孔灌注桩基础施工技术总结

总结类3钻孔

钻孔时主要应控制好二个基本参数:钻压和转速

桥吊装环境及吊装设备较好,钢筋笼总长度为23～25m,所以全桥钢筋笼均为整体吊装,无分节吊装。另外,混凝土灌注时需采用吊钩和顶管以防止钢筋笼上浮、下沉。

3.1钻压

钻头是在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土

而获得进尺。为此钻进时需有一定的钻压,钻压太小,钻进速度慢;钻压太大,钻具磨耗严重。因此应根据桩位地质情况,钻杆直径、桩径、钻头形式、钻头刀具数目、钻具强度等因素综合考虑,合理确定钻压。

5

5.1

灌注水下砼

灌注水下混凝土的准备工作及操作要求

工作平台的搭设要用具有适当的高度,以便于

5.1.1

导管的提升和拆卸。根据现场混凝土运输较远的情况,为了保证不间断地供应混凝土,准备了6台容量6～8m3的混凝土输送车。导管安装下端口到孔底高度要大于球塞的10～20cm。保证灌注时球塞从导管底端滚出,不堵塞管底,导管安装好后,应先用检查锤通过导管,检查其中有无杂物,然后将球塞安入在漏斗下部并用绳索系牢。一切准备工作经检查合格后,才能开始灌注。

3.2转速

钻杆转速要考虑满足碎岩土的扭矩需要,又要考

虑钻具的磨耗及孔壁稳定等情况。钻具强度一定时,钻头直径越大,转速应越慢。

开钻时,先使钻头降至距孔口5cm左右启动泥浆泵,待泥浆循环几分钟后,再启动钻机慢度回转,同时慢慢降下钻头,孔口位置先慢转,孔口稳定后逐渐增加转速正常钻进。钻后,转速的控制对成孔及后期水下砼浇筑有其重要的影响。进尺速度过快,孔壁难以形成一定厚度的泥浆护壁层,易形成塌孔等事故的发生;进尺速度过慢,可能形成扩孔,影响整个施工速度,亦不可取。因而在钻孔时,针对地质具体情况,细砂层、粗砂层、砾砂层进尺速度递减,以确保成孔质量,为工程后期顺利施工提供条件。成孔深度以钻机电脑显示作为参考,配合标准测绳测之。

孔深钻至设计标高后,对孔深、孔径、孔的倾斜及孔位偏差进行实测检查,严格控制沉渣厚度。灌注水下混凝土前应清孔,直至沉渣厚度小于30cm,满足设计要求。清孔时应保持钻孔内的水位高出地下水位1.5～

5.1.2在灌注之前,先向料斗中装入足够的混凝土拌

和物,然后打开安装好的射水管,使射水管冲射孔底3～

5min使孔底沉渣翻起悬浮水中,立即割断绳索,松开球

塞,使漏斗中的混凝土拌和物顶着球塞沿导管下流,将导管内的水、空气和球塞等从底口排出管外,使沿导管下流的混凝土在管底周围筑成一个圆锥体。把导管底端埋在混凝土内,导管底端不能进水,后面灌入的混凝土不直接与水接触。导管底端在混凝土内埋入的深度一般不小于1.0m。在灌注过程中,导管根据混凝土埋入的深度只许沿竖直方向慢慢地提升,每次提升高度不宜超过20cm,并应保证导管内经常装满足够的混凝土。

5.1.3在灌注的过程中,对各点的水下混凝土表面的

高度,每灌一盘混凝土要测量一次,并算出导管埋入的深度,来指导提升导管。每次测量的数据填记《水下混凝土浇筑记录表》中,作为施工中的原始记录之一备查。水下混凝土顶面坡度不应太陡。灌注完毕的水下混凝土基础顶面的标高,要比设计标高高出适当的高度,一般为1.0m,以便于承台施工时将顶面松弱层凿除后达到设计标高。

2.0m,以防止坍孔。

4

钢筋笼制作及吊装

龚家湾特大桥征地面积狭长,现场制作钢筋笼场

地太小,我们新建两个钢筋加工场地,钢筋笼预制好后拉运至吊装地点。全桥钢筋采用双面焊,焊接长度不小于5d,搭接长度不小于35d。钢筋骨架的制作严格按照设计图纸进行施工,钢筋的进料、除锈、下料、弯制等均符合设计及规范要求。

钢筋笼的吊放应采用两点吊放,防止扭转弯曲发生永久性变形。吊放要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下放,避免碰撞孔壁;在钢筋笼下放前应在钢筋笼骨架侧边焊接“π筋”定位块,以保证混凝土保护层厚度。由于该

5.2首批混凝土方量的确定

为使首批混凝土能够顺利封住孔底,导管埋深满

足要求,漏斗中必须存储足够量的混凝土。为了检验此数,我们根据现场进行漏斗的体积验证试验。

漏斗体积如下:

V1=π×0.92×1.2=3.05m3V2=1/3(π×0.92)×0.5

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西铁科技1

总结类钻孔灌注桩基础施工技术总结

=0.424m3

漏斗体积:VK=V1+V2=3.474m3

规范中要求:V≥LA1/2+K(1.0+t1+t2)A2

6.1.46.1.56.2

钻孔偏斜、弯曲,应吊住钻锥,在偏斜、弯曲处反钻孔漏浆,此时可适当减小水头高度,加稠泥成孔后应注意:

复扫孔,或回填至偏斜、弯曲处,重新钻进。

V-混凝土的初存量(m3);

L-灌注混凝土前导管在水中的长度(m);A1-导管断面面积(m2);K-超灌系数,一般取1.2～1.3;t1-导管下端至沉渣距离(m);t2-沉渣厚度(m);

A2-设计钻孔断面面积(m2)。

经反复计算:VK>V,即首批砼的数量可以保证导管有足够的埋深。

浆,慢速转进。

成孔后,应抓紧进行清孔,吊装钢筋笼和安放导管,快速灌注水下砼。此时应注意如下几点:

6.2.1

定。

吊装钢筋笼时,应避免冲撞孔壁,影响孔壁稳钢筋笼吊装后,要再次检测孔内的泥浆比重、含

6.2.2

孔。

砂率和孔底沉淀层厚度是否符合要求,否则应再次清

5.3灌注水下砼质量控制

在气温较高时,浇筑钻孔桩大概需要2-3.5h,砼除

6.2.36.2.46.2.5

导管吊装前,管内壁应擦润滑油,管接口密实不砼拌和物,应按照设计配合,砼的和易性、坍落灌注砼时,应随时测量灌注标高和导管埋深。埋

漏水。漏斗的容积应满足首次埋深。度应符合要求。

深不得小于1.5m,太深应及时拆管,否则导管很难拨出,就会造成断桩。灌注时,应经常提升、插进导管,防止砼塞管。

了具有一定的强度外,还要有较好的和易性、流动性和保水性,同时需有较长的初凝时间。我们根据需要掺入了适量的缓凝剂,保证了砼的和易性及浇筑的连续性。

水下混凝土浇筑必须连续进行,且应迅速灌注,防止坍孔或泥浆沉淀过厚。一经开始灌注,应连续进行直至完成,中途任何原因中断灌注,皆不得超过30分钟,否则采取补救措施。

由于砼是在水下灌注,影响砼质量的因素很多,主要是受水和泥沙的影响,再有施工中不允许振捣,砼的密实度和均匀性都比较差,强度远远低于陆地上浇筑的砼。为了保证其质量,首先应设计出性能优良的砼配合比,我们选用砼的水灰比为0.55,砂率45～50%,坍落度在18～22cm之间。其次施工时要经常取样检查砼的性能,及时调整配合比,并加强施工管理,保证施工顺利。

6.36.3.1

灌注时应注意:

钢筋笼上浮,其原因是:①砼在进入钢筋笼底部

时浇筑速度太快;②钢筋笼未采取固定措施。其防治措施为:①浇筑砼前,应将钢筋笼固定在孔位护筒上;②当砼上升到接近钢筋笼下端时,应放慢浇筑速度,减小砼面上升的动能作用,以免钢筋笼顶被托而上浮;当钢筋笼被埋入砼中有一定深度大,再提升导管,减少导管埋入深度,使导管下端高出钢筋笼下端相当距离时再按正常速度浇筑;在通常情况下,可以防止钢筋笼上浮;③当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。

6

6.1

施工注意事项

钻孔时应注意:

经常检查保证护筒内的水位高度和泥浆稠度。

6.1.1

钻进过程中,应随时检查和记录土质情况,与设计土质对照,及时控制和调整钻进速度和泥浆稠度。

6.3.2断桩的防治方法:

①砼配合比应严格按照有关水下砼的规范配置,

并经常检测坍落度,防止导管堵塞。

6.1.2钻孔要连续作业,中途不能停钻。相邻桩开钻需

等邻孔砼达到一定强度后才开始。终孔后要对成孔进行全面检查。

②尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量

积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力;b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞。

6.1.3出现坍孔,应仔细分析查明原因和坍孔位置,然

后采用小砾石夹粘土回填至坍孔位置,待回填土稳定后,采取加强泥浆稠度、加高水头和深埋护筒等措施,重新钻进。

③严禁不经测算盲目提拔导管,防止导管脱离砼

面。

西铁科技#\"!增刊/2006

总结类西安铁路枢纽新建北环线三标冬季施工总结

中铁十五局集团公司

摘

段远钊

要:西安铁路枢纽新建北环线工程由于工期紧、任务重,所以部分混凝土、土

方等工程必须安排在冬季施工。本文对该工程在冬季施工中的施工工艺、方法、技术管理等方面进行了叙述。

关键词:冬季施工总结

1

1.1

概述

工程概况

西安铁路枢纽新建北环线工程位于陕西省关中地

s,主导风向为ENE,最大冻结深度45cm,最大积雪厚度22cm。1.2.2

水文地质

北环线所经地段主要有渭河及其支流沙河、浐河、灞河等较大河流,均常年流水,水量随季节变化。地下水主要为第四系孔隙潜水,主要分布于阶地下部的冲积砂层中,水位随阶地而变化,一级阶地为10～15m,二级阶地为10～30m,三级阶地埋深大于25m。地下水水量丰富,受河流和大气降水补给,排泄以大气蒸发和人工开采为主,对圬工不具侵蚀性。

区,东起新丰镇编组站,新建双线至西康线临潼北站;向西经新筑站,跨灞河、渭河至咸铜线萧家村车站;沿咸铜线增建二线至长陵站,后引入茂陵车站,正线长度

63.04km。北环线在临潼北站接轨,与西康线疏解引起

临潼北至柳树村增建第二线,北环线与西康线柳树村间增建联络线。由中铁十五局集团公司承建的西安铁路枢纽新建北环线工程站前综合3标东起长陵车站,西至茂陵车站,全长22.424Km。主要工程内容有路基工程、桥涵工程、站场改造工程、铺架工程等,铺架工程正线铺轨50.4Km,拆除线路11.3Km,重铺15.8Km,架梁

2

2.1

冬季施工

冬季施工时间

冬季施工是指根据当地多年气温资料,室外日平均

329孔。总投资4.1亿元。工期自2005年7月1日开工,2006

年9月1日完工。由于北环线工期紧,桥梁、土方等工程必须安排在冬季施工。

气温连续五天低于5℃或日最低温度在-3℃时,混凝土、预应力混凝土及砌体的施工采取冬季施工方案;昼夜平均气温在0℃以下且连续15天,路基施工采取冬季施工方案。根据2005年当地气象情况,北环线冬季施工时间为2005年11月至2006年2月,共计120天。

1.21.2.1

自然条件气象

本线所经地区属温带半干旱气候区,年平均气温

2.22.2.1

冬季施工准备技术准备

13.0～13.5℃,极端最高气温42.2℃,极端最低气温-

20.6℃;年平均降水量530.8～599.2mm;最大风速32.6m/施工技术方案(措施)的制定以确保施工质量及生

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

④钢筋笼主筋接头要焊平,以免提升导管时,法兰通过严格的技术要求、全面的质量控制和多方位

卡住钢筋笼。

的预防措施,顺利完成了龚家湾特大桥330根钻孔桩的施工,经过检测,一次成优,全为l类桩。为公司赢得了可观的经济效益和社会效益,受到业主及各界的好评。

⑤浇筑砼应使用经过检漏和耐压试验的导管。⑥浇筑砼前应保证砼搅拌机能正常运转,必要时

应有一台备用搅拌机作应急之用。

7结束语

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