道川旋挖钻机培训事业部

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道川旋挖钻机培训知识讲堂(十一)——旋挖钻机成孔灌注桩质量保证措施

作者:道川旋挖 浏览:56 发表时间:2020-07-06 09:54:31 来源:道川旋挖

一、塌孔

     1、塌孔特征:在旋挖机成孔时或钢筋笼安装过程中孔壁塌陷或塌孔;孔内泥浆水平面突然下降,出现大量气泡,形成孔底沉渣厚度,造成钢筋笼不能安放到设计的孔底标高。

2、原因分析:成孔过程中孔壁塌陷的主要原因是土层土质松散或砂层较厚,未采用泥浆护壁或泥浆比重不够,泥浆粘度不符合施工规定等泥浆护壁效果不佳未起到护壁作用;同时还因成孔速度太快和钻至砂层时钻具提升较快,引起孔壁砂层坍塌;钢筋笼安装时笼体垂直度不合格或笼顶采用单根吊筋造成钢筋笼安装下沉时倾斜,笼体、笼底碰撞孔壁引起塌孔。

     3、防治措施:在土质松散或较厚砂层成孔施工时,应根据地层状况控制好机械钻孔速度,尤其是土质松散或进入砂层时不应空钻;提升钻具速度也不宜过快;要严格控制好泥浆比重和泥浆质量;如成孔自然造浆质量达不到施工规定要求,应进行人工造浆;保证泥浆粘度为18—25s,含砂率<6%,泥浆比重控制在1.1—1.15之间,在土质松散或砂层较厚部位加大至1.2—1.3;同时加强监理人员在现场对泥浆质量的监督检查。钢筋笼安装下沉时笼顶设置双根吊筋保证笼体垂直,防止碰撞孔壁引起塌孔。

    吊筋的长度=原地坪标高-桩顶标高-桩顶以上钢筋笼长度(锚固长度)+搭接头长度(单面焊10d,双面焊5d

    4、补救方法:发生塌孔时首先要控制好孔内泥浆浆位,适当加大泥浆比重护壁,如果塌孔严重时,将砂和膨润土11或砂砾石和黄土2:1混合物回填到坍孔处以上1-2m,但每层回填厚度不超过1250px,采用钻头冲压密实,让其回填土挤密塌孔部位后重新钻进。如塌孔发生在钢筋笼安装已下沉至孔内,应及时将其提起,将孔内塌陷的沉渣清理干净后再安放钢筋笼。

二、缩孔

    1、缩孔特征:成孔后的孔径小于设计要求,使钢筋笼无法安放下沉

    2、原因分析:塌陷土层多为塑性膨胀土,土体浸水后膨胀造成缩孔

    3、补救措施:及时将钢筋笼提起,进行清孔,加大孔径直至满足设计要求为止。

三、钢筋笼上浮

    1、钢筋笼上浮特征:孔内混凝土浇筑高度不断上升,钢筋笼整体随之上升。 

    2、原因分析:混凝土塌落度偏低,和易性较差;混凝土浇筑时导管埋入混凝土中较深,导致导管外部混凝土上升,混凝土上升中产生的动力和粘着率大于钢筋笼自重时,引起钢筋笼随着混凝土的上升而上浮;混凝土浇筑过程中还因机械故障和其它原因造成浇筑施工间断或停留时间超过0.5h以上再恢复施工,使孔内浇筑的部分混凝土初凝或塌落度损失,造成混凝土流动性变差,恢复浇筑时该部分混凝土推动钢筋笼上浮;钢筋笼制作、运输及安装过程中引起钢筋笼笼体变形,导致提升时,导管接头部位带动钢筋笼上浮。

3、防治措施:灌注桩混凝土的和易性须满足施工要求,混凝土的塌落度宜控制在180mm—220mm;导管提升应随着混凝土浇筑量逐步提升导管埋入混凝土的深度宜控制在2m—6m之间;灌注桩浇筑混凝土前应做好准备工作,保证不间断施工,混凝土采用商品混凝土施工,同时防止因机械故障而造成浇筑施工中断,影响工程质量;钢筋笼在加工制作或运输、安装过程中,若有变形应及时修整合格后,再进行安装

钢筋笼上升时停止浇灌砼,检查埋管深度,拆除部分导管,保持埋管1.5~2m,导管钩挂筋笼时要下降导管,转动移位脱钩后上提。

四、夹泥断桩

1、通病特征:成桩后桩身某部位无混凝土或混凝土疏松,桩体混凝土中夹带泥层

2、成因分析:导管埋入混凝土的深度不够,孔深压力差大,新浇混凝土上升至孔内混凝土顶面,造成桩身加泥;导管提升操作不当,导致底部离开已灌混凝土体内,造成桩身夹泥形成断桩;混凝土塌落度偏低,和易性差,粗骨料粒径偏大,造成混凝土灌注时堵管,如此时将导管提升到孔内已灌混凝土顶面则造成断柱。 

    3、防治措施:控制好导管埋入混凝土中的深度,埋入深度宜为2m—6m,导管提升时应掌握好提升高度;控制好混凝土粗骨料粒径和混凝土的和易性及塌落度;混凝土堵管时可采用反复提升导管的方式让混凝土从导管内自然下沉,但必须保证导管插入孔内混凝土深度不低于2m,也可采用高压水冲通导管,重新下隔水球灌注。

    4、补救措施:在灌注过程中已预料形成断柱时,应立即停止浇注混凝土,用小于原柱径的钻头在于原柱位上钻孔至断桩部位以下,重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼,在其下部埋入新钻孔中,然后继续浇筑混凝土;经质量监督部门和设计部门鉴定不能满足工程质量要求、又无法采取补救措施的断进行重新补桩补强处理。

五、沉渣厚度超标

    1、沉渣厚度超标的特征:孔底沉渣厚度超过施工规范规定。

    2、成因分析:土层、土质松散或砂层较厚、成孔施工中自然造浆护壁效果不佳、未采用粘性土造浆护壁或泥浆比重、泥浆粘度不能满足护壁要求。清孔未净钢筋笼吊放未垂直对中,碰刮孔壁泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,泥浆沉淀;沉渣厚度测量的孔底标高不统一。

3、补救措施:根据地质条件,对土质松散或加有松散砂层的土、砂层较厚的部位,宜采用粘性土人工造浆护壁、控制好成孔速度和钻孔钻至砂层较厚部位时,应注意缓慢提升钻具,不宜操之过急,并严防空钻,避免因孔壁塌陷造成沉渣厚度超标和避免因泥浆比例不合格造成孔内泥浆悬浮沙砾沉淀引起的沉渣厚度超标。

六、桩孔偏移倾斜防治

a、钻机就位时,要使钻机底座水平,要使钻杆中心在一条竖直线上,并经常检查校正,由于钻杆较长,转动时上部有摆动,初始钻进时要低速慢进。

b、在有倾斜的软、硬地层钻进时控制进尺,低速钻进,如有孤石、探头石,用小钻头型号钻机,低速将石打碎,倾斜超标时,在桩孔偏斜处上下反复扫孔,使孔校正校直;偏斜严重时,应回填粘土到桩孔偏斜处以上,待回填料沉积密实后继续钻进。

七、卡钻、埋钻和掉钻防治

a、经常检查转向装置保证其灵活,经常检查钻杆,钢丝绳及连接装置的磨损情况,及时更换易磨损件,

防止卡钻或掉钻。

b、卡钻时不宜强力提拔,只宜轻提钻头正反旋转轻轻提出

c、对于埋钻,如是塌孔或其他原因造成的埋钻,适用高压空气吸泥机吸走埋钻的泥沙,提出钻头或放入高压风管,用压缩空气吹开埋住钻头的钻渣后提出钻头。

d、掉钻头时用打捞叉、钩、绳索等工具捞取,若已被砂石埋住可按上述方法清除砂石,使打捞工具接触落物后再打捞。

八、钢筋笼运输变形、偏位防治

a、钢筋笼应根据运输和吊装能力及吊装条件分段制作、分段运输、分段吊装,吊入钻孔内再进行机械连接或搭接焊连接。

b、钢筋笼主筋保护层钢筋焊接牢固,符合设计保护层厚度要求,保证钢筋笼在灌注混凝土时不会发生偏移。

九、导管通病防治

根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008  6.3.28~6.3.30规定

导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200~250mm,直径只有偏差不应超过2mm,导管的分节长度可以视工艺要求确定,底管的长度不宜小于4m,接头宜采用双螺纹方扣快速接头;

导管使用前应试拼装,试压,试水压力可取为0.6~1.0Mpa;每次灌注后应对导管内外进行清洗;

使用的隔水栓应具有良好的隔水性能,并应保证顺利排出;隔水栓可以在初灌时在下落的混凝土推挤下尽量排掉灌注导管内的泥浆,防止初灌时下落的混凝土被泥浆稀释离析,造成桩的底部骨料多,细料少。

开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~500mm;应有足够的混凝土储备量,导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m;是为了控制导管中至少有0.8m+0.3~0.5m)的混凝土量,保证桩端1.1m~1.3m长度一次成型,因为水下灌注最容易形成孔底部分的成渣。

导管埋入混凝土的深度宜为2~6m,是为了拔除导管时不小心提到混凝土上面或浮浆中而造成断桩,不大于6m是担心混凝土灌注时间慢而导致拔管困难,或混凝土初凝了无法拔管而导致断桩。严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制拔管速度;应控制好最后一次灌注量,超灌高度宜为0.8m~1.0m,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

水下混凝土必须具有良好的和易性,配合比应通过试验确定;塌落度宜为180~220mm,水泥用量不应少于360kg/m3(掺入粉煤灰时可不受此限)

水下混凝土含砂率宜为40%~50%,并宜选用中粗砂,粗骨料的最大粒径宜小于40mm,骨料间距不得大于钢筋间距最小净距的1/3

要确保混凝土均匀、连续的灌注,保证混凝土的连续灌注,中断灌注停歇时间一般控制在15min之内,不应超过30min

灌注开始发生堵管时,可用长杆冲捣、用吊绳抖动导管或用振动器震动导管等方法,迫使混凝土下落,若无效果,需将导管连同管内混凝土拔出、清除,换新导管,准备足够储量混凝土重新灌注。

十、遇到孤石

用小钻头型号钻机,低速将石打碎;有倾斜基岩时,用混凝土填平,待混凝土凝固后再钻。

 

根据以往施工经验,确定泥浆配合比为:水:粘土:膨润土=10.40.08(质量比);泥浆搅拌均匀后,检测泥浆相对密度、粘度、含砂率、胶体率、PH各项指标,合格后方可使用。泥浆各项技术指标应符合下表要求:

项目

性能指标

测试方法

比重

1.15-1.2

比重称

粘度

大于17(18s~22s)

漏斗粘度计500ml/700ml

胶体率

大于95%

100ml量杯法

含砂量

不大于2%

含砂量测定仪

PH

>6.5

PH试纸

水泥浆的各种性能指标具体测定方法可参考《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F502011

附录C-2

根据《建筑地基基础施工质量验收规范》GB5020220025.6.4-1和《深圳市深基坑支护技术规范》SJG05-2011规范要求

钢筋笼质量验收标准

项次

项目

允许偏差(mm

1

主筋间距

±10

2

箍筋间距

±20

3

钢筋笼直径

±10

4

钢筋笼长度

±100

5

钢筋笼主筋保护层

70

灌注桩质量验收标准及方法

序号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

1

桩位

不大于50mm

检测桩中心

2

孔深

300mm

测锤

3

桩体质量检验

按基桩检测技术规范

基桩检测技术规范

4

混凝土强度

设计要求

试件报告

5

垂直度

<0.5%(本项目要求达到0.3%

检孔器

6

桩径

不大于50mm

井径仪

7

泥浆比重

1.151.20

比重计

8

沉碴厚度

 100mm

用重锤测量

9

混凝土坍落度

180-220 mm

坍落度仪

10

钢筋笼主筋混凝土保护层厚度

70

用钢尺量

11

钢筋笼安装深度

±100mm

用钢尺量

12

混凝土充盈系数

1(根据实际实际情况进行控制)

混凝土实际灌注量

13

桩顶标高

+30mm-50mm

水准仪,需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体

 

根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 6.3.5规定

泥浆护壁成孔时,孔口应埋设护筒,护筒设置时应满足下列规定:

1、 护筒埋设应准确,稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm

2、 护筒可用4~8m厚的钢板制作,内径宜大于钻头直径100mm上不宜开设1~2个溢浆孔;

3、 护筒的埋设深度,在黏性土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m,护筒下端应采用黏土填实,护筒高度宜高出地面0.3m

4、 钻孔达到设计深度时,应采用清孔钻头进行清孔,应满足:

施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,再受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上;

在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇筑水下混凝土;浇筑混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25,含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s

 

根据《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2012规定:

直螺纹接头的现场加工应符合下列规定:

1、 钢筋端部应切平或镦平后再加工螺纹;

2、 墩粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向裂纹;

3、 钢筋丝头长度应满足企业标准中产品设计要求,公差应为0~2pp为螺距);

4、钢筋丝头宜满足6f级精度要求,应用专用直螺纹量规检验,通规能顺利旋入并达到要求的拧入长度,止规旋入不得超过3p。抽检数量10%,检验合格率不应小于95%

接头的安装要求:

1、 安装接头时可用管钳扳手拧紧,应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧,标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。

2、 安装后应用扭力扳手校核拧紧扭矩,拧紧扭矩值应符合规程表6..1的规定:

3、 校核用扭力扳手的准确度级别可选用10级。

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