1.钻机布置及各区段基础桩施工标高
1)根据反循环及旋挖钻机的工作面进行钻机的布置,抗压桩位置主要在一区基坑深度为-14.6m位置处,桩间距离约为5.0m,局部有24根基础桩位于基底标高为-13.6m处,桩长为15.0m,桩间距为5.0m。此区域共有基础桩根。一区均开挖至-11m进行基础桩的施工(预留2m左右厚的基底土方暂不开挖,以防泥浆池挖运时扰动基底土方),根据此区域工作面的大小,拟定布置4台旋挖钻机和1台反循环钻机进行一区基础桩施工;
2)车库部分抗拔桩共根,桩长为14.7m,直径为mm,车库位置的基坑深度为-11.06m,此部分开挖至-9.0m工作面进行桩基施工。根据施工工作面,布置6台反循环钻机进行车库抗拔桩施工。
3)二区的抗拔桩共根,桩径为mm,桩长为15m,此部分桩桩顶标高变化复杂,即有浅区桩又有深区桩,而且有部分桩分布在高低差交界的斜面上。根据此部分桩的分布特点,土方开挖至-11.0m进行基础桩施工,安排6台反循环进行二区基础桩施工。
4)开挖至此位置进行桩施工目的:预留2m左右厚的基底土方暂不开挖,以防泥浆池挖运时扰动基底土方,且打桩面尽量统一为基坑开挖创造良好的条件。
5)在每一部分基础桩施工完毕后,即可进行相应部位的空钻土、桩间土清理及剔凿桩头,在局部位置土钉支护深度较大,在打桩工作面以上还有部分土钉支护,此部分支护在不受基础桩施工影响的条件下即可进行施工,此部分土方仍是分层开挖,留10m工作面,待此部分支护施工完毕后,土方随桩间土清理一同运走。
6)湿作业成孔工艺为泥浆池的开挖留出2m土方,即开挖至距桩顶标高2m位置进行桩基施工,下图为基础桩施工工作面的标高。为保证基础桩成桩质量,土方开挖严格按下图标高进行施工,严禁超挖,造成泥浆池中泥浆扰动基底老土。第三步土方开挖至基础桩施工工作面标高。
基础桩施工工作面标高图
2.基础桩施工顺序
基础桩施工的顺序按各区段第三步土方亮出基础桩工作面的先后顺序进行施工。一区为施工的主线,首先亮出基础桩工作面,即可布置钻机进行基础桩施工,二区稍迟于一区;三区基础桩最后进行施工。
3.基础桩施工准备
1)与业主联系,获得详细的各种地下管线的资料。对现场地下建、构筑物进行确定,如果存在对基础施工不利的市*管线,积极协同有关部门进行进行改移。
2)施工材料的准备
(1)制定材料供应计划,组织相关材料和机械设备进场。机械设备应做好检修和保养,保证使用完好率。
(2)基础桩桩施工所用的钢筋、水泥、外加剂等需复试的材料提前进场,进场后进行见证取样送试验室复试,确保使用合格的材料。
(3)桩身混凝土大部分采用商品混凝土,部分采用现场搅拌,根据规范要求做好试块进行复试。
4.泥浆池布置及做法
1)由于工程量大,工期紧,需要多台设备同时施工,又因打桩工作面小,要考虑吊车安放钢筋笼行走、混凝土罐车行走以及土方开挖与基础桩的搭接,泥浆池需要合理布置才能使施工顺利进行;基础桩桩间距约为3m~5m,在两基础桩之间布置细长条泥浆池,供前期打桩施工用(泥浆池布置避免占用未打基础桩桩位),待基础桩施工出一定工作面后,可在打完桩的部位开挖泥浆池,泥浆池深度约2m。
2)基坑大面积开挖至-9.0m、-11m两个标高处进行基础桩的施工,泥浆池具体做法:采用麻袋装土半挖半砌砌筑,随基础桩施工,泥浆要及时外运。要严格控制好泥浆池底标高,至少高于槽底mm,泥浆池底部铺塑料布或做防水处理,以免渗水影响原状土。
5.钢筋加工场地
由于工程桩数量多,工期要求紧,因此日产量要求高,钢筋笼高峰期要达到每天40~60个,对钢筋加工场地要求比较高。根据现场条件,在结构外侧布置钢筋加工场地,根据施工段的划分分别布置。可根据现场生产的需要,部分加工场布置在基坑下侧,以减少钢筋笼的倒运,
拟定布置3个钢筋加工场。
6.基础桩位的测量
1)根据桩位平面图使用全站仪测定桩位,水准基点借用平面控制桩。在桩位点打30cm深的木桩,桩上钉小钉定桩位中心;控制桩四周用钢管做××的防护栏和醒目的标记,确保桩点不被碾轧和扰动,并采取措施保持控制桩间的通视。
2)所有控制桩点均设标识牌,牌中注明桩点的名称、精度等级、点号、数据及管理单位;对于细部测设的点位、线段用油漆进行标识,注明其性质和相关数据。
4.2.4基础桩施工
1.钻孔灌注桩施工工艺流程
1)该工程中基础抗压桩采用Φmm大直径钢筋混凝土灌注桩,基础抗拔桩采用Φmm钢筋混凝土灌注桩;根据现场地质条件,拟采用湿作业成孔,水下浇筑混凝土的成桩工艺。湿作业成孔工艺,主要有反循环成孔和无循环旋挖成孔两种。
2)钻孔灌注桩施工工艺流程及技术要求
(1)反循环成孔原理及适用条件
反循环钻进指循环介质流向是从地面沿钻具与孔壁的环状间隙进入钻孔,至孔底携带钻渣从钻杆内返回地面的一种钻进工艺。反循环钻进常用于大直径钻孔施工,适用于填土层、砂性土层、粘土层、卵砾石层等,钻进效率较高。
(2)施工要点:
为保证孔壁稳定,应视表土松散层厚度,孔口下入长度适当的护筒,并保持泥浆柱液面高度。随泥浆漏失及孔深增加,应及时向孔内补充泥浆。钻遇硬土层,如发现每次钻进深度太小,钻斗内碎渣量太少,可换一个较小直径的筒形齿状钻头,先钻一小孔,然后再用钻斗扩孔。钻硬砂砾层,为加固孔壁和便于取出砂砾,可事先向孔内投入适量粘土球。下入孔内的钻斗,应是双层底板的捞砂钻斗,以防提钻过程中砂砾从底部漏掉。
在桩端持力层钻进时,可能会由于钻斗的提升引起持力层的松弛,因此在接近孔底标高时应注意减小钻斗的提升速度。
(3)泵吸反循环湿作业工艺流程:
泵吸反循环湿作业工艺流程
(4)工艺说明:下放完混凝土灌注导管后,测量沉渣厚度,如果沉渣厚度大于mm不
满足设计要求时,需二次清孔,如沉渣厚度小于mm满足了设计对沉渣厚度的要求,则无需进行二次清孔。
(5)埋设护筒:孔口处应埋设铁护壁,护住孔口,护筒内径大于钻头直径mm,壁厚4~
8mm,护筒埋置深度为1.0~1.5m,在砂层中不宜小于1.5m,在粘土中不小于1.0m。护筒上部宜开设1~2个溢浆孔;埋设铁护筒时,以桩位为基准,(桩位的放样允许偏差:群桩小于20mm,单排桩小于10mm)中心偏移不得超过50mm。护筒周围用粘土分层夯实,并经测量人员复测后方可开钻。
(6)钻机就位:钻机就位时,要做到机座平稳,转盘中心与桩位偏差不得大于20mm。必须做到“三点一线”,即天车中心,回转器中心与钻头中心在同一铅垂线上。在技术人员指导下,调整桅杆及钻杆的角度;钻机安装就位后,应精心调平,确保施工中不发生倾斜移位
(7)钻进主要技术参数为:钻压P:15--20kN;钻速N:20--40rPm;泵量Q:--m3/h。
(8)钻进过程中的注意事项:
钻进时应轻压慢转,平稳钻进,以保证钻孔垂直;
钻进过程中应根据地层变化情况,适时调整钻进技术参数,并经常检查钻孔水平情况,防止倾斜。
钻进过程中应严格保持稳定的孔口水头高度,防止孔口坍塌。
接近设计孔深时准确控制好钻进深度,并做好进入持力层深度记录。
钻进至设计深度后,应采用反循环认真做好清孔工作,以保证孔底干净。下完钢筋笼及导管后,设专人在混凝土浇灌前采用测绳准确丈量孔深及孔底沉渣厚度,如沉渣厚度超过设计要求,应采用特殊接头连接砂石泵组和混凝土导管,使用泵吸反循环抽吸孔内沉渣,并置换孔内泥浆,直至合格才能进行混凝土灌注。
钻进过程中冲洗液和泥浆护壁主要采用孔内自然造浆的方法,泥浆比重应控制在1.10-1.15;同时,现场准备膨润土,如原土造浆不能满足护壁要求时,应采用人工造浆。
2)旋挖成孔
(1)旋挖钻机成孔原理及适用条件
在一个可闭合开启的钻斗底部及侧边镶焊斗齿及切削刀具,在液压伸缩钻杆旋转驱动下切削挖钻土层,同时使土层进入钻斗内,提出孔外卸土,然后加入泥浆静态护壁,如此循环形成桩孔。该方法对软层,特别是土层、砂土层、淤泥层具有很高的效率。但它钻进硬层如卵石层时却相当困难;钻硬土层,砂砾层的效率也要降低。同时设备庞大,钻机工作时活动范围大,现场还需较大面积堆放废土场地,因此当施工场地狭小时,应充分考虑作业安全,应有足够的回转半径。钻进时,孔壁会不规整,在砂、砾石地层扩孔率和灌注充盈系数较大。
(2)施工要点:
为保证孔壁稳定,应视表土松散层厚度,孔口下入长度适当的护筒,并保持泥浆柱液面高度。随泥浆漏失及孔深增加,应及时向孔内补充泥浆。
钻遇硬土层,如发现每次钻进深度太小,钻斗内碎渣量太少,可换一个较小直径的筒形齿状钻头,先钻一小孔,然后再用钻斗扩孔。
钻硬砂砾层,为加固孔壁和便于取出砂砾,可事先向孔内投入适量粘土球。下入孔内的钻斗,应是双层底板的捞砂钻斗,以防提钻过程中砂砾从底部漏掉。
在桩端持力层钻进时,可能会由于钻斗的提升引起持力层的松弛,因此在接近孔底标高时应注意减小钻斗的提升速度。
(3)旋挖斗钻机成孔工艺
旋挖斗钻机成孔工艺
(4)埋设护筒
埋设护筒时,护筒中心轴线对正测定的桩位中心,严格保持护筒的垂直度。
护筒固定在正确位置后,用粘土分层回填夯实,以保证其垂直度,防止泥浆流失及位移、掉落。
如果护筒底层土层不是粘性土,应挖深或换土,在坑底回填夯实~mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。
施工期间泥浆面至少应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应至少高出最高水位1.5m。
(5)钻机就位
钻机就位前,需将路基垫平填实,钻机按指定位置就位,并需在技术人员指导下,调整桅杆及钻杆的角度。
钻机安装就位之后,应精心调平,确保施工中不发生倾斜、移位。
(6)设置泥浆池
泥浆池的尺寸根据泥浆量大小而定,泥浆池的容积不应小于正在施工的桩孔实际体积的1.5倍~2倍,同时必须确保桩孔在灌注混凝土时浆液不致外溢。
泥浆制备
根据规程要求,普通灌注桩成孔时,一般情况下注入干净的制备泥浆,相对密度应为1.15~1.2之间;当穿过软土层或易坍塌的土层时,要投入粘土或改用专门制备的泥浆进行护壁成孔,检测其排出泥浆的相对密度,宜控制在1.3~1.5之间。对于本工程中的超长灌注桩施工钻孔时,泥浆的相对应比普通钻孔时高出0.05左右,含砂量、粘度和胶体率等指标与普通灌注桩成孔时基本相同。
根据地质水文情况,采用山东高阳1#膨润土,掺加外加剂护壁泥浆。
新鲜泥浆配合比:
泥浆材料的选定:
水、取用市供应的自来水。
膨润土采用山东高阳1#。
纯碱:工业用碱。
羟甲基纤维素CMC,易溶高粘。
木质素(分散剂)。
其它化学外加剂待定
各种掺入剂的用量,应先作试配,试验其配合液的各项性能指标是否符合要求,然后定出具体配合比。
新鲜泥浆性能指标及测试方法
注:施工时根据具体地层条件而定,并根据成孔效果适当调整。
制备泥浆的技术要求:
在测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比。
及时取泥浆样品,测试性能指标,新制备泥浆进行第一次测试,使用前测试一次.挖槽过程每班测一次,挖槽结束进泥浆面下1米及槽底0.5米处各取样一次,等换泥浆后测一次,回收泥浆后测一次,依此类推。
新制配泥浆储24小时,测试合格方可使用。
储存泥浆每八小时,用空压机搅动一次。
在使用泥浆过程,随时注意泥浆液面,发现漏失和粘度下降及时报告,以便及时采取措施。
每次搅拌泥浆或测试必须作好原始记录。
(7)成孔
在钻进过程中,不可进尺太快,由于采取泥浆护壁,因此,要给一定的护壁时间。
在钻进过程中,一定要保持泥浆面高度,不得低于护筒顶40cm。在提钻时,需及时向孔内补浆,以保证泥浆高度。
在钻进过程中,要经常检查钻头尺寸。(可根据提钻情况决定其大小)。
施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知设计监理等部门及时处理。
3)清孔
在钻进到设计深度时,应及时清孔,采用磨盘式捞渣钻头捞渣法,可一次或多次进行捞渣。在清孔后,孔底沉渣不得大于mm,并将孔口处杂物清理干净,方可进行下一道工序。
4)泥浆排放及外运
(1)成孔及浇灌混凝土时,孔内泥浆应按事先挖好的泥浆沟排放,排放时应由专人进行疏导。
(2)泥浆池内泥浆应随时外运,以保证桩孔内泥浆排放畅通,避免泥浆外溢,废弃的泥
浆池尽量将泥浆运走以免破坏原状土或渗入地下影响基坑的降水效果。
(3)运输车辆采用密封罐车,以免出现遗撒。
5)钢筋笼加工与吊放
(1)根据设计,计算箍筋用料长度、主筋分布段长度,将所需钢筋调直后用切割机成批
切好备用;由于切断待焊的主筋、加强箍筋、箍筋的规格尺寸不尽相同,注意分别摆放,防止错用。
(2)将支撑架按2.0~3.0m的间距摆放在同一水平面上对准中心线,然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。
(3)主筋搁在加强箍筋外侧,并保持相互垂直,先进行点焊固定,再进行统一焊接。
(4)钢筋笼主筋与加强箍筋点焊连接,焊接牢固严禁咬肉,在钢筋笼吊点处应加强,避免出现吊放时开焊,箍筋与主筋在每个交点处用火烧丝绑扎牢固。
(5)钢筋笼主筋外侧必须加滑靴板,一周6个,均匀布置,竖向的间距为4.0m;以保证桩主筋保护层厚度;
(6)本工程中钢筋笼的长度14.7m~62.5m不等,拟定抗拔桩的钢筋笼选用35t履带吊车整根吊放,而抗压桩中62.5m桩长的钢筋笼采用50t履带吊分两段进行吊放,30m长抗压桩采用50t履带吊整根吊放。布置50t履带吊进行钢筋笼的倒运和抗压桩钢筋笼的吊放。
(7)钢筋笼采用六点起吊,利用滑轮自动平衡的原理,达到由水平位置逐渐转换到垂直位置。根据笼长合理布置吊点位置,以防钢筋笼起吊变形过大。
起重机副钩挂一个单滑轮,钢丝绳从滑轮穿过,两端用卸扣与选定的加强箍筋与主筋交叉连接,主钩则不同,主钩挂一扁担梁,梁两端多挂一个滑轮。钢丝绳1穿过滑轮1,两端分别与两个已设定好的加强箍筋相连,相连位置从笼子最高点旋转90度;钢丝绳2穿过滑轮2,分别与两相同的加强箍筋相连。连接点与钢筋绳1差度。这种穿法能避免钢筋笼主筋的错位变形。吊放钢筋笼时,要求垂直入孔,不得碰孔壁。