三岔双向挤扩灌注桩旋扩法施工工艺设计.doc

.wd三岔双向挤扩灌注桩旋扩法施工工艺1三岔双向挤扩灌注桩工艺原理及特点1.1三岔双向挤扩灌注桩工艺原理三岔双向挤扩灌注桩以下简称DX桩，是使用三岔双向旋扩设备进展旋扩而完成的一种变截面桩。它是在钻孔灌注桩直孔桩工艺中增加一道旋扩工序，按承载能力要求，根据地层的力学指标及土质条件，选择有利地层作为承力盘的持力层，使用DX桩旋扩设备旋扩臂的扩张和收缩，在桩身不同部位旋扩成圆锥盘状的扩大空腔，然后放入钢筋笼，灌注混凝土，成桩。DX桩的承力盘端承截面是普通钻孔灌注桩桩截面的多倍，从而使摩擦桩变为多端承、多段侧摩阻共同作用的新桩型。通过对土体进展三维挤压，经过挤密的土体与桩身混凝土严密地结合为一体，发挥桩土的共同作用，使建筑构造更加稳定，沉降变形小，基桩的竖向抗压承载力、抗水平力及抗拔力都大大提高，以到达节约材料，降低工程成本的良好效果。以以以下图为HDX-1215旋扩钻机：1.2 DX桩特点1.2.1成桩质量可靠三岔双向旋扩装置独特的双缸双向液压构造设计理念，使旋扩臂呈水平运动方向旋扩挤压孔侧土体，成腔完整，施工差异性小，成桩一致性好。1.2.2单桩承载力高与普通直孔灌注桩相比，因DX桩增加多个承力盘，DX桩端承面积大幅度增加，所以，DX桩单桩承载力比普通直孔灌注桩大幅度提高。如800mm直径的桩增设2000mm的承力盘，DX桩承力盘的端承截面面积是直桩的5倍之多。故DX桩具备良好的竖向抗压能力和抗拔能力。1.2.3节约成本、缩短工期由于单桩承载力大大提高，一般而言与普通钻孔灌注桩相比，节约原材料20%以上，可节省桩基总造价2030%，同时，相对比大直径钻孔灌注桩可缩短桩长，减小桩径或减少桩数，从而缩短工期。1.2.4设计灵活、适应性强DX桩可在多种土层中成桩，不受地下水位限制，并可以根据承载力要求采取增设承力盘数量来提高单桩承载力。1.2.5施工过程可控制由于桩身承力盘腔是通过液压旋扩臂旋挤土体形成，仪表能显示出压力变化情况，因此，施工时能大致了解到土层软硬性，当发现与试桩首扩压力有明显差异时，可采取调整盘位或增设承力盘数量的措施，以确保单桩承载力，这是其它桩型施工无法做到的可控性特点。2 DX桩施工工艺三岔双向挤扩灌注桩工艺流程图示 (a)成孔 (b)旋扩(c)成盘 (d)下钢筋笼 (e)浇注混凝土 (f)成桩 2.1 泥浆制备2.1.1成孔过程中的泥浆性能满足以下要求：成孔护壁泥浆可采用原土造浆，当采用原土造浆不能满足正常施工时，需用膨润土加以补充，以提高泥浆护壁功能。必要时采用人工制备泥浆。泥浆比重是成孔质量的保证，制备泥浆的性能指标应符合标准要求。2.1.2泥浆护壁应符合以下规定： 1 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.5m以上。 2 在清孔过程中，应及时补充泥浆，以保持水头压力。 3 浇注混凝土前孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率8%，粘度28s，胶体率宜为90%。 4 在容易产生泥浆渗漏的土层应采取维持稳定的措施，添加CMC纤维素，提高胶体率，工业用碱提高粘度，铁酸盐等。5 施工初期，认真分析每桩原土造浆中添加后的泥浆指标，尽快掌握膨润土配量规律，使其满足技术要求，提高工效，加快施工进度。2.2 成孔2.2.1桩位测量根据桩位布置图、控制桩和工程地质报告，采用全占仪测定桩位，从基准点引出桩位控制点，建设二级控制网，控制桩周围采用混凝土浇注加固，用钢筋加工安全防护栏保护，经监理验收后再进展施工。2.2.2 护筒埋设1 先利用十字穿插法引出定位点，然后进展护筒开挖及护筒埋设，护筒设立后，再用十字穿插法将桩位引至护筒内，以保护桩位的准确性；护筒中心与桩位中心的偏差不得大于20，并保证垂直。2 护筒直径根据桩径而定，高度不小于1.5m，用6mm钢板制作，护筒的埋设深度一般不小于1.5m，如需要适当加长，以确保护壁作用。护筒口略微高出孔口地面，防止孔口漏水、坍塌。护筒周围须用粘土从下往上填满捣实。2.2.3钻孔1 本次试桩成孔均采用旋挖钻机成孔。2 钻机移动就位后，钻头准确对准桩位中心，同时再次核对钻机平台、钻杆的水平及垂直度无误，此时可以开机钻进。 3开孔时，采用慢进尺，保证开孔的钻孔垂直度，待钻过35m后，可恢复正常进尺速度。 4孔深、孔径必须到达设计要求，垂直度允许偏差不大于1%。 5一般钻至距离设计孔底约2米停顿钻孔，然后转入下一道扩孔工序。等扩孔工序完成后再进展回钻清孔至设计孔深，钻孔预留约2米原状土的目的是使清孔更方便及彻底。施工允许偏差序号成孔方法桩径偏差mm垂直度允许偏差%桩位允许偏差mm单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩根基中的边桩条形桩基沿轴线方向和群桩根基中间桩1挤扩灌注桩-0.1d且-501d/6且不大于100d/4且不大于1502.2.4成孔检验1 孔深检验：孔深检验应检查钻孔施工记录表和实测检验，按钻杆和钻具总长减去钻机上部剩余尺寸确定孔深；或用测绳复测孔深及沉渣厚度。2 成孔垂直度检验：可用测斜仪检测；或间接利用旋扩装置入孔检验，如成孔垂直度偏差较大，装置在孔中下放时受阻。3 孔径检验：1检查成孔后的钻头直径。2用扩孔机头入孔检验。2.3扩孔2.3.1 旋扩及盘径监测操作要点1 旋扩时根据土层反映的压力及时调整盘位。如旋扩压力偏低表示土层较软，盘位往下调整；压力偏高表示土层太硬，盘位那么往上调整。各盘位土层的旋扩压力参考值根据试桩取得资料。2旋扩时认真慎重操作，包括设定盘位深度、旋扩盘径变化，注意旋扩时的机具状态，根据旋扩情况及时调整旋扩速度。3旋扩时，机载显示屏同步反映孔内旋扩机头工作状态，并自动记录盘位深度、旋扩压力和盘径数值，根据机载显示屏，现场工程师或监理可以实时监测旋扩作业状况，并可拍照存档。根据机载显示屏的实时同步监测，实现了隐蔽工程可视化监控的功能，提高了质量管理的监测手段，保证了工程施工质量。采用旋扩法工艺，机载显示屏的同步监测可以代替原机械式盘径检测器的检测方法，结果准确、可靠。 4 盘径允许偏差：-4%。 5旋扩过程中如遇塌方、流砂等情况，应立即停顿操作，提出旋扩装置，妥善处理后，再继续进展旋扩作业。2.4 清孔2.4.1 扩孔完毕，钻机进展二次回钻清孔至设计孔深。2.4.2清孔必须到达设计桩长的深度和质量。抗压桩清孔后虚土厚度应100mm。抗拔桩清孔后虚土厚度200mm。2.5钢筋笼制作2.5.1钢筋笼制作是在胎具上进展的，以确保主筋位置及整体尺寸准确、成笼后的垂直度无扭曲现象。2.5.2所有接点都采用焊接，主筋搭接长度不小于10倍主筋直径，并应遵守?混凝土构造工程施工质量验收标准?GB50204的要求。2.5.3钢筋笼的制作应满足以下要求：1 钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸应符合设计要求。钢筋应按不同规格分别堆放。2 钢筋加工前应去除钢筋外表的油污、铁锈等杂物。3 钢筋笼拼装顺序是先将主筋等间距布置好，待固定住加强筋后，再按规定的间距安设箍筋。箍筋与主筋可用双面搭接电弧焊固定。4 钢筋切割时有裂纹局部、收缩的钢筋头和过弯的钢筋头必须切除。钢筋笼的制作偏差应符合以下规定序 号项 目质量标准1主筋间距±10mm2箍筋间距±20mm3钢筋笼长度±50mm4钢筋笼直径±10mm5 盘条采用冷拉方法调直后，再圆盘成钢筋笼直径大小后备用。6 加强筋按设计图纸所示尺寸下料，盘圆后立即点焊。然后再双面搭接焊。7 钢筋笼主筋按设计图纸要求下料，主筋连接采用单面搭接焊或双面搭接焊。主筋连接必须保证在同一截面内钢筋接头数不超过总接头数的50%，且相邻钢筋接头间距大于35d。主筋与盘条拼装可进展绑扎或点焊连接。8 钢筋笼保护层在主筋外侧安设，外形呈圆弧状突起。在钢筋笼同一断面上设对称4处，其间距按设计图要求而定。9 钢筋笼的运输及下放 钢筋笼运输可采用小型拖车。为防止在运输过程中产生变形，可在笼内侧暂放支撑梁，以补强加固。当将钢筋笼插入孔内时，再卸掉支撑梁。钢筋笼的吊放位置应在箍筋处。吊放时应对准钻孔中心缓慢下放，当前一段放入孔内后即用钢管穿入钢筋笼上端的支撑筋下面，临时将钢筋笼支在钻机大梁或护筒口上，再吊起另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高。本工程设计中，钢筋笼顶距孔口距离较大，因而须在主筋上焊接吊筋。当钢筋笼按设计要求检查安放符合要求后，将吊筋上部与护筒口点焊，或用2寸水管将主筋头套住，固定在钻机底座两侧内，以使钢筋笼定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时上浮。下放钢筋笼时，应防止碰撞孔壁，下放过程中要观察孔内水位变化。如下放困难，应查明原因，不得强行下入。一般采用正反旋转，慢起慢落数次逐步下放。2.6混凝土配制混凝土的配制严格按设计规定进展配制。混凝土用水泥、碎石、砂严格按技术要求选用，在搅拌过程中要注意保证足够的搅拌时间，混凝土拌合与浇注质量检查与控制标准,在使用过程中应随时检查其质量并应符合下表要求。项 次项 目质量标准1砂、石±2%2坍落度1822cm3扩散度3440cm4导管埋深26m5导管距孔底3050cm6开浇时间宜在清孔合格后1h以内开浇2.7混凝土浇注2.7.1导管的安装1 导管壁厚不宜小于3mm，直径为200mm，丝扣连接, 直径制作偏差不应超过2mm。水下浇注混凝土时，导管要按照桩基标准要求埋入混凝土中一定深度。在混凝土浇注过程中要控制第一斗混凝土量，保证一次性灌满盘腔，以保证盘腔的充盈质量。导管提升时，不得挂住钢筋笼，为此可设置防护板或护罩。2 导管连接必须密封性好，不得漏水。使用前需作水压试验，试水压力为0.61.0MPa，检查导管的密封性能和耐压能力，到达标准前方能使用。3 导管可在钻孔旁预先拼接，在安装时再逐段拼装，分段拼装时，应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用。4 导管安装，应使其位于孔中心位置，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼混凝土灌注一般采用200mm的导管，并应配有不同桩径相适用的规格的导管。2.7.2混凝土浇注为提高浇注质量，应严格按照规程进展操作，遵循以下技术要求：1 只有在成孔和清孔质量检验合格后，才可开场灌注工作。浇注前，应对护筒标高进展复测，以决定钢筋笼吊筋的长度，使浇注时钢筋笼稍离孔底，保持垂直状态，防止钢筋笼倾斜而导致保护块嵌入孔壁，影响钢筋笼保护层。2 应保证足够的初灌量，以确保导管初次埋入混凝土面以下0.8m以上。3 首批混凝土灌注正常后，应连续不断地进展灌注，严禁中途停工，并及时测量孔内混凝土面高度，并适时提升，逐级拆卸导管，保持导管埋深为2-6m。做好水下混凝土灌注记录。4 在灌注混凝土时，按设计要比例数量及时制作混凝土试件,用油漆写上部位孔号、日期。试件拆模后，送实验室进展28天强度养护后统一做试压检测。5 灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应1.25；含砂率8%；粘度28s。灌注混凝土时，应及时测量混凝土面高度，以控制导管埋深和桩顶标高。具体做法是采用绳系重锤吊入孔内，使其通过泥浆沉淀层而停留在混凝土外表上，根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土面深度。测深锤应以平底为宜，且底面积不宜太小，控测时须仔细认真，并与已灌注的混凝土数量核对，以防误测。2 关键工序及控制要点3.1 原材料品质3.2 泥浆比重3.3 孔深、孔径3.4 首扩压力值3.5 旋扩盘径、盘位3.6 浇注前清孔及孔底虚土厚度3.7 钢筋笼连接质量3.8 钢筋笼标高、定位3.9混凝土浇注的连续性除上述技术要求、关键工序严格操作和控制外，以下措施应严格遵守执行：1) 应重视一次清孔的重要性。一次清孔前须停泵磨孔10分钟，将泥浆块打碎后， 开泵排出地表。一次清孔彻底，有利于降低下道工序的孔底沉渣，因本工程的特殊土性，含砂率较高，又旋扩时泥浆静止循环，泥浆砂粒的自然沉淀较快，沉渣过多，往往会造成通长钢筋笼下底困难，导致费时费工。一次清孔彻底，实际也缩短了二次清孔的时间，有利于提高工效。2) 用于浇注旋扩灌注桩的水下混凝土，其坍落度应为160220mm，假设掺入缓凝剂，应事先做好试验，满足强度与和易性等要求方可使用。3) 浇注后桩顶混凝土面不计浮浆至少应高于设计标高0.8m。4) 旋扩装置入孔下放受阻时不得强行冲放，导致塌孔埋没设备。此时，应将旋扩装置及时提出孔外，并向钻孔施工人员反映，共同分析原因，找出处理方案，必要时进展二次回钻。5) 每次旋扩后应立即补足泥浆，以维持孔口水头压力。6) 假设桩距布置较密，在布置施工流水时应隔桩跳打施工。7) 旋扩盘腔工序完毕，应及时移交进展下放钢筋笼及清孔等下一道工序。连续作业不得中途停工，以保证施工质量和工期。8) 旋扩灌注桩的混凝土浇注量充盈系数应大于1。9) 根据施工现场道路、雨季场地泥泞等天气情况，提前调整混凝土运输方案，以保证混凝土及时供给。10) 定期组织质量管理人员检查规程、标准及技术要求的执行落实情况，进展施工质量控制的评定与施工总结，以利于提高施工质量管理水平。11) 桩孔施工质量检查工程与控制标准见下表: 项次工程质量标准1孔位偏差±d/6-±d/4(d桩径)mm，且不大于100mm2孔径偏差±50mm3孔深偏差+300mm4盘径偏差-4%5孔斜偏差1%6泥浆比重1.25g/cm3孔底500mm以内7泥浆粘度漏斗粘度28s孔底500mm以内，马氏漏斗30-45s8泥浆含砂量8%孔底500mm以内9沉渣厚度100mm3 施工中常见问题及处理措施4.1钻进困难本次试桩桩端入强风化岩层达中风化上层，土层较硬，成孔采用大扭矩旋挖钻机进展，以使桩端满足试验要求。4.2 塌孔或跑浆 成孔中如遇塌孔情况，首先分析塌孔原因，采取合理的、有效的处理措施。塌孔主要处理方法有以下几点。1 配置适宜的泥浆比重，保持孔内的水头压力。2 旋挖时控制钻进和提升速度。3上述两项措施无效时，需埋设深长护筒控制孔壁坍塌。如护筒埋设在砂层或软弱土层因振动或钻机重压造成孔口坍塌。应用粘土填实护筒周围。4如塌孔、跑浆严重，用粘土回填后重新开孔。4.3 缩颈钻机低速慢进，用钻头上下往复屡次磨孔。4.4终孔控制根据钻进的难易程度确认已达中风化上层面方可终孔停钻，转下一道工序。4.5 钻头脱落主要是钻杆的连接螺栓松动或破损，应及时将螺栓拧紧，破损者及时更换，如发生掉埋钻头事故，应用泵清孔后，用钻头打捞专用工具及时提起钻头。4.6混凝土堵管混凝土堵管主要原因有：灌注间隔时间过长，表层混凝土已初凝；混凝土泌水离析严重；混凝土配制不合理等。发生堵管时，应分析原因，如混凝土有问题，按要求重新拌合混凝土。如混凝土离析，应上下提动导管，使导管疏通；假设无效，提出导管进展清理后，重新插入混凝土内足够深度，用潜水泵或空气吸泥机将管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净，重新灌注，或者把已灌注的混凝土全部去除后在进展灌注。4 施工准备5.1试验场区必须具备施工条件，包括道路、水、电必须满足施工要求。4.2 设备进场安装调试，有问题及时在施工前排除。5.3 做好水泥级配、强度，钢材焊接试验等材料的进场质检工作。5.4 施工前，应会同设计、监理等单位共同做好试桩技术交底工作，验证地质报告情况，确定桩入土深度及其控制方法，确定打桩路线，严格按设计进展施工。5.5 施工前，应对每一试验场区地质钻探孔附近进展试成孔，通过试成孔、试扩孔情况，结合勘察报告，进一步了解场区土层情况，为正式施工掌握第一手资料。5.6 根据设计图纸及标准要求，严格把关文明施工。检查桩位平面布局及定位与设计图纸是否相符，测量、定位、桩尖埋设必须正确无误。5.7 施工交底会时，质监、设计、建设及施工单位应派员参加。以便确定该施工技术依据，控制标准。并作试成桩会议记录，待各单位负责人员签字认可后施工。