专业工程管理与实务(市政公用工程)(一级建造师)精讲班第6讲讲义
1K412022掌握钻孔灌注桩施工技术
1K412022掌握钻孔灌注桩施工技术
一、钻孔灌注桩施工的一般要求
1.施工前应具备工程地质资料和水文地质资料,具备所用各种原材料及制品的质量检验报告。
2.施工时应按有关规定,制定安全生产、保护环境等措施。
3,灌注桩施工应有齐全、有效的施工纪录。
二、钻孔灌注桩施工技术要点
(一)施工平台
1.除在旱地施工外,场地为浅水时,宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小而定。岛的高度应高出最高施工水位o.5~1.Om。
2.场地为深水时,可采用固定式平台或浮式平台。平台须稳固牢靠,能承受施工时的静载和动载。
3.水中施工平台应防止船只碰撞,应在平台首尾设置警示灯等标志以及救生器材,以保人身安全。
(二)护筒设置
1.护筒一般由钢板加工而成,其内径宜比桩径大200~400mm。
2.护筒中心竖直线应与桩中心线重合,除设计另有规定外,平面允许误差为50mm,倾斜不大于1%。
3.旱地或筑岛平台处护筒可用挖坑埋设法,护筒底部和四周所填黏质土必须分层
夯实。
4.水域护筒设置,应严格注意平面位置,竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合上述要求。连接处要牢固、耐压、不漏水。
5.护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0~2.0m。当孔内有承压水时,护筒应高于稳定后的承压水位2.Om以上。当承压水位不稳定或稳定后的水位高出地下水位很多,则应做试桩,鉴定此处做钻孔灌注桩的可行性。当处于潮水影响区,护筒应高于最高施工水位l,5~2.Om,并应采取稳定护筒内水头的措施。
6.护筒埋设深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定,一般为2.0~4.Om,特殊情况应加深以保证施工顺利进行。有冲刷影响时,应深入局部冲刷线以下不少于1.0~1.5m。
三、泥浆
1.钻孔泥浆由水、黏土(或膨润土)和添加剂配制而成。根据成孔所用不同设备、工艺以及地质条件调整泥浆的配合比,以获得适用的泥浆。
2.当桩的直径大于2.5m时,泥浆的选择要根据地质情况、孔位、钻桩性能、泥浆材料条件等确定。
四、钻孔
1.应按地质剖面图选用适当的钻机和泥浆。钻孔开始前应检查各项准备工作,钻机安装后的底座和顶端应平稳,避免在钻进中产生位移、沉陷。钻孔作业应分班连续进行,各作业班应填写施工纪录,做好交接班的资料交接。
2.钻孔作业过程中,泥浆的性能会不断发生变化,为此应经常测试泥浆性能指标,随时修正。施工中应根据地层地质变化,随时对变化处采集渣样,与地质剖面图核对,并及时填写记录表。
3.钻孔进程中,必须确保孔位准确。开钻初时应慢速钻进以利掌握好该孔的位置、方向、竖直度、孔径等,待导向部位和钻头全部进入地层后,方可加速钻进。
4.当采用正、反循环钻机钻孔时,应采取减压钻进,即钻机主吊钩始终承受部分钻具重力,以使钻杆在整个钻进过程中维持竖直状态、平稳钻进,避免钻成斜孔、弯孔和扩孔。
5.用全护筒法钻进时,必须使压进的第一节护筒处于竖直状态,钻进过程中也要随时检测护筒水平位置和竖直线,如发现偏移,应将护筒拔出,调整后重新压人钻进。
6.排渣、提钻除土或因故停钻时,孔内应保持规定的泥浆液位和相对密度。处理孔内事故或停钻时,必须将钻头提出孔外。
五、清孔
1.钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合成孔质量标准后方可进行清孔。
2.应根据设计要求、钻孑L方法、机具设备条件和地层情况来决定清孔方法。
3.在吊人钢筋骨架后,灌注水下砼前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,则应再次清孔。
4.清孔有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等方法,应根据具体情况选用。
5.在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止塌孔。清孔后应从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验,试验结果应符合规范规定指标。灌注水下混凝土前,孔底沉淀厚度应符合规范规定。
6.严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。
六、灌注水下砼
(一)钢筋骨架在制作、运输、吊装、就位等环节的技术要求
L钢筋骨架根据吊装条件确定是否采用分段制作。分段制作应确保骨架不变形、接头错开。骨架顶端应设吊环。
2.应在骨架外侧设置垫块以有效控制保护层厚度,垫块间距竖向为2m,横向沿圆周不少于4处。
3.制作和吊放钢筋骨架的允许偏差应满足规范要求。
4.吊放钢筋骨架时严禁碰撞孔壁,以免塌孔。
(二)水下混凝土配制
1.水下混凝土可用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h,水泥的强度等级不宜低于P.0 42.5。
2.粗骨料宜优先用卵石,如用碎石则宜适当增加含砂率。骨料最大的粒径不应大于导管内径的1/6—1/8和钢筋最小径距的l/4,同时不应大于4mm。
3.细骨料宜采用集配良好的中砂。
4.含砂率宜用o.4~0.5,水灰比宜用0.5~0;6。有试验依据时可适当增减含砂率和水灰比。
5.水下混凝土应具有良好的和易性,运输和灌注时不出现明显的离析、泌水,并保持足够的流动性。其坍落度宜为180—220mm。••
6.水下混凝土每lm3的水泥用量不宜少于350kg,当掺减水缓凝剂或粉煤灰时,可不少于300kg。
(三)灌注施工
1.首批灌注桩混凝土的数量应能满足导管首次埋设深度(≥1.Om)和填充导管底部的需要,为此必须事先计算好首批混凝土的数量。
2.运到灌注现场的混凝土,应检查其均匀性、坍落度等性能指标,如不符合要求,应进行二次拌合。仍不符合要求则不得使用。’
3.首批混凝土拌合物下落后,即应连续灌注。,
4.灌注过程中,导管的埋置深度宜控制在2~6m,并应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋深。
5.灌注混凝土时,应防止钢筋骨架上浮。在?昆凝土面距钢筋骨架底部1.Om左右时,应降低灌注速度。当混凝土面升至骨架底口乙Om以上时,提升导管,使导管底口高于骨架底部2.Om以上,即可恢复正常速度灌注。
6.灌注的桩顶标高应高出设计•标高o.5—1.Om,多余部分在接桩前凿除。残余桩头应密实、无松散层。
7.使用全护筒灌注水下混凝土时,护筒内的?昆凝土灌注高度不仅要考虑导管及护筒将提升的高度,还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低,以保证导管的埋设深度和护筒底面低于混凝土面。应边灌注边排水,保持护筒内水位稳定。
8.灌注过程中应将孔中排出的水或泥浆引流到不会污染环境的适当地点,不得随意排放。
 
1K412023  掌握沉人桩施工技术
1K412023  掌握沉人桩施工技术
桥梁工程中常用的沉人桩有钢筋混凝土桩,预应力混凝土桩和钢管桩。
一、施工的基本技术要求
1.沉桩之前应掌握工程地质钻探资料、水文资料和打桩资料。
2.应设置桩基础轴线的定位点,该点始终不会受沉桩施工的影响。
3.沉桩顺序一般由一端向另一端连续进行,当桩基平面尺寸较大、桩数较多或桩距较小时,宜由中间向两端或向四周施工。当桩埋置有深浅之别时,宜先沉深的,后沉浅的。在斜坡地带沉桩时,应先沉坡顶,后沉坡脚的桩。
4.贯人度应通过试桩或做沉桩试验后会同监理及设计单位研究确定。
二、沉桩施工技术要点
1.在同一个墩、台的桩基中,同一水平面内的桩的接头数不得超过基桩总数的l/4,但是按等强度设计的法兰盘接头可不受此限制。
2.采用法兰接桩的接合处,可加垫沥青纸等材料,如法兰有不密贴处应用薄钢片塞紧。法兰螺栓应逐个拧紧,且加设弹簧垫或加焊,防止锤击时螺栓松动。
3.预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩在锤击沉桩前,桩身混凝土强度应达到设计要求。
4.桩锤应根据工程条件和单桩轴向承载力选定。
5.锤击初始宜用较低落距,桩锤、替打、送桩与桩宜保持同一轴线。锤击过程应采用重锤低击。
6.锤击沉桩时,应采用与锤、桩相适应的、有适当弹性和厚度的锤垫和桩垫,并注意及
时修理更换,以保护桩头、桩体。
7.沉桩过程中遇有贯人度剧变情况,或发生桩斜、位移、严重回弹,桩顶或桩体出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停沉桩,分析原因,采取有效措施后再施工。
&锤击沉桩应考虑锤击振动和挤土等因素对土体的稳定和邻近建筑物的影响,必要时可设置测点,对岸坡、邻近建筑物进行位移和沉降观测、记录,如有异常时应停止沉桩,并研究处理措施。
9.新浇筑砼的强度尚未达到5MPa时,距新浇筑混凝土30m范围内,不得进行沉桩施工。
10.沉桩深度以控制桩尖设计标高为主。当桩尖已达到设计标高,而贯人度仍较大时,应继续锤击,使贯人度接近控制贯人度。当贯人度已达到控制贯人度,而桩尖标高未达到设计标高时,应继续锤击100mm左右(或锤击30~50击),如无异常即可停锤。若桩尖标高比设计标高高得较多时,需注意桩的侧向稳定是否可靠,应会同设计单位和监理单位研究解决方法。
11.在砂土地基中沉桩困难时,可采用水冲锤击法沉桩。根据土质情况随时调节冲水压力,控制沉桩速度。当桩端沉至距设计标高1.0~1.5倍桩径或边长(桩径或边长> 600mm时用1.0,≤600mm时用1.5)时,应停止冲水,改用锤击。水冲锤击沉桩后,应及时与邻桩或固定结构夹紧,防止倾斜位移。
三、沉桩质量标准
1.桩中轴线偏斜率允许偏差
直桩为1%,斜桩为土0。15tan0(8角为斜桩轴线的斜角)。
2.单排桩桩位允许偏差
垂直于帽梁轴线为40mm,沿帽梁轴线为50mm。
3.群桩桩位允许偏差
边桩为d/4mm;中桩为d/2且~250mm。(d为桩径或短边)
1K412024  熟悉沉井下沉施工技术
一、沉井施工的一般要求
1.沉井下沉前,应根据设计单位提供的地质资料决定是否需要增补施工勘探,为编制施工技术方案提供准确依据。
2.沉井下沉前,应对沉井附近的堤坝、建筑物和施工设备采取有效的防护措施,并在下沉过程中,经常进行沉降观测,观察基线、基点的设置情况。
3.沉井施工前,应详细调查施工期间内的洪汛、凌汛、河床冲涮、通航及漂流物等情况,并根据调查情况制定具体措施,确保安全。
二、沉井下沉的施工要点
1.沉井下沉施工有排水除土和不排水除土两种方法。通常采用不排水除土的方法。采用排水除土下沉的方法要有安全措施,防止发生人身安全事故。
2.沉井下沉时,不宜使用爆破方法。遇到石块、岩层等特殊情况,经有关方面批准采用爆破除土和炮震助沉方法时,应严格控制药量。
3.沉井预制完成并准确就位后,开始抽除垫木。不论沉井大小,此项工作均要求在2~4h内完成。抽除垫木前,应对垫木分组编号,准备回填用的砂料,测量刃脚标高和沉井中线。在统一指挥下,按规定顺序分组,对称、同步向沉井外将垫木抽除。每抽出一组应对沉井四角标高观测一次,并用中、粗砂及时回填。
4.下沉过程中,应随时掌握土层变化情况,分析和检验土的阻力与沉并重力的关系,选用最有效的下沉方法,并做好下沉观测记录。
5.当出现因沉井自身重力偏轻下沉困难时,可采用井外高压射水、降低井内水位等方法下沉。在结构受力允许的条件下,也可以采用压重或接高沉井下沉。
6.正常下沉时,应自中间向刃脚处均匀对称除土。排水除土下沉的沉井底节,其设计支承位置的土,应在分层除土中最后同时挖除。由多个井室组成的沉井,应控制各井室之间除土面的高差,并避免内隔墙底部下沉时受阻。
7.应随时保持沉井正位竖直下沉,每下沉1m至少检查一次。沉井人土深度小于沉井平面最小尺寸的1.5~2.0倍时,最容易出现倾斜,应密切注意校正纠偏。
8.应避免因井外弃土引起对沉井结构的偏压。应注意河床因冲淤引起的土面高差,必要时可用沉井外弃土来调整。
9.采用在不稳定的土层中吸泥吹砂等方法下沉时,必须保持井内外水位相平或井内略高于井外,以防出现翻砂。吸泥器应均匀吸泥,防止局部吸泥过多导致沉井偏斜。
10.井底下沉至设计标高2.Om以上时,应放慢下沉速度,控制井内除土量和除土位置,以求沉井平稳下沉、正确就位。
11.沉井接高前应尽量纠正前一节的倾斜,接高一节的竖向中轴线应与前一节的竖向中轴线重合。水上沉井接高时,井顶露出水面不应小于1. 5m。地面上沉井接高时,井顶露出地面不应小于o.5m。接高前不得掏空刃脚,避免沉井倾斜。接高加重应均匀对称进行。沉井顶部设有防水或防土围堰时,围堰底部与井顶应连接牢固,防止沉井下沉时围堰与沉井脱离。
12.沉井下沉遇倾斜岩层时,应将其表面松软岩层或风化岩层凿去,并尽量整平,使沉井刃脚的2/3以上嵌搁在岩层上,嵌入深度最小处不宜小于o.25m。其余未到岩层的刃脚部分,可用袋装混凝土等填塞缺口。刃脚以内井底的岩层斜面应凿成台阶或榫槽,然后清渣封底。
三、沉井封底施工要点
1.沉井下沉至设计标高后,在封底之前应检验基底的地质情况是否与设计相符。基底面应整平、无浮泥和残留物。清理干净的基底有效面积不得小于设计要求。
2.沉井下沉至设计标高时,应进行沉降观测,满足设计要求后方可封底。
3.经检验合格后,应及时封底。渗水量上升速度≤6mm/min时,可用浇筑普通混凝土方法封底,否则宜采用水下混凝土封底。
4.采用刚性导管法进行水下混凝土封底时,混凝土坍落度宜为150—200mm。封底需用的导管根数及间距应由导管作用半径和封底面积确定。多根导管灌注混凝土的顺序以不发生混凝土夹层为原则,并使各导管同时所浇注的混凝土保持大致相同的标高。每根导管灌注的首批混凝土量应经计算确定。•
5.在灌注过程中,应注意随着混凝土面的升高而随时提升导管,使导管埋深始终与导管内混凝土下落深度相适应,单根导管的最小埋深一般在o.6~1.5m范围内,根据不同灌注深度选定。多根导管的最小埋深则根据导管的不同间距选定,一般在o.6~1.6m范围内。
6。灌注过程中应通过调整混凝土坍落度和导管埋深来保证混凝土的质量。一般要求导管口处混凝土堆高h不宜小于0.5m,流人沉井内混凝土形成的流动坡度不陡于l:5。导管不能进水。
7.混凝土面的最终灌注高度,应比设计值高出150mm以上,待混凝土达到设计要求
后,再抽水,凿除表面松弱层。
[案例1K412020]
L背景
某市迎宾大桥工程采用沉人桩基础,在平面尺寸为5mX30m的承台下,布置了148根
桩,为群桩形式:顺桥方向5行桩,桩中心距为0.8m,横桥方向29排,桩中心距lm,桩长15m,分两节采用法兰盘等强度接头,由专业队伍分包负责打桩作业,合同工期为2004年3月15日至4月15日,工期一个月,项目部在施工组织设计中拟采取如下措施:
(1)为方便预制,桩节长度分为4种,其中72根上节长7m,下节长8m(带桩靴),73根上节长8m,下节长7m,81根上节长6m,下节长9m,其余剩下的上节长9m,下节长6m。
(2)为了挤密桩间,增加桩与土体的摩擦力,打桩j顺序定为四周向中心打。
(3)为防止桩顶或桩身出现裂缝、破碎,决定以贯入度为主控制。
(4)施工组织设计经项目经理签字认可后,上报监理工程师审批。
2.问题
(1)分述上述措施是否符合规范的规定,若不符合,请说明。
(2)在沉桩过程中,遇到哪些情况应暂停沉桩?并分析原因,采取有效措施。
(3)在沉桩过程中,如何妥善掌握控制桩桩尖标高与贯人度的关系?
(4)总包和分包,对于项目安全控制责任是如何分工的?
(5)施工组织设计审批程序是否正确,该如何做?
3.分析与答案
(1)措施(1)符合《公路桥涵施工技术规范》(J丁J 041—2000)规定。(下称规范)
措施(2)不符合规范规定,沉桩顺序应从中心向四周进行。
措施(3)不符合规范规定,沉桩时,应以控制桩尖设计标高为主要控制指标。
(2)在沉桩过程中,若遇到贯人度剧变,桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停沉桩,分析原因,采取措施。
(3)首先明确沉桩时以控制桩尖设计标高为主,当桩尖标高,高于设计标高,而贯人度较大时,应继续锤击,使贯人度接近控制贯入度;当贯人度已达到控制贯人度,而桩间标高末达到设计标高时,应继续锤击100mm左右(或30—50击)。如无异常变化,即可停止,若桩尖标高比设计标高的多,应与设计单位和监理单位研究决定。
(4)实行总承包项目,安全控制由承包方负责,分包方服从承包方的管理。
(5)施工组织设计审批程序不对,项目,经理批准后,应报送施工项目部上一级技术负责人审批。
按有关文件规定,施工组织设计必须有旦一级技术负责人审批,加盖公章,填写审批表,有变更时,应有变更审批程序。
例1、沉井制作完成后,抽除垫木是沉井下沉的开始。此项工序突击性强,无论沉井大小,一般均要求在(    )内全部抽除。(04试题
A.1~2h
B.2~4h
C4.~6h
D.6-8h
答案:B
例2、正循环回转钻施工灌注桩的成孔中,泥浆的作用是(    )。(04试题)
A保持水头
B.护壁
C浮悬钻渣并护壁
D.浮悬钻渣
答案:C
例3、桩尖未达到设计标高时,继续锤击()(05考点)
A 100mm
B 50~60击
C 120mm
D 150mm
答案:A
例4、沉井下沉中,出现倾斜和偏差,不能采用的方法是()(05考点、06考点)(本教材没有)
A 高压射水
B 偏除土法
C 增加偏土压法
D 刃脚底施加水平力法
答案:A
例5、遇深水和深基坑、流速较大的坚硬河床,可用()围堰(06考点)
A 土围堰
B土袋围堰
C 双壁围堰
D 钢板桩
答案:D