2)选用优质膨润土调制泥浆,为增加泥浆粘度和胶体率可根据现场实际情况在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等。
3)钻孔施工
钻孔过程中根据地质情况选择钻头型式以及控制进尺速度。钻头提升过程中,回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态,以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中,破坏泥浆的配比。每个工作循环严格控制钻进尺度,避免埋钻事故。同时适当控制回转斗的提升速度,如果提升速度过快,泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过,冲刷孔壁,破坏泥皮,对孔壁的稳定不利,容易引起坍塌。尤其是遇到软土地区,易出现缩孔或塌孔的地区,钻进过程中应每进尺控制在30cm左右,缓慢的提升钻头,能有效控制缩孔,预防塌孔。
开钻前要求在护筒内存进适量泥浆,并调制足够数量的泥浆作储备。钻进过程中如泥浆有损耗、漏失,须及时、直接向孔中补充新浆。
4)清孔
第一次清孔:终孔后,浆液沉淀半小时,用钻机进行初次清孔后,并经监理工程师检查沉碴厚度、孔径、孔深、垂直度合格后,撤钻机,安装钢筋笼,安装封孔导管,然后进行二次清孔。
二次清孔采用换浆法清孔,以灌注水下混凝土的导管作为管道,用泥浆泵向孔内压入优质泥浆,直至检验返上的新鲜泥浆各项指标达标,测量孔底沉渣厚度符合设计和规范规定(摩擦桩≤20cm)并经监理工程师检查同意后,安装大料斗,做好灌注水下混凝土准备。
清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度。 5)安装钢筋笼
钢筋笼在加工棚集中制作,钢筋笼制作好后,用平车运至各桩位,采用汽车吊起吊就位。为防止钢筋笼吊装运输过程中变形,每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑,待钢筋笼起吊至孔口时,将支撑割除。
钢筋笼在第一次清孔后下放,钢筋笼吊装入孔要准确,为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮,在钢筋笼上端均匀设置固定索,支撑系统应对准中线,防止钢筋骨架的倾斜和移动。
6)水下混凝土浇筑
成孔检测完毕之后,应在4h内用Φ300mm钢导管灌注水下混凝土。混凝土采用拌合站集中拌合,罐车运输到位,水下混凝土要连续浇筑,中途不得停顿,混凝土灌注过程中,随时测量混凝土面的高度,正确计算导管埋入混凝土的深度,导管埋深保持在2-6m范围内。
灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离控制在30㎝左右。
桩顶高程控制:混凝土灌注后桩顶高程较设计桩顶高程应高0.5~1.0m左右。 2、施工中重点及难点控制
1)桩尖沉淀厚度控制:为确保桩底沉淀厚度不超标,除要求泥浆性能好之外,施工过程还需控制不同地层的钻进速度,特别是进入粉砂层时,每次旋挖不能太多,以防止砂子从钻头顶口冒出进入泥浆;遇到特殊情况如砼不能及时灌注而导致沉淀超标,可以用吊车吊起钢筋笼,然后用旋挖钻将沉淀取出,再进行灌注。
2)特殊地层的成孔措施:对容易缩径的地层,钻进时需放慢速度,每次进尺保证在30~40cm左右,反复扫孔,直至达标。
3、施工过程常见质量通病及防治 1)塌孔
在钻进过程中塌孔:如果是轻微塌孔,不影响正常钻进可以不处理;如果塌孔严重不能再继续钻进,则需要回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。
在灌注过程中塌孔:在保证孔内水头的同时,应采用吸泥机吸出踏入孔中的泥土,如不再继续塌孔,可恢复灌注,如仍塌孔不停止,则需要拔出导管钢筋笼,回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。
当旋挖钻在易塌孔地区作业时,首先要保证配制的泥浆各项指标均符合要求,再次在钻进过程中,尽量做到慢进尺,尽量避免钻进过程中钻头对孔壁的碰撞,破环护壁泥皮,同时应减少钻头内钻渣掉入孔内破坏泥浆的配比。
2)导管进水
由于首盘混凝土封底失败或者灌注过程中导管接头不密封导致导管进水,或者灌注过程中将导管拔脱进水。当封底失败时,应及时将导管、钢筋笼拔出,用旋挖钻将孔底混凝土掏出,重新安装钢筋笼、导管,清孔合格后重新灌注。导管接头不密封需要换合格导管灌注,换导管和导管拔脱都需要在继续灌注之前,用捞浆桶或者泥浆泵等将二次安装的导管内的泥浆清除干净,注意精确计算好导管埋深,确保再灌注
的顺利。
灌注前应检查好导管的密封性,安装导管时要检查密封圈是否垫好,确保导管密封性良好。严格计算好首盘封底的混凝土方量,确保有足够的混凝土封底,灌注过程中准确测量导管埋深,避免导管拔脱。
3)浮笼
在灌注过程中发现钢筋笼上浮时,应立即减缓灌注速度,在保证导管有足够埋深的情况下,快速提升导管,待钢筋笼回到设计标高位置,再拆除导管。如导管埋深不够不能拆除导管时,则将导管快速提升(注意不要将导管拔脱),然后再缓慢放下导管,如此反复多次,直至钢筋笼回到设计标高位置。
为防止钢筋笼上浮,在钢筋笼安装好后将其固定在钢护筒上;其次在灌注过程中应准确测量好混凝土顶面高程,当混凝土快进入钢筋笼时,应减缓灌注速度,并严格控制导管埋深。
4)卡管
在混凝土灌注过程中,混凝土在导管中下不去,首先应借用吊车的吊绳抖动导管,或者安装附着式振捣器使导管中混凝土下落。以上方法均不起作用时,则应该将导管拔出,清理导管内堵塞的混凝土后重新安装导管,清理干净导管内的泥浆后重新灌注。
灌注过程中要求严格控制好混凝土的和易性、坍落度来避免卡管。
4、旋挖钻准备工作的质量控制
为了保证工程的施工工期和质量,争创精品工程,钻孔桩施工前准备工作,监理必须审查施工单位的钻孔桩施工组织设计,分项工程施工方案,钻机的数量、性能、状况是否适应工程进度的需要,成孔方案是否可行. 是否有防止泥浆流失污染环境的措施,准备工作是否就绪。平台搭设是否牢固,桩位放线是否正确。此外,重点注意以下各项工作的控制:
1)护筒顶宜高出施工地面≥30cm,水上钻孔时高出涨潮水面≥2m。护筒底埋深,宜根据不同地质情况而定:深水及河床软土、淤泥层较厚处,宜尽可能深入到不透水层粘土内1—1.5m,或沉入到大砾石、卵石层内0.5—1.0m;河床为软土、淤泥、沙土时,护筒埋置深度应经过仔细研究决定,以清孔或下放钢筋笼时不发生涌水、涌沙和坍孔为原则。钢护筒埋设时,应严格控制护筒中心位置和垂直度及护筒底的标高。
详见下表:
埋设钢护筒控制参数
中心位置偏差 < 5 cm 垂直度 < 1% 护筒直径 满足设计和 规范要求 钢护筒刚度 满足施 工要求 钢护筒底标高 满足设计或 成孔要求 2)泥浆的准备:钻孔桩施工中,一般用泥浆护壁和悬浮钻渣,其质量的好坏直接影响施工质量和进度,因此应严格控制造浆粘土的质量。钻孔开工前应准备数量充足和性能合格的粘土或膨润土,其性能指标见下表:
膨润土实验要求
测定性能 密 度 粘 度 剪切强度 PH 值 20℃结果范围 〈 1.10g/1 30—90s 1.4—10n/m 9.5—12 实 验 方 法 比 重 记 漏 斗 或 粘 度 仪 剪 刀 仪 PH试纸或电测PH值计 注:膨润土造浆必须经过批准方可使用
造浆用粘土指标要求
胶体率 〉95% 含沙率 〈 4% 制浆能力 〉2.5L/Kg 钻孔时,为了回收泥浆原料和减少环境污染,应根据施工现场需要合理布置泥浆槽、泥浆池和沉淀池等。
3)钻机就位:钻机就位前,应对钻机的各项工作进行检查,包括场地布置和钻机坐落处的平整和加固,主要机具的检查与安装,配套设备的就位及水电供应的接通等;钻机就位后底座和顶端应平稳,在钻进运行中不应产生位移和沉陷,否则应分析原因及时处理。回转钻机顶端的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者在同一垂直线上,其偏差不大于2cm。
4)及时上报施工组织设计和开工报告: 承包商在准备工作就绪后,及时上报施工
组织设计和开工报告,经监理工程师审核后,签发开工通知单,方可进行施工。 5、桩施工阶段质量控制 1)成孔过程质量的控制
(1)为了便于施工管理,检查承包商是否“挂牌”施工,要求注明:开钻日期、桩号、钻机负责人、技术负责人、护筒顶标高、设计孔底标高、设计孔深、钻机名称或型号等。
(2)检查钻孔记录是否及时,完整,并经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取碴样,判明土层,记录于表中,以便与地质剖面图核对,并得通知现场监理签证确认。要求在钻孔过程中,在土层变化或距设计标高2倍桩径范围内,每钻进1m均应捞取渣样,并由驻地监理工程师签认,以便控制工程造价和工程质量。
(3)钻孔施工应分班连续进行,因故停机时孔口应加护盖,严禁钻头(锥)留在孔内,以防埋钻;并保持孔内水位和要求的泥浆相对密度和粘度,以防坍孔。
(4)每次接长钻索时,均要求对钻索的垂直度及转盘的水平度进行检测,以免钻孔偏斜导致错台。同时应检查钻机底座和钻机顶端的平稳,必要时应加固。
(5)钻孔桩施工过程中,由于捞渣或泥浆流失,应及时补给合格泥浆,并严格控制泥浆的各项指标,详见下表:
泥浆性能指标 钻孔方法 地质 相对密度 粘度(s) 粘性土 正循环回 转冲击 砂土、碎 石土、卵 石、漂石 反循环 一般地层 易坍地层 1.02-1.06 1.06-1.10 16—20 18—28 ≤4 ≤4 ≤95 ≤95 8—10 8—10 1.2-1.45 19-28 〈8-4 〉95 8—10 1.05-1.2 16-22 含砂率(%) 〈8-4 胶体率 〉95 Ph值 8—10 (6)钻孔桩的终孔质量检查
柱桩终孔条件:入岩W1深度或W2深度满足设计要求;最小桩长不短于设计长度;桩底岩基承载满足设计要求; 持力层有足够的厚度。
施工单位要求提前终孔时,如有充分的地质资料满足以上要求,可经驻地设计代表、监理站两方和施工单位根据施工现场取样和钻孔记录决定终孔,否则必须满足设计桩底标高要求。如地质不符则通知设计代表、大桥监理站进行现场会审,并上报业主,以决定终孔问题。