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第三章 预防打桩塌孔的措施方案

2024-07-13 来源:好走旅游网
第三章 预防打桩塌孔的措施方案

一、钻孔桩工程概况 (一)工程桩

采用∅600、∅700泥浆护壁回旋成孔灌注桩,混凝土强度等级C30,有效桩长约25~27米,入持力层深度○43圆砾3.5米

(二)围护钻孔灌注桩

围护结构采用∅600、∅700的钻孔灌注桩,围护桩采用C25混凝土,主筋保护层厚度50mm,桩位水平偏差要求<50mm,垂直度偏差不得大于桩长的0.5%,充盈系数>1.1,沉渣厚度<200mm,坍落度180-200mm,混凝土应超灌0.50m,凿除浮浆后顶部混凝土强度必须满足设计要求,施工时采用跳打方式,保证施工质量,不得出现缩径、夹泥、露筋、断桩等施工质量问题。围护桩伸入压顶梁内50mm。

二、地质勘查情况分析

1、场区内工程地质及水文地质情况:

①-0素填土:灰黄色,松散状,湿,主要由块石、碎石、角砾及砂土组成,块石、碎石、角砾呈棱角形,中等风化状,母岩为凝灰岩,块石约占15~25%,粒径200~350mm,局部可达400mm以上,碎石约占40~50%,粒径一般20~70mm,局部粒径可达170mm以上,角砾约占5~15%,粒径一般2~20mm,其余为砂土充填,该层均匀性差,欠固结。该层在场地内均有分布,层面高程为6.21~7.22m,厚度为2.00~2.60m。

①粉质粘土:灰黄色,软可塑,切面光滑,有光泽,韧性高,干强度高,无摇振反应,偶见铁锰质氧化物斑点及铁锰质结核。该层全场均有分布,层面埋深为2.00~2.60m,层面高程为4.11~5.15m,厚度为1.60~2.40m。

②-1淤泥:灰色,流塑,切面光滑,有光泽,韧性高,干强度高,无摇振反应,偶见贝壳碎屑和腐植物,局部夹薄层粉细砂。该层全场均有分布,层面埋深为3.80~4.50m,层面高程为1.71~3.35m,厚度为16.90~18.30m。

③1层淤泥质粘土 (mQ41):

灰色,流塑,具高压缩性,切面光滑,有光泽,韧性高,干强度高,无摇振反应,偶见贝壳碎屑和腐植物碎屑,局部含少量粉砂团块。

该层全场均有分布,层面埋深为21.00~22.60m,层面高程为-15.79~-14.15m,厚度为5.60~7.50m。

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④3层卵石(alQ32-2):

灰色,中密,饱和,主要由卵石、圆砾、砂及粘性土组成,卵石、圆砾呈亚圆形,磨圆度较好,母岩为凝灰岩,中等风化状,卵石含量约占50~55%,粒径一般2~4cm,局部可达10cm以上,圆砾含量约占5~10%,粒径0.2~2cm,其余为砂及粘性土充填,级配较好。

该层全场均有分布,层面埋深为27.90~28.80m,层面高程为-22.29~-21.11m,揭露厚度为9.60~11.60m。

全场分布土层的物理力学参数见下表: 土层名称 (1)-1 素填土 (1)粘土 (2)-1 淤泥 含水量 重度(kN/m3 ) 18.50 粘聚力(kpa) 内摩擦角(度) (8.00) (10.00) 27.60% 18.80 67.40% 15.60 2.50(20.20) 13.20(11.80) 8.40(8.00) 6.30(6.00) 11.10(8.90) 8.80(7.00) (3)-1淤泥质粘土 47.70% 17.10 (注:上述土体的物理力学指标根据该场址的岩土工程勘察报告提供的设计参数,c、φ值为岩土工程勘察报告提供的土层固快指标,()内为计算值。

2、水文地质情况:

孔隙潜水:主要赋存于①0层素填土、①层粉质粘土、②1层淤泥、③1层淤泥质土中,其中:①0层结构松散,均匀性差,渗透性较好;①层、②1层和③1层透水性差,水量贫乏,潜水直接接受大气降水入渗的补给,以蒸发或向低洼处径流为是主要的排泄途径,潜水位随季节性影响变化较大。勘察期间,实测地下水初见水位埋深1.20~2.00m,地下水稳定水位埋深1.20m~1.80m,地下水稳定水位埋深相当于85国家高程4.71m~5.81m,根据区域水文地质条件,场地年平均潜水位埋深一般为0.50m左右,年变幅<0.50m。

三、塌孔原因分析及预防 (一)塌孔现象

钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。

(二)塌孔原因:

1、施工时,因操作不当造成对孔壁的机械碰撞;

2、钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长在孔壁中来不及形

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成护壁泥膜或泥膜被破坏和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

3、泥浆护壁不好,灌注砼过程中,孔内外水头未能保持一定高差。 4、护筒周围未用粘土紧密填封漏水;孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注砼时坍孔。

5、导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。

6、钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

7、灌注砼过程中,孔内外水头未能保持一定高差。 (三)预防处理措施:

1、钢筋笼安放时要对准孔位,搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。

2、穿过软弱夹层时低档慢速,增大泥浆比重;

3、加快钢筋笼焊接时间,缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间 。

4、在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,。

5、灌注砼过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水。

6、在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,。

7、灌注砼过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水。

8、钻孔时,严格掌握孔径、孔垂直度或设计斜桩的斜度,尽量使孔壁较规则。如出现缩孔,必须加以治理和扩孔,吊放钢筋笼时,应对准孔中心,并竖直插入。

四、钢护筒施工保证措施 (一)护筒的制作与埋设 1、护筒制作

在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施;在桩成孔口的位

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置设置钢护筒,内径比钻头大100mm,钢板厚度6mm,长度3米(当遇填土较厚或因清障深挖时,其高度应相应增大,确保穿越填土层500mm),顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈;护筒钢板接头焊接密实、饱满,不得漏浆。

下料放样前必须熟悉图纸,参与技术交底工作,放样应在地面平整度很好的平台上进行。下料采用自动切割机进行精密切割,保证切口直线度及切口质量。下料偏差不得大于1mm。将完成下料的钢板在刨边机上进行机械切削或自动切割机切割,精加工焊接坡口,使坡口尺寸一致,为保证焊接质量创造条件。再通过辊床卷板机滚压成与钢护筒外周相同的管节,卷管方向与钢板压延方向保持一致。将卷成的管节装入胎具调圆,上转台采用埋弧自动焊接或CO2气体保护焊焊接,焊接时严格按焊接工艺和规范操作。焊接前必须清除焊缝两边30~50㎜范围内铁锈、油污、水气和杂物,并加100×100㎜的引弧板,引弧板板材应与母材等强度。埋弧自动焊如在焊接过程中出现断弧现象,必须将断弧处刨成1:5的坡度,搭接50mm施焊。多层多道焊时,各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。焊接工作必须由持有焊工证的焊工承担,焊工经技术交底、并经焊接考核认可后方能上岗作业。

2、护筒埋设

钢护筒埋置高出施工地面0.3m;钢护筒顶高出施工水位或地下水位1.5m,并高出施工地面0.3m。

(1)埋设护筒采用挖坑法,由吊车安放。将石灰圈内距地表1~1.5m范围土体挖除,再用钢钎下探2m确认无地下障碍物后方可埋设孔口护筒,当人工开挖遇到困难时,就采用冲抓锥清理孔内障碍物,然后辅以导正措施下入钢护筒并压入粘土层500mm,再将护筒外周回填粘土捣实。

(2)测量队对要埋设护筒的桩位进行放样,现场技术人员复核,所挖坑直径为护筒直径加40cm,深度为护筒长度。在孔内回填30~50cm粘土,并夯击密实。

(3)护筒四点对中铅直、平正放入石灰圈内土坑后(当护筒长度超过3m时,则采用特制导正架在孔位上方对准限位,沿导正架下落至孔底),由测量人员校对其中心(通过护筒上口对称烧制的记号标识)同设计桩位一致,然后锲稳筒身,对称均匀填筑粘土、分层捣实。

(4)利用护桩拉线绳定出桩位中心,再用线锤将桩位中心点引至孔底。

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(5)用吊车吊放护筒至坑内,用线绳连接护筒顶部,吊垂线,用吊车挪动护筒,使护筒中心基本与桩位中心重合,其偏差不大于3cm。

(6)护筒位置确定后,吊垂线,用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离,检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于1%。

(7)符合要求后在护筒周围对称填土,对称夯实。

(8)四周夯填完成后,再次检测护筒的中心位置和竖直度。桩位护筒埋设稳固后,其位置偏差连同其高程自检后提请监理工程师复核,复核合格后进入后续工序。

(9)测量护筒顶高程,根据桩顶设计高,计算桩孔需挖的深度。 (二)钢护筒打设过程常见问题及防治、处理方法 常遇问题 产生原因 振动锤大小与护筒的形状、断面和地层不匹配; 护筒达不到设计标高或打设困难 锤垫选择不当,打击能量损失太大; 遇地下障碍物或护筒侧摩阻力很大或土的密度很高或桩距过小; 起吊时破损 护筒破损 打设时遇地下障碍物使护筒破损 顶端破损 遇地下障碍物过打 打设过程偏心或垂直度偏移过大 承载力不够 夹 渣 遇横向障碍物 实际的底端持力层比原勘查评定的深 焊渣未完全清除就焊 5

防治措施及处理方法 更换合适的振动锤 更换合适的锤垫 清除障碍物;更换合适的振动锤 修复或更换 原则上更换,但如在打设结束时护筒破损度低,综合判断后确定是否更换。 补强 及时调正 使两者接触面平整 障碍物不深时,可挖除回填后再打 钢护筒架立不正 导向架与钢护筒接触不良 继续施打,打进桩端持力层 应将前层的焊渣完全清除 焊条运行速度太慢 焊缝间隔狭窄 未 焊 透 焊接电流低 焊枪角度或目标位置不合适 接头处混入水分、杂物 裂 纹 热影响区硬化脆化,或焊线吸湿 焊条、焊丝受潮状态下使用 (三)护筒施工安全 焊接速度太快或太慢 稍增大电流,保持焊渣不先行的速度 确保焊接质量 焊接前清扫坡口,将水分、泥土、油脂、垃圾、铁锈等彻底除掉 焊接前进行预热,平时好好保管,用时将焊线再干燥 干燥后使用 1、机械施工中严格按照机械操作规程办理。起吊前应对起吊的机具,设备认真检查,以保证其性能满足施工要求。

2、为保证作业人员的安全,埋设护筒过程中严禁工作人员进入基坑内调整护筒。

3、护筒埋设好后,立即盖上能承受100kg以上重量的盖子盖严,以防止人员掉入其中。

4履带吊移动时,应收杆并处于低位;起吊时或移动履带吊时,操作人员与信号员应互相配合,鸣哨、手势要正确。

5施工期间应有安全员现场负责安全。 五、钻孔桩坍孔应急措施

1、针对钻孔及灌注混凝土过程中有可能会出现的坍孔,为尽量减少因此造成的损失,并保证工程施工的顺利进行,成立钻孔坍孔应急领导小组,制定相应的应急措施。

2、在基桩施工过程中一旦出现坍孔的情况应及时将当时的情况汇报组应急小组组长和其他重要小组成员。并在领导小组的指挥下对其采取相应的应急方案实施。保证坍孔有效的得到处理。

3、应急预案:

在钻孔过程中坍孔的表征有:孔内水位突然下降,孔口冒细密水泡,出渣量

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显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。

一旦发生上述或其他明显表明出现坍孔时,应针对不同的可能坍孔的原因做出应急措施,降低损失。

(1)当由于护筒埋置过浅,下端孔口漏水、坍塌,或附近地面受水浸泡湿软等因造成孔口坍塌,可立即拆除护筒,并回填钻孔,重新埋置护筒再钻。

(2)如发生孔内坍塌,则首先判断坍塌位置,回填砂砾及粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1-2米处,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再进行钻进。

(3)在灌注砼过程中出现坍孔时,可立即移开重物,排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔内的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。

(4)如坍孔仍不能停止,坍塌部位软深,宜将导管拔出,保存孔位,以粘土回填,待坍塌稳定后,掏出或吸出回填土,重新下导管灌注。但这种桩应按断桩采取补强处理。

在坍孔处理完毕后,由现场施工负责人填写书面报告材料,上报相关各部门。

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