在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法与流程

文档序号:14724058发布日期:2018-06-19 03:16阅读:425来源:国知局

本发明涉及一种施工方法,尤其是涉及一种在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法,属于水利水电工程建设施工工艺技术领域。



背景技术:

水电水利工程中在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔的施工方法作为基础处理的一种工程措施,在我国的公路、铁路、矿山、房建等工程中得到不同程度的应用。目前除了用于一般土层及岩石较软的基础工程外,在一些高层建筑、桥梁、铁路、矿山、公路工程建设中用来作为承重基础或挡土墙的支撑。在水电水利工程中主要用来穿入坚硬地层对结构物起到防冲、抗渗的作用和主体结构的基础,可以用来承担挡土、挡水结构物支撑的水平、垂直、抗扭荷载,也可以作为水中钢筋混凝土结构的加固处理。

在我国水电水利工程中,采用在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔的施工方法,可以解决普通钻孔不能达到的质量、工期、安全效果。但是这种施工方法,目前在我国水电水利工程中尚无先例可寻,使这些施工技术的瓶颈多年来一直困扰着施工建筑行业,使得钢筋混凝土结构或坚硬岩石成孔难以得到推广。如何结合目前施工技术手段,对其结构物进行合理优化。既能满足结构物本身要求的同时又有利于快速施工,一直是行业中苦苦追求的目标。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种安全、快速,无需爆破,不破坏结构即可在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法,所述的施工方法包括以下步骤,

a、通过普通旋挖机配以自制钻具,在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作,

b、制作钢筋笼以及在该制作合格的钢筋笼内布置检测管,

c、将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内,

d、在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩,完成在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工工作,

其中,步骤a和步骤b在不同的场地上分别同时进行。

本发明的有益效果是:本申请通过采用普通旋挖机配以自制钻具,在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作,并同时制作钢筋笼以及在该制作合格的钢筋笼内布置检测管,然后将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内,在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩,完成在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工工作。这样,由于在成孔时,采用的是普通旋挖机配以自制钻具在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作,从而可以有效的避免现有技术中对于在钢筋混凝土或坚硬整体基岩中成孔时需要的爆破和/或破坏结构的施工操作,进而克服现有技术中采普通钻孔不能达到的质量、工期、安全效果的缺陷。

进一步的是,在采用普通旋挖机配以自制钻具完成桩孔的钻孔和出渣工作时,依据被钻工程的不同情况按下述要求选择钻具,

如果在坚硬基岩中成孔时,当岩层强度在30MPa以内,选择平地钻和普通自制取芯钻相结合;当岩层强度在30~70MPa时选择尖头钻和普通自制取芯钻相结合,

如果在钢筋混凝土内成孔时,根据混凝土的厚度、设计桩长以及选择的钻机型号配置相应钻杆,当混凝土的强度在30MPa以内、钢筋在φ12㎜以内时,采用平地钻和普通自制取芯钻相结合;当混凝土强度大于30MPa时,采用尖头钻和普通自制取芯钻相结合,

如果在顶层平面钢筋混凝土内成孔时,采用普通自制取芯钻进行钢筋网片切割,在切割完毕钢筋网片之后再采用平地钻出渣;若混凝土中钢筋出现在不同断面且直径大小不明时,先采用自制取芯钻旋转、切割钢筋混凝土结构物,再用尖头钻出渣。

上述方案的优选方式是,在采用普通旋挖机配以自制钻具完成桩孔的钻孔和出渣工作时,按下述要求维护钻具,

当钻到混凝土底面钢筋网层与基岩接触面时,钻制的加压强度控制成11-26Mpa之间,采用慢速对钢筋网片、混凝土、基岩顶面进行旋转、切割、成孔,

在钢筋混凝土结构中成孔时,加入适量的清水,降低钻孔时产生的混凝土粉层、降低钻具的温度;当钻孔深度进入钢筋混凝土底面50cm与岩石顶面接触时需密切注意操作室里面仪器进尺数据和仪器表上的加压强度,不断的调整钻头的种类及刀片的型号;当遇竖向钢筋采用普通自制取芯钻,钻至50cm时换尖头钻进行钢筋切割和纵向出渣;

在钢筋混凝土结构物及基岩钻孔进入水下时应先采用自制的取芯钻与平地钻相结合进行钻孔出渣;

钻孔过程中随时检查钻具的磨损状况,及时更换钻具的刀片以保证孔径的几何尺寸,操作手随时观测仪表盘上的坐标值,以保证孔径的垂直度;如发现有偏孔,缩孔的现象及时采用自制取芯钻校正孔的几何尺寸。

进一步的是,在将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内时,是按下述步骤进行,

起吊时先使用小钩水平将钢筋笼掉起离地面不低于1.2m,再使用大小钩同时启动将钢筋笼与水平面的夹角到达60度以上后,然后再缓慢松开小钩,并继续启动大钩使钢筋笼垂直于地面,接着旋转吊车大臂对准桩孔,缓慢放入孔内,钢筋笼在吊装过程中需始终保持距离地面50cm-150cm;

在吊装大臂吊起钢筋笼旋转的过程中,在钢筋笼底部向上1.5~2m的位置系1~2根缆风绳,通过地面操作人员操作缆风绳控制钢筋笼进入桩孔中。

进一步的是,在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩时,是按下述步骤进行的,

混凝土配比设计,首先根据水下混凝土要求设计混凝土配合比,然后根据设计的配合比选择合格的地材、外加剂,并结合施工当地的气候条件和运输距离调整混凝土外加剂的早强和缓凝时间;

混凝土拌合,混凝土在拌合时根据地材的含水率调整好混凝土的塌落度;

混凝土运输,混凝土运输时长不得超出混凝土的缓凝时间,混凝土到达施工现场后先做塌落度实验;

浇筑混凝土,第一次封底混凝土的方量应满足水下混凝土浇筑施工规范要求;并做好浇筑进尺记录和埋管深度;桩孔混凝土浇筑的过程中,随时撤掉混凝土进尺速度及埋管深度,并注意撤管时必须及时撤出导管;桩孔混凝土浇筑时每根排桩应不间断的浇筑;混凝土浇筑完成时,其顶部浇高超出设计高程50cm-80cm,

在整个浇筑过程中随时注意孔内的排水处理。

进一步的是,所述的施工方法还包括桩顶混凝土的清理,所述桩顶混凝土的清理包括桩顶混凝土深度清理和桩头清理,

清理桩顶混凝土深度时应满足设计高程,如果清理达到设计高程时混凝土仍有夹渣不密实的现象,应向下清理直到满足混凝土设计要求为止;

清理桩头时应保护好锚固钢筋及预埋件,割除超过混凝土顶面的检测管并封闭好检测管管口;在清理桩头的过程中,先用风镐剥除钢筋保护层混凝土,再用专用剥桩工具割除多余混凝土。

附图说明

图1为本发明在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法涉及的混凝土桩布置位置示意图;

图2为本发明在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法涉及的钢筋笼的结构示意图;

图3a~图3c为本发明在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法涉及的自制钻具的结构示意图;

图4为本发明在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法涉及的施工工艺流的程图。

图中标记为:自制钻具1、钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩2、桩孔3、钢筋笼4、斗齿 5、钻具本体6。

具体实施方式

如图1、图2以及图3所示是本发明提供的一种安全、快速,无需爆破,不破坏结构即可在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工方法。所述的施工方法包括以下步骤,

a、通过普通旋挖机配以自制钻具1,在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩2上一次性分段完成桩孔3的钻孔和出渣工作,

b、制作钢筋笼4以及在该制作合格的钢筋笼4内布置检测管,

c、将钢筋笼4布置到钻制合格的桩孔3内,

d、在钢筋笼4布置合格的桩孔3内浇筑混凝土排桩,完成在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩2中成桩的施工工作,

其中,步骤a和步骤b在不同的场地上分别同时进行。

本申请通过采用普通旋挖机配以自制钻具,在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作,并同时制作钢筋笼以及在该制作合格的钢筋笼内布置检测管,然后将钢筋笼布置到钻制合格的桩孔内,在钢筋笼布置合格的桩孔内浇筑混凝土排桩,完成在钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩中成桩的施工工作。这样,由于在成孔时,采用的是普通旋挖机配以自制钻具在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩上一次性分段完成桩孔的钻孔和出渣工作,从而可以有效的避免现有技术中对于在钢筋混凝土或坚硬整体基岩中成孔时需要的爆破和/或破坏结构的施工操作,进而克服现有技术中采普通钻孔不能达到的质量、工期、安全效果的缺陷。

上述实施方式中,为了既快速、安全的在所述的钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩2上钻制所述的桩孔3,同时又能最大限度的保护本申请提供的钻具,在采用普通旋挖机配以自制钻具1完成桩孔的钻孔和出渣工作时,依据被钻工程的不同情况按下述要求选择钻具,

如果在坚硬基岩中成孔时,当岩层强度在30MPa以内,选择平地钻和普通自制取芯钻相结合;当岩层强度在30~70MPa时选择尖头钻和普通自制取芯钻相结合,

如果在钢筋混凝土内成孔时,根据混凝土的厚度、设计桩长以及选择的钻机型号配置相应钻杆,当混凝土的强度在30MPa以内、钢筋在φ12㎜以内时,采用平地钻和普通自制取芯钻相结合;当混凝土强度大于30MPa时,采用尖头钻和普通自制取芯钻相结合,

如果在顶层平面钢筋混凝土内成孔时,采用普通自制取芯钻进行钢筋网片切割,在切割完毕钢筋网片之后再采用平地钻出渣;若混凝土中钢筋出现在不同断面且直径大小不明时,先采用自制取芯钻旋转、切割钢筋混凝土结构物,再用尖头钻出渣。

在采用普通旋挖机配以自制钻具1完成桩孔3的钻孔和出渣工作时,按下述要求维护钻具,

当钻到混凝土底面钢筋网层与基岩接触面时,钻制的加压强度控制成11-26Mpa之间,采用慢速对钢筋网片、混凝土、基岩顶面进行旋转、切割、成孔,

在钢筋混凝土结构中成孔时,加入适量的清水,降低钻孔时产生的混凝土粉层、降低钻具的温度;当钻孔深度进入钢筋混凝土底面50cm与岩石顶面接触时需密切注意操作室里面仪器进尺数据和仪器表上的加压强度,不断的调整钻头的种类及刀片的型号;当遇竖向钢筋采用普通自制取芯钻,钻至50cm时换尖头钻进行钢筋切割和纵向出渣;

在钢筋混凝土结构物及基岩钻孔进入水下时应先采用自制的取芯钻与平地钻相结合进行钻孔出渣;

钻孔过程中随时检查钻具的磨损状况,及时更换钻具的刀片以保证孔径的几何尺寸,操作手随时观测仪表盘上的坐标值,以保证孔径的垂直度;如发现有偏孔,缩孔的现象及时采用自制取芯钻校正孔的几何尺寸。

同时,在本申请中,如何将制作成型的钢筋笼4吊入桩孔3中,也是保证施工安全的关键一步。为此,本申请提供了以下详细工步,在将钢筋笼4布置到钻制合格的桩孔3内时,是按下述步骤进行,

起吊时先使用小钩水平将钢筋笼4掉起离地面不低于1.2m,再使用大小钩同时启动将钢筋笼4与水平面的夹角到达60度以上后,然后再缓慢松开小钩,并继续启动大钩使钢筋笼4 垂直于地面,接着旋转吊车大臂对准桩孔3,缓慢放入孔内,钢筋笼4在吊装过程中需始终保持距离地面50cm-150cm;

在吊装大臂吊起钢筋笼4旋转的过程中,在钢筋笼4底部向上1.5~2m的位置系1~2根缆风绳,通过地面操作人员操作缆风绳控制钢筋笼4进入桩孔3中。

当然,在完成钢筋笼入孔后,对于排桩的浇筑便是能否保证排桩质量的重要一步,为此,本申请提供了以下详细工步,在钢筋笼4布置合格的桩孔3内浇筑混凝土排桩时,是按下述步骤进行的,

混凝土配比设计,首先根据水下混凝土要求设计混凝土配合比,然后根据设计的配合比选择合格的地材、外加剂,并结合施工当地的气候条件和运输距离调整混凝土外加剂的早强和缓凝时间;

混凝土拌合,混凝土在拌合时根据地材的含水率调整好混凝土的塌落度;

混凝土运输,混凝土运输时长不得超出混凝土的缓凝时间,混凝土到达施工现场后先做塌落度实验;

浇筑混凝土,第一次封底混凝土的方量应满足水下混凝土浇筑施工规范要求;并做好浇筑进尺记录和埋管深度;桩孔3混凝土浇筑的过程中,随时撤掉混凝土进尺速度及埋管深度,并注意撤管时必须及时撤出导管;桩孔3混凝土浇筑时每根排桩应不间断的浇筑;混凝土浇筑完成时,其顶部浇高超出设计高程50cm-80cm,

在整个浇筑过程中随时注意孔内的排水处理。

同时,为了保证完成的排桩的质量,最后的清桩也是十分重要的收尾工序,为此,本申请提供了以下详细工步,所述的施工方法还包括桩顶混凝土的清理,所述桩顶混凝土的清理包括桩顶混凝土深度清理和桩头清理,

清理桩顶混凝土深度时应满足设计高程,如果清理达到设计高程时混凝土仍有夹渣不密实的现象,应向下清理直到满足混凝土设计要求为止;

清理桩头时应保护好锚固钢筋及预埋件,割除超过混凝土顶面的检测管并封闭好检测管管口;在清理桩头的过程中,先用风镐剥除钢筋保护层混凝土,再用专用剥桩工具割除多余混凝土。

本申请除了提供上述的施工方法外,还提供了如附图3a、附图3b以及附图3c所示的自制钻具。其中图3a为自制取芯钻的一种结构示意图,图3b为自制取芯钻的另一种结构示意图,图3c为自制破芯钻的结构示意图。

其中附图3a和附图3b所示的自制钻具为自制取芯钻,该自制取芯钻包括斗齿5和带有取芯腔的钻具本体6,所述的斗齿5布置在所述钻具本体6的下端面上,所述的自制取芯钻通过所述钻具本体6的顶部与外部的钻杆连接;桩孔制备过程中的渣芯通过所述的取芯腔,在外部钻杆的配合下随钻具本体6排出该桩孔。所述的斗齿5和钻具本体6均由抗热耐磨钢板制成。此时,所述的自制取芯钻根据使用的环境的不同,可以以以下两种结构,一种结构为将所述的斗齿5设置成双排的结构,即包括一排齿尖向外倾斜布置的钻削齿和一排齿尖向内倾斜布置的切断齿,其中所述的钻削齿沿所述钻具本体6先端面的周向均布在该钻具本体 6先端面的外侧,由各件所述钻削齿的齿尖构成的圆环的直径大于所述筒体结构的先端面的外径;所述的切断齿沿所述钻具本体6先端面的周向均布在该钻具本体6先端面的内侧,各件所述切断齿的齿尖构成的圆环的直径小于所述筒体结构的先端面的内径。这样,由于两排斗齿5在钻孔过程中可以分别在内外两侧切出大于筒体结构侧壁的间隙,从而可以有效的提高渣芯通过所述的取芯腔,在外部钻杆的配合下随钻具本体6排出桩孔的效果,同时又尽量避免渣芯和/或孔壁与筒体结构的侧壁产生摩控而发热。

上述的这种双排斗齿结构的自制取芯钻主要适用于如钢筋混凝土结构或坚硬岩石等硬质地基上成孔。而当需要在岩石不坚硬或柔软地质上成孔时,由于对斗齿的要求相对较低,主要需要考虑的是便于快速的将松散渣土清出桩机孔底。为此,如附图3b所示,本申请提供了另一种结构的自制取芯钻,即此时,在筒体的所述先端面上再设置一个斗齿安装架,各件所述的斗齿5通过所述的斗齿安装架沿径向均匀的安装在所述的先端面上,成孔过程中的松散渣土通过所述的斗齿安装架限制在所述的取芯腔内。此时,所述斗齿安装架优选结构为一个包含有渣芯入口的桁架,所述桁架的一侧与所述的先端面连接,所述桁架的另一侧安装所述的斗齿5。

与上述结构的自制取芯钻相对应,如图3c所示,本申请还提供了一种用于在钢筋混凝土结构或坚硬岩石地基上成孔,尤其是在纵向钢筋太长,混凝土芯样无法或不方便取起时,对芯样进行破碎处理的自制破芯钻。所述的自制破芯钻包括钻切刀片和具有一个锥形尖端的钻架,所述的钻切刀片沿所述锥形尖端的锥面顺序布置,沿所述锥形尖端的锥面顺序布置的各件所述钻切刀片的切削端构成弹头形的钻切锥面,所述的自制破芯钻通过所述钻架的后端与外部的钻杆连接。采用结构的自制破芯钻,由于整个钻削锥面为呈弹头形,并且所述的钻削锥面为多件所述钻切刀片切削端断续性的构成,从而既可以提高切削的功能,同时又可以避免钻切刀片出现重大损伤,以及整体切削面造成的切削力过大的缺陷,实现破芯钻的功能。当将成孔基础上的沿深度方向存在的一段一段的如钢筋混凝土结构或坚硬岩石的基础破碎后,便可以再重新使用上述的自制取芯钻进行快速成孔和出渣。

当然,为了提高本申请所述的自制破芯钻的钻削能力,简化结构,所述的钻架包括过渡桁架和固装在该过渡桁架前端的高强耐磨支撑架,所述锥形尖端设置在所述高强耐磨支撑架的自由端,所述的自由端在其横截面内的投影呈十字型结构,各件所述的钻切刀片沿该十字型结构的四个顶点顺序布置,所述钻架通过呈锥台形结构的所述过渡桁架的小端与外部的钻杆连接。同时,将所述的高强耐磨支撑架设置成由高强耐磨钢铸造或锻造而成,并使由高强耐磨合金钢制成的所述钻切刀片与所述的高强耐磨支撑架之间通过焊接连接为一个整天体。

而为了减小钻具与钢筋混凝土结构或坚硬整体基岩的摩擦磨损程度,所述的斗齿包括一排齿尖向外倾斜布置的钻削齿,所述的钻削齿沿所述钻具本体下端面的周向均布在该钻具本体下端面的外侧。所述的斗齿还包括一排齿尖向内倾斜布置的切断齿,所述的切断齿沿所述钻具本体下端面的周向均布在该钻具本体下端面的内侧其中。这样,向内的第二排斗齿即钻削齿用于切削取芯,使芯样直径变得小于取芯腔,减少钻具内部与芯样之间的摩擦,使芯样更长,出渣次数少,施工效益高;向外第一排斗齿即切断齿,用于使钻具与原结构物的距离增大,减小钻具与原结构物的摩擦,提高了钻具的使用寿命,节约了换钻具的次数,加快了施工进度;特定的几何尺寸——使芯样更长,芯样取出速度快,减小芯样与钻具内顶部的摩擦,延长了钻具的使用寿命,节约了施工成本,加快施工进度,保证了成孔质量;合金钢齿能抗高温耐磨,且对坚硬的岩石混凝土钢筋的切割力更强,切割速度更快,节约换齿时间,提高了钻孔速度,节约了施工成本。同时,本申请采用的另一种结构的自制取芯钻,可以适用于对岩石不坚硬或柔软地质,能快速取出渣土;能迅速清出桩机孔底的松散渣土。总之,采用此自制钻具取芯时,芯样长,钻时扭矩大,取芯底部与下一原芯容易断开,芯样一次性取出率高,同时使得钻杆与钻具接触时压力增大,扭矩减小,很好地避免了钻杆头扭断,并防止了钻具掉入孔中,极大节约了施工成本,并提高和保证了成孔质量及速度。本申请提供的自制破芯钻即尖斗钻,适用于纵向钢筋太长,混凝土芯样无法取起时,采用尖斗钻破坏芯样,局部取出混凝土渣及纵向钢筋。成孔时,纵向孤石直径略小于孔径时,纵向尺寸过深,采用此钻,可迅速破坏孤石,取出尘渣,快速成孔。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例一

1、工法特点

1.1采用筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔方法有效的解决了在钢筋混凝土结构物上无需爆破,不破坏结构物快速成孔施工难题,从而保证了质量、安全的要求。

1.2有效的解决了地下水位较高,孔内渗水较大,桩基顶面标高在水下较浅的岩石。钢筋混凝土结构物上成孔是无需排水、防渗处理。

1.3解决了成孔时不使用泥浆,有效的保护了生态环境的平衡,节约了施工场地。

1.4采用筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔方法,设备的进场,出场,电源的要求,对施工场地内的地面要求低

1.5采用筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔方法,混凝土浇筑时孔内不用浑水浇筑,使得混凝土没有隔层,有效的保证了混凝土与原结构物结合更密实。

在处理钢筋混凝土结构物加固时,有效的保证了新旧混凝土无隔层的结合能力。从而混凝土浇筑采用清水桩水下混凝土浇筑,使得混凝土浇筑不夹渣,桩内沉渣少,保证了浇筑混凝土的质量。

1.6采用筋混凝土结构或坚硬整体基岩中快速成孔方法,在抢险的过程中,不论天气状况,地质条件好坏,都能快速的投入抢险施工。

2、适用范围

本施工方法用于软层、漂卵石层、强风化层到弱风化层及钢筋混凝土结构物中成孔,尤其适用于不能使用爆破的地质和钢筋混凝土结构物中和浅水中钢筋混凝土结构物及块石进行加固处理及快速处理临水边的结构物。在抗洪抢险的过程中能够快速的在坚硬整体岩石上成槽、成孔。如若地层下存在着有害气体时,利用此方法不但可以快速成孔,又能及时排除有害气体,消除安全隐患。桩径在0.6m-2.5m的桩槽,深度在80m以内的桩基以及岩石或结构物强度在5-70MPa的桩槽工程。

3、工艺原理

采用普通钻机与自制的各种钻具和经过特殊培训的员工相结合在坚硬岩石和钢筋混凝土结构成孔。快速成孔的方式为旋转、切割。同时在桩内根据设计需要,下设钢筋笼,埋置超声波检测管,采用高质量的混凝土进行水下浇筑。

4施工工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程,如附图4所示。

4.2操作要点

4.2.1测量放点

根据桩基坐标利用全站仪放样,并作好孔位标记。

4.2.2桩临建

孔口旋挖机操作半径的安全防护

4.2.3桩造孔

采用普通旋挖机与自制钻具钻孔,钻孔除渣的方式采用不同的自制钻具提升出渣,钻孔的几乎尺寸必须满足设计要求。钻孔的操作要点如下:

摆放好旋挖机调整好钻具,使桩位中心线与钻具中点与旋挖机操作室里面的控制仪盘里的坐标十字点重合,钻具缓慢放于桩基原顶面进行钻孔。

钻孔过程中根据地勘资料及钢筋混凝土结构物选择相应的钻具。具体如下:

如果岩层在30MPa以内,选择普通自制取芯钻和平地钻相结合;如果30—70MPa选择特制取芯钻和尖钻相结合。

如果钢筋混凝土成孔时根据混凝土的厚度,及设计桩长及选择不同的钻机型号及配置特制钻杆。混凝土的强度在30MPa以内,钢筋在以内采用自制取芯钻和平地钻即可。如混凝土强度大于30MPa采用特制的取芯钻和尖头钻相结合。

如果遇顶层平面钢筋采用自制钻具进行切割钢筋网片,钢筋网片在切割完毕之后采用平地钻出渣。若混凝土中钢筋出现在不同断面且直径大小不明的情况先采用自制取芯钻旋转、切割钢筋混凝土结构物,再用特制的尖头钻出渣。

如果钻到混凝土底面钢筋网层与基岩接触面时,操作手应控制好加压强度,一般加压到 11-26Mpa为宜,慢速对钢筋网片、混凝土、基岩顶面进行旋转、切割、成孔。

在钢筋混凝土结构中成孔时,加入适量的清水,降低钻孔时产生的混凝土粉层,降低钻具的温度。

在钻孔时进入钢筋混凝土底面50cm与岩石顶面接触时需密切注意操作室里面仪器进尺数据和仪器表上的加压强度,不断的调整钻头的种类及刀片的型号。

钻孔时遇竖向钢筋采用自制取芯钻,钻至50cm时换自制尖头钻进行切割钢筋纵向出渣。

在钢筋混凝土结构物及基岩钻孔进入水下时应先采用自制的取芯钻与自制平地钻相结合进行钻孔出渣。

钻孔过程中随时检查钻具的磨损状况,及时更换钻具的刀片以保证孔径的几何尺寸,操作手随时观测仪表盘上的坐标值,以保证孔径的垂直度。如发现有偏孔,缩孔的现象及时采用自制取芯钻校正孔的几何尺寸。

4.2.4桩清孔

在桩造孔完毕后,先清理孔壁四周松散渣,然后在清理桩底沉渣,桩底沉渣不能超出设计要求,各项指标满足施工规范要求。

4.2.5桩成孔验收

先用全站仪检测桩的平面位置和桩基顶高程。再制作一个6m-12m长,直径小于设计桩径2cm以内的钢筋探笼,实用吊装设备把钢筋探笼缓慢的从桩顶面放入桩底面,放入过程中探笼钢绳必须居中。如果顺利通过桩的直径,则符合设计要求。使用带免棱镜功能的全站仪,对准探笼钢绳测算出每下一米的坐标值,计算结果是否满足设计要求。

4.2.6钢筋房的建设

根据施工现场确定钢筋加工房的位置,首先进行场地平整,用型钢制作一个钢筋笼平台。操作平台应该足够的刚度和稳定性,并保持在一个水平位置上,表面平整度应满足施工加工钢筋笼的施工规范要求。钢筋原材料和检测管应放置在活动钢结构的仓库内。钢筋和检测管应放置在离地面30cm以上的平台上,避免钢筋氧化。

4.2.7钢筋笼及检测管的制作与安装

钢筋及检测管进入库房时实验室应先检测原材料是否符合设计要求。下一步需进行连接头及焊条的检测,当检查合格后在进行钢筋笼的制作。钢筋笼应在专用的平台上制作,当制作完毕后,使用拖车将钢筋笼运输到所需桩位旁。

钢筋笼的制作程序

先将合格的原材料按照图纸进行切割—攻丝焊接)—组装钢筋笼—组装检测管—出产验收

钢筋笼的安装程序

将合格的钢筋笼运输到现场-摆放好吊装设备-起吊钢筋笼-缓慢放入孔内-校核点位-固定钢筋笼

吊装过程注意事项

吊装时应选用带有大小钩的吊装设备,配备专业人员指挥,吊装时应先采用大钩,平行将钢筋笼从拖车上调到孔口最佳位置,然后采用大小钩相结合的方法。

起吊时先使用小钩水平将钢筋笼掉起离地面1.5左右,在使用大小钩同时启动,使钢筋笼成为一个倾斜角度到达60度以上缓慢松开小钩,启动大钩使钢筋笼垂直于地面,旋转大臂对准桩基,缓慢放入孔内,钢筋笼在吊装过程中始终保持距离地面50cm-150cm。

这样可以避免钢筋笼局部与地面产生变形,保证了钢筋笼的吊装质量,钢筋笼吊装大臂旋转的过程中,应在钢筋笼底上来1.5m-2m的位置,系1-2根缆风绳由地面操作人员固定缆风绳,慢慢的随大臂旋转。这样保证了钢筋笼在旋转的过程中不随意摆动,也提高了吊装时人、机的安全系数。

钢筋笼放入桩底时,应采用悬空固定钢筋笼的办法。悬空高度应与桩基底部相距3-5cm,这样避免了因钢筋笼自身的重量造成的扭曲变形,保证了钢筋笼的垂直度,保证了底部钢筋与桩底基岩不生直接接触,桩基底形成了一个混凝土保护层。钢筋笼固定好后,应在超声波检测管内注满清水,然后封闭好检测管上口,这样可以避免混凝土浇筑时检测管接头局部漏浆,造成检测管堵塞。

钢筋笼放入孔内时,检查加强箍与主筋焊接是否牢固,如发现缺陷及时处理。

钢筋笼起吊前应检测桩底沉渣是否符合设计及施工要求。如沉渣超出设计与施工规范,应及时用平底钻清孔,直到达到设计与施工规范要求,才进行钢筋笼的吊装。

4.2.8导管及料斗的安装

导管采用直径300mm的无缝钢管,标准节为3m长,接头为丝口连接,且安装好密封圈。导管主装前应先做封闭实验,封闭实验采用气压或灌水的方式,封闭实验导管的应大于桩长的30%以上。若导管的接头及导管导身发生漏水,应及时处理或换掉。

料斗根据桩直径的大小来选用混凝土容量,第一斗混凝土容量应满足水下混凝土的施工规范要求,料斗的球阀应符合施工规范要求。料斗采用钢绳安装,安装导管时应一节一节连接安装,导管的底部与桩基底部的距离应满足施工规范要求。孔内水深应满足水下混凝土浇筑要求。

4.2.9桩基水下混凝土浇筑

混凝土搅拌采用系统拌合楼拌制,运输采用9-12m3的罐车运输,桩基水下混凝土浇筑要点如下:

混凝土浇筑前根据水下混凝土设计

配合比选择合格的地材,外加剂的选用根据当地的气候条件和运输距离来调整混凝土外加剂的早强和缓凝时间,主材水泥的选择应符合水下混凝土的要求。

混凝土在拌合时应根据地材的含水率高低来调整好混凝土的塌落度。

混凝土运输时间不能超出混凝土的缓凝时间,混凝土到达施工现场必须做塌落度实验,如混凝土塌落度不符合水下混凝土要求,混凝土不能入仓,应返回拌合站。如混凝土的和易性差,也不能进行混凝土的浇筑。

混凝土入仓前应检测桩基底部沉渣是否满足施工规范设计要求,如沉渣过厚超出施工规范设计要求应撤出料斗及导管进行桩底沉渣清理。清理时采用小于钢筋笼直径的平底钻进行沉渣清理。

浇筑混凝土时,第一次封底混凝土的方量应满足水下混凝土浇筑施工规范要求。

第一次封底混凝土浇筑后应做好浇筑进尺记录和埋管深度,埋管深度应符合水下混凝土施工规范要求。

桩基混凝土浇筑的过程中,应随时撤掉混凝土进尺速度及埋管深度,到撤管时必须及时撤出导管。

桩基混凝土浇筑时每根桩应不间断的浇筑,这样可以避免出现断桩,冷施工缝的现象。

混凝土浇筑应超出设计高程50cm-80cm,浇筑时应注意孔内的排水处理。

4.2.10超声波检测或钻芯取样

混凝土浇筑后强度达到90%以上,进行超声波检测或钻芯取样,超声波检测前应检查超声波管内水是否注满,用小于超声波管内径的铅球,测试超声波管是否畅通,用测绳测量超声波管内是否有沉渣。

钻芯取样根据设计要求进行抽查取样做好取样记录和送检报告。超声波检测和钻芯取样达到设计要求,才能进行下一步的工作。

4.2.11清理桩顶混凝土

清理桩顶混凝土深度时应满足设计高程,如果清理达到设计高程时,混凝土如有夹渣不密实的现象,应向下清理直到满足混凝土设计要求为止。清理桩头时应保护好锚固钢筋及预埋件,割除超过混凝土顶面的检测管,封闭好检测管口,为了更好地保护好预埋件及锚固钢筋。先用风镐剥除钢筋保护层混凝土,在用专用剥桩工具割除多余混凝土。

4.2.12完工清场

桩基各项指标验收合格后,进入下一步工序,如无下一步工序进行场地清理。

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