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抗滑桩施工工艺
发布日期:2021/4/27 浏览次数: 142次
一、工艺特点
1、施工工艺比较简单。
2、可操作性较强。
3、机械装备程度较底。
4、技术含量要求不高等特点。
二、实用范围
1、实用于铁路工程、公路工程、水利工程滑坡、古滑坡的病害整治。
2、自然灾害(地震、泥石流、暴雨)所造成的山体滑坡的病害整治工程。
三、工艺原理及设计要求
1、工艺原理抗滑桩通常为钢筋混凝土或钢轨混凝土桩体,抗滑桩的分类根据滑坡体的规模大小分为单排抗滑桩及多排抗滑桩,单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙相连接形成整体,桩间墙通常为两种,一种是预制钢筋混凝土板,另一种是浆砌片石挡土墙。作用机理:抗滑桩由锚固段及抗滑段组成,锚固段是保证桩体的自身稳定性,抗滑段主要承担滑坡土体的下滑力,它的作用是阻止滑坡体沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动,承担滑坡体的整体下滑力,从而达到增强山体滑坡的稳定性及滑坡整治加固的目的。
2、工艺设计要求
1)抗滑桩的设计原则上要满足以下几点:
桩间土体在下滑力作用下,不能从桩间挤出去,通过控制桩间的距离来进行控制,处理措施通常为桩间钢筋混凝土挡土板或桩间浆砌片石挡土墙两种。
桩后土体在下滑力作用下不能产生新滑面自桩顶滑出,要进行越顶检算,通过桩高来控制。
桩身要有足够的稳定度,在下滑力的作用下不会倾覆,通过锚固桩深度来控制。
桩身要有足够的强度,在下滑力的作用下不会破坏,对桩进行配筋来满足。
2)抗滑桩的直径和间距抗滑桩水平截面长(a)、宽(b)和间距(d):抗滑桩通常设计为矩形,抗滑桩的间距通常为抗滑面边长的2倍,其水平截面长、宽和间距取值见具体要求
注:抗滑桩水平截面长(a)、宽(b)和间距(d)的取值与滑坡体的地质情况有关。
3)抗滑桩的强度通常设计为C25钢筋(钢轨)混凝土。
四、工艺流程
施工准备测量定桩位开挖孔口加工绑扎护壁钢筋立护壁模灌注护壁砼施工下节护壁1224小时后拆模下桩钢筋检查基底标高灌注桩身砼结束
五、操作要点
1、施工准备
1)熟悉设计文件对抗滑桩设计文件进行审核,主要审核设计工程数量、桩顶高程、桩长、钢筋布置及平面位置是否合理等内容,若设计工程数量有误及抗滑桩平面布置与实地不一致时,应及时与设计院联系进行变更设计处理。
2)材料的选择和材料的储存、堆放根据抗滑桩设计文件,对抗滑桩工程所需的原材料(钢材、水泥、砂、碎石等)进行调查及选择,所有原材料必需满足设计文件的要求,同时根据施工工期要求及设计工程数量合理确定材料的库存量,砂、碎石、水泥的堆放需要满足安全标准工地及文明施工要求。
3)原材料的试验及配合比的选定抗滑桩所有原材料进场前必须进行试验及检验,合格后方能进场使用,同时根据设计文件混凝土的标号作好配合比的设计工作。
4)设置混凝土拌合站混凝土拌合机采用500型强制搅拌机,集中拌制混凝土,混凝土运输采用灌车进行运输。
5)桩孔照明及通风设施桩孔照明采用36V低压照明,为保证用电安全,在灯泡外设置钢丝网护照;当抗滑桩深度超过10m,为保证施工人员的安全,必需向桩孔通风,根据桩孔设计深度选择不同功率的鼓风机进行通风,并随时检测孔内有害气体的浓度,如有超标,则暂停施工。
6)模板制作及钢筋加工抗滑桩护壁模板采用钢模板;钢筋加工在加工房内进行,按设计文件要求对钢筋进行加工。
7)测量放线施工前对抗滑桩进行准确测量放线,并设置护桩以便桩孔开挖过程中及时进行校核。
8)位移观测为观测滑坡位移情况,在桩体及桩外设置观测点,每天早、晚各观测一次并作好记录。
2、施工工艺
1)开挖孔口开挖首先要进行桩孔锁口施工,桩孔锁口采用C20钢筋混凝土,桩孔锁口高出地面0.2m
2)绑扎护壁钢筋护壁钢筋主筋采用Φ16螺纹钢,箍筋采用Φ12圆钢。桩孔锁口钢筋布置图护壁钢筋严格按设计要求加工,人工起吊放入桩孔绑扎,为使分节施工的桩孔连成一个整体,对护壁分节处要保证钢筋搭接良好。
3)护壁立模护壁钢筋完成后进行护壁立模施工,护壁模板采用钢模扳,为确保桩体尺寸,必要时可将桩体长宽各加宽5cm,同时护壁模板加固要牢固。
4)灌注护壁混凝土桩孔护壁混凝土灌注之前先清除孔壁上的松动石块和浮土,使护壁混凝土紧贴岩面;护壁混凝土通常要求与桩身混凝土同标号,护壁混凝土必需捣固密实,以确保桩孔开挖施工安全。
5)拆模施工待护壁混凝土强度达到设计强度的75%时即可进行拆模施工。
6)开挖下一节模板拆除后即进行下一节的开挖,桩孔开挖采用八字形开挖。
7)围岩开挖方法
碎石类土桩孔开挖采用人工用风镐开挖,每循环开挖高度0.51.0m,开挖后施工钢筋混凝土或素混凝土护壁,然后再开挖下一循环直到挖至设计桩底高程,若碎石类土自稳能力较差易产生坍方时,则对桩孔四周孔壁打入注浆小导管进行注浆加固处理,并打入Φ22砂浆锚杆,锚杆长1.52.0m,同时及时施作钢筋混凝土护壁。
风化岩类桩孔开挖采用小药量控制爆破法进行开挖施工,装药系数控制在0.3kg/m³以下,非电雷管起爆,每循环钻孔深度1.52.0m,开挖深度1.21.8m
有水桩孔开挖通常滑坡体内地下水丰富,桩孔开挖时在一定高度范围内会出现渗水及涌水,根据水流大小配备不同杨程抽水机随时抽取孔内渗水,同时有水地段每循环的开挖高度要缩短,并及时施作钢筋混凝土护壁,混凝土采用添加早强速凝剂以提高护壁混凝土的早期强度。
8)检查标高桩孔开挖完成后进行桩底标高检查,检查方法采用绳吊法,根据锁口顶面标高及桩长确定桩底标高,桩孔开挖至设计标高后必须将孔底浮碴清理干净。
9)桩身钢筋笼根据设计图纸在钢筋加工房将钢筋下料制作成型,待准备灌注前用钻塔三角架与葫芦吊将钢筋笼吊入孔内,将制作好的钢筋笼安放至孔底,安装就位,钢筋采用搭接焊接。为保证施工中钢筋与钢筋笼不移位,沿桩身四周每2m4根¢22钢筋笼主筋点焊牢固,支撑在护壁上。
10)报检钢筋笼施工完成后,经自检合格后向监理工程师进行报检,检查完毕进行下一步钢筋混凝土灌注施工。(11)灌注桩身混凝土在混凝土灌注前首先检查桩孔净空断面尺寸及桩身钢筋,合格后抽干孔内积水,清除孔底松碴,安好漏斗,搭接好串筒,即可灌注混凝土;灌注中串筒底至混凝土面高度保持在1m以下,采用插入式捣固器振捣密实,每灌注50cm厚捣固一次,在灌注第二层时振捣器插入第一层混凝土5cm深进行捣固,以使层与层之间混凝土振捣密实。
3、推荐的主要施工技术参数
1)钻爆参数
钻孔直径D=38mm
炮眼间距A=0.5m
炮眼排距B=0.4m
钻孔深度H=1.82.0m
堵塞长度L=0.40.6m
炸药:Φ32硝铵及乳化炸药,孔内有水时装乳化炸药,无水时装硝铵炸药。
每孔装药量:Q=K×V=K×A×B×H;式中K为单位炸药消耗量,取K=0.280.3kg/m³,雷管采用脚线为3m的非电雷管,段位选用19段。
2)钢筋混凝土配合比参数
水泥:选用32.5普通硅酸盐水泥。
碎石:选用20mm40mm的连续级配,其压碎值≤16%,大截面桩身碎石可选用最大粒径不超过80mm的碎石。砂:采用细度模量为2.63.0的中粗砂。
配合比采用:水泥∶砂∶碎石=123.41,水灰比W/C=0.55,每方混凝土水泥用量为330360kg。若采用混凝土外加剂(减水剂),每方混凝土可节约水泥用量30kg左右。
六、质量要求及质量控制要点
1、抗滑桩施工质量要求
1)抗滑桩要有足够的锚固深度。
2)抗滑桩的几何尺寸及垂直度必需符合设计要求。
3)为确保开挖安全,抗滑桩护壁质量及工艺必需满足施工要求。
4)抗滑桩桩身钢筋必需要有足够的保护层厚度。
5)抗滑桩的强度必需符合设计要求。
2、质量控制要点
1)材料控制抗滑桩所用砂、碎石、水泥、钢材必需符合设计及规范要求,砂的细度模量控制在2.42.7之间,含泥量小于3%,碎石采用24cm的连续级配,含泥量小于2%,水泥采用R32.5早强水泥,钢材采用大型钢厂生产的钢材。
2)配合比选用合理的配合比是保证抗滑桩施工质量的先决条件,根据试验设计施工配合比。
3)混凝土拌合混凝土拌合必需严格按配合比进行投料,根据拌合站距施工现场的距离及天气情况控制好混凝土的坍落度,同时要控制好混凝土的搅拌时间,若混凝土搅拌时间过短,会出现混凝土拌合不均匀,若混凝土搅拌时间过长,则混凝土会产生离析等现象。
4)开挖过程和桩底地质
抗滑桩挖至滑面或设计锚固基点时,应对抗滑桩设计桩长及锚固深度进行效核。
要保证抗滑桩的几何尺寸及垂直度符合设计要求,施工中要作好测量放线工作,并随时进行校核,采用方法是将抗滑桩的中心点准确设置护桩在桩孔锁口上,施工过程中用线锤控制桩孔中心及校核其垂直度。
抗滑桩护壁钢筋及护壁混凝土必需按设计要求进行施工,以确保桩孔开挖安全。
桩孔挖至设计标高时,需对其地质进行分析,抗滑桩设计为柱桩,其地基承载力必需满足设计要求,若达不到设计要求时,应请设计院对桩进行加长处理,灌注砼时要将孔底浮碴清理干净。
5)钢筋笼的制作钢筋的制作及绑扎严格按设计及规范进行制作,抗滑桩桩身钢筋在定位安装绑扎时,需在主筋后面设置混凝土垫块,以确保其有足够的保护层厚度,桩身钢筋在对接时,同一截面钢筋接头不能大于50%,钢筋的焊接质量及搭接长度必需符合规范要求。
6)混凝土灌注用于抗滑桩工程的所有原材料必需符合设计及规范要求,砂、碎石、水泥需经试验检测合格后方能进场使用,混凝土的拌制严格按试验室的配合比进行拌制,混凝土的捣固采用插入式振捣器进行捣固,采用快插慢抽先周边后中间的方法进行捣固,确保混凝土的捣固质量。
3、抗滑桩质量通病的处理
抗滑桩质量通病通常存在两个方面:一是桩身完整性,常见的缺陷有夹泥、断裂、因滑坡段位移而出现缩径、扩径、混凝土离析等;二是影响桩底支承条件的质量问题,主要是混凝土灌注前清孔不彻底,孔底沉淀厚度超过规范极限,影响其承载力。
针对上述质量通病施工过程中就应密切关注各道工序的施工,严格控制各道工序的施工质量,抗滑桩在滑坡段开挖时要加强混凝土护壁施工质量的控制,采取有效措施控制其桩孔变形,避免出现缩径和扩径现象;桩身混凝土离析产生的主要原因是串筒底距离混凝土面高度较高,因此混凝土桩身灌注时要严格控制串筒底离混凝土面高度在1.0m1.5m范围之中,同时要加强混凝土的振捣,以确保桩身的完整性;桩身混凝土灌注前必需抽干孔内积水和清除孔底浮碴,以便抗滑桩锚固段能达到其锚固效果。
七、施工安全与环保措施
1、设置专职安全员,必须逐孔全面检查各项施工准备工作,做好安全技术交底,使安全管理在思想、组织、措施上得到落实。
2、孔桩开挖过程中,必须有专人巡视各挖桩孔的施工情况,严格做好安全监护。
3、孔桩开挖应交错进行。桩孔成型后即时报检浇注桩身混凝土,正在浇注混凝土的孔十米半径内的其他桩孔下严禁有人作业。
4、挖孔人员应经健康检查和井下、高空、用电、简单机械和吊装等安全培训考核;每孔作业人员应不少于三人;作业人员应自觉遵章守纪,严格按规定作业。
5、挖孔、起吊、护壁、余渣运输等所使用的一切设备、设施、安全装置(含防毒面具)、工具、配件、材料和个人劳动防护用品等,必须经常检查,做好管、用、养、修、换,确保完好率和使用安全度。
6、每次下孔作业前必须先通风,作业过程中必须保持继续通风,为确保通风和连续性生产,挖桩施工必须备用柴油发电机应急。
7、孔下作业必须在交接班前或终止当天当班作业时,用手钻或不小于Ф16钢钎对孔下作不少于三点的品字侦探,正常作业时,应每挖深50cm左右就对孔下作一次勘扦,确定无异常时,才继续下挖,发现异常,即时报告。
8、为预防有害气体或缺氧等中毒,必须对孔内气体抽样检测,凡一次检测有毒含量超过容许值时,应立即停止作业,进行除毒。
9、桩孔护壁后,在无可靠的安全技术措施条件下,严禁破砼壁修孔,基岩部分需爆破时,必须制定详细的爆破方案,孔内爆破时,现场其他孔下人员必须全部从桩孔内撤离,在孔内人工凿岩要有防尘措施。
10、挖孔深度超过操作人员高度时,及时在孔口或孔内装设靠周壁略低的半园平护板(网)。吊渣桶上下时,孔下人员应壁于护板(网)下、护板(网)位置应随孔深增加,往作业面下引,在孔内上下递物和工具时,严禁抛掷和下掉,必须严格用吊索系牢。
11、成孔或作业下班后,必须在孔的周围设不低于80cm高的护栏或盖孔口板。
12、下孔人员必须戴安全帽和系安全带、安全带扣绳由孔上人员负责随作业面往下松长,上、下孔必须使用软爬梯、严禁用手脚爬踩孔壁或乘吊渣上下。
13、孔上与孔内人员必须随时保持有效的联系,应采用有线或无线对讲机,步话机等良好的通讯设备,或其他可靠的联络通讯办法。
14、电工必须持证;电器必须严格接地接零和使用漏电保护器三种安全保护;电器安装后经验收合格才准接通电源使用,各孔用电必须分闸,严禁一闸多孔和一闸多用;孔上电线、电缆必须架空,严禁拖地和埋压土中,孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施;孔内作业面照明应采用安全矿灯或36伏以下的安全电压。
15、工作人员上下桩孔所使用的电葫芦、吊笼必须是合格的机械设备,同时应配备自动卡紧保险装置,以防突然停电,不得用人工拉绳子运送工作人员或脚踩护壁凹凸处上下桩;电葫芦宜用按钮式开关,上班前、下班后均应专人严格检查并且每天加足滑油,保证开关灵活、准确、链无损、有保险扣且不打死结,钢丝绳无断丝;支承架应加固稳定,使用前必须检查其安全起吊能力;桩孔内必须放爬梯或设置尼龙绳,并随挖孔深度增加放长至工作面,作应急之备用。
16、挖出的土石方应及时运走,孔口四周2m范围内不得堆放杂物,机动车辆通行时,应做出预防措施或暂停孔内作业,以防挤压塌孔。
17、当桩孔开挖深度超过5m时,每天开工前应进行有毒气体的检测,一般宜用仪器检测,也可用简易办法,如在鸟笼内放置鸽子,吊放至桩孔底,放置时间不得少于10min,经检查鸽子生态正常,方可下孔作业。
18、每天开工,应将桩孔内的积水抽干,并用鼓风机或大风扇向孔内送风5min,使孔内混浊空气排出,才准下人,孔深超过10m时,地面应配备向孔内送风的专门设备,风量不宜少于25L/s,孔底凿岩时应加大送风量。
19、挖孔抽水时,须在作业人员上地面后进行,抽水后检查断开电源才准下孔。
20、挖孔、护壁、浇注桩心过程中如遇意外,急需进行安全抢救或技术处理时,必须严密急救组织工作,要有相应的技术安全措施,避免事故的扩大和恶化。
21、弃土场要设置挡碴墙,及时做好边坡的加固。
22、挖孔弃土不得堵塞河道、沟渠及原排水系统。
23、做到工完料清,场地整洁,文明施工。
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