曹妃甸特大桥施工方案Word文档格式.docx
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各向风速6级出现频率为4.9%。
年平均相对湿度约66%。
年均降雨量为596.4mm,历年最大降水量934.4mm,日最大降水量266.2mm,日降水大于25mm的年平均日数为6.5d。
本地区降水大多集中在夏季6~9月,冬季降水最少,降雪期为12月至翌年3月。
桥位处的主要灾害性天气为台风和雷暴,但上述两种灾害性天气在桥区发生的频率均较低,台风平均每三年出现一次,雷暴平均每年出现2天。
Ⅲ、水文情况
大桥沿线水下地形因吹砂填海工程影响,河床底标高变化较大。
大桥线位经过的海底地形深度在-1m~-18m之间。
海湾属规则半日潮类型,最大涨潮流速可达1.2m/s,最大落潮流速可达0.95m/s。
大桥所在的海区基本不受外海波浪的影响,强浪方向为ENE,最大浪高4.9m,次强浪方向为NE,最大浪高4.1m。
桥位区结冰期为12月中旬至翌年2月中下旬,其中1月为盛冰期。
冰层厚度一般为10~20cm,盛冰期重叠冰厚度可达30~40cm。
第三章现场施工准备
Ⅰ、劳动力组织
纳潮河段劳动力主要来源,主要从我集团长期配合的战备舟桥处为主要劳务分包,针对施工中的各专业项目强的施工项目,由我集团内部下属的各配套专业分公司承担。
专业施工队伍人员要持证上岗。
根据概算定额,预计现场平均作业人数约300~400人,高峰期现场上劳人数为500人左右,每月的劳动力计划,以工程进度情况及时编制上报。
Ⅱ、机械设备配备
本工程所投入的主要机械,均由项目部筹安排下,由工区统一指挥、使用,其中阶段性及加工性机械随工程进度情况逐步进、出场。
依据施工进度计划、工程量及机械台班量确定主要机械投入情况见大施组。
第四章主要分项措施方案
Ⅰ、栈桥施工方案
对曹妃甸特大桥纳潮河水域段185#~225#施工总体采用两种方案:
对浅水区采用棱体吹沙填筑便道和施工平台(185#~190#、217#~225#);
对深水区采用搭设钢栈桥为便道、搭设钢结构桩孔平台(191#~216#)、钢板桩围堰、钢吊箱进行施工。
一、施工方案及工序
根据现场考察情况、设计文件及工期要求,本栈桥施工共分六个工作面同时展开施工,同时开展四个水上作业面,由浮吊进行栈桥下部基础施工,并由两台25t汽车吊分别从两岸向中间用钓鱼法进行栈桥上部结构施工。
除用以上多作业面同时开展施工外,还分别安排人员负责栈桥附属设施安装,并负责栈桥桥台施工、连接线路基路面施工。
所有贝雷主梁和型钢的铺设由1汽车吊完成,主梁预先拼装及零部件预加工由汽车吊在两岸加工场完成,加工好的主梁及零部件由拖车运至施工栈桥桥头。
因栈桥较长且大部分在海水中,为精确定位,在施工前首先沿栈桥轴线一侧每500米打设一座测量平台,利用全站仪进行全部测量定位作业。
栈桥拟建设在主桥线西侧,栈桥东侧边缘距主桥西侧边缘1m。
主要工程项目的施工方案、施工方法工如下:
1、测量平台施工方案
因该栈桥较长,为准确定位测量满足施工需要,在施工前首先搭设施工测量平台,测量平台设在栈桥右侧,沿栈桥轴线每500米设立一座。
(1)结构:
测量平台尺寸为4×
6m;
采用4根φ600mm钢管桩作基础,钢管桩入土深度在6m以上,桩间用剪刀撑连接,桩顶纵横铺设Ⅰ25和I12.5工字钢,上面铺设方木或δ=4mm钢板,四周设栏杆和扶梯。
(2)施工作业:
采用水上浮吊配合振动锤将钢管桩沉入土层,浮吊配合安装型钢和方木、钢板、栏杆和扶梯。
利用落潮时的低水位进行桩间剪刀撑的焊接。
二、栈桥施工方案
(1)栈桥桥台施工方案
拟采用填土筑岛,浇注混凝土承压,抛石护坡的方案。
①由现有便道向海中填土筑岛,直至0#台处,填至1#墩墩顶标高处。
②浇注混凝土做简易桥台,铺设I45工字钢承压,架设第一跨贝雷梁。
③继续填土至桥面标高,抛石护坡。
(2)栈桥钢管桩基础施工方案
该标段栈桥部分设计为钢管桩基础,根据现场情况及施工计划的安排,钢管桩拟使用四台浮吊同时进行作业。
①钢管桩加工方法:
采用δ=12mm钢板卷制的螺旋钢管,在生产厂家订制加工,焊接质量和材质均严格按照国标和设计技术标准执行。
加工好的钢管桩汽运至岸上由加工厂家按设计尺寸接长。
钢管桩海床面以上部分采取喷砂除锈、涂防锈漆进行防腐蚀处理(具体防腐工艺见后)。
②浮打设钢管桩方法:
利用浮吊同时开多个工作面,端逐孔展开施工。
首先将钢管桩用运输
船运至墩位,然后利用定位船或定位导向框对钢管桩进行定位,确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振动锤将钢管桩打入河床指设计标高。
③钢管桩定位:
定位船定位法是用浮箱拼组成10.4×
15m的船体,在其两侧安装可活动可调整的悬臂框架。
施工时采用两次定位,初定位是船体定位,在仪器监控下,利用船体四角“八字”锚缆将船体初步定位,在四角打入四根φ529mm定位桩,使船体只可随潮位上下浮动。
二次定位是利用悬臂框架定位,在仪器监控下,将活动框架准确定位,用骑马螺栓和浮箱连接牢固。
此种方法一次可定位6根钢管桩。
此船体可坐滩使用,可实现全天候作业,待打桩完毕后,可将活动框架螺栓松开,将框架吊离钢管,把船体移至下一墩位。
定位导向框定位法是提前在岸上用型钢加工成定位导向框,在钢管桩打设前,利用浮吊配合测量仪器将定位导向框吊至施工墩位处,再利用导向框上的可移动卡位器二次精确定位,最后使用浮吊配合振动锤插打钢管桩,钢管桩插打完毕后,将定位导向框吊出,移至下一墩位处施工。
此方法优点是定位速度快,缺点是受定位导向框本身高度限制,水位过深时无法使用。
(3)钢管桩插打注意事项
①钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制。
当钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时,则不能强行施沉,以免钢管偏位或变形,要分析其原因,若桩尖遇到异物时,则须采取相应合理措施,以满足施工要求。
钢管桩施工的平面位置、倾斜度必须满足设计要求。
②钢管桩施打时,若桩顶有损坏或局部压屈,则对该部分予以割除并接长至设计标高。
③由于施工环境十分恶劣,经理部将安排相关部门做好天气及海洋预报资料的收集,并及时将相关情况传达到参与现场施工的相关部门或个人。
同时要求现场设立潮位观测标尺,适时进行潮水位观测并做好记录。
(4)钢管联结
每个墩位的3根钢管桩振沉完成后,检查桩的偏斜及入土深度与设计无误后,及时按设计将钢管桩间的横向φ273mm平联钢管及[20槽钢剪刀撑焊接,并在桩顶焊接I45工字钢垫梁连成整体。
铺设I45工字钢垫梁前,要在桩顶按设计尺寸气割槽口,并保证底面平整,再用浮吊或汽车吊放分配梁并与钢管桩焊接固定。
(5)贝雷桁架、横向分配梁、纵向分配梁和桥面系施工
贝雷桁架在岸上加工场拼装成型,双排十片一组(L=15m);
桥面系岸上加工成大块整体单元。
横向、纵向分配梁(I25、I12.6工字钢)在加工场按设计尺寸加工成型。
由平板拖车运输至位后,汽车吊直接吊装就位,依次逐跨施工,人工固定连接牢固。
横向、纵向分配梁施工完成后,立即组织铺设桥面板。
桥面板由厂家根据设计宽度定做,汽车运输到位后利用汽车吊吊装架设,依次逐跨施工。
上铺桥面板同时安装桥面栏杆。
(6)调车平台施工
施工方法同栈桥施工,施工过程中平台还可用作栈桥施工的材料临时存放场地。
(7)栈桥维护施工
由于栈桥需使用时间较长,必要的维护是维持栈桥使用寿命的有力保障。
我部将定期对栈桥进行全方位的检查和修善,以确保栈桥的使用安全性。
具体的维护施工方案包括以下几点:
①定期复测海床冲刷标高,若冲刷超过设计值时,及时与监理、设计反映,采用抛沙袋等办法进行维护,防止深层冲刷影响栈桥的稳定性。
②定时检查桁片连接件有无松动情况并及时紧固。
③检查栈桥各构件连接情况,及时进行修补。
④检查路灯线路及灯泡的完好情况,发现损坏的及时修复。
⑤对栈桥面板和防滑钢筋发生翘曲或损坏的部位,及时修复或更换。
⑥对锈蚀的钢构件进行处理并涂刷防锈油漆。
⑦观测桩是否有下沉,有则采取相应措施。
(8)栈桥拆除施工
栈桥拆除施工与栈桥搭设施工工艺基本相同,但施工顺序相反。
①桥面系在连接部位切割断开,整体吊装到运输船上运至临时码头解体,汽运出场。
②贝雷桁架每两片一组整体吊装到运输船上运至临时码头解体,汽运出场。
③基础钢管桩用履带吊机或浮吊配合振动锤拔除,整根吊装到运输船上运至码头解体,汽运出场。
三、钻孔平台施工方案(见后附图一)
为加快施工速度,压缩工期,提高工作效率,在栈桥施工的同时,展开钻孔平台的搭建工作,以供钻机进行桩基施工。
钻孔平台的结构形式与栈桥完全一样,自下而上分别为φ800mm钢管桩、I45工字钢垫梁、贝雷片桁架、I25及I12.6横纵分配梁、以12mm钢板做为平台面,钻孔平台顶面标高与栈桥顶面标高一致,且平台与栈桥相连,便于施工机具及车辆工作,平台管桩间以[20a槽钢为剪刀撑相连稳固,平台面上提前预留桩基施工孔位。
钻孔平台施工工序与设备机具与栈桥施工相同,这里不再赘述。
四、钢管桩防腐方案
因栈桥使用贯穿于整个主桥施工过程中,任重道远,取栈桥位于海水之中,海水腐蚀性较大,为保证栈桥基础在整个施工及使用过程中不被海水侵蚀,同时提高栈桥拆除后钢管桩的剩余价值,准备对栈桥的钢管桩基础进行防腐处理,处理后的栈桥基础,其安全性、实用性、美观性都将大大提高。
一般海水中的钢管桩防腐措施有阴极保护法、涂层屏蔽法等,结合本工程实际特点、栈桥使用时间、经济效益考虑,拟采用涂层屏蔽法(即在需防腐的部位涂刷防腐材料)进行钢管桩防腐。
根据海洋环境条件和腐蚀特点的不同,海水中的钢管桩基础分为五个区段:
大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区。
大气区与浪溅区的分界线为设计高水位加1.5m,浪溅区与潮差区的分界线为设计高水位,潮差区与全浸区的分界线为设计低水位,全浸区与海泥区的分界线为泥面。
钢管桩基础的大气区、浪溅区、潮差区和全浸区可以进行防腐涂层保护处理,海泥区无需也无法进行防腐处理,本方案将大气区、浪溅区和潮差区统称为水上区。
本工程将重点对钢管桩外表面的水上区进行防腐处理。
根据被保护钢管桩的材质、海洋环境腐蚀的特点、有效保护年限和环境条件等影响因素,参照相关技术标准中的规定,结合实际工程经验,本方案选用TO树脂涂料对钢管桩的水上区进行防腐处理
其主要技术标准:
(1)酸碱、耐水、耐大气老化;
(2)强度≥50kg.cm;
(3)附着力≥1级;
(4)弹性≤1mm;
(5)光泽95%;
(6)颜色及外观:
平整光滑,颜色纯正;
(7)冻融稳定性:
-60℃(7小时)室温(7小时)60℃(10小时)循环100次涂层无膜落,起泡现象,外观无变化;
(8)抗渗强度>
15kg/平方厘米;
(9)抗压强度:
139MPa;
(10)干燥时间:
表干:
1h20min,实干:
24h;
该涂料具有优异的防腐性能和良好的附着力,耐海水、耐阴极保护、耐磨性能极佳,可在腐蚀条件恶劣的海洋环境中起到长效防腐作用。
具体施工工序:
钢管桩在由厂家定购送至施工现场后,先在岸边加工场根据钢管桩表面情况进行喷砂打磨除锈,再用高压无气喷涂的方法对钢管桩进行涂料喷涂处理,喷涂共两遍,喷涂厚度由里向外分别为100μm和150μm。
喷涂完毕后,涂层外观目测检查必须均匀,无气泡、裂纹、流挂等缺陷。
Ⅱ、桩基施工
一、主要工程量
主要工程量详见表3-1
曹妃甸特大桥桩基工程主要工程量
部位
桩径
项目
单位
数量
桩
基
φ1250
桩长
m
14639
C45钢筋混凝土
m3
17955.6
φ1500
2572
4542.8
二、桩基施工方案及工序
曹妃甸特大桥纳潮河水域段桩基施工采用正循环钻机施工。
施工工艺流程图如下:
(一)、施工场地准备
施工前整平、压实场地,保证用足够的场地加工钢筋笼。
在钻机工作平台,为保证钻机工作时稳定,要科学布置施工现场的机械设备、沉淀池和储浆池位置,合理规划施工方向和顺序。
(二)、钢筋笼的制作与安装
1、钢筋笼的制作要求
在施工前总体计划安排,预先在专用的场地内进行钢筋笼的制作,以便桩孔检验合格后,及时进行钢筋笼安装。
钢筋笼的制作要严格按照钢筋的操作及焊接规程施工。
钢筋笼出场前必须经过质检工程师检查,合格产品应有明确标识,对于不合格的产品必须进行返工重做,杜绝不合格的产品投入工程使用。
钢筋笼的加工严格控制钢筋的质量、搭接方法、搭接长度、焊缝厚度、焊条种类等。
钢筋加工使之符合设计图纸和有关规范的要求。
钢筋笼采用环型模制作,制作场地保持平整。
钢筋的品种和质量,焊条、焊剂的牌号以及性能和钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头设置必须符合设计和有关标准的规定。
2、钢筋笼制作的技术及质量要求
(1)、钢筋笼焊接要求
钢筋焊接接头的机械性能,必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。
按设计要求的焊接方式对钢筋进行焊接,无漏焊、开焊。
电焊焊点处熔化金属均匀,无裂纹、多孔性缺陷及烧伤。
焊点压入深度符合钢筋焊接及验收的有关规定。
施工工艺流程图
1)、钢筋笼焊接用焊条采用大桥牌5系列焊条。
2)、钢筋笼主筋焊接必须采用闪光对焊;
在安装钢筋笼过程中需接长钢筋笼主筋时,采用单面搭接焊,焊缝长度不小于20cm;
箍筋接长采用单面搭接焊,焊缝长度不小于12cm或15倍d。
制作加强箍筋采用单面搭接焊,焊缝长度不小于24cm或15倍d。
螺旋箍筋与主筋连接时,采用点焊;
与加强箍筋连接时,采用点焊,连接处不少于3处焊点,每个焊点间距离不得大于10cm。
3)、采用闪光对焊时,接头处的外观质量应符合下列要求:
①、钢筋接头周缘应有适当的墩粗部分,焊包均匀,并呈均匀的毛刺外形。
②、钢筋表面不应有明显的烧伤或裂纹。
③、接头弯折的角度不得大于4°
。
④、接头轴线的偏移不得大于0.1d,并不得大于2mm(主筋20mm,故接头轴线的偏移不得大于2mm)。
4)、采用搭接焊时,钢筋接头的搭接部位应预弯,搭接钢筋的轴线应位于同一直线上。
焊缝宽度不少于0.7d,最小宽度不能小于8mm;
,高度不少于0.3d,最小高度不小于4mm。
5)、闪光对焊和搭接焊(电弧焊)的允许偏差见表6-1。
钢筋电弧焊和闪光对焊接头允许偏差表6-1
序号
类别
项目
允许偏差
1
电
弧
焊
接
头
搭接焊接头钢筋轴线
弯折角
4°
偏移
0.1d,且不大于3mm
焊缝高度
0~+0.05d
焊缝宽度
0~+0.1d
焊缝长度
~0.5d
咬肉深度
0.05d,且不大于0.5mm
在2d长处的焊缝表面上,焊缝的气孔及夹渣
2个
面积
6mm2
2
闪光对焊接头
接头处钢筋轴线
0.1d,且不大于2mm
接头表面裂纹
不允许
注:
d为钢筋直径,单位为mm。
(2)、钢筋笼用钢筋材质要求
1)、现场钢筋加工工班必须使用物资保障部统一采购的钢材加工钢筋笼。
其他渠道钢材严禁进入施工现场。
2)、钢筋表面清洁,带有颗粒状或片状老锈、经除锈后方可使用。
除锈后,仍留有麻点的钢筋禁止使用。
3)、φ10mm钢筋用作箍筋时,需调直后方可使用。
若进行冷拉,冷拉钢筋的机械性能必须符合设计要求和施工规范规定。
(3)、钢筋笼加工要求
1)、各部分尺寸
①钢筋笼总长=桩长+20cm×
(j-1)+107.5cm(注:
j为钢筋分节数)。
②钢筋笼直径=桩径-8cm×
2(钢筋笼直径为钢筋笼两侧主筋外侧的间距)。
③加强箍筋间距2.0m。
④箍筋间距20cm。
⑤φ1250mm、φ1500mm钢筋笼主筋间距严格按设计尺寸加工
⑥钢筋笼混凝土垫块厚度为10cm(从主筋中心算起)。
钢筋笼加工尺寸允许偏差,详见表6-2
钢筋笼加工尺寸允许偏差表表6-2
序号
允许偏差(mm)
检验方法
钢筋骨架在承台以下长度
±
100
尺量检查
钢筋骨架直径
20
3
主筋间距
0.5d(10)
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
5
箍筋间距或螺旋筋间距
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
注:
2)、钢筋笼严格按设计要求分节加工制作,确保尺寸准确、焊接牢固、整体顺直。
成型的钢筋笼应平卧放在平整干净的地面上。
3)、钢筋笼安装
采用吊车吊放,吊放时徐缓下放,预防刮破孔壁,钢筋笼在孔内安放居中,两截钢筋笼对接焊接时,应使钢筋笼和上节钢筋笼之间保持垂直,对接时应保证焊接长度,两边对称施焊。
孔口对接钢筋笼完毕后,需进行中间验收,合格后方可继续下笼进行下一节笼的安装。
钢筋笼下放至设计标高后,应进行钢筋笼的中心定位,中心偏差不大于2cm;
并且利用弯钩的短钢筋将钢筋笼挂在孔口的钢管上,并焊接固定在孔口防止钢筋笼下沉、移动或灌注混凝土时上浮。
(三)、钻孔桩施工
1、测量放样
钻孔平台施工完毕后立即进行桩位放样。
根据桩位设计图,利用全站仪测定桩位。
桩位放线确保准确无误,采用“十”字法拴桩,并作专门保护。
测量成果必须经自检、复测、测量放线报验等程序,经测量监理工程师复核后签字后方可开钻。
2、泥浆池设置及泥浆制备
为搞好施工现场保护,加强施工管理,泥浆池设在施工桩位相邻的护筒上,钻渣集中处理,严禁乱排乱放。
泥浆采用优质黏土由拌浆机拌制,拌好的泥浆储备在泥浆池中,钻孔时由泵送到钻孔内。
3、钢护筒埋设
钢护筒采用10mm和12mm厚的钢护筒,对浅水区采用内径大于钻头30cm,对深水区采用内径大于钻头40cm,人工配合吊车和振动锤进行埋设,护筒顶高与钻孔平台标高保持一致,同时满足孔内泥浆面高度的要求。
护筒埋设准确、稳定,入土深度不得小于8.0m。
其中心对准桩位中心,并采取措施保持护筒的垂直,埋设护筒顶面允许偏差为≤50mm,允许倾斜率为≤1%护筒全长。
4、钻孔
(1)、钻机安装及就位
将正循环钻机放置在承重平台上,调平钻机底座并加固,钻头中心与桩中心保持一致。
钻孔中心与设计桩位中心偏差小于50mm,钻机底盘基本水平,以保证钻杆的垂直度小于1%。
循环泥浆的配制:
a、利用优质粘土调制泥浆。
b、泥浆由水、优质粘土等组成。
c、控制泥浆指标,稠度19~28秒,比重1.1~1.3。
如果原泥浆可以护壁,亦可采用。
(2)、钻机钻进
注入泥浆,起动泥浆泵,待正循环正常后,开动钻机缓慢匀速回钻下放钻头至孔底。
开始钻进时,先轻压慢转,待钻头正常工作后,逐渐加大转速,调整压力,并使钻头吸口不产生堵水。
钻进过程中,必须连续不断地补充泥浆,使护筒内水位稳定维持高出地下水位2m以上的高度。
钻进时认真仔细观察进尺和泥浆泵排水出渣的情况;
排量减少或出水中含钻渣量较多时,控制钻进速度,防止因循环泥浆比重太大而中断正循环。
钻进参数根据地层、桩径、泥浆泵的合理排量和钻机的经济钻速等加以选择和调整。
加接钻杆时,先停止钻进,将钻具提离孔底8~10cm,并使循环系统继续工作1~2min,至孔底沉渣基本排净才关闭泥浆泵,然后加接钻杆。
钻杆接长后,先将钻头提离孔底20~30cm,开动反循环系统,等工作正常后再下降钻头,继续钻进。
钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况,立即将钻具提离孔底,控制泵量,保持冲洗液循环,吸除坍落物和涌砂;
同时向孔内输送性能符合要求的泥浆,保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔,恢复钻进后,泵排量不宜过大,以防吸坍孔壁。
出现缩孔时,可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法,恢复孔径。
发生卡钻时,不宜强提。
应查明原因和钻头位置,采取晃动钻头以及其他措施,使钻头松动后再提起。
发生掉钻时,应及时摸清情况,查明原因,采取措施,尽快处理。
如钻头被埋住,应首先清除泥砂,再进行打捞。
(3)、终孔检查验收
钻孔完成后,钻孔由监理工程师批准的仪器进行检测。
检测内容包括:
钻孔的平面位置、孔深、倾斜度、全深的孔径等。
自检达到优良后,报监理工程师检验,合格后进入下一道工序。
检孔器制作:
利用φ20圆钢或螺纹钢加工制作一钢筋笼检孔器,两端为圆锥状。
圆柱(锥)直径、锥高均等于钻孔桩直径(1.25m),中间圆柱部分长度不小于四倍直径。
确保刚度,保证不变形。
(4)、清孔
清孔分两次进行。
第一次清孔在终孔验收合格后立即进行,第二次清孔在下放钢筋笼和灌注砼导管安装完成后进行。
1)、清孔要求
清孔过程中观测孔底沉渣厚度和冲洗液含渣量,当冲洗液含渣量小于4%,孔底沉渣厚度不大于300mm时即可停止清孔,并保持孔内水头高度,防止发生坍孔事故。
2)、第一次清孔
清孔处理的目的是使孔底沉渣(虚土厚度)、循环泥浆中含钻渣量和孔壁泥垢厚度符合质量要求或设计要求,也为下一道工序即在泥浆中灌注砼创造良好的条件。
清孔采用换浆法,即在终孔后停止进尺,利用钻机的正循环系统的泥浆泵持续排渣5~15min,泥浆泵正循环清孔见下图。
使孔底沉渣基本吸除,达到清孔要求为止,并同步渗入相对比重较小的泥浆(含砂量小于2%),
泥浆泵正循环清孔示意图
以保持稳定的水位。
3)、第二次清孔(即沉渣处理)
在第一次清孔达到要求后,报请监理检查,再安放钢筋笼及导管准备灌注水下砼,这段时间间隙较长,孔底又会产生新的沉渣,所以待安放钢筋笼及导管就绪后,利用导管再进行第二次清孔。
方法是利用正循环泥浆泵与导管连接,正循环排渣10~15min,同步注入相对比重较小的泥浆,复查孔深
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