钻孔灌注桩施工方案Word文件下载.docx
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3.3.3气象条件
本区域属于温带季风气候中温带半干旱区、干旱少雨,年平均气温5.7℃;
年平均无霜期159天;
年平均日照2421.9小时;
年平均降水量543.7mm;
全年主要降水量多集中在在7-9月份。
据了解,自2011-01-01到2016-01-01,岷县共出现:
多云610天,雨513天,晴489天,雪145天,阴6天,1天,沙尘1天。
3.3.4地层岩性与桩基类型
根据设计图纸地勘资料显示,本标段各个桥梁桥址处的地质情况不尽相同,具体如下:
根据钻孔揭示及工程地质调绘,桥址区地层在钻孔深度范围内主要由第四
系上更新统风积黄土及中更新统风积黄土组成,下伏基岩主要为新近系砾岩。
自上而下依次为:
(1)第四系(Q)
全新统坡积层(Q4dl):
主要为黄土状粉质粘土层,分布于桥址区S-QK160
钻孔所处冲沟处,厚度3.6m。
上更新统风积层(Q3eol):
主要为马兰黄土层,分布于桥址区S-QK161所处桥台处,厚度10.4m。
中更新统风积层(Q2eol):
主要为离石黄土层,分布于桥址区,厚度0.9~5.5m。
(2)新近系(Nb)
新近系地层主要为褐红、棕红色巨厚层砾岩,分布于整个桥址区第四系之
下,按风化程度可分为全、强、中、微风化。
本次勘察仅揭露强风化层,揭露
厚度24.6~35.8m,未揭穿。
本桥桩基全部为摩擦桩基。
3.4工程的建设、交通条件
3.4.1工程的建设条件
电:
镇区拥有变电所6300千伏变电1所,主变压器2台,容量12600千伏安高压输电路4条,考虑重点工程多,用电量大,施工用电采用永临结合用电。
沿线高压线路丰富,满足施工要求。
水:
本段线路所经地区较为干旱,主要经过河流为洮河。
根据对全线地表水及地下水的初步分析,其水质对混凝土无侵蚀性,施工用水可就近取水或取地下水,拌合用水可就近使用地方自来水或自行打井用水;
拌和站生活用水使用地方自来水。
网络、通讯情况:
本标段地处城镇,网络及通讯情况良好,可满足办公系统条件。
3.5工程特点、重难点分析
3.5.1特点
3.5.1.1结构特点
钻孔灌注桩桩径较大,最大直径为2.2m;
桩基长度较长,最长82m;
桩基主筋使用D25螺纹钢筋。
3.5.1.2环境特点`
①气候:
本项目所在地冬天气候干燥少雨雪,地处山区植被偏多,四周环山,山上以松散土为主,集中降雨量为7-9月降雨量较大,极易发生山体滑坡、泥石流和洪涝等自然灾害。
本合同段沿线地形起伏较大,纵向便道贯通十分困难,个别路段纵坡较大,给材料和混凝土运输带来不便,造成成本投入加大,影响工程施工进度。
3.5.2重难点及主要对策
1)本合同段路线区为川东盆地构造侵蚀、剥蚀丘陵-低山地貌区,谷深坡陡,沿线地形起伏较大,纵向便道贯通十分困难。
主要对策:
针对施工便道选线及施工困难的问题,根据平面图采用纬地软件进行设计选线并结合地形,因地制宜,采取将坡度降低,使便道通到每个墩位处,确保必要的施工机械设备方便就位。
2)最大桩径为2.2m,最大桩长为82m,属于大直径桩基,且处于上坡上,施工难度很大。
项目将加大施工投入,进行必要的技术优化措施,确保施工机械能安全就位,顺利进行。
4施工总体安排
4.1人员配置情况
4.2施工任务划分
本段线路桥梁较多,钻孔灌注桩数量大,项目拟定成立3个钻孔灌注桩施工作业队,负责全线钻孔灌注桩施工;
1#、2#钢筋加工场,负责桩基钢筋加工;
1#、2#混凝土拌合站负责桩基混凝土供应;
具体分配见表4-1。
现场副经理全面负责钻孔灌注桩工程施工,项目部派现场技术员负责技术工作,派专职安全员负责安全管理,每个作业队各安排一名兼职安全员共同负责桩基安全工作。
桩基施工任务划分详见表4-1。
表4-1桥梁钻孔桩施工队伍配置及任务划分
序号
队伍名称
施工任务
作业人员
1
桩基一队
XX中桥、XX号大桥、桩基施工
30
2
桩基二队
3
桩基三队
4.3施工准备
4.3.1技术准备
1)调查现场及周边地区,对设计提供的地质、水文、气象资料进行复核,复核施工图纸的桩位、标高及桥梁跨径,桥台位置与地形是否一致。
选择合理的灌注方法,对施工技术人员进行二级安全、技术交底,向班组进行详细的三级安全、技术、操作交底。
确保施工质量及人身安全。
2)试验室对原材料进行试验检测,确保钢筋、砂石料质量合格,并进行桩基混凝土配合比设计及试验,按照混凝土设计强度要求,分别做水下混凝土及普通混凝土的试验室配合比、施工配合比,以满足钻孔灌注桩不同灌注施工工艺的要求。
3)测量放样:
测定桩位中心点位、高程水准点后,复核桥梁孔径、桩间距,设置桩位中心护桩,在桩基周围撒出灰线,办理监理工程师复核、签认手续。
4)组织钢筋机械连接的工艺性试验,筛选、培训参加桩基施工的专业技术人员。
5)完成图纸及工程量复核工作。
4.3.2现场准备
1)管理人员、施工队伍进场并满足施工要求。
施工机具、模板、安全设施齐全,材料准备充分。
2)施工前场地应完成三通一平,即通水、通电、通路,平整场地,做好空中电线等障碍物的调查工作,如与桩位冲突,及时找相关单位协助解决,使各项安全、技术措施在思想上、组织上、操作上得到落实。
3)及时维修便道,确保道路畅通,施工区域设置完善的排水系统,及时将桩基周围的积水排走,确保场内无积水,必要时要降低地下水位。
设置孔口围护栏,临时电力线路按临时用电技术方案设计的要求进行布置。
标识牌标识桩基编号、孔口标高,桩底标高、孔深、桩基顶面标高、施工现场负责人及现场技术负责人。
4)本标段桥梁钻孔灌注桩施工供电采用以地方电源供电为主、备用发电机发电为辅的方案。
4.3.3机械准备
主要机械设备见表4-3。
表4-3主要机械设备
名称
型号
单位
数量
备注
挖掘机
PC300-6
台
装载机
ZL50C
汽车吊
25t
4
50t
5
混凝土运输车
8m3
8
6
混凝土搅拌机
HZS90
7
HZS120
切割机
T3G-400
9
钢筋切断机
GQ40D
10
数控钢筋弯曲机
11
数控钢筋弯箍机
12
滚丝机
TZ8-20
13
电焊机
BX-500
16
14
导管
直径30cm
套
不短于60m
15
泵车
52m
旋挖钻机
300
17
冲击钻机
4.3.4材料准备
原材料:
水泥、石子、砂、钢筋等由持证材料员和试验人员按施工规范及验收标准进行检测,确保原材料的质量符合相关标准要求。
4.4施工顺序及工期安排
本项目钻孔灌注桩计划采用旋挖钻机及冲击钻施工,钢筋笼在钢筋场集中加工,汽车吊吊放入孔,导管或串筒浇筑混凝土。
开工日期拟定2015年05月1日,2016年1月30日完工。
各工序施工进度具体安排见附件
4.5大临设施安排
4.5.1拌和站
本标段混凝土拌和站的设置本着集中搅拌、运输远近适中、桥梁上下部结合和节约用地的原则。
布置大型混凝土拌和站2座,见表4-5-1。
桩混凝土由拌和站集中拌和,混凝土运输到现场采用导管灌注混凝土。
表4-5-1拌和站一览表
序
号
驻地
拌和机
类型
主要施工任务
设置位置
最大
运距
占地
面积
1#
拌和站
1×
XX桥梁
2#
4.5.2钢筋加工场
(1)1#钢筋加工场
主要负责加工全线桩基钢筋笼、部分下部钢筋。
采用24m跨径5t龙门吊1台、10t龙门吊1台进行布置,钢筋加工场内设置TJK数控全自动钢筋笼滚焊机、数控钢筋加工设备。
(2)2#钢筋加工场
主要负责加工部分下部钢筋、箱梁钢筋加工。
采用24m跨径5t龙门吊2台进行布置,钢筋加工场内设置数控钢筋加工设备。
5施工方案
5.1桩基施工成孔方式总体说明及首件桩基施工准备工作
根据本项目各桥梁桥址处的地质情况及桩基设计类型,总体桩基成孔方式拟用旋挖钻、冲击钻两种方式;
对水中桩基,原设计为筑岛草袋围堰,但是考虑河水位情况,对水中桩基的围堰形式进行调整加强。
5.1.1旋挖钻及冲击钻成孔选择
本标段除了X特大桥左幅15-33#、39-48#、55-58#、右幅15-34#、39-49#、56-59#为嵌岩桩基,其桩基地层承载力达到1500KPa以上,拟采用冲击钻成孔方式;
其余桥梁桩基均为摩擦桩,根据各个桥梁地质情况来看其桩底地质承载力大部分小于800KPa,场地允许条件下尽可能选择用旋挖钻成孔与冲击钻成孔结合,以便提高桩基施工速度。
5.1.2桩基首件
结合本项目实际地形地质条件,拟将X特大桥24#-1桩基作为首件工程。
X大桥24#-1桩基桩径为1.8米,桩长为23米,设计为嵌岩桩基,要求桩底岩层饱各抗压强度为15MPa,桩底嵌入中风化岩层不小于5m。
1)、首件桩基施工选用冲击钻成孔;
2)、首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(》1.0m)和填充导管底部的需要,所需要混凝土数量可参考公式:
—灌注首批混凝土所需数量(m3);
—桩径直径(m);
—桩径底至导管底端间距;
—导管初次埋深深度(m);
—导管内径(m);
—桩孔内水或泥浆的深度(m);
—桩孔内水或泥浆的重度,泥浆容重大于12KN/m3时不宜灌注水下混凝土,(取12KN/m3);
—混凝土拌合物的重度,取24
。
桩孔内混凝土达到埋置深度
时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m);
即:
导管底部封底混凝土数量:
通过计算,导管顶部安装的料斗容量不能少于5
混凝土,才能满足孔桩封底的要求,混凝土坍落度应控制在160mm-200mm,切充分考虑气温、运距及施工时间的影响导致的坍落度损失。
灌注后,应连续灌注,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间,同时在混凝土达到钢筋笼低端1m左右时,混凝土的下放速度要减慢,防止出现浮笼现象,当混凝土上升到骨架4m左右时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。
3)、灌注水下混凝土导管水密性试验水压计算:
水密性试验导管共长为10*2.6+4+1+0.5+0.5=32m
式中:
Pmax—导管可能受到的最大压力(
);
Yc—混凝土拌合物的容重(取24
hc—导管内混凝土柱的最大高度,以导管全长计(m);
Yw—井孔内水的容重(取12
Hw—井孔内水的深度(m)。
=24×
32-12×
27=444
5.2旋挖钻施工工艺及方法
5.2.1施工工艺流程
施工准备→测量放样及定桩位→埋设钢护筒→桩基中心位置复测→钻进施工→成孔→检查验收→钢筋笼加工、安装→沉渣厚度检查(根据检测结果决定是否进行二次清孔)→安装导管或串筒,浇筑混凝土→拔出钢护筒→桩基成品检测、验收。
5.2.2施工方法
5.2.2.1测量放样及定桩位
在钻孔桩施工之前,根据闭合好的导线控制网,对钻孔桩的轴线及其各桩基中心坐标进行计算、复核并在现场测放出各桩基位置,放出基桩桩位后,马上安排人员设置好护桩,每根桩基设置4颗护桩,采用对角交叉法进行桩位中心复核校正。
并在施工过程中注意保护好护桩,并及时复核桩基桩位是否正确,确保在整个钻孔桩施工过程中,桩基桩位的准确性。
5.2.2.2护筒制作与安放
护筒采用厚度为10mm的A3钢板卷制而成,内径比桩径大20cm,高度为2.0m,挖坑埋设,并在护筒周围对称、均匀地回填粘土,并分层夯实,埋置深度不小于1.7m。
严格控制护筒的位置和垂直度,护筒顶面高出地面30cm或高出施工时的河水位1m以上,以防止杂物、地面水流入井孔内。
5.2.2.3造浆
①泥浆循环系统
修建循环泥浆池,以供泥浆循环使用,泥浆池选位要合理,修筑方法为:
在原地面挖出2米深左右、面积为20m²
左右的基坑,基坑底面、内侧面及坑口四周夯实,坑四周高出原地面20~30cm,同时修建沉淀池,待完工后清理现场,以免多余泥浆溢出而污染环境。
泥浆车
循环池
钻进孔
沉淀池
图5-2泥浆循环图
②制备泥浆
泥浆是粘土和水的拌和物,由于其比重大,净水压力大,作用在井孔壁形成一层泥皮,阻隔孔隙水渗流,保护孔壁免于坍塌,同时,泥浆还起悬浮钻渣的作用,使钻进正常进行,制备泥浆时选用经监理工程师认可的符合要求的粘土制备,制备时先将粘土浸透,采用人工拌制放入制浆池中,然后用高压水流冲洗制浆。
在钻进过程中不断用试验仪器对泥浆的各项性能指标进行测试,根据泥浆性能和地层情况及时调整泥浆的浓度,必要时添加外加剂。
泥浆的性能指标见下表。
表5-2泥浆性能指标表
5.2.2.4钻进、成孔
①钻机就位:
首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心,利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确,然后调整旋挖钻钻杆使其垂直,使旋挖钻钻杆中心线和桩孔中心在同一垂线上,其偏差不得大于20mm。
钻机精确就位后,固定好钻机,启动旋挖钻机钻孔,冲孔之前,对主要机具及配套设备需进行检查、维修。
②需经监理工程师同意后方可开钻。
施工人员必须熟悉施工设计图纸所提供的地质、水文资料,以供对不同地层选用不同的钻头及适当的泥浆比重。
钻进过程中,每天按实际情况填写原始资料记录表,准确记录地质资料;
经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取渣样,判断土层,记入施工记录表中,并与地质柱状图土层核对,是否满足承载力要求,作为终孔时的重要依据。
③钻进,钻机就位后,底座要平稳,不得产生位移和沉陷。
初钻时进尺适当控制,使最初成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。
钻进过程中及时排渣,并保持泥浆的密度和粘度。
同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,填入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照。
如未达到设计要求的入岩深度或者与地质报告不相符,及时上报监理工程师和设计单位,申请加长入岩深度,钻渣渣样均编号保存,以便分析备查。
钻孔作业要连续进行,不得间断,因故须停钻时,孔口应加盖,并严禁把钻头留在孔内,以防埋钻,钻进过程中,必须随时检查钻头直径、平面位置、垂直度,保证桩身的质量。
④在正常钻进时,驾驶员应该随时关注仪表,确保钻杆的垂直度,使气泡始终在合格范围内。
否则,应该及时采取措施处理。
5.2.2.5终孔检查
钻孔达到设计深度后,对孔深、孔位、孔径、孔形和倾斜度进行检查,并将检查结果填入终孔检查表。
确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证书,并经监理工程师签认,方可进行孔底清理、下放钢筋笼、灌注混凝土的准备工作。
孔径、孔形和倾斜度采用检孔器(直径与设计钻孔灌注桩直径相同,长度为4-6倍设计桩基直径)吊入钻孔内检测。
5.2.2.6清孔
①钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批准同意终孔后立即进行清孔。
清孔采用换浆法,用换浆法清孔不需另加机具,且孔内仍为泥浆护壁,不易塌孔,应特别注意,一定要保证清孔时间及清孔质量,避免出现缺陷桩。
②不得用加深孔深来代替清孔。
③二次清孔后进行水下砼灌注。
钢筋笼下放完毕,须进行二次清孔,当泥浆浓度、含沙率及沉渣厚度达到设计要求和规范要求后,并经监理同意,可以进行灌注水下混凝土。
清孔后,从孔底提取的泥浆指标要符合规范要求,即相对密度:
1.03~1.10;
粘度:
17~20Pa·
s;
含砂率:
<
2%;
胶体率:
>
98%。
在灌注水下混凝土前,孔底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值,提前做好灌注水下混凝土准备工作,缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间。
5.3冲击钻施工工艺
5.3.1施工测量
使用经过驻地办批复的导线点及水准点,桩位平面位置使用全站仪进行坐标
放样。
进行三次反复放样,第一次放桩后整平场地,并用压路机将桩位附近碾压密实;
第二次放桩后,埋设护筒并用十字线拉出护桩;
第三次放桩在钻机就位后复核桩位,准确无误后开钻。
5.3.2场地平整
在桩基施工前,把各桩基位置整平,用压路机碾压密实,使机械能顺利进场,且在施工中使钻机保持稳定。
5.3.3泥浆制备
孔内造浆,用优质粘土、膨胀土、水配制泥浆,必要的时候适当加入纯碱或纤维素,泥浆性能应满足相对密度小于等于1.2~1.4,粘度22~30,含砂率小于4%,施工过程中应根据不同的地层对制备泥浆的性能进行调整,对于灌注返出的泥浆,符合要求的泥浆重复使用。
5.3.4埋设护筒
护筒采用内径比桩径大200~400mm,护筒的埋设高于地面30cm左右,护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,护筒埋置深度应根据设计要求和桩位的水文地质情况确定,一般情况下宜为2~4m。
埋设时根据测量放出的桩位钉设4个控制桩。
拉上十字线,用水平尺、垂球对护筒进行位置对中,同时保证护筒中心竖直线与桩中心线重合,符合要求后四周填满粘土并分层夯实。
护筒埋好后由技术员对护筒偏差及垂直度进行检查,并测护筒标高,计算吊筋长度,钻进过程中经常检查护筒是否发生位移或下沉,并作出相应的调整。
5.3.5钻机就位
钻机就位前必须对底座位置的地基进行处理,垫平填实有足够的承载力保证钻机正常工作。
安装钻机前必须检查各部位零件的完整性和安全性,放下支撑钢架稳固好钻机,使其不能向任何方向倾斜,检查机械的运转情况,发现情况及时维修保养等。
拉好十字线,将钻头中心对准十字线交点。
5.3.6钻孔
Ⅰ、施工之前,钻机做试运转检查,防止成孔发生故障。
冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm,升降锥头时要平稳,不得碰撞护筒和孔壁。
Ⅱ、开钻时采用孔内造浆,即先将孔内注满水,添加适量粘土,然后开始缓慢钻进,边钻进边造浆,并不断地向孔内添加优质粘土、膨胀土,直到泥浆各项指标达到要求,方可开始正常进尺。
孔内泥浆经泥浆池沉淀后循环使用。
Ⅲ、在钻进过程中,要保持泥浆面高度。
经常对泥浆的各项指标进行检测和试验,不符合要求时,及时纠正。
Ⅳ、钻进过程中,每进5~8尺检查钻孔直径和竖直度,同时对钻机偏位情况进行复核,并注意地层变化,捞取渣样,并与地质剖面图核对。
如发现地质情况与原钻探资料不符时应立即通知监理、设计、业主等单位及时处理。
Ⅴ、钻孔作业分班连续作业,填写钻孔记录,交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项。
在整个钻孔过程中严格控制其垂直度,倾斜度必须小于1%H,且不大于500mm。
5.3.7验孔及清孔
Ⅰ、钻孔深度达到设计标高后,立即用探孔器对孔深、孔径进行检查,确认孔深、孔径符合设计要求后,报请监理工程师验收后,立即进行清孔。
Ⅱ、清孔。
当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后,应立即进行清孔,目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量,提高承载能力,确保桩基质量。
清孔方法拟采用换浆法和掏渣法。
按照设计要求,本桥桩基左幅15-33#、39-48#、55-58#、右幅15-34#、39-49#、56-59#为嵌岩桩,进入中风化岩层最小深度不小于5米;
为确保入岩深度,保证桩端承载力,进入基岩后每钻进10~50cm清孔取样一次,以备终孔验收。
灌注前,对孔底沉淀层厚度进行一次测定。
主桥主墩桩基不得有沉渣并桩底压浆,其余桩基沉渣厚度宜控制在5cm内,符合要求才能灌注混凝土。
Ⅲ、钻孔桩检验标准详见下表:
表5-3-7钻孔桩成孔质量标准
项目
允许偏差
孔的中心位置(mm)
群桩:
100单排桩:
50
孔径(mm)
不小于设计桩径
倾斜度(mm)
小于1%桩长,且不大于500
孔深(m)
摩擦桩不小于设计规定;
嵌岩桩较设计超深0.05
沉淀厚度(mm)
摩擦桩:
d≤1.5m时,t≤150mm;
d>
1.5m时,t≤250mm。
嵌岩桩:
t≤40mm
清孔后泥浆指标
相对密度:
1.03~1.10;
17~20Pa*S;
≤2%;
≥98%
5.4钢筋笼的制作及安装
1)钢筋笼制作
⑴钢筋在进场前,必须进行检验,检验合格并报监理工程师审批后,方可大批量进场,钢材进场后必须放置于钢筋加工棚中,不得直接堆置在地面上,必须用方木垫起20cm。
⑵钢筋笼必须严格按照设计图纸要求进行加工。
⑶钢筋骨架制作时的分节原则为:
根据钢筋的定尺长度,合理安排,尽量做到节省材料,减少孔口对接的数量及作业时间。
根据钢筋原材长度结合机械连接的特点,钢筋骨架基本按12m长度采用分节流水作业,将钢筋笼分节制作,每隔2m设置1道加强钢筋圈,中间焊接十字撑,防止钢筋笼吊装时变形,主钢筋接头根数在同一截面不超过总数的50%。
⑷钢筋的连接需经工艺性试验合格后方可正式加工。
钢筋笼主筋的纵向连接采用滚扎直螺纹连接技术,安装时对接采用平口型套筒,连接质量符合现行《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2010)规定。
钢筋笼
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