桥梁桩基安全专项施工方案文档格式.docx
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K12+092.438
1237.875
47
186
102
2
洪溪
主线
K12+711.375~K14+503.18
K13+607.278
1791.805
71
29
381
42
26
3
洪溪枢纽
A匝道桥
AK0+132.641~AK0+560.929
AK0+345.435
428.288
16
12
6
8
4
B匝道桥
BK0+138.975~BK0+737.087
BK0+436.681
598.112
28
19
37
5
C匝道
1号桥
CK0+657.88~CK1+107.88
CK0+882.880
450
18
39
2号桥
CK1+239.833~CK1+392.833
CK1+317.833
153
13
7
D匝道
DK0+430.71~DK0+483.55
DK0+475.13
52.84
DK0+922.197~DK1+651.060
DK1+287.979
728.863
32
23
9
E匝道桥
EK0+225.649~EK0+408.649
EK0+318.649
183
10
F匝道桥
FK0+192.543~FK0+627.709
FK0+408.626
435.166
15
11
G匝道桥
GK0+195.945~GK0+506.081
GK0+351.013
310.136
14
H匝道桥
HK0+359.58~HK0+412.42
HK0+386
申嘉湖拼宽
CRK16+535.486小桥
CRK16+514.046~CRK16+576.926
CRK16+535.486
62.88
CRK17+736小桥
CRK17+718.86~CRK17+753.14
CRK17+736
34.28
CRK18+086.484中桥
CRK18+060.044~CRK18+112.924
CRK18+086.484
52.88
合计
20
755
171
40
1139
(二)、工程环境
1、地形、地貌
本工程位于杭州湾北岸杭嘉湖冲湖积平原(I),地形平坦开阔,路线经过为农田、水塘、河道、公路等。
总体上南高北低,南部农田地面标高一般2.0-2.4m,中部农田地面标高一般1.5-2.1m,北部农田地面标高一般1.0-1.4m。
2、地质构造
本工程以断裂构造为主,褶皱不发育,本标段地表覆盖层厚度较大,未发现断裂构造带露头,区域构造稳定性好,适宜公路建设。
3、地震
根据国家质量技术监督局2001年2月发布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工作区内地震动参数峰值加速度分区为<0.05区,相当于地震基本烈度小于Ⅵ度区。
4、气候、气象
工程区属亚热带季风性湿润气候,四季分明,总的气候特征是:
温和、湿润、多雨。
年平均气温160C左右,七月份最高气温280C,一月份最低气温40C。
多年平均降水量为1185.2mm,春季3-6月为梅雨季节,气候潮湿多雨;
夏季7-9月为台风雨季,是高温、强光照射季节;
秋季雨量最多。
5、水文
本区域沿线河流属运河水系河网,主要河流有嘉善塘、三店塘、杭申线、湖嘉申线等10多条河流。
三、桩基施工方案
1、桩基总体施工方案
(1)、总体安排
根据当地区域性的地质、水文情况,并结合以往施工经验,桩基设计类型主要为嵌岩桩,根据地质情况,全线钻孔机械计划采用回旋钻机和旋挖钻机施工,确保工程质量。
根据全线的桥梁分布情况及现场施工条件,全线下部结构计划分为南岸、北岸二个工区同时施工。
各工区的具体分工及施工方案如下:
(2)、桥梁下部结构南岸工区
①工作内容及施工场地:
工作内容包括嘉善高架桥,洪溪主线桥415-448号墩,G匝道桥、H匝道桥,C匝道2号桥、D匝道1号桥,CRK16+535.486中桥左幅,CRK17+736小桥左幅,以及部分A匝道桥、B匝道桥、C匝道1号桥、D匝道2号桥的钻孔灌注桩、立柱、盖梁、系梁等下部结构的全部施工内容。
主要工程量:
桩基:
41818.6m/667根
系梁:
315个
立柱:
627个
盖梁:
221个
施工场地位于嘉善高架桥,G匝道、H匝道内,申嘉湖高速南侧,钢筋场地占地12亩。
②施工方案及工期安排
桥梁下部南岸工区计划投入至少10台回旋钻机,2台旋挖钻机进行钻孔桩基的施工,每台回旋钻机每根桩综合安排的时间为5天,每台旋挖钻机每根桩综合时间2天,取时间系数0.75,则南岸区桩基施工共需时间为:
667
=296天
((1/5)×
10+(1/2)×
2)×
0.75
施工时间安排在2016年6月1日至2017年3月31日,共300天。
主要考虑下部系梁、承台、立柱计划安排紧跟钻机作业,做到完成一个墩的桩基,立即紧接着施工系梁、承台、立柱。
计划在2017年3月底完成所有桩基施工。
施工过程中钻机数量根据施工进度进行调整。
③投入机械
计划投入回旋钻不少于10台,旋挖钻不少于2台,25t吊机3台,挖机2台,装载机1台。
(3)、桥梁下部结构北岸工区
工作内容包括洪溪主桥449-486号墩,E匝道桥,F匝道桥,CRK18+086.484中桥,CRK16+535.486中桥右幅,CRK17+736小桥右幅,以及部分A匝道、B匝道、C匝道1号桥、D匝道2号桥的钻孔灌注桩、立柱、盖梁、系梁等下部结构的全部施工内容。
桩基:
28017.7m/472根
405个
199个
162个
施工场地位于E匝道,F匝道内,申嘉湖高速北侧,钢筋场地占地5.5亩。
桥梁下部北岸工区计划投入8台回旋钻机,1台旋挖钻机进行钻孔桩基的施工,每台回旋钻机每根桩综合安排的时间为5天,每台旋挖钻机每根桩综合安排时间2天,取时间系数0.75,则北岸工区桩基施工共需时间为:
472
=300天
(8×
(1/5)+1×
(1/2))×
主要考虑系梁、承台、立柱及盖梁计划安排紧跟钻机作业,做到完成一个墩的桩基,立即紧接着施工系梁、承台、立柱及盖梁。
③投入劳动力及机械
回旋钻不少于8台,旋挖钻不少于1台,25t吊机2台,挖机1台,装载机1台。
2、施工准备情况
(1)、完成该墩位图纸会审,墩位范围导线、水准点闭合工作及桩位放样定位。
(2)、全线电力布置已确定,桥梁部位变压器已安装完成,具备桥梁下部开工的条件(施工沿线电力设施布置如下表)。
施工沿线电力设施布置表
位置
变压器
用途
使用范围
备注
K12+100右幅
400KW/1台
施工生产
嘉善高架桥梁K11+473.5~K12+500
K12+400左幅
施工生产
1#钢筋加工厂、混凝土拌和站
315KW/1台
预制场
MRK12+550左幅
洪溪枢纽桥梁MRK12+800~MRK13+500
MRK13+420左幅
H匝道桥、C匝道桥、B匝道桥
包括软基处理用电
MRK13+500右幅
F匝道桥、C匝道桥、B匝道桥
MRK13+800右幅
E匝道桥、D匝道桥、A匝道桥
MRK13+750左幅
洪溪枢纽桥MRK13+800~MRK14+503.18及2#钢筋加工厂
(3)、施工人员、机械已到位,能满足工程进度的需求。
(4)、桥梁位置的施工便道、作业平台部分已完成,具备下部施工条件,其余施工便道和场地正在修筑。
3、钻孔灌注桩施工方案
(1)、准备工作
本项目采用回旋钻施工,同时在开挖老桥锥坡后,采取钢管或型钢对老桥桥台进行安全维护,确保桩基施工不影响老桥运营。
施工主要准备工作为搭设钻机平台、制作和埋设护筒、制备泥浆三个项目。
①搭设钻机平台
钻机平台的平面尺寸按桩基设计的平面尺寸、结合钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法及其他机具设施布置等情况确定。
钻机场地为陆地时,平整场地,清除杂物,夯打密实,防止钻机产生不均匀沉陷。
场地为陡坡时,用枕木或木排架搭设坚固稳定的工作平台。
在水中钻孔时,采用宕渣等材料进行筑岛,作为临时钻机工作平台,平台确保能支承钻孔机械、护筒加压、钻孔操作、吊放钢筋笼以及灌注水下砼时可能产生的重量,并保持稳定。
②护筒的制作、埋设
A、护筒是钻孔灌注桩施工的重要环节之一,有固定桩位、导向钻头、隔离地面水并保证孔内水头高出施工水位一定高度,形成静水压力,以保证孔壁不致坍塌。
在施工过程中往往由于护筒埋设不规范,发生坍孔、偏位等事故,造成不必要的损失。
因此本合同段将护筒的制作和埋设作为钻孔灌注桩施工中的重点项目来抓。
B、旱地及浅水钻孔桩一律采用钢护筒,深水钻孔桩采用钢筋砼护筒和钢护筒相结合。
护筒内径比钻孔桩设计直径不小于20cm,每节护筒的高度,一般为2m,视具体情况确定。
两节或多节护筒相接时,采用电焊加密水性材料连接,确保护筒有足够的刚度并不漏水。
C、如水深较深,为保证钻孔桩的施工精度不超出允许误差范围,首先要保证护筒的下沉精度。
为此,护筒采用导向架导向下沉。
D、埋设陆上护筒:
a、先精确放样定准,设立保护桩后,用人工开挖;
b、护筒就位,复核对中无误后,回填粘土并夯实,护筒顶面要求高出地面30cm。
E、埋设水中护筒:
a、先精确放样,设立保护桩;
b、护筒就位,对中无误后用振动锤把护筒压入隔土中不少于1米,并能保证在钻孔时,不会产生管涌,并保证水头在1.5m以上;
c、下沉砼护筒过程中,护筒接长用预埋的角铁顺直焊接。
企口缝埋设防水条下沉后的护筒要进行平面位置和倾斜度复测,确定没有超出允许误差范围时,才能进行钻机就位,进行钻孔作业,护筒顶面高出河面水位2.0m,护筒顶部利用平台的定位桩予以固定。
开钻前对护筒再一次复核,确保桩位正确。
③制备泥浆
制备泥浆的粘土,应选择水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土,但尽量就地取材。
经野外鉴定,具有下列特征的土,符合上述要求,可作为泥浆的原料:
A、自然风干后,用手不易掰开捏碎;
B、干土破碎时,断面有坚硬的尖锐棱角;
C、用刀切开时,切面光滑,颜色较深;
D、水浸湿后有粘滑感,加水和成泥膏后,容易搓成直径1mm的细长条,用手揉捻,感觉砂粒不多。
浸水后能大量膨胀;
E、胶体率不低于95%;
F、含砂率不大于4%;
G、制浆能力不低于2.5L/Kg
泥浆的循环和净化系统,当在陆地施工时,可设置制泥浆池、贮浆池、沉淀池,并用泥浆槽连接。
外周挖一条环流沟,避免对周围环境的污染,一套循环系统,可供2~3个桥墩共用。
(2)、钻孔
钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括机具设备的检查和维修。
根据地质资料,每墩绘制钻孔地质剖面图,挂在钻机台上,以便对每个钻孔的不同土层选用适当的钻头、调整钻进速度和合适的泥浆。
开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放下钻锥冲击,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。
宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
钻孔过程中坚持减压钻进,钻具的主吊钩始终承受部分钻具的重量,使钻杆始终在受拉状态下进行工作,钻压最大不超过钻具扣除浮力后总重力的80%,以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。
保持重锤导向作用,保证成孔垂直度。
钻孔作业要连续,经常对钻孔泥浆抽检试验,不符合要求及时调整。
钻机钻进过程中加强护壁,防止塌孔。
在钻孔过程中要严格控制和保持孔内水头稳定,高出地下水位或施工水位2m以上,以增加0.2kg/cm2以上的静水压力,保护孔壁稳固。
这样,可以降低护壁泥浆液比重,减少泥浆消耗,并能提高钻孔进尺速度。
根据实验资料和钻孔实践经验,泥浆液比重采用1.15,可以使钻孔桩施工获得满意的结果。
成孔注意事项:
A、开钻时应低档慢速,缓慢加快。
B、在易塌方的地层,水头控制在1.8m以上,并适当加大泥浆比重,并经常检查孔内水位和泥浆比重。
C、钻进过程中,起落钻头不宜过猛或骤然变速,防止撞孔,为保证成孔的垂直度,钻杆不能全部放松,任钻头自由转动,就始终保持20—30%的拉力。
D、淤泥质粘土、亚粘土及粉土采用不同的钻速,钻压和泥浆比重。
E、钻孔过程中,应经常检查孔内有无异常情况,钻架有无倾斜,各部连接是否松动。
F、钻孔完之后,对孔径孔深进行检查,孔底锅形部分不计入孔深,合格之后进行清孔,主要采用换浆法清孔,用新鲜的泥浆换除孔内含有沉碴的泥浆,以确保孔内沉淀小于容许范围,不允许以加深孔深的办法代替清孔。
(3)、终孔
对于嵌岩桩,在桥墩桩基施工时,左右幅一排桩先施工外侧桩基至基岩
面,并确定纵横向沿面后,以满足设计要求的最小嵌沿的嵌固厚度,才能判别相邻桩基有效入岩要求及终孔标高。
嵌沿的有效深度应考虑纵横向沿面倾斜的不利影响。
钻孔桩在每次换浆时或根据钻进速度进行捞渣取样,以判断渣样的性质(具体判断能否终孔可根据下图结合实际入岩深度判断)。
对于摩擦桩,可按照设计桩底高程作为终孔标高。
(4)、清孔
为保证钻孔桩质量和提高支承能力,在灌注桩体砼之前,对已钻成的桩孔必须进行清孔。
清孔采取二次清孔法,即成孔检查合格后立即进行第一次清孔,并清除护筒上的泥皮;
下放钢筋笼好后,并在灌注砼前再次检查沉淀层厚度及泥浆性能指标,若超过规定值,必须进行二次清孔,二次清孔检查合格后立即灌注砼。
对于嵌岩桩,还应检查嵌岩深度和孔底岩石是否发生变化,将施工记录和收集的地质样品提交监理工程师检验。
嵌岩桩必须满足图纸要求的嵌岩深度,桩底岩层强度应不低于图纸规定强度。
应特别注意地质条件与设计是否一致,若有变化,及时反馈。
(5)、插放钢筋笼
清孔完毕,经检测孔深、孔径和竖直度检查符合设计及规范要求后,即进行插放钢筋笼。
钢筋笼的尺寸、制作、电焊质量严格按设计图纸和施工技术规范的要求。
钢筋笼在岸上集中分节预制,每节长度7—8米,设专人负责,确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。
为保证在运输过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。
钢筋笼用汽车吊或钻机吊入孔内,在孔内焊接接长,并保持上下节在一条轴线上。
钢筋笼下到设计标高后,用钢筋将其与护筒或平台连接牢固,防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。
插放钢筋笼要认真对中,保证桩壁砼保护层的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。
(6)、灌注水下砼
水下砼的水灰比不大于0.5-0.6,每立方米砼水泥含量不小于350kg,坍落度取18~22cm。
钢筋笼插放完毕,经测深检查孔底沉淀物符合要求后,即进行水下砼灌注工作。
灌注水下砼采用直升导管法,隔水采用拔球法。
导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行闭水和承压试验。
要求闭水试验时的压力应不小于灌注砼时导管壁可能承受的最大压力。
经试验15分钟,管壁无变形,接头不漏水,认为合格,可供施工应用。
灌注砼时,在漏斗颈部设置一个隔水木球栓,下面垫一层塑料布,球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上,当砼在漏斗内贮存满时,即把木球栓向上拔出,此时砼压着塑料布垫层与水隔绝,并挤走导管内的水,使漏斗内的砼顺利地通过导管并从导管底部流出,向四周和上面挤开,减少了砼与水的接触,以保证水下砼的质量。
导管插入钻孔内,下口离孔底约40cm,上口通过提升机挂在专设的型钢横梁上并与贮存砼的漏斗连接,形成一条灌注水下砼的作业线。
漏斗用钢制,漏斗加储料槽其大小应能满足在孔底将导管埋入砼大于1米高的容量。
砼的初存量按下式计算(这里按桩长50m计算,桩径以1.5米计算):
V≥πD2(h2+h3)/4+πd2h1/4
≥3.14×
1.52×
(1+0.4)/4+3.14×
0.252×
(50-1.4)/4×
9.8/24≥3.45m3
式中:
V----砼初存量(m3)
h1:
桩孔砼面达到Hc时,导管内砼土柱平衡导管外水(或泥桨)压所需要的高度,即h1≥HwRw/Rc
Hc:
灌注首批砼时所需桩孔内砼面至孔底的高度,Hc=h2+h3,m;
Hw:
桩孔内砼面以上水或泥浆深度,m;
D:
桩孔直径,m;
(150cm)
d:
导管内径,取0.25m;
h2:
导管初次埋置深度(h2≥1.0m),取1.0m
h3:
导管底端至桩孔底间隙,取0.4m
附:
1.0桩径V=2.07m31.1桩径V=2.30m3
1.2桩径V=2.56m31.3桩径V=2.83m3
1.5桩径V=3.45m3
当砼数量备足后,进行拔球首灌。
灌注应连续进行,不得间断。
砼的运送采用砼输送车或输送泵送到桩位,进行水下砼的灌注时,必须连续进行,不得中途中断,导管接头不得漏水或进空气;
导管提升前必须准确测量计算,防止导管提离砼面,导管底部埋入砼应不少于2m。
提升导管时,不得摇动,要维持孔内静水状态。
灌注完成后的钻孔桩桩顶比设计高程高出不小于50cm,以便截除桩头软弱层砼后,能保证截面处砼是有良好的质量。
浇注过程中,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,经处理再利用,废浆按工程师指定运到废浆地点或适宜地方。
四、危险因素分析
危险因素分析主要包括危险源辨识和危险因素评估。
1、危险源辨识
根据地形和地质水文的复杂情况,钻孔灌注桩施工采用系统安全工程的方法对风险源可能导致的事故进行分析,找出可能受伤害人员、致害物、事故原因等,确定主要物的不安全状态和人的不安全行为。
(1)、致险因子分析
致险因子分析要从人、机、料、法、环五个方面考虑:
人,指有关作业人员的素质,包括人员行为、安全意识、技能水平等;
机,指机械、设备等是否运行正常,是否具有本质安全性事;
料,材料本身的特性、材质、规格等符合安全要求;
法,指作业方式、工艺、方法和技术措施符合安全要求;
环,指人的作业环境,机械设备的工作环境。
(2)、受伤人员类型、伤害程度分析
可能受到事故伤害的人员类型分为作业人员本身、同一作业场所的其他作业人员及周围其他人员;
人员伤害程度分为死亡、重伤和轻伤。
(3)、不安全状态、不安全行为分析
不安全状态:
01防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷
02设备、设施、工具、附件有缺陷
03个人防护用品、用具有缺陷
04生产场地环境不良
05吊装不符合要求
不安全行为:
01操作错误,忽视安全,忽视警告
02造成安全装置失效
03使用不安全设备
04手代替工具操作
05物体存放不当
06冒险进入危险场所
07攀、坐不安全位置
08违章操作
09机器运转时加油、修理、检查、调整、焊接、清扫等工作
10有分散注意力行为
11不使用个人防护用品
12不安全装束
13对易燃、易爆等危险物品处理错误
14设备检查不到位
钻孔灌注桩作业风险源风险分析表:
单位作业内容
潜在事故类型
致险因子
受伤人员程度
伤害程度
不安全状态
不安全行为
本人
他人
轻伤
重伤
死亡
钻孔灌注桩作业
坍塌
不良地质
方法缺陷
√
生产场地环境不良
设备、设施、工具、附件有缺陷
违章操作
高处坠落
违章作业
防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷
物体存放不当
触电
机械故障
钻机漏电
电线老化、破损
设备接地保护损坏
操作错误,忽视安全,忽视警告
钢筋工程作业风险源风险分析表:
钢筋工程作业
物体打击
不使用个人防护用品
机械伤害
2、危险因素评估
(1)风险估测
①、风险估测方法选择
风险估测是在风险辨识、风险分析的基础上,运用定性与定量的方法,估计和预测事故发生的可能性和严重程度的过程。
本工程采用LEC法进行风险估测:
L为发生事故的可能
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