土岭头大桥钻孔桩施工方案方案文档格式.docx
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本施工方案适用于土岭头大桥汤台~日台(D1K99+297.750—D1K99+438.610)间钻孔桩施工.
3、工程概况及主要工程数量表
3.1工程简介
土岭头大桥位于河南范县、濮阳县境内,桥梁施工起止里程为D1K99+297.750—D1K99+438.610,中心里程为D1K99+3368,全桥长140。
86m,24m简支T梁5孔。
在D1K99+336.00处跨越一条水泥路,其夹角约为120度。
在D1K99+410.00处跨越一条土路。
3.2自然条件
(1)工程地质
地层主要为第四系全新统冲基层,上更新统冲击层由粉质黏土、粉土、粉土、粉砂、细沙组成,互层状、条带状相间分布。
局部地段下伏为第三系泥质砂岩、页岩等。
粉质黏土:
褐黄色,黄褐、褐灰色等,硬塑,局部含沙质和姜石.埋深约0.5~5。
6m,层厚4。
4~6.1m.多呈透镜状、条带状、层状分布。
粉土:
厚度约为1.8~8.6米,多分布于浅部,埋深0~8。
2米层底深度2.1~10米
砂类土:
厚度约1。
8~21.8m,以姜石,黏性土填充。
桥址地下水主要为第四系孔隙潜水.
孔隙潜水:
以第四系孔隙潜水为主,部分地段稍具承压性,主要赋存于第四系冲击层中。
第四系砂类土层透水性、富水性强,该层孔隙潜水的补给与排洪区基本一致,以水平径流为主,径流途径较长,水量受地表水、大气降水补给和影响,具有明显的季节变化特征。
勘察期间测得地下水位埋深3.5m~3。
8m,地下水位高程39.65~38。
58m。
不良地质:
桥址存在地震液化地层,松散饱和粉土埋深为3。
9~5.6.
特殊岩土:
桥址区特殊岩土为软塑状粉质粘土和松散饱和粉土,分布在地表浅部,层厚5.0~10。
0m,层状、条带状产出,基础施工中易发生基坑垮塌。
(2)气候特征
我施工段途经地区属暖温带亚湿润区;
四季分明,冬长夏短;
春季干燥多风,夏季炎热,雨量集中,秋季凉爽湿润,冬季寒冷干燥,雨雪偏少。
受大陆性季风制约,冬寒干燥,春季多风,夏热多雨,秋季天高气爽,具“春旱、秋涝、晚秋又旱”特征,年平均气温介于12~15℃,年平均降雨量介于500~840mm,集中在7~9月.
(3)地震烈度
本标段范围地震动峰值加速度为0.20g,地震基本烈度Ⅷ度,地震动反应谱特征周期为0。
35s。
3.3施工条件
(1)施工运输
本工程线路所经地区公路交通运输发达,有G107、G208、G207、G108、S333、S101、S244、S329、S236以及纵横交错的省道、县道(自二厂至三厂以及通向省道101的县道),可作为本工程汽车运输主干道。
沿铁路线路建施工便道,在现地表上铺填50cm厚的泥结碎石而成,宽度为4~5m,每隔500米左右设置会车台,并与已有的田间道路、乡村道路相连,满足材料运输需要.
(2)生产及生活用水
施工用水采用检验合格的井水或自来水。
生活用水采用检验合格的井水。
(3)供电
采用地方电源供电为主、自发电为辅的供电方法.
(4)通讯
本施工所在地通讯条件较好,项目部设调度值班室,及时将施工现场的情况反馈给有关部室.项目部主要人员配备移动电话,以此可以保证信息交流的畅通,及时解决现场出现的各种问题.
3.4主要工程数量
名称
单位
数量
D=100cm基础桩
m
2228
4、工期、质量、安全目标
4.1工期目标
计划2010年11月15日正式开工,2010年11月27日竣工,总工期为13天。
4。
2质量目标
确保全部工程达到国家和铁道部现行工程质量验收标准,工程一次验交合格率100%.
4.3安全目标
无重伤以上责任事故;
无重大机械设备事故;
无火灾事故;
无交通事故。
5、资源配置
5。
1机械设备配置
机械设备配置表
序号
规格
1
自卸汽车
15T
辆
3
2
混凝土搅拌运输车
8m3
台
4
钢筋切断机
CJ1-40
对焊机
U—100
5
钢筋弯曲机
QJ40
6
钢筋调直机
CTJ4-4/14
7
交流电焊机
BX1-500
8
平板车
5T
9
测量仪器
套
10
旋挖钻机
11
回旋钻机
12
汽车吊
25T
台
13
装载机
2人力资源配置
人力资源配置表
工种
人数
架子队长
工班长
技术主管
电工
技术员
钢筋工
20
安全员
机械修理工
试验员
测量工
材料员
领工员
质检员
14
辅助工人
6、施工方案
6.1总体安排
土岭头大桥钻孔灌注桩数量大,约有60棵桩,2228延米,全部为摩擦桩设置,钻孔桩桩长在34m-40m之间,桩底部进入200KPa土层,根据地质资料,桩身经过120KPa→150KPa→200KPa→200KPa→200KPa→200KPa等承载力的土层.
桥梁钻孔桩工程广泛采用机械化施工,以回旋钻机为主,旋挖钻机具有施工效率高泥浆护壁不易塌孔等特点,特别适合于本工程地质复杂地段,为桩基施工的首选机械。
本桥桩基工程工期紧迫,拟投入1台旋挖钻机、3台回旋钻机作为桩基施工的主要设备全面展开施工,用13天的时间完成钻孔灌注桩施工。
7、主要施工方法
7.1旋挖钻施工工艺流程
7.2回旋钻施工工艺流程
7.3场地准备
施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的降水等,并高出其上0.5mm。
施工场地应按以下不同情况进行整理:
(1)场地为旱地时,应平整场地,清除杂物,换除软土,夯打密实。
钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。
(2)场地为陡坡时,可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。
(3)场地为浅水时,宜采用草袋围堰筑岛方法。
当水不深,流速不大时,根据技术经济比较采取截流或临时改河方案有利且不影响群众利益时,也可改水中钻孔为旱地钻孔方案.
草(麻)袋围堰的主要填料为粘性土,堰顶宽取1~2米,内侧边坡坡率取1:
0.2~1:
0.5,外侧边坡坡率取1:
0。
5~1:
用草(麻)袋盛装松散粘性土,装填量为袋容量的1/2~2/3,袋口用细麻线或铁丝缝合,施工时将土袋平放,上下左右互相错缝堆码整齐,水中土袋用带钩的木杆钩送就位。
截面取双层草(麻)袋,中间设粘土心墙时,可用砂性土装袋。
在实际施工中,外圈围堰码成后,先行抽水,掏挖完内圈围堰位置处的透水层土体,然后堆码内圈围堰土袋,内外堰之间填筑粘土心墙,防止水塘底漏水.
7.4桩位测量放样
根据设计所提供的控制点,采用全站仪现场布置控制网并复核。
依据钻孔桩中心轴线坐标值,用坐标法放样钻孔桩中心线、钻孔桩中心点等,并打入标桩,中心线的放样误差应控制在2cm范围内。
在距桩中心约2m安全的地带设置十字形控制桩,便于校核,桩上标明桩号。
7.5护筒埋设
(1)护筒采用δ=6~10mm的钢板卷制,护筒内径应比桩径大约20cm。
(2)护筒顶端高度:
护筒顶高出地面0。
3m,护筒顶端应高出地下水位2。
Om以上,使护筒内水头产生20kPa以上的静水压力;
(3)护筒的埋置深度:
岸滩上,黏性土不小于1m,砂类土不小于2m。
当表层土松软时,将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
岸滩上埋设护筒,在护筒四周回填黏土并分层夯实;
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%.
水中用锤击、加压、振动等方法下沉护筒.护筒埋入河床面以下1m;
水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深,必要时打入不透水层。
(4)护筒埋设采用挖埋法,即用专用钻斗挖除或人工开挖所要埋护筒的土层后,将护筒放入其中。
埋设应准确、水平、垂直、稳固,护筒的四周应回填粘土并夯实。
钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。
护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm,护筒倾斜度的偏差不大于1%,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。
7。
6钻机安装
在陆地平整、加固处理的地面,钻架前部孔口附近采取扩散应力措施.安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并将钻架可靠固定并经常检查校正。
钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm..钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕,施工队对钻机就位自检.
7泥浆制备
泥浆选用优质粘土、膨润土造浆,泥浆应能达到以下主要指标:
相对密度:
1。
05~1.15,粘度(s):
16~22,含砂率(%):
≤4,胶体率(%):
≥95,酸碱度PH:
≥6。
若采用泥浆搅拌机制浆,则应根据钻孔桩的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环沟槽连接。
制浆前,应先把粘土块尽量打碎,使在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量。
试验工程师负责泥浆配合比试验,对全部钻孔桩的泥浆进行合理配备。
在钻孔桩施工过程中,对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理,严防泥浆溢流,并用汽车弃运至指定地点倾泄,禁止就地弃渣,污染周围环境。
7.8钻孔
7.8。
1旋挖钻钻机钻孔
选用配备了重型机锁钻杆的旋挖钻机钻孔,确保在密实地层的施工效率。
成孔前检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。
旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进完成钻取土,遇到硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时通过液压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中完成取土。
根据屏显深度,待钻筒内钻渣填满后,反转后即可关闭进渣口,由起重机提升钻杆钻斗至地面,拉动钻斗上的开关及打开底门,钻斗内的土自动排出。
卸土完毕关好斗门,再进行下一斗的挖掘.利用自卸汽车将钻渣运至弃渣场。
钻进过程中采用静态泥浆护壁取土工艺,在出渣同时继续向孔内注浆或注水,确保孔内浆面始终高于护筒底脚0.5m以上。
在旋挖钻机钻孔过程中,应采取必要的措施保证旋挖钻机成孔的垂直度。
钻进时,应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表,以确保按施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。
成孔达到设计深度时,要测量机上余尺,并经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,方可报监理工程师检查确认,进行清孔。
8。
2回旋钻钻机钻孔
钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。
针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
开钻时宜低档慢速钻进,钻至护筒以下1米后再以正常速度钻进。
使用反循环钻机钻孔,应将钻头提离孔底20厘米,待泥浆循环通畅后方可开钻。
潜水钻机钻孔,应按钻孔孔径和地质选择钻头,钻头切削方向应与主轴旋转方向一致。
钻进过程中及时滤渣,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,记入记录表中,并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样应编号保存,以便分析备查。
经常检查泥浆的各项指标。
开始钻进时,适当控制进尺,使初期成孔竖直、圆顺,防止孔位偏心、孔口坍塌。
当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌筑水下混凝土的准备工作.
7.9清孔
钻孔到设计孔深后,将清底钻头放入孔底,捞去沉渣,并测试泥浆指标,发现超标,通过换浆调整,使泥浆指标符合设计规范要求。
清孔采用气举法。
当吸程小于10m时不宜使用气举法反循环,应先用正循环开孔至吸程达10m后,再改为气举法反循环。
操作要点与注意事项:
气举式反循环回转钻进正常工作状态下的操作要点基本上与泵吸式的相同,须注意的是空压机送风须与钻头回转同时进行。
接钻杆时,须将钻杆稍提升30cm左右,先停止钻头回转,再送风数分钟,将孔底钻砟吸尽,再放下钻头,进行拆装钻杆工作,以免钻砟沉淀而发生埋钻头事故。
另外须随时注意护筒口泥浆(水)面标高,如果逐渐往下降落时,须立即用水泵补水入护筒,以免因水头不够而发生坍孔事故。
清孔结束,自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量,作为浇注前测沉淤的依据。
清孔时孔内泥浆面应不低于孔口下1。
0m,且高出地下水位1。
5~2。
0m以上。
另外须随时注意护筒口泥浆(水)面标高,如果逐渐往下降落时,须立即用水泵补水入护筒,以免因水头不够而发生坍孔事故.遇到水面突然下沉时,应及时报监理工程师.
浇筑水下混凝土前应清底,孔底沉渣应清除干净,满足山西中南部铁路通道相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。
严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
7.10成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
在钻孔的钻进过程中,可采用笼式测孔器直接丈量,在灌注混凝土前主要检查沉淀层厚度.各种成孔检验项目的检测方法、数值、频率等都必须满足现行的技术规范及其它法定标准的要求。
1)孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣普遍采用标准测锤检测。
测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高20cm~22cm,质量4kg~6kg。
下沉至孔底,确认达到设计孔底后,停钻并进行清孔。
2)孔径和孔形检测
孔径检测是在桩孔成孔后、下入钢筋笼前进行的,是根据设计桩径制做笼式井径器入孔检测.笼式井径器用Ф20的钢筋制做,其外径等于钻孔的设计孔径,长度为4米。
其长度与孔径的比值选择,应根据钻机的性能及土层的具体情况而定。
检测时,将井径器吊起,使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径;
若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或孔斜现象,应采取措施予以消除.
3)成孔竖直度检测
旋转钻采用钻杆测斜法,冲击钻采用井径检测仪.
4)质量标准
钻孔灌注桩成孔后,在灌注水下混凝土前,其质量检验的标准详见下表
钻孔桩钻孔允许偏差
项目
允许偏差(mm)
孔径
不小于设计孔径
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
孔位中心偏心
50
倾斜度
1%
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
200
7.11钢筋笼制作、安装
(1)钢筋骨架制作
钢筋笼骨架在制作场内分节制作。
采用胎具成型法:
用槽钢和钢板焊成组合胎具,每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成.上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接,并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模.每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离,即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。
将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧,按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋,全部焊完后,拆下上横梁、立梁,滚出钢筋骨架,然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固,最后安装和固定声测管。
(2)钢筋骨架保护层的设置
绑扎混凝土预制块:
混凝土预制块为15cm×
20cm×
8cm,靠孔壁的一面制成弧面,靠骨架的一面制成平面,并有十字槽。
纵向为直槽,横向为曲槽,其曲率与箍筋的曲率相同,槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度.在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的U型12号铁丝.垫块在钢筋骨架上的布置以钻孔土层变化而定,在松软土层内垫块应布置较密。
一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道,每道沿圆周对称的设置4块。
焊接钢筋“耳筋"
:
钢筋“耳筋"
用短钢筋(直径不小于10mm)弯制而成,长度不小于15cm,高度不小于8cm,焊在骨架主筋外侧。
沿钻孔竖向每隔2米设置一道,每道沿圆周对称的设置4个“耳筋”。
(3)钢筋骨架的存放、运输与现场吊装
钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。
存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免受潮或沾上泥土。
每组骨架的各节段要排好次序,挂上标志牌,便于使用时按顺序装车运出。
钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。
采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点,各支承点高度相等;
采用人工抬运时,应多设抬棍,并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入,各抬棍受力尽量均匀。
钢筋笼入孔时,由吊车吊装。
在安装钢筋笼时,采用两点起吊.第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
应采取措施对起吊点予以加强,以保证钢筋笼在起吊时不致变形。
吊放钢筋笼入孔时应对准孔径,保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔后应徐徐下放,不宜左右旋转,严禁摆动碰撞孔壁。
若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。
严禁高提猛落和强制下放。
第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时,穿进工字钢,将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上,再起吊第二节骨架与第一节骨架连接,连接采用单面搭接焊或挤压套筒连接.连接时上、下主筋位置对正,保持钢筋笼上下轴线一致:
先连接一个方向的两根接头,然后稍提起,以使上下节钢筋笼在自重作用下垂直,再连接其它所有的接头,接头位置必须按50%接头数量错开至少20d连接.接头焊好后,骨架吊高,抽出支撑工字钢后,下放骨架。
如此循环,使骨架下至设计标高。
骨架最上端的定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼,钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。
钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正,反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上,完成钢筋笼的安装。
钢筋笼定位后,在4h内浇注混凝土,防止坍孔.
(4)声测管的布置及数量必须满足设计要求,与钢筋笼一起吊放。
声测管要求全封闭(下口封闭、上端加盖),管内无异物,水下混凝土施工时严禁漏浆进管内。
声测管与钢筋笼一起分段连接(采用套管丝扣连接),连接处应光滑过渡,管口高出设计桩顶20cm,每个声测管高度保持一致.
(5)钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法应符合下表的规定.
桩的钢筋骨架允许偏差和检验方法
检验方法
主筋间距
±
尺量检查
箍筋间距或螺旋筋的螺距
钢筋保护层
+5,—2
吊环对桩中轴线的位置
尺量或拉线尺量检查
吊环沿垂直于轴线方向的位置
吊环露出桩表面的高度
主筋顶端与桩顶净距
桩顶钢筋网片的位置
桩尖对中轴线的位置
钢筋外观要求无裂纹、起皮、锈坑、死弯及油污等。
钢筋应有出厂合格证,外观检查合格后每批应按要求抽取试样,分别作拉、弯复查试验,如有一项不合格,则加倍取样,如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格.
钻孔桩的钢筋笼在预制场地制作,运输到各工点。
7.12钢筋骨架的运输和起吊就位
(1)骨架存放与运输
制好后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。
存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免粘上泥土。
在骨架每个节段上都要挂上标志牌,写明墩号、桩号、节号等。
存放骨架还要注意防雨、防潮,不宜过多。
骨架的运输总的要求是:
无论采用什么方法运输,都不得使骨架变形。
(2)骨架的起吊和就位
钢筋骨架可利用汽车吊起吊.采用分节起吊,焊接后下下放.为了保证骨架起吊时不变形,宜用两点吊。
第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
骨架最上端定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位.然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢,将整个定位骨架支托于护筒顶端。
骨架就位焊接完毕后,还要核对在每节骨架入孔解下的标志牌,防止漏掉或接错骨架事故的发生。
最后应详细检测钢筋骨架的底面标高是否与设计相符,偏差不得大于±
50mm。
当灌注完毕的混凝土开始初凝时,即要割断定位骨架竖向筋,使钢筋笼不影响混凝土的收缩,避免钢筋混凝土的粘结力受损失。
(3)绑扎混凝土预制块:
混凝土预制垫块为15cm×
8cm,靠钻孔壁的方向制成弧面,靠骨架的一面制成平面,并有十字槽。
纵向为直槽,横向为曲槽,其曲率同箍筋的曲率相同,槽的宽度和深度,以能容纳主筋和箍筋为度。
在纵槽两旁对称地埋设两根备绑扎用的∩形12号钢丝。
垫块在钢筋骨架上的布置依钻孔土层变化而定。
在松软土层垫块应布置较密,一般沿钻孔竖向每隔4。
Om左右设一道,每道沿圆周对称地设置4块.
(4)为了尽量缩短钢筋的安装时间,减少孔内沉淀,应安排多人进行焊接.
13声测管安装
声测管绑扎在钢筋笼内侧牢固,三根安放位置在笼内分布为平均120度布置。
声测管安放时,尽量保证测管垂直,并且间距相等,不可出项较大的弯曲变形。
声测管的连接采用专用的声测管接头连接,声测管
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