钻孔灌注桩施工组织设计.docx
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钻孔灌注桩施工组织设计
分类:
施工方案
编号:
017
钻孔灌注桩施工组织设计
批准:
审核:
校核:
编制:
二O一O年五月
钻孔灌注桩施工组织设计
1、概况
坝后公路桥采用灌注桩基础,桩径Ф1.8m,共11排,每排4根,共计44根桩,单桩长8.8~26.8m,总长637m,C30混凝土1620.5m3。
采用旱地钻孔法施工,嵌入中风化花岗岩内不小于2m,计划施工工期3个月。
2、地质条件
(1)地层岩性
坝址地层覆盖层一般为4.0~22.2m,局部为35.1m,基岩为花岗岩、强度高,工程地质和水文地质条件较好。
第四系全新统桔子洲组(Qj)地层主要分布于左岸河堤附近及河床内。
①淤泥质土:
褐色,软塑,局部分布于河床内,厚度一般为0~1.0m。
②粉质粘土:
褐黄色,可~硬塑或可塑,主要分布于蔡家洲上及左岸河堤附近,厚度约2.2~8.2m,为冲洪积成因。
③细砂:
褐色、褐黄色,松散或稍密,局部分布于河床内,厚度一般为0.0~12.0m,为冲洪积成因。
其中分布于河道内细砂含少量泥质,分布于蔡家洲附近细砂含泥较多。
④卵石:
褐黄色或褐灰色,含泥质少,砂砾多,以稍密或中密为主,卵石粒径大多为2~4cm,卵石成分以石英岩及硅质岩为主,广泛分布,厚度一般为1.5~6.7m,为冲洪积成因。
第四系更新统白沙井组(Qbs)地层主要分布于河床两岸。
⑤粉质粘土:
黄红色,具网纹状结构,硬塑,厚度约为4.2~9.3m,为冲洪积成因。
⑥卵石:
褐黄色,以中密为主,含泥质少,砂砾多,卵石粒径大多为2~5cm,卵石成分以石英岩及硅质岩为主,厚度约为0.4~5.0m。
燕山晚期侵入岩(ηγ)
⑦花岗岩:
似斑状结构,中、粗粒,斑晶主要为钾长石,其次为斜长石,含量10~15%,基质为中、粗粒花岗结构,由钾长石、斜长石、石英、黑云母和白云母组成。
其全风化岩,厚度变化较大,主要分布于拟建坝轴线附近,厚度一般为4.1~24.6m,局部夹强风化硬块;其强风化岩,深灰白色,石英颗粒约0.5~1cm大小,岩石呈胶结砾砂状,岩质软硬不均,难捏散,但易击碎,坝区分布较广泛,厚度一般为1.5~29.0m。
中风化岩,浅灰、灰白色,岩质坚硬,坝区内岩石大多完整或较完整,坝区广泛分布,厚度变化较大;微风化岩,岩质坚硬,岩石完整,岩芯呈长柱状,厚度大。
(2)水文地质特征
中、微风化花岗岩透水性微弱,透水率q<1(Lu)(微透水)占64%,其中中风化花岗岩透水率介于:
q=0.20~5.56(Lu),属弱~微透水层。
微风化岩透水率介于:
q=0.30~0.50(Lu),属微透水层。
全、强风化花岗岩属弱~中等透水层。
砂卵石层属中等透水层。
3、钻孔灌注桩施工程序
钻孔灌注桩总的施工程序为:
钻孔灌注桩总的施工程序是从右到左进行施工,顺水流同轴线灌注桩采取从下游向上游进行施工。
在0#、1#灌注桩部位没有开挖到22m高程之前,根据灌注桩的桩身长度先施工4#、5#桥墩桩基,再施工2#、3#桥墩桩基,然后施工0#、1#桥墩桩基,最后施工6#~10#桥墩桩基。
具体施工程序见下图:
钻孔灌注桩施工程序图
4、施工准备
(1)根据地质资料及我单位现有设备及施工经验,拟投入4台反循环冲击钻机,进场前做好检修、调试等。
(2)在临时场地处制作钢护筒(Ф200cm采用8mm钢板制作,在钢护筒的顶端开设吊孔)。
(3)先将消力池大面开挖至22m高程,整理施工场地,做为钻孔灌注桩施工平台;同时修通道路,合理设置泥浆池、沉淀池、排水沟等。
在下游海漫位置挖设泥浆池,设立制浆系统。
(4)进行测量放样并用“+”字型交会设保护桩。
(5)备料:
成孔造浆所需的膨润土、粘土或成团海泥采购;钢筋、水泥、砂、碎石等材料采购进场及取样试验;辅助材料的采购等。
(6)接通供水、供电线路。
(7)向监理工程师递交实施性施工组织设计、开工报告。
4.1测量放线:
桩基测量放样前先复核控制点坐标及水准点标高,使用全站仪采用极坐标法对桩基进行放样,根据放样点控制钢护筒的埋设和钻机的就位,护筒侧面设标记桩位的十字控制点。
桩位放样的平面误差不大于5mm,高程误差测定不大于1cm。
桩位放样后,在护筒埋设完毕前要保护好中心桩位,在施工中如碰撞或损坏桩位,应立即通知测量人员复测,严禁未经复测而随意施工,以免因桩位偏差造成质量事故。
桩位放样后要通知测量监理复测验收,确认无误后方可施工。
4.2护筒埋设
本工程施工使用钢护筒,埋设采用挖坑埋设法。
护筒埋设时其顶面应高出原地面0.3m或水面1.0~2.0m。
护筒埋设深度为2~4米。
安装护筒必须使护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差50mm,竖直线倾斜不大于1%,若孔内有承压水,护筒可增高,护筒内径比桩径大20cm,护筒应耐拉、压、不漏水。
5、钻机就位成孔及成桩施工
5.1钻机就位成孔
(1)泥浆配制:
钻孔泥浆由水、粘土和添加剂适当配合比配制而成,要求泥浆的性能指标为含砂率小于4%,比重1.1~1.25,粘度18~20Pa·S,酸碱度8~10,胶体率98%,地质状态好取低限值,地下水位高或其流速大时指标取高限。
(2)钻机通过自身的移动装置或25t汽车吊吊装就位,就位后的钻机要保证基座水平,吊起钻杆及钻头,使钻头中心同桩中心在同一铅垂线上,并固定好钻机,底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷,在成孔过程中,防止移位,经现场工程师检查并报告监理工程师批准后方可开始钻孔。
(3)本工程采用反循环冲击钻进,必须注意连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。
(4)钻孔作业应分班连续进行,填写的钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时,应随时改正。
应经常注意地层变化,在地层变化处均应捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
(5)搅制好的泥浆护壁,钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和适量的添加剂配置而成。
泥浆的主要性能指标控制在规范内。
地质较差时,拟采用膨润土泥浆。
(6)冲进一定深度后及时清渣,以保证成孔质量并加快进度,清孔后应检查泥浆性能指标是否符合要求。
(7)成孔过程要及时填写《钻孔记录》,应及时注意地质变化,捞取渣样,连续操作,不得中途停钻。
(8)孔径检查采用探孔器,探孔器采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径),长度为桩径的4~6倍。
5.2清孔、成孔验收
清孔方法采取换浆的方法清除孔底的沉渣。
当钻到桩底设计标高后,报监理工程师终孔,监理工程师同意终孔后,下探孔器检孔。
检孔合格后,进行清孔,以抽换钻孔内的泥浆,减少孔底的沉淀厚度。
提钻锥距孔底10~20公分空转,并保持泥浆正常循环,以中速将相对密度1.03~1.10的较纯泥浆压入,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出,使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,粘度为17~20Pa·s,相对密度为1.03~1.10,且孔底沉淀厚度不大于设计或规范要求。
清孔排渣时必须注意保持孔内水头,防止坍孔。
5.3钢筋笼制作及安装
(1)钢筋
普通钢筋采用Ⅰ级和Ⅱ级钢筋两种,必须符合中华人民共和国国家标准(GB1499-91)和(GB1303-91))的有关规定。
钢筋加工在右坝肩加工车间进行,采用汽车运至工地现场。
(2)钢筋笼的制作(该项工作在终孔前完成)
钢筋笼的加工在施工现场分节制作,主筋在制作前必须整直、除锈;相邻主筋在同一截面长度方向应错开35d(d为主筋直径),以保证钢筋笼搭接后在同一截面主筋接头数不超过50%。
为了防止钢筋笼在运输和吊装过程中发生变形,钢筋笼内设有强劲的内支撑加固。
在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处。
骨架顶端设置吊环。
(3)钢筋笼的安装:
钢筋笼入孔采用25t汽车吊,吊装前用探孔器(钢筋焊制,长度不小于4倍孔径,直径等于设计桩径)进行孔内检查有无缩径和坍塌现象,确认成孔正常立即进行钢筋笼安装。
安装按事先的分节编号,依次下放、焊接,钢筋笼顶面进行可靠固定使钢筋笼不偏移和上浮。
(4)钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:
主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程+20mm,骨架底面高程±50mm。
5.4声测管预埋
按设计图纸要求,埋设桩基无破损检验用声测管。
一根桩布置声测管4根,在钢筋笼安装过程中采用8#铅线捆扎于钢筋笼上。
拟采用无缝钢管 ,钢管底部采用钢板密封,以免漏浆。
声测管设完成后需进行密水试验,方可进行下一工序施工。
5.5安放导管及二次清孔
灌注水下砼采用内直径为300mm的螺牙式导管(每节长度一般为2.5m,还配有1m和0.5m的短管);导管在导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力。
并对其进行质量检查(规格、拼接、过球、水压等);导管连接时,中间夹有密封圈,连接盘必须上紧,防止漏气;吊放时,使位置居中、轴线顺直,稳步沉放,防止挂钢筋笼和碰撞孔壁;导管安装完毕进行第二次清孔,清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,粘度为17~20Pa·S,相对密度为1.03~1.10,且孔底淀厚度不大于30公分,
并满足设计要求。
5.6灌注水下混凝土
(1)混凝土拌制与运输
混凝土拌制采用2HZ25拌和系统集中拌制或购买商品混凝土,6m3搅拌车运至工地现场。
水泥采用普通硅酸盐水泥,粗集料优先选用卵石,细集料采用级配良好的中砂,混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5,水灰比宜采用0.5~0.6。
灌注时应保持足够的流动性,其坍落度宜为180-220mm。
(2)混凝土浇灌
混凝土浇灌采用灌注水下砼。
1)安装砼漏斗,漏斗管口用预制砼球堵塞并挂住,待储料斗与漏斗存够砼(可以保证第一次下料后埋管1.0m以上);剪断(或拔起)球塞,快速灌注砼,初灌完毕后立即检查埋管情况。
2)首批混凝土量计算
钻孔灌注桩施工时首批混凝土的方量应能满足导管初次埋置深度大于等于1.0m和填充导管底部间隙的需要,首批混凝土的数量为:
V≥πD2/4×(h1+h2)+πd2/4×h1(《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000)
式中:
V——灌注首批混凝土所需数量(m3);
D——桩孔直径(m);取2m;
H1——桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;
H2——导管初次埋置深度(m);≥1.0m;
d——导管内径(m);取0.30m;
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2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H1=Hwγw/γc;
γw——井孔内水或泥浆的重度(kN/m3);取11KN/m3;
Hw——井孔内水或泥浆的深度(m)。
γc——混凝土拌和物的重度(取24kN/m3);
3)首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注。
并及时填写《水下砼灌注记录》,真实反映灌注情况。
4)为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。
当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,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。
5)灌注过程中随时检查埋管情况并及时拆卸导管,(注意提升导管时要避免卡挂钢筋笼);要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内,使泥浆含有水泥而变稠,而使测深不准确。
6)每次提升导管要记录灌注砼方量、孔内砼表面高度及导管埋深,同时要根据灌注砼的数量,计算校核导管的埋置深度与实测是否相符,防止误测超拔导管而出现断桩现象;埋管深度控制在2~6m,拆完导管后埋管深度大于2m。
7)灌注完成后砼面应比设计灌注标高高0.5m~1.0m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,残余桩头应无松散层。
8)灌注水下砼末期,导管上口高出桩顶或护筒内水面4~6米,不
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