马鞍山大桥工艺性试桩实施方案1110.docx
- 文档编号:29559667
- 上传时间:2023-07-24
- 格式:DOCX
- 页数:39
- 大小:161.86KB
马鞍山大桥工艺性试桩实施方案1110.docx
《马鞍山大桥工艺性试桩实施方案1110.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《马鞍山大桥工艺性试桩实施方案1110.docx(39页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
马鞍山大桥工艺性试桩实施方案1110
第一章对本工程的认识
1工程概述
马鞍山长江公路大桥桥位位于安徽省马鞍山市西南侧,连接长江两岸的马鞍山和巢湖两市。
作为本桥重要科研项目的根式钻孔桩是一种全新的桩基形式,它利用成桩后土体对根键的握裹力来加大基桩(竖向和横向)承载力,从而减短桩长,减少结构自重,具有更好的经济性,将对桩基结构带来新一轮变革。
为验证施工的可行性,根据业主要求及全桥工程情况,我部将进行根式钻孔桩的工艺性试验,主要内容为:
1根φ1.5m根式钻孔桩的成孔、钢筋笼下放、根键顶入、成桩等相关工序施工,并配合进行该桩的承载力检验。
2试桩内容及主要工程数量
2.1试桩工程试验研究的主要内容
1)根据该类钻孔桩的特点,制定出有针对性的施工工艺,并根据实施情况进行修订,形成完整的试桩报告。
2)研究施工中各工序的难点和解决方法,确定桥位区桩的合理施工工艺,并对根式钻孔桩标准化操作提出指导性意见。
3)确定钢筋笼制作、下放、定位的方法及控制要点。
4)确定根键顶入操作的方法,设计出配合根键顶入装置操作的定位平台和吊杆,并负责加工。
5)分析根式钻孔桩施工与常规钻孔桩施工的不同之处,确定钻孔施工主要技术、经济指标(例如泥浆比重、施工周期)。
2.2试桩依据
1、《公路桥涵地基和基础设计规范》JTJ024—85;
2、《桩承载力自平衡测试技术规程》DB32/T291-1999;
3、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);
4、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);
5、《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003);
2.3试桩原则
1、选择具有代表性的地层情况,尽可能使试桩与工程桩的地基条件及施工工艺保持一致。
2、根据结构设计图纸确定的桩径、桩长进行施工,对施工过程中为确保试验结果新增的辅助结构,按先上报后实施原则,以征得业主和设计单位同意。
3、对实施过程进行详细记录,按期优质完成试桩报告。
2.4试桩要求
本次试桩的地点将由业主指定,主要作业内容有:
1、根据桩径、钻孔深度和地质情况,选择适当的钻机和钻头;
2、确认不同地层条件下,泥浆、钻速、钻压以及成孔时间的控制指标;
3、钢护筒埋设工艺和钢筋笼制安工艺的确定;
4、根键制造、安装(顶入)工艺及设备确定;
5、清孔工艺和水下混凝土的灌注工艺;
6、根键预制及质量检查、试桩成孔质量检测、试桩混凝土完整性检测。
试桩承载力的确定,不论采用自平衡测试技术,还是采用堆载测试方法,压力盒的设置及荷载级配、钢筋应变计的安装、桩顶以上测试系统的布置,以及测试工作、资料采集、汇总、分析、结论工作,将由业主指定的有资质的单位完成。
钻孔桩的结构详见附图1——《根式试桩结构及钢筋构造图》。
2.5试桩主要工程数量
主要工程数量表
C30混凝土
(m3)
HRB335钢筋(kg)
R235钢筋
(kg)
Q235钢材
(kg)
根式钻孔桩桩身(长25m)
44.2
4301.6
/
/
根键(60根,分15层)
0.6
322.3
36.6
132.8
3施工环境
3.1工程地质
根据马鞍山长江大桥地质勘察资料,桥址处工程地质共分成数个工程地质段,覆盖层主要为第四系全新统河流冲积物(Q4aL)及上更新统冲洪积物(Q3aL+pl)组成,厚15~82m;基岩主要为侏罗系罗岭组(J2l)砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩;白垩系姑山组(K1g)二长岩(Sr)、闪长岩(δμ)闪长玢岩(dδ)等。
根据原地勘报告,工程岩土技术参数如下:
工程岩土技术参数建议值
层号
岩土
名称
状态
容许承载力
[σ0](KPa)
钻孔桩周土极限摩阻力
τi(KPa)
建议极限抗压强度
Ra(Mpa)
①1
填筑土
①2
种植土
②2-1
粘土
硬塑
240
50
②2-2
粘土
软塑
120
30
②3-1
亚粘土
硬塑
200
50
②3-2
亚粘土
软塑
120
30
②4
粉砂
松散
90
25
③1-2
淤泥质亚粘土
流塑
85
20
③2-1
粘土
硬塑
280
50
③3--1
亚粘土
硬塑
290
55
③3--2
亚粘土
流塑~软塑
140
35
③4
粉砂
中密
100
35
③5
细砂
200
40
③5-1
粉砂
100
35
③5-2
中砂
350
40
③6
中砂
350
50
③7
粗砂
400
80
③9
圆砾土
密实
600
130
④1
圆砾土
密实
600
130
④1-1
细砂
密实
300
50
④2
亚粘土
硬塑
380
75
⑤1W3
强风化闪长玢岩
500
100
⑤1W2
弱风化闪长玢岩
1300
250
⑤1W1
微风化闪长玢岩
80
⑤1-2
微风化破碎闪长玢岩
1300
300
⑤2W3
强风化闪长岩
500
100
⑤2W2
弱风化闪长岩
1300
300
⑤2W1
微风化闪长岩
140
⑤3W3
强风化二长岩
500
100
⑤3W2
弱风化二长岩
1300
300
⑤3W1
微风化二长岩
80
⑥1W3
强风化砂质泥岩
450
90
⑥1W2
弱风化砂质泥岩
500
150
⑥1W1
微风化砂质泥岩
800
8
⑥1-2
微风化破碎砂质泥岩
500
180
⑥2W3
强风化泥质粉砂岩
450
100
⑥2W2
弱风化泥质粉砂岩
600
200
⑥2W1
微风化泥质粉砂岩
1000
16
⑥2-1
破碎泥质粉砂岩
600
150
⑥3W3
强风化砂岩
450
100
⑥3W2
弱风化砂岩
1200
250
⑥3W1
微风化砂岩
1500
40
⑥3-1
破碎砂岩
1000
200
(二)水文条件
1、地下水的类型及稳定水位
根据地质钻孔揭露及其他区域资料,通道区地下水按其埋藏条件可分为三种类型:
①上层滞水:
含水岩组的岩性为亚粘土、人工填土,水量较小,不具备统一的自由面。
②松散岩类孔隙承压含水:
含水岩组的岩性为粉细砂、中砂及卵、砾石层。
是桥址区主要含水层,含水量丰富。
③基岩裂隙含水:
含水岩组的岩性为基岩,基岩裂隙发育程度不同含水量差别较大。
勘测期间测得两岸地下水稳定水位高程3.78~6.05米,江心洲稳定水位高程为2.95~4.85米。
2、地下水动态
桥址区均处于长江一级阶地前缘,主要含水岩组(松散岩类孔隙承压含水岩组)与长江水力联系密切,含水岩组的侧压水位,明显受江水水位及大气降水的综合影响,尤其是枯、洪季节,随江水的起落,地下水侧压水位相应升降,汛期地下水侧压水位,自阶地前缘至后缘逐渐降低,洪水期间江水补给地下水,地下水的波动主要受江水控制。
枯水期江水低于地下水水位,阶地后缘地下水侧压水位高,前缘低,地下水自后缘向前缘迳流,最终向江中排泄。
其中南、北锚锭区在地下水动态变化上表现为天然动态型,且动态变化表现强烈。
3、地下水补给、迳流、排泄条件
①上层滞水:
主要靠大气降水补给及局部地表水的入渗补给,水量一般不大,径流途径短,径流量小,多排泄到沟塘、水渠等地表水体,少量以垂直入渗方式排泄到地下水;
②松散岩类孔隙承压含水:
补给方式主要为陆地补给边界来水及长江入渗补给。
桥址区一级阶地前缘孔隙承压含水层岩组顶板标高为4~6m左右,而长江河底标高为3~-26m,江底有砂、砾石层堆积,河流切穿含水层岩组顶板,江水与地下水直接沟通,为汛期江水入渗补给创造了条件。
迳流方式为:
每年6-10月(丰水期)地下水接受江水补给后,由一级阶地前缘向后缘方向迳流,11月至次年5月,江水水位低时,地下水由一级阶地后缘向前缘迳流。
孔隙承压水的排泄,主要是泄入长江及人工开采两种方式,其次为孔隙承压水向其他含水岩组侧渗排泄和越流排泄。
③基岩裂隙含水:
补给方式主要靠上层地下水垂向补给和临区地下水侧向补给;径流方式主要侧向径流。
排泄主要向深部的含水层排泄和临区地下水排泄。
4、土的渗透性
据室内试验试验,各土层的渗透系数见下表,粘性土属于微透水~不透水土层,粉细砂层属中等透水层,其它砂类土为强透水层。
土层渗透系数表
层号
岩土名称
渗透系数k(*10-6m/s)
②3-2
亚粘土
5.2
③1-2
亚粘土
0.16
③4
粉砂
264
③5
细砂
540
四、试桩目的
马鞍山长江公路大桥建设规模大、地质条件复杂,根式钻孔灌注桩又是一种全新的桩基形式,其施工方法无先例可循,最为相似的根式沉井也与其有着较大的差别,为了保证正式施工的顺利进行,给设计提供可靠的数据,需要进行工程试验,试验的主要目的是对新的根键顶入装置的使用、钢筋笼下放和定位、钻孔施工的质量控制和成桩工艺等进行试验和验证,为优化桥梁桩基设计及进一步确定桩基适用范围提供科学依据。
另外一个重要任务是配合桩基承载力测试单位完成试验相关准备工作,为测试的顺利进行创造条件。
五、需重点研究的问题
从总体上看,因钻孔桩桩径和桩长不大,所以其成孔和成桩施工不是特别复杂,由于增加了根键安装的工序,所以对钢筋笼的制安提出了较高要求,而根键的施工属创新内容,有一定的难度,必须引起足够的重视,并事先制定预案,以保证施工顺利进行,其中应特别注意以下几点:
1、根键顶入装置是全新设计的设备,在泥浆等介质中的使用效果有待进一步证明。
2、根键采用钢筋混凝土预制结构,在大量制作过程中对其外型尺寸和实体质量必须进行严格控制,以确保每一根都满足设计要求。
3、根键安装的难点是定位,顶入装置本身不具备定位功能,需要另外设计配合平面、竖向定位的装置。
4、为防止根键顶入时对孔壁产生破坏,必须控制好泥浆的比重和施工时间。
第二章施工组织
一、现场组织机构设置
为确保“安全、优质、高效、低耗、按期”地完成马鞍山长江大桥试桩工程,更好地为大桥建设服务,我公司将在现场成立马鞍山长江大桥试桩工程项目组。
现场组织机构如下:
组织机构框图
二、主要人员配备计划
根据试桩工程特点和工期要求,我们将派遣包括行政管理人员、工程技术人员、测量试验人员、土建工、机电工等30名职业素质优良的施工队伍参战。
参与本工程的技术、管理人员都具有重大工程钻孔桩施工管理经验,参战的操作工人都具有相应的技术等级证书,将按计划和施工实际需要及时进场。
劳动力配备计划表
行政管理人员
技术人员
安全人员
测量人员
试验人员
司机
电工
2
3
1
1
1
2
1
装吊工
钢筋工
混凝土工
电焊工
钳工
普工
合计
2
5
2
3
1
6
30
三、主要施工设备选型与配备
试桩工程所需的主要设备有桩工机械、起重机械、根键顶入设备、钢筋加工设备、钢结构加工设备及测量试验设备等。
机械设备将按照计划及时到位。
拟投入本工程的主要施工机械及仪器设备表
设备名称
型号
产地
出厂日期
数量(台、套)
来源
进场时间
挖掘机
W4-60C
日本
2004.2
1
自有
第1天
自卸汽车
FV313JDY
中国
2004.2
2
自有
第1天
汽车起重机
QY25
湖南
2000.1
1
自有
第1天
载重汽车
EQ1108
哈尔滨
1998.4
2
自有
第1天
吸泥机
φ250mm,50m
上海
2005.1
1
自有
第2天
柴油空压机
23m3/min
天津
2001.7
1
自有
第2天
清水泵
250m3/h,离心式
上海
2006.2
2
自有
第2天
根键顶入装置
YD200-660型千斤顶
柳州
2008.11
1
业主提供
第3天
旋转钻机
GPRS-200
2001.7
1
自有
第2天
泥浆泵
3PNL
和县
1999.1
2
自有
第2天
砂石泵
6PS
河北
1999.1
1
自有
第2天
钢筋加工机械
成套
上海
2006.2
1
自有
远程支持
测量仪器
成套
上海
2004.3
1
自有
第1天
四、主要材料的供应和场地布置
按照业主物资采供管理办法,根据施工进度及时组织质量好的材料进场,做到计划进料、精心管料、合理用料。
在采购大宗材料时实行招标采购,选择质优价廉的材料,以降低成本。
充分利用正在施工的南京大胜关桥的现有资源,将钢筋加工、根键预制均安排在该工地进行。
试桩场地处设施工材料堆放场,混凝土采用商品混凝土,生产用电接现场内电源,生产用水取长江水或当地塘水。
办公生活用房租用工点附近民房。
生活用水取与当地村民相同水源、用自来水或合格井水。
五、工期安排
(一)本施工计划编制主要遵循原则
1、做好综合平衡,全面安排,使劳动力、机械设备、各类物质的需求量,尽可能做到大体均衡,充分发挥人力、物力、财力的作用,以提高经济效益。
2、充分利用有利的自然条件,把握有利时机,贯彻既要可靠,又留有余地的原则,对各工序采用顺序作业,流水作业的方法进行。
3、采用科学的劳动组织和先进的施工方法,以尽量少的劳动力和物资消耗,使完成的建设项目达到高效、优质、降低成本的目的。
(二)总工期
根据业主要求,结合我单位施工能力和施工安排,计划用18天完成试桩工程的成桩工作,成桩检测及承载力试验时间根据情况另行确定。
(三)主要工序进度计划
施工总进度计划表
注:
未含成桩检测及承载力试验时间
第三章主要施工方案
一、施工工艺流程
场地整平
钢护筒制造、运输
埋设钢护筒
安装钻机,钻机精确对位
泥浆配制
钻孔至设计标高、终孔、清孔
钢筋笼长线法制造、分节运输
钢筋笼吊装、对接下放
根键预制
根键逐层顶入施工
导管水密、压力试验
安装导管及配套设备
二次清孔
检查签证
混凝土供应
灌注钻孔桩水下混凝土
桩基检测
桩基承载力试验(配合施工)
二、施工方案
本试桩工程位于长江岸边,地下水丰富,地层以粉、细砂层及亚粘土层为主,钻孔护壁相对较差,而试桩工程仅1根桩,无借鉴性。
为此,在制定施工方案时必须坚持确保工期,安全可靠,经济合理,技术先进、工艺成熟的原则,根据我公司多年的施工和试桩经验,确定主要施工方法为旋转钻机通过优质泥浆护壁、空气反循环成孔;长线法制造,分节安装钢筋笼;垂直导管法浇筑桩身混凝土。
具体施工步骤见附图2——《根式钻孔桩施工步骤图》。
(一)钢护筒施工
首先对场地进行初步平整,测放桩位。
根据试桩处地质和地下水位情况,初步拟定钢护筒直径为φ1.7m,δ=12mm。
根据第一层根键距地面3m的设计要求,护筒长度拟定为2.5m(护筒顶口高出地面约0.3m,底口距第一层根键约0.8m)。
护筒采用挖埋法施工,护筒顶口四周分层回填压实,并对钻机摆放区进行硬化,避免场地受荷后不均匀沉降。
插打护筒精度要求:
标高容许偏差±100mm
垂直度容许偏差≤1%
(二)成孔施工
1、钻机选型
GPRS-200型钻孔机适用于松散地层、粘泥层、砂砾层、破碎层和岩石层等各种地质条件的大直径桥桩孔。
该机扭矩大,刚性好,整机稳定,钻进效率高,成孔质量好。
钻具可用于正循环钻进。
和主机配套的ZJG60桩架,配有两个负荷600KN的五轮滑车在桩架上左右移动,减少施工中的辅助时间;下底盘配有钢轮装置,可在导轨上纵横移动;上底盘可纵向移动,让开孔口,2.5m以下的钻头可直接入孔,十分方便。
GPS200型钻机参数
项目
单位
参数
最大钻孔直径
m
2.5
额定钻孔深度
m
100
转盘
驱动方式
电机—离合器—变速箱—齿轮
转速
rpm
7.8/12.7/26
最大扭矩
kN·m
117.8
主机
电动机
功率
kW
95(型号JSL126—10)
转速
rpm
587
油泵电机功率
kW
0.37(型号YS—7124)
油泵型号
CB—B4
钻架型号
ZJG60桩架
钻具型号
BQ200A泵吸气举两用钻具
外形尺寸
m
4.2×2.1×2.64
总重
t
13.55
ZJG60桩架主要技术性能表
项目
单位
参数
备注
钻塔最大负荷
kN
600
钻塔有效高度
m
9
起重卷扬机
型 号
JJKD5.4
数 量
台
2
单绳负荷
kN
54
电机功率
kW
30
YZR250M1-8
起动方式
凸轮控制器控制转子电阻
提升力
kN
600
提升速度
m/min
3
移动吊钩卷扬机
数 量
台
1
电机功率
kN
7.5
Y160M-6
单绳负荷
kN
20
绳 速
m/min
8
吊钩横移距离
m
1.5
上底盘前后移动距离
m
2.15
下底盘孔口可调范围
m
0.26~2.55
通过钻具最大直径
m
2.5
底盘轮距
m
左右
3.3
前后
5
使用钢轨型号
QU70型
总 功 率
kW
67.5
外形尺寸(长×宽×高)
m
7.1×4.6×12.2
桩架重量
t
18
2、泥浆制备
在试桩处,设置5×10×1.5m泥浆池一个。
泥浆搅拌好后,储存于泥浆池待用。
泥浆池设置3PNL泥浆泵两台(备用一台),泵送至孔中进行钻孔。
泥浆的技术指标
检测项目
在20℃时的测试结果
测试方法
密度
1.06~1.15g/ml
泥浆密度平衡法
失水率
<20ml
30分钟
粘度
18~25(s)
马歇尔漏斗
胶体率
>95%
含砂率
<2%
筛分法(按体积计)
酸碱度
8~10
PH值指示纸带或PH电子仪
泥皮厚度
小于3mm
注:
当用Fann粘度计时,泥浆试验前应用300μm筛筛分。
泥浆采用复合泥浆,由水、膨润土、纯碱、CMC或聚炳烯酰胺配制而成。
膨润土采用钠质膨润土。
泥浆配合比参数
材料组成
配合比
水(kg)
1000
膨润土(kg)
150~100
Na2CO3(kg)
4
CMC(kg)
0.05
聚炳烯酰胺(kg)
0.03
注:
泥浆配合比的最后结果以试验为准。
3、成孔
根据设计资料,试桩为同直径的钻孔桩,选择GPS200型旋转钻机,利用三翼刮刀钻头,采用泥浆护壁气举反循环法成孔。
①安装GPS200型钻机就位,并使其底座平稳、水平、钻架竖直,且保持钻机顶部的滑轮槽、钻头、桩位中心在一铅垂线上,以保证钻孔垂直度。
孔口处钻杆中心与桩位中心水平偏差不大于2cm。
钻进过程中应经常检查钻机的水平度和钻架的垂直度,发现问题及时调整,确保成孔的垂直度<1/100。
②当一切准备工作就绪后,将钻头提离泥面约30cm,打开供风阀门使泥浆循环,待泥浆循环正常后,启动钻机缓慢放下钻头,钻机开始慢速→中速钻进。
当一节钻杆钻完后,提起钻杆至转盘卡瓦处,停止转盘运转,泥浆继续循环2~3分钟,排净钻杆及孔底钻渣,防止关闭供风阀时,泥浆倒罐导致钻渣堵塞风包。
③不同地质情况下正常钻进钻压、转速、进尺速度见下列参考表:
地质名称
刀具种类
钻压(t)
转速(r/min)
进尺速度(m/h)
附注
粘土层
刮刀钻头
5~10
6~8
4~5
砂层
刮刀钻头
10~15
6~8
2~3
表中数据仅供施工时参考,施工时可根据钻机工作状况进行适当调整,力求达到最佳的钻进效果。
当钻机以表中数据钻孔时,钻机转盘运转均匀,钻架晃动微小,则可适当加大钻压或转速。
当以表中数据钻孔时,发现钻杆转盘运转不正常,钻架晃动较大或钻具跳动较大时,则表明钻压过大或孔底有异物,如遇有孤石,有铁件或是钻具部件脱落等。
遇此情况可将钻具略向上提起,减小转盘运转速度。
若钻机运转恢复正常,则说明钻压过大;若钻机还不能正常运转,则可再次将钻具向上略微提起,减小转盘运转速度钻进,待恢复正常后再缓慢加压钻进;若经过往返几次操作,钻机仍不能恢复正常工作,则需拆除钻具,弄清情况或打捞起异物后重新安装钻具继续钻进。
④正常钻进时应参考地质资料掌握土层的变化情况,及时捞取钻渣取样,判断土层,记入钻孔记录表,并与地质资料核对,根据核对判定的土层及时调整钻机的钻速及进尺。
⑤钻孔作业应连续进行,在钻孔过程中,泥浆从孔中排出后采用泥浆净化装置净化后循环使用。
钻孔过程中应经常对泥浆指标进行抽检试验,不符合要求时应及时调整。
施工过程中应按不少于每4小时一次的抽检频率,对泥浆的比重、粘度、含砂率及PH值进行检测。
⑥孔内水头始终保持在地下水位线以上2.0,以加强护壁,防止塌孔。
⑦因故需停钻时,钻头应提起,防止发生埋钻现象。
接长钻杆时,接头一定要完好,防止漏气、漏水和掉钻头等事故的发生。
⑧钻孔过程中如遇到塌孔、偏孔、缩孔、扩孔、糊钻、埋钻、卡钻、掉钻等故障时,应尽快查明原因,采取有效措施果断处理。
⑨为了保护环境,钻孔过程中的钻碴和钻孔多余泥浆不得随意排放,应运往业主指定的地点。
4、清孔、检测
钻孔至设计高程后进行清孔。
清孔的目的是将孔底的钻渣及其沉淀物清除掉,减少孔底沉淀厚度,保证钻孔桩的承载力。
清孔时利用钻机的泥浆循环系统,通过反循环进行换浆。
即将钻头提高距孔底10~15cm,钻头空转,持续吸渣换浆直到排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为止。
以确保灌注水下混凝土前沉碴不超过容许值。
吸碴换浆时及时向孔内注入新鲜泥浆,保持孔内水位,避免塌孔。
清孔后及时测量沉碴厚度,积极组织下步工序。
当一次清孔完成后,测定孔深,沉碴厚度满足设计及规范要求后,报请监理一同对孔径、垂直度、孔底沉淀等指标进行检测。
若超标,根据情况研究处理。
钻孔质量标准
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
比设计深度超深不小于50mm
3
孔位中心偏差
不大于50mm
4
倾斜度
不大于0.5%
5
灌注混凝土前孔底沉渣厚度
不大于设计规定
6
清孔后泥浆指标
比重为1.06~1.10,粘度17~20秒,含砂率小于2%,胶体率大于95%。
(三)钢筋笼施工
1、制造
试桩钢筋笼主筋为Φ28mm的Ⅱ级钢筋,单根环形箍筋采用Φ12mm的Ⅱ级钢筋,与主筋焊连。
在
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 马鞍山 大桥 工艺 性试桩 实施方案 1110