水上陆地钻孔桩施工方案.docx
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水上陆地钻孔桩施工方案
第七章技术标准和要求
钻孔桩成桩检测标准
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位中心偏差
群桩:
100mm;单排桩:
50mm
4
倾斜度
不大于1%
5
灌注混凝土前孔底沉渣厚度
不大于设计要求
钻孔桩质量控制标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差值
1
混凝土强度(Mpa)
在合格标准内
2
桩位(mm)
群桩
100
排架桩
50
3
倾斜度
1%
4
沉淀厚度(mm)
摩擦桩
符合设计要求及施工规范
支承桩
5
钢筋骨架标高(mm)
±50
第八章指导性施工方案
一、编制依据
1、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF—2011)
2、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)
3、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076—95)
4、《襄阳市董金新区起步区周边市政工程第一标段苏岭山大桥市政工程两阶段施工图设计》
二、工程概况
1、工程概况
苏岭山大桥北起于规划永安南路,自北向南布置,经规划潘台路、黄湾路、航空路、规划路、唐白河、滨河路、含英路、欲义街后止于规划金沙路,起讫点桩号为YK0+200~YK2+145,主线全长1945m。
建设内容主要包括道路工程、桥梁工程、管线综合工程、交通工程、景观绿化工程、照明工程等。
其中主线桥起讫点桩号为K0+340.5~K1+913.5,全长1573m,主桥为(70+240+70)m下承式钢桁拱桥;Y1匝道长235.5m;A匝道长867.677m;B匝道长190.5m。
路基长约0.7km,施工内容包括特殊路基处理、路堤及路堑施工;路面工程约2.6km,施工内容包括水泥稳定土底基层、基层和沥青混凝土面层。
图1项目地理位置图
2、施工内容
主墩为21、22#墩,承台下接12根直径1.8m的桩基础,桩间距4.5m。
桩基单根长度65m。
过渡墩为20、23#墩,单个墩柱基础均采用2根直径1.8m的桩,纵向2排布置,桩基单根长度50m。
主线引桥和匝道共有φ1.5m桩241根共长10435m;φ1.8m桩104根共长4940m。
3、桩基工程量
数量
桥段
直径1.5m
直径1.8m
C30混凝土(m³)
一级钢筋(kg)
三级钢筋(kg)
根数(根)
总长(m)
根数(根)
总长(m)
主桥
64
2800
7350
57365
471824
北引桥
93
4835
12
720
10371
88262
741544
南引桥
66
2730
12
780
6806
58764
480808
A匝道
56
1978
8
320
4307
38981
299297
B匝道
18
612
1081
10329
76957
Y1匝道
8
280
8
320
1326
11810
101557
合计
241
10435
104
4940
31242
265511
2171988
注:
北引桥单根桩长约50米,主桥单根桩长约60米,南引桥单根桩长约45米,匝道桥单根桩长约35米。
4、地形、地貌
场地属汉江二级阶地,场地地形较平坦,地面标高在54.7~67.8之间,相对高差约13.1m。
桥位横跨唐白河,河床开阔。
5、水文情况
唐白河径流主要来自降水,径流年内分配不均,洪水流量往往是枯水量的数千倍。
每年5-10月为汛期,汛期径流量占全年径流量的80%以上,7-9月出现洪水较多,11-次年2月为枯水期,唐河、白河年平均流量分别为53m3/s,72m3/s。
崔家营枢纽建成前,唐白河枯季河道水深主要靠汉江回水来维持,洪水期易受汉江顶托倒灌,常有洪泛渍涝灾害。
2010年,崔家营枢纽建成蓄水,桥位河段成为常年库区,河道稳定,水深增加,流速减小。
库区正常蓄水位62.73m,死水位62.23m,设计洪水位63.15m(50年一遇),校核洪水位64.25m,子堤标高68.1m。
2015年5月22日河道水位实测如下:
水中墩水位实测表
里程
墩号
实测水位标高62.8m
水面高程
水底高程
水深(m)
K1+060
20#
62.803
60.903
1.9
K1+130
21#
62.814
59.714
3.1
K1+370
22#
62.828
54.928
7.9
K1+444
23#
62.813
57.913
4.9
6、气象情况
襄阳属于亚热带季风型大陆气候过渡区,具有四季分明,气候温和,光照充足,热量丰富,降雨适中,雨热同季等特点,为农业生产提供优越的气候条件,年平均无霜期为241天,年均降水量878.3毫米。
区境内日照充足,年均日照1987小时,年均气温15.1℃-16.8℃之间。
气候因素对拟建公路正常运营影响主要表现在洪水期导致的内涝。
引起江河湖泊的水位升高,导致部分路段浸泡。
在江汉等堤坝附近可能发生管涌等危害。
7、地质条件
根据勘探孔揭露,场地地层在钻探深度范围内按地层成因、岩性及力学性质可划分为3大层:
杂填土层;第四系全新统冲洪积粉砂、圆砾、粉质粘土、粘土层;第四系上更新统冲洪积粉质粘土、粘土及粉砂层。
主线桥各墩地质层次如下:
主墩地质情况表
墩号
桩长(m)
杂填土
粉质粘土
粉砂
圆砾
粉质粘土
圆砾
粘土
圆砾层累计厚度(m)
0#
35
2
5.7
30.9
35
47
30.9
1#
50
1.7
5.4
13.6
30.8
32.7
50.8
34.5
2#
50
1.5
6.2
13.9
32.5
34.7
50.1
33.9
3#
50
1.8
4.5
10.3
31.7
35.5
45.4
35.9
4#
50
2
5
12
30.7
59
38
5#
50
1.6
5.9
10.2
25
34.8
53
30
6#
55
0.8
3.8
11.2
34.2
36
45.5
42
7#
55
1.3
4.6
9.8
31.3
32.3
50.8
44.2
8#
50
1
3.2
8
55
47
9#
55
0.5
2.5
7.8
29
30.3
51
45.9
10#
55
2.6
7.9
29.8
30.8
50
46.1
11#
55
0.5
2.5
8.5
26.4
31.2
54
41.7
12#
55
3.2
4.5
8.4
27
35
51
38.6
13#
55
3
8.6
27
36.8
50
36.6
14#
40
1.6
10.8
29.3
37
52
21.5
15#
60
2
7
31
34
45
50
16#
60
3
8.3
11.5
18.6
35.9
52
56
31.2
17#
40
3.2
6
9.3
26.5
34
46
23.2
18#
60
2.5
5.1
11.7
27.8
35.1
51.7
57.4
41
19#
60
3
8
27
34
45
45
20#
40
4.5
22.4
31.3
44.2
26.6
21#
45
4.8
21.4
28.9
44.6
53
32.7
22#
45
0.5
14
21.9
42
66.8
37.1
23#
40
0.6
18
24.5
51.6
33.5
24#
45
1.2
2
8
24
31.5
57
29.5
25#
45
2.5
6.2
10.5
26.5
33
53
28
26#
45
2.4
5.9
11.6
25.2
32.5
55
26.1
27#
35
3
5.8
10.2
26.4
33.6
45.5
17.6
28#
65
3
8.7
9.7
21.3
31.5
60
45.1
29#
65
3.5
6.5
10
27.2
32.5
44
49.7
30#
45
2.9
5.2
11.2
25.4
34.4
51.4
24.8
31#
40
2.5
7
10
23.2
33.1
51
20.1
32#
40
2.4
7.4
8.5
21.1
33.2
52
19.4
33#
40
2.5
7.5
8.6
21.6
30.3
52.4
22.7
34#
40
3.2
7.2
8.7
27
31.7
54
26.6
35#
35
2.8
7.7
9.1
52
42.9
8、交通、经济水平状况
(1)南北两岸均有道路连接,距本桥最近约300m为六两河大桥,此桥属危桥,限高3.3m,限重20吨,混凝土罐车及砂石料运输车不能从该桥通行。
20吨以上50吨以下车辆可由内环线襄州唐白河大桥绕行,北南两岸可由航空路至内环线过唐白河大桥进入金沙路到工地,绕行距离9.8km。
(2)南岸进场道路与金沙路及南岸大堤相接,北岸进场道路与航空路及鹿门大道相接。
(3)桥梁北岸属于襄州区,为襄阳市老城区,靠近襄阳东站,经济水平较高。
桥梁南岸属于东津区,为襄阳市新区,居民较少,周边基本为农田或在建的工程项目。
9、工期计划
(1)主桥基础施工:
121天(2015年9月1日-2015年12月31日),每个主墩配置2台冲击钻机,每个边墩配置2台冲击钻机。
(4)引桥及匝道桩基础施工:
249天(2015年9月1日-2016年5月7日Y1匝道桩基施工完成)。
投入4台旋挖钻机,2台从南岸引桥——A匝道——Y1匝道,2台从北岸引桥——B匝道施工。
三、施工工艺
图3-1主桥钻孔平台施工工艺流程
图3-2引桥及匝道钻孔桩施工工艺流程图
四、施工工序
1、主桥桩基施工
(1)、主墩钻孔平台施工
利用定位桩,桩顶分配梁和混凝土桥面板搭建钻孔平台。
横向支栈桥上布置龙门吊辅助下部结构施工。
钻孔平台布置详见图4-1和图4-2。
图4-1主墩钻孔平台布置图
图4-2主墩龙门吊机布置图
(2)搭建钻孔平台
钻孔平台钢管桩采用国标螺旋焊管,钢管桩采用80t履带吊“钓鱼法”插打。
钢管桩插打就位后焊接平联钢管,使钻孔平台具有足够的承载力和抗扭能力。
平台纵横梁采用型钢。
分配梁完成后,铺设钢桥面板即形成钻孔平台。
横向支栈桥的钢管桩顶设型钢分配梁,纵梁采用贝雷梁,布置80t龙门吊机的走行轨道。
(3)钢护筒制作与下沉
钢护筒采用Q235B板材卷制,在工厂内分节制造。
护筒焊缝应达到一级质量标准。
图4-3螺栓调节器示意图图4-4纵缝调节示意图
图4-5钢护筒节段总装配图
钢护筒插打采用DZ180型液压震动打桩机插打,安装起吊由80t龙门吊机负责,80t履带吊配合。
图4-6插打钢护筒施工实例图4-7液压振动打桩机
(4)主墩、边墩钻孔桩施工
①钻机选型及机具配备
每个主墩配置6台20型旋转钻机,每个边墩配置2台20型旋转钻机进行钻孔施工。
②泥浆制备及循环系统
制浆采用优质膨润土,将膨润土、水、纯碱按比例制成浆。
采用先进的泥浆处理器进行泥浆循环。
净化时排出的钻渣通过溜槽或皮带运输机排放到指定的运渣船舶上。
图4-8泥浆循环系统示意图
钻孔过程产生的废浆经泥浆循环后再利用,多余的泥浆和渣土运离施工区域。
泥浆和渣土的运输必须及时可靠,以不影响施工。
泥浆和渣土严禁乱排乱倒。
(5)成孔工艺
①钻机安装及校核
钻机就位、找平,测量检查后,将其与平台(主墩)进行限位。
②钻进成孔
开钻顺序统筹安排,相邻两孔不同时钻孔,浇筑混凝土完成24h或混凝土桩的强度达到5MPa后,相邻孔才能开始钻孔。
钻孔过程中坚持每班检查钻机偏位以保证成孔垂直度和孔形。
钻机在不同的地层中应选择不同的钻压和钻进速度。
正常钻进时,应参考地质资料掌握土层变化情况,及时捞取钻渣取样,判断土层,做好钻孔记录并绘制地质剖面图,根据核对判定的土层及时调整泥浆指标值,保证成孔质量。
③第一次清孔
表4-9清孔后孔内泥浆指标参数
项目名称
PH值
比重(g/cm3)
粘度(pa.s)
胶体率(%)
失水率(ml/30min)
含砂率(%)
指标
8~10
1.03~1.10
17~20
98%以上
20
<2
④护筒内壁清理
其目的为使桩身混凝土与护筒直接接触并保证桩身的有效直径。
(6)成桩施工
①钢筋笼制安
图4-10钢筋笼长线法制作图片
钢筋笼在采用长线法使用滚焊机制作。
主筋采用机械连接,接头断面满足规范要求。
成品钢筋笼分节、分类编号,通过平板车运至现场。
图4-11钢筋笼悬挂环图图4-12钢筋笼竖向定位图片
②二次清孔
清除孔底沉渣,调整泥浆性能指标达到灌注水下混凝土时所需条件。
③混凝土灌注
采用导管法灌注水下混凝土。
由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管流入待钻孔钢护筒内,含有水泥浆的废浆不能回收再利用,用砂石泵抽至舱驳或泥浆车内,将废浆排放到泥浆处理场内进行处理。
图4-13水下混凝土初灌图4-14水下混凝土灌注中
2、引桥及匝道桥桩基施工
(1)、桩位测放
测量桥位,放出桩位中心,准确测量各桩位的中心和护筒顶高程,并在护筒上做好标记。
施工时要在平整好的场地上做出桩位标记,用长木桩定位。
(2)、埋设护筒
钢护筒制作要求不易变形、不漏水、装卸方便。
钢护筒内径比桩径大0.2~0.4m。
筑岛处钢护筒采用挖坑埋设法,钢护筒底部和四周分层夯填密实的粘土。
水中钢护筒设置需利用吊机辅助插打钢护筒。
水中钢护筒插打时要严格注意平面位置、竖向倾斜和两节护筒的连接质量均要符合规范要求。
(3)、钻机就位及钻孔顺序安排
①、钻机就位
旋挖钻机在钢护筒沉埋、插打和钻机轨道铺设完成后,采用吊机辅助钻机组装就位,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。
旋挖钻机自行履带移位,在旋挖钻机行进到桩位处时,将钻杆调整竖直就位并锁定,调好钻杆的垂直度,为确保钻头轴线与桩位中轴线重合,采取用全站仪进行对中观测和竖直度校正。
②、钻孔顺序安排
在钻孔桩施工时,同一墩位桩基施工应避免两部钻机在相邻孔位同时操作,每部钻机完成钻孔后要隔一个孔就位。
钻孔顺序安排的原则是:
相邻孔位不得同时钻进;钻机移位幅度不大。
既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(4)、钻孔
①、准备好以上工作后,请监理工程师现场检查,认为组织工作到位了,可以开钻时,钻机才可以钻进施工。
②、选择施工经验丰富的同志担任机班长,负责成孔钻进设备的操作,并对机长进行钻进注意事项交底,强调机长对地质状况进行掌握,要求将地质剖面图和柱状图悬挂在操作室,掌握每根桩的地质情况,以应对在那个地层需要慢钻,及时处理钻进过程中的问题。
③、开钻时应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。
但是对于加夹层(粉砂层)钻进时,需要调整泥浆比重到1.2左右,并且采取慢速钻进的方法进行施工。
④、旋挖机钻进过程中,钻杆要保持垂直状态,严格控制垂直度在规范允许范围之内。
⑤、钻机钻进过程中应采用减压钻进,即钻机的主吊钩始终要承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。
⑥、操作的机班长要掌握地质资料,根据实测深度并对照地层埋深,判断钻进进度,在地层变化处附近,捞取钻渣样品与地质资料核实,以精确控制换层时的钻进参数,确保成孔质量。
⑦、合理控制起钻和下钻时速度,避免激动压力和抽吸力对孔壁的影响。
⑧、做好钻孔施工记录,记录必须与实际工序同步,真实、齐全、整洁。
孔深、钻速、换层特别是持力层应记录清楚。
(5)、成孔检测及清孔
①、钻孔达到设计标高后,对孔深、孔径进行检查,符合规范要求后方可清孔,准备下钢筋笼。
孔深采用测绳进行测量,测绳必须经常进行校正、修订,以保证测量准确。
孔径采取下探孔器的方法进行检查(探孔器直径为钢筋笼直径+100mm),探孔器必须有足够的长度和重量,以确保探孔器的顺利下放,成孔深度和孔径不小于设计值。
泥浆比重、含砂率及粘度由试验人员在现场进行测定,相对密度为1.03~1.10,含砂率小于2%,黏度为17~20Pa,以上均符合要求后,并经监理工程师验收合格后,才允许钻机移位,并准备清孔、下钢筋笼。
②、清孔可采用抽浆方法,在清孔排渣时,必须保证孔内水头高度,防止塌孔。
清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm,合格后在孔底提出泥浆式样进行性能指标试验,试验结果必须符合相关技术标准要求。
钻孔桩成桩检测标准
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位中心偏差
群桩:
100mm;单排桩:
50mm
4
倾斜度
不大于1%
5
灌注混凝土前孔底沉渣厚度
不大于设计要求
(6)、钢筋笼制作、安装
①、钢筋笼所用钢筋规格、材质及各项性能指标均应符合设计及规范要求,并有出厂证明或检验报告单。
现场施焊的焊缝应按规范要求以抽检试验。
②、设专用胎架和施工平台,采用先进的滚焊机,按照设计图纸编制钢筋笼分节图进行分段制作。
单根钢筋笼分节进行加工,单节长度为9m。
③、钢筋加工严格按照设计图纸和相关技术规范的要求执行,主筋在制作前必须整直,整直后钢筋弯曲度应不大于长度的1%,并不得有局部弯折。
主筋一般应尽量用整根钢筋,分段后的钢筋笼主筋接头应互相错开,接头长度内,同一根钢筋不得有两个接头,配置在接头长度内的受力钢筋,其接头截面积占总截面积百分率小于50%(接头长度为35d)。
④、成型钢筋笼吊放、运输、安装,应采取预防变形措施,不得产生运输变形。
为防止钢筋笼在吊装、运输、安装过程中变形,对钢筋笼加强筋处进行交叉加固,加固方式采取在钢筋笼内加十字撑的方式,并焊接牢固,当钢筋笼安装就位后将其拆除。
钢筋笼分节起吊连接时,采用25t或35t汽车吊机大小钩配合起吊,并将吊点处加固并起吊,以防止钢筋笼变形。
⑤、按顺序逐节垂直下放钢筋笼,节段间在孔口采用机械连接,上下节钢筋笼各主筋应对准校正。
下钢筋笼时间要尽量缩短,40m以下的钢筋笼拟在钢筋加工场制安完成后分成两节入孔,40m以上的钢筋笼分成三节入孔。
下入钢筋笼时,同时下入3根声测管,每隔5m用5号铁丝将声测管绑扎在主筋上及在加强钢筋上焊钢筋环固定。
⑥、桩基检测声测管采用Ф57×3mm钢管。
声测管分节绑扎在钢筋笼上时,必须将分节声测管焊接牢固,焊缝牢固、饱满,确保声测管不漏水、不泌水。
将声测管内部灌水后,将底部及上部用薄钢板焊堵,以防止钻孔泥浆或混凝土砂浆进入声测管而影响桩基检测。
声测管焊接时,必须采用小焊条,防止将声测管焊破,导致声测管内漏水。
钢筋采用对称施焊,按图纸加补完整螺旋筋,并每隔2米在同一截面上按90度对称安置4个钢筋保护筋。
经监理工程师确认合格后,方可下入。
⑦、钢筋笼起吊时,吊点应拴牢并布置合理,使笼子吊起后处于自然铅垂状态,并无明显变形,下吊钢筋笼骨架过程中,不要碰撞孔壁,要采取措施让其沿孔中心垂直插入。
在钢筋笼外侧焊设计图纸上的定位钢筋,以保证保护层的厚度。
吊放钢筋骨架入桩孔时,均匀下落,保证钢筋笼居中。
钢筋笼下到标高后,要检查钢筋笼顶部的中心偏差,使之<5cm,待全部入孔经确认符合要求后,将钢筋笼进行固定,避免下跑和灌注混凝土时上浮。
⑧、钢筋骨架制安精度要求见下表:
钻孔桩钢筋骨架制作安装标准
序号
项目
允许偏差
1
钢筋骨架在承台内埋置长度
±100mm
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
钢筋间距
±0.5d(d为钢筋直径)
4
加劲筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺距
±20mm
6
钢筋骨架垂直线
1%
(7)、下导管、二次清孔
①、下导管
混凝土灌注导管采用Ф325mm的快速卡口垂直提升导管。
导管使用前进行试拼、水密承压和接头抗拉试验、长度测量、标码等工作,进行水密试验的试压压力不应小于6kg/cm2。
导管内壁应光滑平顺,连接紧直,使用一段时间后,应检查其水密性。
导管下孔时,必须加密封圈并抹黄油,保证密封,孔内导管必须丈量准确,满足孔深要求,下端出口处应距孔底20-40cm。
吊装时,导管位于井孔中央,避免挂碰钢筋笼,并在灌注前进行升降试验。
坚持实行导管使用的检查鉴证制度。
提升导管时要掌握每次的提升高度,保证埋入深度2~6m,以免混凝土“洗澡”。
卸下的导管要及时冲刷干净,绝不允许在连接处和丝扣处有水泥砂浆残留,并按一定编号放置。
②、二次清孔
导管就位后,立即进行第二次清孔,清孔采取气举反循环进行清孔,清孔后沉渣必须小于100mm才允许灌注混凝土。
清孔时要适当转动和升降导管,以利于孔底边部钻渣清出,并注意空压机的送气量,以满足清出沉渣的要求。
取泥浆样测试合格,并经监理共同检测孔底沉渣达标后,方可进行下一道工序。
检查成孔合格后应在30min内浇注混凝土。
若超过30min,灌注混凝土前应重新测定孔底沉淤厚度。
(8)、水下混凝土浇筑
水下砼工程一般采用直升导管法施工。
用直升导管法灌注水下砼时,砼拌和物是通过导管下口,进入到初期灌注的砼(作为隔水层)下面,顶托着初期灌注的砼及其上面的泥浆或水上升。
为使灌注工作顺利进行,应尽量缩短灌注时间,坚持连续作业,使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。
①、灌注机具设备的准备
导管:
导管是灌注水下砼的重要工具,用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成。
其直径按桩长、桩径和每小时通过的砼数量决定,可按下表选用。
导管直径表
导管直径(mm)
通过砼数量(m3/h)
桩径(m)
200
10
0.6~1.2
280
17
1.0~2.2
导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还需做拼接、承压、水密试验。
水密试验时水的压力不小于井孔内水深1.3倍的压力,进行承压试验时的水压力不应小于导管管壁可能承受的最大内压力Pmax。
试验方法是把拼装好的导管先注满水,两端封闭,一端焊风管接头,输入计算的风压力,经过15min不漏水即为合格。
导管可在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。
分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用,导管内壁和法兰盘表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。
②漏斗、储料斗
漏斗:
导管顶部应设置漏斗,其上设溜槽、储料斗和工作平台。
储料斗:
它的作用是储放灌注首批砼必需的储量。
漏斗和储料斗的容量(即首批砼储备量)应使首批灌注下去的砼能满足导管初次H2埋置深度的需要。
钻孔灌注桩漏斗和储料斗最小容量可用下
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