斜拉桥桩基承台施工方案.pptx
目 录一、工程概况二、工期安排三、基桩施工技术方案四、明挖基础及承台施工技术方案第1页/共50页一、工程概况1.1工程地质 本桥位区地貌单元属于黄河冲积平原，地势较平，地面标高125.9131.6米左右。工程地质勘察报告显示，桥位区基岩主要为第四系全新统冲洪积层和上更新统冲洪积层，从上到下每地层岩性为：粉土8.7m粉砂15.9m粉质粘土10.7m粉土4.2m粉质粘土7.2m细砂9.6m粉质粘土30.3m中砂3.8m粉质黏土11.6m（详见地质柱状图）。第2页/共50页1.2工程量 南水北调斜拉桥主桥桩基采用单墩31根直径2.0m钻孔灌注桩，其中8#墩桩长为93米，9#墩桩长为95米；合计62根，桩长合计5828米。过渡墩桩基采用10根直径2米钻孔灌注桩，其中7#墩桩长为56米，10#墩桩长为48米；合计20根，桩长合计1040米。承台为边角形，长29.3m，宽28.2m，设8.7*7.15m倒角，厚度5.5m，每个墩承台混凝土方量为3860.2立方米。第3页/共50页二、工期安排 基桩施工总工期计划为：2014年9月1日至2015年1月31日。施工准备阶段：2014年9月1日至2014年10月19日。正式施工阶段：2014年10月20日至2015年1月31日，共104天。承台施工工期计划为45天。三、基桩施工技术方案3.1、钻机选择 9#墩桩长为95米，按照图纸原地面高程和桩底高程计算，孔深达101.7米，实地测量后计算孔深达到101.4米，我项目经理部在9#墩投入一台420型和一台260型旋挖钻机，打接力的形式进行基桩成孔。其420型旋挖钻机的挖孔极限深度为120米，计划先使用260型挖孔50-60米，然后使用420型挖至桩底标高。第4页/共50页 8#墩桩长为93米，按照图纸原地面高程和桩底高程计算，孔深达99.8米，实地测量后计算孔深为99.6米，我项目经理部在8#墩投入一台420型和一台260型旋挖钻机，同样以打接力的形式进行基桩成孔。计划先使用260型挖孔50-60米然后使用420型挖至桩底标高。第5页/共50页3.2钻孔灌注桩施工工艺流程 平整场地机械设备进场施工放样埋设护筒钻孔桩准备钻机就位钻进清孔下钢筋笼下导管二次清孔灌注水下砼成桩检测（超声波检测）桩底后压浆 破除桩头挖承台基坑。3.33.3测量放样 桩基的平面定位采用坐标法，用全站仪根据设计图纸现场进行桩位的精确放样，利用GPS对所放桩位进行复核，复核后在桩中心位置钉以木桩，并设十字护桩。放样后由主管技术员进行复核，施工中对护桩要用混凝土埋设并妥善保护，不得移位或丢失。第6页/共50页3.4桩基施工顺序 结合桩底后压浆和现场施工组织要求桩基施工顺序为：16#桩5#桩15#桩27#桩17#桩10#桩21#桩11#桩22#桩4#桩14#桩26#桩23#桩6#桩9#桩12#桩20#桩18#桩28#桩3#桩2#桩7#桩19#桩1#桩13#桩8#桩24#桩25#桩31#桩29#桩30#桩。第7页/共50页3.5钢护筒加工与埋设 护筒材质使用12mm厚的钢板制作，且焊缝饱满，不渗水，上部开设溢浆口，护筒长度5m。护筒埋深为4.7m，护筒顶要高出地面0.3m，分层夯实回填，层厚不大于25cm，并且在护筒底脚处和最上面用水泥砂浆固定，且务必保证出浆口用水泥砂浆抹牢固。并确保护筒内水头高度高于泥浆池中泥浆面高度1.5米以上。护筒埋设后应核对位置，护筒位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。如右图所示：第8页/共50页3.6泥浆池设置 泥浆池采取直接在墩位中间的红线内场地开挖设置。每个墩一个泥浆池，泥浆池的大小为：长宽高=20m15m3m，储存浆量为900m，（具体见泥浆池平面布置及平面、断面图），开挖时采用1:1.2放坡的形式进行开挖。第9页/共50页 外围设置双横杆钢管防护栏，红白油漆，钢管内径42mm，壁厚1.5mm。栏杆立柱打入地面深度不少于50cm，防护栏埋设距基坑边缘60cm，立柱间距3m、高度1.8m，埋设应牢固可靠，并采用绿色安全网围起来防护，外围设置明显的安全警示标志。第10页/共50页3.7钻渣存放及处置 由于使用化学泥浆和旋挖钻成孔，钻斗挖出的钻渣直接由装载机推至钻渣存放区，待土方工程开工后将桥位下可利用土方运至土方填筑路段并将钻渣回填至桥位处。第11页/共50页在主线K159+250K159+400桥位北侧设置8#墩钻渣存放区在主线K159+650K159+800桥位南侧设置9#墩钻渣存放区。第12页/共50页3.8泥浆 泥浆制备：泥浆拌制是桩基施工的重点之一，计划采用化学泥浆。钻孔泥浆按墩位处地质情况进行反复试配。泥浆指标如下表。第13页/共50页3.9钻孔意外应急处理措施 钢护筒变形：应根据变形程度采取水下切割等办法校正；严重变形的钢护筒应拔出重打。斜孔：扫孔至倾斜位置，慢速来回转动钻具，钻头下放时要严格控制钻头的下放速度，借钻头的重量来纠正孔斜。坍孔：坍孔不严重时，回填至坍孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头后重新钻孔；当护筒底口发生坍孔时应采取护筒跟进、下内护筒等办法进行施工；当坍孔严重时，应尽快回填，采用粘土并加入适量的碱和水泥，回填高度应高于坍孔处24m，待其固化后，提高泥浆比重快速穿过该地层。第14页/共50页 钻孔漏浆：跟进护筒或减小孔内外水头差、增加泥浆比重、改善泥浆性能。偏孔：当偏孔不严重时采用提钻至偏孔处，反复扫孔，使孔壁垂直。当孔壁偏孔严重时，回填至偏孔处重新钻孔。卡钻、埋钻：发生卡钻和埋钻时，宜采用冲、吸等方法，将钻头周围土层松动后提钻，并采取措施保持孔壁稳定。第15页/共50页3.10清孔及检孔 钻孔至设计高程后进行清孔，清孔的目的是将孔内的钻渣及其沉淀物清除掉，尽量减少孔底沉淀厚度，保证钻孔桩的承载力。终孔后对桩孔的孔位、孔径、孔形、孔深和倾斜度进行检验，清孔后，对孔底的沉淀厚度进行检验。桩底沉淀土厚度满足规范要求且不得大于30cm，严禁采用加深钻孔深度代替清孔。第16页/共50页3.11钻孔成孔质量验收标准第17页/共50页3.12钢筋笼的制作、存放及安装 钢筋笼在生产车间内使用钢筋笼滚焊机分节制作钢筋笼，下料前应将钢筋调直并清理污锈，钢筋表面应平直，无局部弯折。钢筋笼下料后采用切割机将钢筋的两头切平，使切口端面应与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲,以保证钢筋的滚轧直螺纹连接的顺利进行。第18页/共50页 钢筋笼分段加工制作完成后，存放在平整、干燥的场地上，钢筋笼下部垫30cm高钢筋架，并对吊点处支撑环增“+”形或“”形支撑，防止吊点处骨架变形。为保证钢筋笼起吊时不变形，每节钢筋笼采用多点起吊和翻架吊装。两节笼对接时，按照长线法拼接的标记对位，使上下节中心线保持一致，各钢筋的对位准确。第19页/共50页 压浆管与声测管在钢筋笼同槽加工时同槽安装，声测管安装前应对每一节声测管仔细检查并在安装后灌清水做水密试验，不得有沙眼、裂缝等缺陷，接头采用焊接并适当与钢筋接头错层，以便对接方便并清除干净内侧毛刺，防止卡住声测探头。声测管要与钢筋笼牢固固定，防止钢筋笼下落及灌注时偏位。立即将声测管上口用钢板焊接封口。第20页/共50页3.13砼灌注 桩身混凝土灌注采用垂直提升导管法施工。采用325mm快速卡口接头导管，导管使用前组装编号后进行水密承压试验。开始灌注水下混凝土时，导管底口离孔底0.3m左右。剪球前要安装隔水栓，剪球后保证初灌混凝土导管埋深不小于1.0m。灌注过程中，导管的埋深采用同步多测点的办法，随时用测锤测量孔内混凝土标高并记录，计算导管埋置深度（控制在2m6m），避免因孔径大产生大的误差和测量错误。第21页/共50页 砼灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管，拔管采用慢提及反插，灌注的桩顶标高预加0.51m的浮浆。混凝土灌注时间必须控制在混凝土的初凝之前结束。混凝土浇注24小时以后，才允许开始相邻近的同排桩的钻孔施工。第22页/共50页3.14长桩桩底后压浆 为了改善桩底持力层的受力状况，提高基桩承载能力和基础的整体刚度，本工程主桥8#墩、9#墩桩基均采用桩底后压浆。桩基后压浆技术是指通过预埋管路与装置对其桩基桩端、桩侧分别进行注浆的施工工艺。第23页/共50页3.15桩底后压浆施工流程图第24页/共50页3.16桩基后压浆施工要点（1）压浆管布设 桩端利用桩基4根声测管中的3根作为压浆管（其中一根为备用管，压浆失败时启用），随钢筋笼一同入孔底，底部采用细嘴套头，并分别使用三通连接1根内径32mm带钢丝的柔性高压塑料管，此塑料管作为喷浆管绕桩身环形布置，喷浆管的外侧打孔（58mm，间距100mm）后缠绕防水包装带密封。柱侧压浆沿桩高度方向布设7道，压浆管采用外径DN32钢管，最下面一道距离桩底10m18m、最上面一道距离桩顶8m15m，每道压浆管竖向间距为12m。（见下图）第25页/共50页压浆管布置图第26页/共50页（2）开塞 开塞应在混凝土浇筑后1天即初凝后进行，开塞时使用压浆机对压浆管道进行高压注清水，压水应按23级压力顺次逐级进行，并要求有一定的压水量和压水时间，当压力达到最大值后突然下降，证明压浆孔冲开，然后用堵头重新封闭压浆管。（3）压浆 压浆浆液一般采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥制备。不同浓度的浆液具有不同的性能，稀浆液便于输送，渗透能力强；中等浓度的浆液有填实、压密的作用；高浓度浆液对于已经注入的浆液有脱水作用，在实际注浆时一般先用稀浆液，然后再用中浓度的浆液，最后用高浓度的浆液。浆液一般根据土的饱和度和渗透性确定，饱和土宜为0.450.65，非饱和土宜为0.70.9（松散碎石土、砂砾宜为0.50.6）。第27页/共50页 本桥桩基持力层基本为饱和土，故可采用水灰比为0.450.65的水泥浆。规范要求注浆流量一般控制在75L/min左右，为保证压浆效果，要求压浆泵最高额定压力应大于10MPa，流量大于5m/h。选用的搅拌机应能够保证搅拌水泥浆的均匀性；在搅抖槽和压浆泵之间应设置存储池，并应进行搅拌防止浆液离析和凝固；搅拌时间不少于3分钟，浆液用3*3mm的滤网进行过滤。压浆应满足需要的压力和持续时间要求。压力值应根据第一根桩试验后根据不同地质状况确定，压浆时压力过大会造成水泥净浆离析堵塞管道，扰动原装土使桩基上浮。第28页/共50页 根据规范及相关经验一般桩侧压浆压力2MPa4MPa；桩底压浆压力2MPa6MPa，压力达到设计值后持荷时间应不小于5min。当满足下列条件之一时可终止压浆：压浆量和压浆压力达到设计要求；对每一道压浆来说，压浆量达到设计值，但压浆压力没有达到设计值，此时改为间歇压浆，再压设计量的30%水泥浆为止；对每一道压浆来说，压浆压力达到设计值并持荷5min以上，压浆量少于设计值但大于80%,此时也停止。第29页/共50页（4）后压浆时间、顺序根据图纸设计，单根压浆量为13.4t。压浆作业宜待桩身混凝土强度达到设计强度的80%并且混凝土试块强度大于20MPa之后进行，一般在成桩后5d14d，夏季间隔时间可适当缩短，冬季则延长；压浆和开塞作业与成孔作业点距离宜大于10m；压浆顺序宜先桩侧压浆，后桩端压浆，桩侧应先上后下，桩侧注浆和桩底注浆时间间隔3h6h；本桥属于群桩，压浆应先外围后内部。第30页/共50页（5）正常压浆过程中常见问题a.压力逐渐上升，但达不到设计值，可能是浆液在黏土中形成脉状劈裂渗透或浆液浓度低、凝结时间长或浆液逸出；b.压力不上升，甚至离开初始值呈下降趋势，可能是浆液外逸；c.压力上升突然下降，可能是浆液从压浆管周围溢走，或注速过大，扰动土层或遇到空隙薄弱部位；d.压力上升很快，而速度上不去，表明土层密实或凝结时间过短；e.压力有规律上升，即使达到容许压力，压浆速度也很正常（变化不大），这表明压浆是成功的；f.压力上升后下降，而后再度上升达到预定要求，可以认为空隙部位已经被浆液注满，可视为压浆成功。第31页/共50页（6）间歇压浆 出现压浆压力长时间低于正常值或地面冒浆时改为间歇压浆，间歇时间为30min60min，或调低浆液水灰比。（7）压浆失败及处理措施 由于操作不当或土层本身性质导致压浆孔堵塞，引起后压浆施工中压浆管失败，导致设计浆液不能注入或管路虽通但实际压浆量达不到50%，且将压力达不到终止压力，视为压浆失败。桩侧压浆失败后可在桩侧用工程勘察钻机在桩侧施工直径75mm的钻孔，钻孔深度与原压浆管长度相同，提钻时边提边钻边灌水泥粘土浆，然后立即下入同等长度的压浆管，3天后待水泥达到一定强度后再进行压浆，压浆量与压浆值宜超出正常设计值的30%50%。第32页/共50页 桩端压浆失败后采用抽芯方法埋设压浆管补充压浆。钻芯孔可设置在直径1/3处并成正三角形布置3个；压浆管前段通过单向阀联接喷浆花管，花管长度宜为5080cm，喷浆孔孔径一般为58mm,梅花形布置或十字轴对称布置，间距50mm，端部喷浆孔距管底部3050mm,所有喷浆孔预先插入长图钉封堵，外缠包装胶带固定，喷浆管底部焊死，压浆压力宜超出正常压浆设计值30%。第33页/共50页四、明挖基坑及大体积承台施工方案4.1施工准备 基坑开挖前，要熟悉施工图纸，核对现场地质水文情况是否与设计文件相符。通过测量放线，放出临近南水北调工程的两个承台基坑开挖边线和钢管桩防护工程的施工线。准备足够的钢管桩数量和钢管桩施工设备，以及钢管桩防护施工的配套设施，确保钢管桩防护施工一次成功。第34页/共50页4.2施工工艺第35页/共50页4.3基坑开挖 应根据地面标高、开挖深度、结构物尺寸、边坡坡度等因素确定开挖范围，并撒出开挖轮廓线。基坑采用机械开挖，人工辅助，为防止雨水冲刷，保持土体稳定，基坑开挖首先按照1：1的坡率向下挖4米后，设置1.0m平台，采用打设钢管桩防护，确保南水北调干渠及附属设施不受高速公路施工影响。开挖后坡顶距总干渠隔离栅最小距离不小于1米（如下图所示）。第36页/共50页第37页/共50页4.4井点降水 基坑较深（原地面实测标高为134.175，承台底标高为124.475含封底混凝土厚度50cm，总开挖深度为9.7米）开挖前应先勘察地下水位确定是否需要进行井点降水。若需井点降水，通过观测孔观察水位下降至基坑底以下不小于0.5m时进行开挖，基坑回填完成后停止降水。井点降水第38页/共50页4.5钢管桩打设 采用直径为800mm钢管桩，桩中心到中心间距为1600mm，打入地下7.8m，外漏5.7m，总长度13.5m。桩顶穿4根风缆绳，四人从四个方向协助定位；打桩过程中采用2台经纬仪呈90布设控制桩的垂直度，并采用卷扬机及时进行纠偏，否则应拔出重打。打桩速度应缓慢，并应随时纠偏，在桩顶即将打设到位时采用水准仪进行检测，控制桩顶标高。钢管桩内侧设置三排圈梁，高度间距2.85m，圈梁采用型钢制作制作圈梁，且圈梁应与钢管桩焊牢，实现对钢管桩连成整体效果。第39页/共50页4.6基坑验收 基坑开挖至高于设计基底高程30cm时，主要采用人工配合机械开挖到位，浇筑混凝土垫层，及时施工承台，以避免基底暴露时间过长或雨水浸泡降低承载力。平面轴线位置的偏差不得超过规范要求，坑底8边每边距结构物1m。第40页/共50页4.7破桩头、浇筑垫层 桩基混凝土强度达到15MPa以上方可破桩头，桩头应采用风镐或人工凿除，桩头应破除到坚硬混凝土处，桩头无松散层，其步骤：在桩顶位置设置切割线；人工凿开缺口，深度致钢筋，便于后续的风镐作业不会破坏钢筋保护层；风镐剥离缺口上侧钢筋外保护层；钢筋向外侧微弯，便于施工；第41页/共50页加钻顶断，钻头水平或稍向上；将桩头破除混凝土提出，然后用人工凿除并清顶，保证不破坏保护层，并至桩头微凸；清洗桩顶。基坑经人工整理、坑底排水设施完成后应立即浇筑垫层混凝土，垫层混凝土采用C20混凝土，厚度为50cm。第42页/共50页4.8钢筋绑扎、混凝土浇筑 垫层施工完成后在垫层上弹线，标出主筋的位置，绑扎焊接基础钢筋。钢筋绑扎、混凝土浇筑见下图所示。第43页/共50页 伸入承台的墩身钢筋应准确预埋到位，承台混凝土形成强度后应对墩身范围内的混凝土表面进行凿毛，其余部分顶面应抹平压光。明挖基础混凝土浇筑时，应保持基底无水，不得浇筑水下混凝土。严格分层浇筑、振捣密实；二次收浆，用钢抹子将混凝土表面压光。混凝土灌注应采用砼泵车泵送浇注，而且上下层浇筑间隔时间不应过长，以免后浇的混凝土出现裂缝。第44页/共50页 混凝土浇筑完成后应根据气温情况及内外温差监控结果实施保湿、保温养生措施。大体积混凝土应设置冷却管，通过循环水降低混凝土内部温度。冷却水管采用直径25mm一般水管,水平间距150cm,每层垂直间距100cm,共布置4层,进口设有调节流量的水阀。冷却水管安装后,进行压力通水检验,以免渗漏。每层循环冷却水管被灌筑的混凝土掩盖并震捣完毕后即可在该层循环冷却水管内通井水。且要通过水阀,调整循环水流量,并作好进出水温记录,控制温差不宜大于6。冷却管布置见下图。第45页/共50页第46页/共50页施工中采取如下措施实现降温目的:水泥应经过充分时效方可投入使用（一般不少于7d），不使用时效不足7d的“热”水泥；用井水冲洗石料,降低石料温度;泵送管用湿草袋遮盖防晒,并经常浇水;直接采用现抽井水进行混凝土的拌合，以减低混凝土的初始拌 合温度；砂石料进行遮盖,减小太阳直射升温。采取分层灌注承台混凝土,使混凝土部分热量散发到空气中。降低混凝土入模温度。第47页/共50页（9）养护 对承台混凝土进行保湿蓄热养护。蓄热养护的作用在於减少表面的热扩散,避免产生表面裂缝。保湿养护可以防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,并可使水泥水化作用顺利进行,提高混凝土的极限抗拉、抗压强度。施工中计划采用以下养护措施:a.承台四周回填黄土,防止热量散失；b.在水位以上,承台四周及表面进行覆盖；c.用冷却管流出的水进行养护,经常浇水,保持混凝土表面湿润，以减少表面温度裂缝的产生。第48页/共50页 汇报完毕 谢谢大家！第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页
