市政道路工程重难点工序施工方法.doc
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1、市政道路工程重难点工序施工方法本工程重、难点工序为三座中桥,分别为陈蕉河支流1号桥、陈蕉河支流2号桥、陈蕉河支流3号桥。现将此重、难点工序施工方法及注意要点着重介绍。(一)施工准备认真组织和落实主要工程技术人员,选择对类似工程有丰富施工经验的人员为骨干,熟悉施工设计图,领会设计意图,阅读标书内容和建设单位述及的规定、要求和参照的标准。 进行现场的技术交底,做好定位桩控制,绘出控制网,以便施工放样时用。并按建设单位提供的永久水准点,沿线自引临时水准点。临时水准点及保护桩、导线桩按要求埋设。所设的水准点必须经过二次以上的复核,报监理工程师审批后使用。(二)钻孔灌注桩施工本工程采用1000mm和13
2、00mm C25混凝土钻孔灌注桩,根据本工程地质资料及本公司以往在开发区的施工经验和现场考察情况,拟采用反循环回转的方法。施工工艺见下图:桩基施工方案报工程师批准搭设钻孔平台桩位放样埋置护筒自检或工程师检验钻孔、清孔终孔检查:孔深、孔径沉淀厚度安放钢筋、导管再检查沉淀厚度灌注桩砼浇筑泥浆调制取土试验报工程师审批钢筋备料与试验钢筋笼制作自检成型尺寸后工程师检验采取补救措施NY进入下一道工序N撤消钢筋和导管YYNNNY取样试验水泥石料备料砼配合比设计砼配合比验证报工程师审批砼拌和NN钻孔灌注桩施工工艺流程图钻孔桩质量自检并报工程师审批1、施工准备工作钻孔灌注桩施工前准备工作的主要内容有桩位测量放样
3、、场地准备、工作平台及护筒制作埋设,泥浆制备等。(1)、桩位测量放样首先对设计单位交付的测量资料中所有的导线点和水准点进行检查复测,若复测结果在规定的容许误差范围内则可采用原测量成果,否则应进行调整,并报监理工程师,在取得监理工程师的审批后,才能使用。测量放样主要使用全站仪进行,根据待放桩位的中心坐标和附近两个互通的导线点坐标,利用极坐标法即可放出桩位中心桩,为便于复核,应在中心桩附近适当位置,在纵横方向上个设两个保护桩。为了测量方便,可以增设必要的导线点和水准点,测设方法应按有关规定进行。测设成果报监理工程师,并在其批准后方可使用。(2)、场地准备钻孔场地的平面尺寸应根据桩基设计的平面尺寸、
4、钻孔底平面尺寸、钻机移位要求、施工方法及其它配合施工的机具设备布置等情况决定。在河中的场地或工作平台的高度,考虑施工期间可能出现的高水位,并高出该水位0.61.0m。本工程场地部分在水中,可搭建水上工作平台,平台基桩用木桩或钢管桩或笼装片石基础,顶面纵横梁、支撑梁用木料或型钢等材料搭建。平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作、吊放钢筋笼以及灌注水下混凝土时产生的荷载,并有足够的刚度、稳定性。(3)、护筒的制作和埋设A、护筒的作用和一般要求护筒的作用是固定桩位,引导钻锥方向;隔离地面水免其流入井孔,保护孔口;并保证孔内水位(泥浆)高出地下水位或施工水位一定高度,形成静水压以保护孔壁;以及产生孔
5、内外水位差,防止坍孔。用钢板制成的埋设护筒,应坚实,不漏水;护筒内径应比桩径稍大,反循环回转钻宜大0.20.3m;采用反循环回转方法钻孔时,护筒顶端应高出施工水位2.0m以上;如在潮水影响时期,应高出最高水位1.52.0m以上,并采用稳定护筒内水头的措施。B、护筒的制作钻孔桩采用钢护筒,每节护筒的高度,一般采用1.5m3.0m,视具体情况确定。两节或多节护筒相接时,采用电焊加密水性材料连接,确保护筒有足够的刚度并不漏水。C、护筒的埋设护筒的埋设工作是钻孔灌注桩施工的重要工作。在旱地可采用挖埋法,浅水处可采用围堰。护筒平面位置与竖直度准确与否,护筒周转和护筒底脚是否紧密不透水,对成孔、成桩质量都
6、有重大影响。埋设时,护筒中心线对准正常测量标定的桩位中心,并严格保持护筒的竖直度,其偏差均应控制在规定的范围内。护筒沉入河底入土深度不小于1.5m。护筒埋设要求准确、稳定、不变形、底部不漏水,能保持孔内水头稳定,形成静水压力,保护孔壁不坍塌。(4)、泥浆的制备泥浆具有防止坍孔、护壁、挟带钻渣、冷却润滑钻具的作用。制备泥浆的粘土,应选择水化快、造浆能力强、粘度大的膨胀土,经野外鉴定,具有下列特征的土,符合上述要求,可作为泥浆的原料。A、自然风干后, 用手不易掰开捏碎;B、干土破碎时,断面有坚硬的尖锐棱角;C、用刀切开时,切面光滑,颜色较深;D、水浸湿后有粘滑感,加水和成泥膏后,容易错成直径1mm
7、的细长条,用手揉捻,感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀;E、胶体率不低于95%;F、含砂率不大于4%;G、制浆能力不低于2.5L/;泥浆的循环和净化系统,当在陆上施工时,可设置制泥浆池、贮浆池、沉淀池,并用泥浆槽连接。外周挖一条环流沟,避免对周围环境的污染。2、钻孔本工程为了保证钻孔灌注桩质量和钻孔效率,根据现场及以往相同地质的施工经验选择性能良好的钻机钻孔。钻机就位前,对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括机具设备的检查和维修。此外根据地质资料绘制钻孔地质剖面图,挂在钻机台上,以便在钻孔中对不同的土层选用适当的钻头,调整钻进速度和合适的泥浆指标。钻机就位后,认真调平对中。在钻进过程中要经常检查,如
8、稍有倾斜或位移,及时纠正,使成孔后的铅垂度不超过1/100。在钻孔过程中要严格控制和保持孔内水头稳定,保护孔壁稳固。这样可以降低护壁泥浆比重,减少泥浆消耗,并能提高钻孔进尺速度。根据实验资料和钻孔实践经验,反循环钻孔浆液比重采用1.1,可以使钻孔获得满意的效果。钻孔注意事项:(1)开钻时低档慢速,缓慢加快;(2)在易塌方的地层,水头控制在1.8m以上,并适当加大泥浆比重,并经常检查孔内水位和泥浆比重。(3)钻进过程中,不的提早紧刹,以防因打空锤而损坏机器或出意外事故。(4)钻孔过程中,经常检查孔内有无异常情况,各部连接是否松动。(5)钻孔完之后,对孔径孔深进行检查,合格之后进行清孔,只要采用换
9、浆法清孔,用新鲜的泥浆换除孔内含有沉渣的泥浆,以确保孔内沉淀小于容许范围,不允许以加深孔深的办法代替清孔。常见的钻孔事故的预防及处理:(1)坍孔坍孔的表现特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷明显增加等。A、坍孔的原因:泥浆比重不够及其泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;由于掏渣后未及时补充水或泥浆,或河水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过沙砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够;护筒埋设太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;在松软砂层中钻进,进尺太快;提住钻锥钻进回
10、转速度过快,空转时间太长;冲击锥或掏渣筒倾倒,撞击孔壁,或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大,造成过大振动;水头太大,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。B、坍孔的预防和处理:在松散粉砂土或细砂中钻进时,应控制进尺速度,选用叫大比重、粘度、胶体率的泥浆,或投入粘土掺片、卵石、低锤冲击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用;汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定;发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填粘土、重新埋设护筒再钻;如发生孔内坍塌,判别坍塌位置,回填砂和粘土(或沙砾和黄土)混合物到 坍孔以上12m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密
11、实后再行钻进,严格控制冲程高度和炸药用量。(2)钻孔偏斜A、偏斜原因:钻孔中遇有较大的孤石或探头石;在有倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均;钻孔较大处,钻头摆动偏向一方;钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;钻杆弯曲,接头不正。B、钻孔偏斜预防和处理:安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮组、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正;由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水笼头,使其沿导向架向下钻进;钻杆、接头应逐个检查,及时调正,防止钻杆弯曲,要用千斤顶及时调直;在有倾斜的软、硬地层钻进
12、时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进,或回填片、卵石冲平后再钻进。(3)糊钻A、糊钻原因:常出现于正反循环回转钻进和冲击锥钻进,在软塑粘土层旋转钻进时,因进尺快,钻渣量大,出浆口堵塞而造成糊钻。B、糊钻预防和处理方法:首先应对钻杆内径大小按设计要求确定;控制进尺;选用刮板齿小、出浆口大的钻锥,若已严重糊钻,应将钻锥提出孔口,清除钻锥残渣。冲击锥钻进行预防措施是减少冲程,降低泥浆稠度,在粘土层上回填部分砂、砾石。(4)扩孔和缩孔A、扩孔:是孔壁坍塌而造成的结果,各种钻孔方法均可能发生,若仅孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加;若因扩孔后继续坍塌而影响钻进,
13、应按坍孔处理。B、缩孔:由于钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小;地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小,各种钻孔均可能发生缩孔,可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。(5)钻杆折断常发生在人力、机动推锥和正反循环回转钻进时。A、折断原因:用地质或水文地质钻探的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩时,其强度、刚度太小,容易折断;钻进中使用的钻速不当,使钻杆扭转或弯曲折断;钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚;地层坚硬,进尺太快,超负荷引起。B、预防及处理:选择钻杆直径和杆壁厚度尺寸时,按设计规定要求选择;不使用弯曲严重的钻杆,要求连接处丝扣完好,以螺套连接的钻杆接头,要防止反转松脱的固锁设
14、施,应控制进尺,遇坚硬、复杂地层要仔细操作;经常检查钻具各部分的磨损情况,损坏的要及时更换;如已发生钻杆折断事故,须将断落钻杆打捞上来,并检查原因,换用新的或大钻杆继续钻进。(6)钻孔漏浆A、漏浆原因:在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥将会向孔外漏失;护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,会在护筒刃脚或接缝处漏浆;也可能由于水头过高使孔壁渗浆。B、预防与处理:为防止漏浆,可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动,或用填土渗片、卵石,反复冲击增强护壁;在有护筒范围内,接缝处漏浆,可由潜水工用棉絮、快干水泥渗泥堵塞,封闭接缝。3、清孔(1)清孔目的清孔的目的是使孔底沉渣厚度,循环液中含钻渣和孔壁泥垢
15、厚度符合质量要求或设计要求。(2)清孔要求清孔过程中,应观测孔底沉渣厚度和冲洗渣量,当冲洗液含渣量小于4%,孔底沉渣厚度符合设计要求时,即可停止清孔并保持孔内水头高度,防止发生坍孔事故。(3)第一次情况在钻孔时停止钻具回转,将钻头提离孔底50-80mm,维持冲洗液循环,并向孔中注入含砂量小于4%的新鲜泥浆,令钻头在原地空转,直至达到清孔要求为止。(4)第二次清孔在灌注混凝土前进行第二次清孔,采用普通导管的空气升液排渣法进行清孔。清孔后的性能指标及孔底沉淀物厚度符合规范要求后方可灌注混凝土。4、安放钢筋笼清孔完毕,经测探、孔径和竖直度检查符合要求后,即进行安放钢筋笼。钢筋笼的尺寸、制作、电焊质量
16、严格按设计图纸和技术规范的要求进行。钢筋笼在钻孔机附近集中分节预制,每节长度78米,设专人负责,确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在吊装过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用汽车吊吊入孔内,在孔内焊接接长,并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼下到设计标高后,用钢筋将其与护筒或平台连接牢固,防止钢筋笼发生浮笼现象。安放钢筋笼要认真对中,保证桩壁混凝土保护层的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。5、灌注水下混凝土混凝土采用商品混凝土,由于是水下灌注混凝土,为了保证质量,混凝土的配合比应按设计强度的混凝土标号提高20%进行设计,混凝土应有必要的流动性,坍落度宜在180-220mm范围内;每立方米
17、混凝土水泥用量不得少于350,水灰比宜用0.5-0.6,并可适当提高含砂率(宜采用40%-50%),使混凝土有较好的和易性;适宜粒径为5-30mm,最大粒径不应超过40mm。钢筋笼插放完毕,经测探检查孔底沉淀物符合要求后,即进行水下混凝土灌注工作。灌注水下混凝土采用直升导管法,隔水采用拨球法。导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行闭水和承压试验。要求闭水试验时的压力不小于灌注混凝土时导管壁可能承受的最大压力。经试验15分钟,管壁无变形,接头不漏水,认为合格,可供施工应用。灌注混凝土时,在漏斗颈部设置一个隔水木球栓,下面垫一层塑料布,球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上,当混凝土在漏斗内贮存满时,即
18、把木球栓向上拔出,此时混凝土压着塑料布垫层与水隔绝,并挤走导管内的水,使漏斗内的混凝土顺利地通过导管并从导管底部流出,向四周和上面挤开,减少了混凝土与水接触,以保证水下混凝土的质量。导管插入钻孔内,下口离孔底约30-40厘米,上口通过提升机挂在专设的型钢横梁上并与贮存的漏斗连接,形成一条灌注水下混凝土的作业线。漏斗用钢制作,漏斗加储料槽其大小能满足在孔底将导管埋入混凝土大于1米高的容量。为了首批灌注的混凝土数量能保证将导管内的水全部压出并满足导管初次埋入深度的需要,应计算漏斗应有的最小容量而确定漏斗的尺寸大小,漏斗和储料槽最小容量为:V=h1d/4HcD/4式中 d-导管内径(m); D-钻孔
19、桩直径(m);Hc-导管初次埋深加开始时导管离孔底的间距(m); h1-孔内混凝土高度达Hc时,导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度(m);(其中p为等压面)h1=Hww/c式中 Hw-孔内混凝土面至孔内水面的距离(m);w-孔内水或泥浆的容重(t/m);c-孔内混凝土容重(取2.4t/m);混凝土的运送采用混凝土输送泵或混凝土输送车送到桩位,进行水下混凝土的灌注时,必须连续进行,不得中途中断,导管接头不得漏水或进空气;提升导管时不得摇动,要维持孔内静水状态,导管底部埋入混凝土深度宜控制在26m,并不得进水。在浇筑全过程中应经常测探孔内混凝土顶面位置,及时调整导管深度。灌注完成后的钻孔桩桩顶
20、应比设计高度至少高出100cm,以便截除桩头软弱层混凝土后,能保证截面处混凝土具有良好的质量。浇注过程中,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,经处理再利用,废浆按工程师指定运到废浆地方或适宜地方。灌注常见事故的预防及处理:灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应明确分工,密切配合,统一指挥,做到快速,连续施工,防止发生质量事故。如出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。对于确实存在缺点的钻孔桩,应尽可能设法补强、不宜轻易放弃,造成过多的损失。经过补强、补救的桩,经认真的检验认为合格后,方能使用。对于质量极差,确实无法利用的桩,应与设计单位研究,采用补桩或其它措施。(1)、导管
21、进水主要原因:A、首批混凝土储量不足或安置导管或混凝土储量已够但在提升导管准备开启栓阀时,导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后,不能埋设导管底口,以致泥水从底口进入;B、导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入;C、导管提升过猛或测深有误,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。预防和处理方法:查明事故原因,采取相应措施加以预防。A、若是上述第一种原因引起的,应即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机或抓斗清出,然后重新下导管并准备足够储量的首批混凝土重新灌注。B、若是第二、第三中原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管或用原导管插入续灌,但灌
22、注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。最后用潜水泵将管内的水抽干,继续灌注混凝土。为了防止抽水后导管外的泥水穿透原灌注的混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内应有足够的深度,一般宜大于0.5m。由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度再灌入导管内。以后的混凝土可恢复正常的配合比。(2)、卡管在灌注过程中,混凝土在导管中下不去称为卡管有如下二种情况。A、初灌时隔水栓卡管;由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石,拌和不均匀,运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未加遮盖,使混凝土中的水泥浆流失,粗骨料集中而造成导管堵
23、塞。处理办法可用长杆捣振导管内混凝土,用吊绳抖动导管或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理和修整,然后重新吊装导管,重新灌注。提取导管时应注意导管上重下轻,防止翻倒伤人。B、当由于某种原因使混凝土在导管内停滞时间过久,增大了管内混凝土下落的阻力而堵管。预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,必要时可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久,导管内有堵塞的混凝土,此时处理方法是将导管拔出,用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆,渣土等吸出,重下新导管灌注,但灌注结束后,这个桩宜作断桩再予补强。(3)、坍孔
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