水中承台钻孔灌注桩施工方案.docx
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1、水中承台钻孔灌注桩施工方案、总体施工方案主墩采用先围堰后桩基的施工顺序,钢板桩围堰施工完成后,抽 水至河床底标高并安装围楝(不安装内撑),清除淤泥,回填约1m 厚合格土,铺设预制混凝土底板,通过80t龙门吊下放旋挖钻机,采 用旋挖钻机清水成孔工艺;钢筋笼在钢筋加工场内加工,使用平板车 运输到钻孔桩施工现场,采用起吊设备下放;混凝土采用导管法浇筑 水下混凝土,混凝土商混站供应,通过混凝土运输车运输到现场浇筑。二、主要设备选型(一)龙门吊龙门吊型号为80t,辅助桩基施工中下放钢筋笼、浇筑混凝土等其他作业,外形尺寸为45mX10.lmX22.lm,其结构参数见图 二-lo45000420001101
2、00图二-180t龙门吊结构尺寸示意图(单位:mm)本工程采用的80t龙门吊设备参数见表 二-1。第1页共49页结构物名称吊索拉力钢丝绳参数钢丝绳能力平安系数构件 重量(t)夹角 a ( )吊索拉力(t)最小 破断 力系 数公称 抗拉 强度 (MPa)结构类别公称 直径(mm )最小 破断 力 (kN )K旋挖钻654523.1035616706X37+FC501486.36.4挖掘机32.54511.50.35916706X7+FC367776.7钢筋笼+吊具19.75457.10.35916706X7+FC284706.62.5m3 混凝土+料斗6.5454.60.35916706X7+F
3、C22290.26.3三、施工准备(一)技术准备第10页共49页测量准备根据勘察设计单位提供的桥位总平面图和测图控制网中所设置 的基线桩、水准标点以及重要桩志的保护桩等资料,进行三角控制网 的复测,补充加密施工所需要的各种标桩,建立满足施工要求的平面 和立面施工测量控制网。计算桩位有关数据。试验准备所有原材料均经过试验,并将试验结果报送监理工程师审批完成。 通过试验确定水下C30混凝土配合比及钻孔灌注桩泥浆配合比。准备现场混凝土检测设备,做好混凝土性能现场检查。并根据现 场天气、施工等状况,调整混凝土坍落度、外加剂等。技术交底对所有工程桩基施工有关人员进行平安技术交底,并做好平安交 底记录。(
4、二)现场准备场地准备(一)场内便道利用金简仁快速路(二期)相邻标段新建成道路与保通道路(栈 桥)作为进场通道,进场道路详见错误!未找到引用源。(二)施工栈桥第11页共49页全桥共设置2条施工主栈桥(上游、下游侧各一条),2个钻孔平 台(连接上下游两条施工主栈桥)。施工栈桥基础采6 1000mm义 10mm钢管桩,钻孔平台基础采用 800mm X 10mm钢管桩,栈桥平面布置见图三-1。3250g 9 6曷图 三-114#墩施工栈桥平面布置图(单位:cm)(三)龙门吊施工栈桥施工完成后即可开始安装80t龙门吊,龙门吊布置如图三- 2所示。第12页共49页龙门吊42000图 三-2 80t龙门吊布
5、置横断面示意图(单位:mm)(四)钢板桩围堰施工围堰内抽水后安装围橡,但不安装内撑,下放挖掘机回填合格土顶并压实,强度不小于120kPa,回填顶标高为+388m,如图 三-3所ZjS o4水&+392 3m 目虹就a388nq图三-3钢板桩堰施工示意图然后铺设20cm厚C2O混凝土预制板,混凝土预制板分为4.4m X2.8m、3mX2.8m共3种型号,在围堰四周设坡度为2% 的排水沟,并在各角点布置集水沟,如图三-4所示。第13页共49页zqO co2;下触2%2%2%II iIIiBb gsgils 11| i S 1| o iig-jNi门、2%2%集水坑排水沟上触2%2%2%预制板一3/
6、 熬2300 j4540j 2300图三-4围堰内预制板、排水布置示意图(单位:cm)主要临时结构及工装(一)钢筋笼下放吊具钢筋笼下放吊具扁担梁由114型钢加工,吊耳采用16mm钢板加 工而成,吊耳与扁担梁间采用焊缝连接,吊具结构设计如图三-5所Zj o图三-5钢筋笼下放吊具结构设计图(单位:cm)在吊主梁上端部各设置一组吊耳,钢丝绳与起重设备吊钩相连,第14页共49页主梁或次梁下端部各设置一组吊耳,采用钢丝绳或卡环与钢筋笼相连, 形成整个吊装系统,吊具使用如图三-6所示。图三-6吊具使用示意图(二)钢护筒本工程14#主墩钢护筒采用Q235B钢板卷制而成,内径为280+30cm (D为桩基直径
7、),壁厚为18mm,单根钢护筒长度为3 6mo分节段制作,焊接接长,运输至现场使用,运输至现场前需设置内支撑防止钢护筒变形,钢护筒焊接质量和材质严格按照国标和设计 技术标准执行。(三)首封集料斗公路桥涵施工技术规范(JTG/T3650)规定,首批灌注混凝土第15页共49页的数量应能满足导管首次埋置深度1.0m以上和填充导管底部的需要, 所需混凝土方量按下式进行计算:展亨(M + %)+苧也式中:V首批混凝土所需数量(m3);D钻孔桩孔直径(m),考虑扩孔系数取3.3m;H.桩孔底至导管底端间距,一般为0.3m0.4m;H2导管初次埋置深度,取2 = 1.1m;d导管内径,取0.3m;瓦一一桩孔
8、内混凝土到达埋置深度为“2时,导管内混凝 土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度,h = HNwk;Hw孔内水或泥浆的深度,取26m;人孔内水或泥浆的重度,取llkN/m?;yc混凝土拌和物的重度,取24kN/m3。综上: = 26X11 H-24 = 12m/=亨(乂 + 2)+苧瓦=*(0.4 + 1.1) + 乂:工 * 12 = 13.7m3第16页共49页孔口导管M工.wwwwwwwww地面工图三-8首封混凝土计算示意图故采用15m3集料斗用于首封,其外形如图三-9所示。图三-9 15m3集料斗示意图15m3集料斗结构设计参见常用自制小型施工机具标准图册(LD-03)o(四)小集料斗
9、首封成功后,采用2.5rT?小集料斗进行正常浇筑,小集料斗外形 如图三-10所不。第17页共49页图三-10小集料斗示意图(五)导管导管规格选用0 3OOX6mm无缝钢管,导管需求长度约28m。导 管准备45m,底节导管46m,配有3m、2m、1m及0.5m导管假设干, 接头为快速螺纹接头,内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。导管 进场时应仔细检查导管的磨损情况,如磨损严重,应要求导管提供厂 家及时更换。导管使用前进行水密和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标 示尺度。导管接头抗拉试验在导管出厂时进行,导管抗拉试验报告随 导管进场。水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭, 一
10、端焊接出水管接头,另一端焊接进水管接头,并与压水泵出水管相 接,启动压水泵给导管注入压力水,当压水泵的压力表读数到达导管 须承受的计算压力时,稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。导管水密试验如图三-11所示。第18页共49页1K力表而小水曾OH;冏头1K力表而小水曾OH;冏头图三T1导管水密性试验示意图导管水密承压试验压力不小于孔内水深1.3倍的压力,亦不小于 导管壁及焊缝可能承受灌注混凝土时的最大内压力p的1.3倍,确保 导管密封性完好。p可按下式计算:尸= /c 加 W式中:P导管内壁可能承受的最大内压力(kPa);yc混凝土容重,取24kN/m3;he混凝土在导管内最大高度,取导管
11、全长28m;人孔内水或泥浆的重度,取llkN/m3;hw孔内泥浆高度,取26m。综上:尸max1.3 X (yc hcyw 人w)=1.3 X (24 X 28 - 11 X 26) = 501.8 kPa(六)检孔器检孔器外径不小于桩孔直径,长度宜为外径的46倍,且不小 于6m,两端宜制成锥形,锥形高度不宜小于检孔器半径。主钢筋、 加强筋和三角撑选用25mm螺纹钢,加强筋在主筋内侧,加强筋间 距为1.25m,主筋间距40cm,沿加强筋均匀布置,加强筋内部设置第19页共49页表 二-180t龙门吊设备参数表序号参数单位数值1主起升机构额定起重量t40+402副起升机构额定起重量t103主起升机
12、构起升速度m/min卜载1.5,空载2.54副起升机构起升速度m/min75主起升机构设备型号/JM6t+JM6t6副起升机构设备型号/CDil0tl8m 型7主起升机构起升高度m168副起升机构起升高度m14.99工作级别/M310整机功率kW105龙门吊最大起吊物体为旋挖钻底盘,重量为653吊钩重量1.4t, 钢丝绳重量 2t,动载系数 1.1, 1.1 X(65 + 1.4 + 2) = 75.24t V80t,满 足要求。(二)履带吊履带吊选用75t履带吊,整机质量44.683后配重24t,中央配重 4t,总重68.68t,吊钩重0.7t。履带宽80cm,履带长度610.5cm,履 带
13、着地长度526cm,其外形如图二-2所示。第2页共49页三角撑。检孔器焊接时必须牢靠,防止开焊、坠落等现象发生,检孔器外形如图三-12所示。图三T2检孔器示意图检孔器详细结构设计参见常用自制小型施工机具标准图册(JKQ-Ol)o(七)导管夹具导管夹具主要用于下放导管及浇筑混凝土施工,其主梁为2义125a 型钢,夹板为20mm厚钢板,主横梁之间采用Z75 X5J14型钢连接,其结构设计见图三-13。I-A78A-A78OO191118191500平面图第20页共49页图三-13导管夹具结构示意图(单位:cm)(A)孔口护圈孔口护圈主要用于支撑临时固定钢筋笼的型钢,主梁采用2XI32a 型钢,连接
14、型钢采用132a型钢,其结构设计见图 三-14。图三-14孔口护圈结构设计图物资准备钢筋、声测管等主体材料和导管等辅助材料已经进场,并验收合 格,混凝土供应厂家已确定。设备准备现场汽车吊、钻机等经过设备部验收合格后准许进场,司操人员 持证上岗。配备挖机等性能好的机械设备,机械设备的检查、验证、 维修、保养等记录齐全、正常合规。420型旋挖钻、335型挖掘机通过80t龙门吊下放至围堰底。第21页共49页用水准备14#墩用水抽取江水施工。用电准备现场用电平面布置见图 三-15。箱变沱江大桥800A血皿血皿 血叨皿皿IB m nn的Dj曲Be0K+8Z晶锲禅I图三-15工程用电平面布置图图三-15工
15、程用电平面布置图四、四、工艺流程14#主墩桩基施工工艺流程见图 四-1。14#主墩桩基施工工艺流程见图 四-1。第22页共49页测量放样测量放样钢护筒加工A钢护筒埋设钻机就位、调试图四-114#主墩桩基施工工艺流程图五、施工方法(一)测量放样根据设计图纸桩基相关参数,计算各桩位坐标放样数据,复核无 误后按现场进度安排进行桩位测量放点。(1)施工前,测量仪器需经具备相应资质的检测单位进行检测 和标定。(2)施工前对业主提供的控制网进行同等级复测。(3)加强施工过程中的测量检查和复核,按规定时间要求对控制网进行复测。第23页共49页(4)桩基施工测量控制:桩基施工测量主要包括桩位放样,钻机的定位,
16、桩顶高程及成孔 倾斜度的测定等。平面定位采用RTK卫星定位,高程放样采用精密水 准仪几何水准法。钢护筒埋设到位后,进行钢护筒平面位置的测量。 在钢护筒顶口均匀测量3点,利用三点共圆的原理反算出钢护筒中心 位置,再与设计桩位坐标进行比拟,确定桩位的平面偏位。(二)钢护筒施工14#主墩钢护筒采用Q235B钢板卷制而成,内径为280+30cm (D 为桩基直径),壁厚为18mm,单根钢护筒长度为36m。由钢结构 专业厂家进行加工,然后运送至施工现场。(1)对桩位进行测量放样,并埋设十字护桩,十字护桩要高出 护筒顶面20-30cm,护桩必须用砂浆或混凝土进行加固保护,以备钻 进过程中对桩位进行检验。现
17、场技术人员随时进行检查,保证护桩不 得位移。(2)护筒埋设采用挖坑埋设法施工,利用挖掘机在桩位处开挖 出一个直径较护筒直径大约50cm、深度约3.2m的圆坑,然后在坑底 回填50cm厚的粘土并整平夯实。(3)利用汽车吊放入钢护筒,以十字线为参照移动护筒使其中 心与钻孔中心位置重合,同时用水平尺或垂球检验,使护筒竖直。经 检查位置正确,且护筒竖直后,四周即用黏土回填,分层夯实,并随 填随观察,防止填土时使护筒位置偏移。(4)钢护筒埋好后应复核校正,确保护筒中心与桩位中心的偏第24页共49页差不大于50mm,护筒的倾斜度不大于1%。图五T钢护筒安装定位示意图(5)钢护筒由于周转次数较多,在埋设前定
18、期进行校正。(三)旋挖钻钻孔施工钻孔顺序主桥14#墩上下游侧承台桩基各配备一台420旋挖钻进行钻孔作业,相邻两桩孔不得同时施工,应间隔交错进行作业,可参照图 五-2o上蒯下触230045402300O 苧 ro图五-2钻孔顺序示意图(单位:cm)第25页共49页11钻机就位及调试钻机对位安放前,对桩位两侧范围铺设2mm厚钢板,单块钢板 宽度1.5m,长8m,共铺设两条,使得钻机两条履带的中心线与两块 钢板的中心线基本重合,满足旋挖钻机就位安放的要求,保证钻进过 程中,钻杆垂直和钻进平稳。在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自 动调垂两种方式。在钻杆相对零位5。范围内才可通过显
19、示器上的 自动调垂按钮进行自动调垂作业;而钻杆超出相对零位5范围时, 只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂 工作。在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监 测桅杆的位置状态,使钻杆最终到达作业成孔的设定位置。12旋挖钻钻进采用旋挖钻机清水成孔工艺,不需要制备泥浆。由于桩径较大, 旋挖钻采取逐步扩孔的方式成孔,具体成孔方法如下:1)首先使用61.5m的筒式取芯钻头钻到设计孔深位置;2)更换“ 2.4m的筒式取芯钻头钻到设计孔深位置;3)更换2.8m的筒式取芯钻头钻到设计孔深位置;4)采用6 2.8m的清底钻头对孔底进行孔底扫孔,成孔。13钻孔要点(1)施工过程
20、中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成第26页共49页 孔的垂直度,确保成孔质量,因而钻机垂直度检查,也是随时根据钻 孔的频率及时进行检查。(2)在开始钻进或穿过软、硬层交界处时,为保持钻杆竖直, 宜缓慢进尺;(3)在钻进过程中发现钻杆摇晃或难钻时,有可能是遇到硬石 块或发生其它情况等,这时应立即提钻检查,等查明原因并妥善处理 后再行钻进,以免导致桩孔严重倾斜、偏移,甚至使钻杆、钻具扭断 或损坏。(4)遇到孔内渗水,塌孔、缩颈等异常情况时,应将钻具从孔 内提出,研究妥善处理;钻孔过程中要合理控制钻斗的转速和提升速 度。(5)严格控制钻进速度,防止进尺过快造成坍孔埋钻事故,在 易坍塌地层中,
21、升降速度应放缓。(6)钻具应配备足够的钻齿,以便及时更换。14钻孔记录钻进施工时应及时填写钻孔记录表,主要要求如下:1)主要填写内容为:工作工程,钻进深度,钻进速度及孔底标 高;2)钻孔记录表由专人负责填写,交接班时应有交接记录;3)根据钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录, 绘制孔桩地质柱状图,每处孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标第27页共49页明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;图五-3渣样存示意图4)钻孔桩地质柱状图与设计不符时及时报请监理现场确认,由设计单位确定桩底岩层地基承载力是否满足设计要求。15钻渣清运根据旋挖钻配备数量及日出量配备足够运渣车外运,钻机提升卷 扬将
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