桥梁桩基安全专项施工方案.pdf
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1、桥梁桩基安全专项施工方案桥梁桩基安全专项施工方案一、编制说明一、编制说明1、编制依据(1)、公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)(2)、公路工程施工安全技术规程(JTJ 076-95)(3)、中华人民共和国安全生产法(4)、建设工程安全生产管理条例(5)、公路水运工程安全生产监督管理办法(6)、生产安全事故告和调查处理条例(7)、杭州湾大桥北接线(二期)工程第 3 合同段施工图设计(8)、杭州湾大桥北接线(二期)工程第 3 合同段项目经理部实施性施工组织设计2、编制目的为切实落实有关建设工程安全技术标准、规范,加强工程项目的安全生产监督管理,预防施工安全事故,保障人身和财产安全
2、。3、适用范围本方案适用于杭州湾大桥北接线(二期)工程第 3 合同段桥梁桩基施工。二、工程概况二、工程概况(一)、工程简介本合同段为杭州湾大桥北接线(二期)工程第3 合同段,起止桩号为K11+473.5K14+503.18,主线长度 3.03km,均为高架桥;匝道 6.4km,申嘉湖高速拼宽(双侧)3.1km。本合同段桥梁共有嘉善高架、洪溪主桥、A匝道桥、B 匝道桥、C 匝道 1 号桥、C 匝道 2 号桥、D 匝道 1 号桥、D 匝道 2号桥、E 匝道桥、F 匝道桥、G 匝道桥、H 匝道桥、CRK16+535.486 中桥、CRK17+736 小桥、CRK18+086.484 中桥。下部结构桩
3、基主要有1m 20 根、1.2m 153 根、1.3m 755 根、1.5m 171根、1.6m 40根五种类型,其中陆上桩基 1051 根,水中桩基 88根。桩基具体位置分布详见一览表:桥梁结构物统计一览表序部桥长(m)孔数桩基1m1.2m1.3m1.5m1.6m(根)(根)(根)(根)(根)186102号位桥名起讫桩号中心桩号1主线2桥嘉善高架K11+473.5K12+711.375K12+092.4381237.87547洪溪K12+711.375主线A 匝道桥B 匝道桥K14+503.18AK0+132.641AK0+560.929BK0+138.975BK0+737.087K13+6
4、07.2781791.805712938142263AK0+345.435428.28816126884洪溪BK0+436.681598.11228193745枢纽678C 匝道CK0+657.881 号桥CK1+107.88CK0+882.8804501839C 匝道CK1+239.8332 号桥CK1+392.833CK1+317.833153613D 匝道DK0+430.711 号桥DK0+483.55DK0+475.1352.8438D 匝道DK0+922.1972 号桥DK1+651.060DK1+287.979728.8633232231369洪溪10枢E 匝道桥F 匝道桥EK0+
5、225.649EK0+408.649FK0+192.543FK0+627.709GK0+195.945GK0+506.081HK0+359.58HK0+412.42CRK16+514.046CRK16+576.926CRK17+718.86CRK17+753.14CRK18+060.044CRK18+112.924EK0+318.6491837122FK0+408.626435.16619153211纽G 匝道桥H 匝道桥CRK16GK0+351.013310.1361482612HK0+38652.843813申嘉14湖拼+535.486 小桥CRK17+736小桥CRK16+535.486
6、62.883168CRK17+73634.28346宽CRK1815+086.484 中桥合计CRK18+086.48452.883820153755113917140(二)、工程环境1、地形、地貌本工程位于杭州湾北岸杭嘉湖冲湖积平原(I),地形平坦开阔,路线经过为农田、水塘、河道、公路等。总体上南高北低,南部农田地面标高一般2.0-2.4m,中部农田地面标高一般1.5-2.1m,北部农田地面标高一般1.0-1.4m。2、地质构造本工程以断裂构造为主,褶皱不发育,本标段地表覆盖层厚度较大,未发现断裂构造带露头,区域构造稳定性好,适宜公路建设。3、地震根据国家质量技术监督局 2001 年 2 月
7、发布的中国地震动参数区划图(GB18306-2001),工作区内地震动参数峰值加速度分区为0.05 区,相当于地震基本烈度小于度区。4、气候、气象工程区属亚热带季风性湿润气候,四季分明,总的气候特征是:温和、湿润、多雨。年平均气温 16 0C 左右,七月份最高气温 280C,一月份最低气温 40C。多年平均降水量为 1185.2mm,春季 3-6 月为梅雨季节,气候潮湿多雨;夏季 7-9 月为台风雨季,是高温、强光照射季节;秋季雨量最多。5、水文本区域沿线河流属运河水系河网,主要河流有嘉善塘、三店塘、杭申线、湖嘉申线等 10 多条河流。三、桩基施工方案三、桩基施工方案1、桩基总体施工方案(1)
8、、总体安排根据当地区域性的地质、水文情况,并结合以往施工经验,桩基设计类型主要为嵌岩桩,根据地质情况,全线钻孔机械计划采用回旋钻机和旋挖钻机施工,确保工程质量。根据全线的桥梁分布情况及现场施工条件,全线下部结构计划分为南岸、北岸二个工区同时施工。各工区的具体分工及施工方案如下:(2)、桥梁下部结构南岸工区工作内容及施工场地:工作内容包括嘉善高架桥,洪溪主线桥415-448号墩,G匝道桥、H匝道桥,C匝道2号桥、D匝道1号桥,CRK16+535.486中桥左幅,CRK17+736小桥左幅,以及部分A匝道桥、B匝道桥、C匝道1号桥、D匝道2号桥的钻孔灌注桩、立柱、盖梁、系梁等下部结构的全部施工内容
9、。主要工程量:桩基:41818.6m/667根系梁:315个立柱:627个盖梁:221个施工场地位于嘉善高架桥,G匝道、H匝道内,申嘉湖高速南侧,钢筋场地占地12亩。施工方案及工期安排桥梁下部南岸工区计划投入至少10台回旋钻机,2台旋挖钻机进行钻孔桩基的施工,每台回旋钻机每根桩综合安排的时间为5天,每台旋挖钻机每根桩综合时间2天,取时间系数0.75,则南岸区桩基施工共需时间为:667=296 天(1/5)10+(1/2)2)0.75施工时间安排在 2016 年 6 月 1 日至 2017 年 3 月 31 日,共 300 天。主要考虑下部系梁、承台、立柱计划安排紧跟钻机作业,做到完成一个墩的桩
10、基,立即紧接着施工系梁、承台、立柱。计划在2017年3月底完成所有桩基施工。施工过程中钻机数量根据施工进度进行调整。投入机械计划投入回旋钻不少于 10 台,旋挖钻不少于 2 台,25t 吊机 3 台,挖机 2 台,装载机 1 台。(3)、桥梁下部结构北岸工区工作内容及施工场地:工作内容包括洪溪主桥449-486号墩,E匝道桥,F匝道桥,CRK18+086.484中桥,CRK16+535.486中桥右幅,CRK17+736小桥右幅,以及部分A匝道、B匝道、C匝道1号桥、D匝道2号桥的钻孔灌注桩、立柱、盖梁、系梁等下部结构的全部施工内容。主要工程量:桩基:28017.7m/472根立柱:405个系
11、梁:199个盖梁:162个施工场地位于E匝道,F匝道内,申嘉湖高速北侧,钢筋场地占地5.5亩。施工方案及工期安排桥梁下部北岸工区计划投入8台回旋钻机,1台旋挖钻机进行钻孔桩基的施工,每台回旋钻机每根桩综合安排的时间为5天,每台旋挖钻机每根桩综合安排时间2天,取时间系数0.75,则北岸工区桩基施工共需时间为:472=300 天(8(1/5)+1(1/2)0.75施工时间安排在 2016 年 6 月 1 日至 2017 年 3 月 31 日,共 300 天。主要考虑系梁、承台、立柱及盖梁计划安排紧跟钻机作业,做到完成一个墩的桩基,立即紧接着施工系梁、承台、立柱及盖梁。投入劳动力及机械回旋钻不少于
12、8 台,旋挖钻不少于1 台,25t 吊机 2 台,挖机 1 台,装载机 1 台。2、施工准备情况(1)、完成该墩位图纸会审,墩位范围导线、水准点闭合工作及桩位放样定位。(2)、全线电力布置已确定,桥梁部位变压器已安装完成,具备桥梁下部开工的条件(施工沿线电力设施布置如下表)。施工沿线电力设施布置表施工沿线电力设施布置表序号12位置K12+100 右幅K12+400 左幅变压器400KW/1台用途施工生产使用范围嘉善高架桥梁K11+473.5K12+5001#钢筋加工厂、混凝土拌和站预制场洪溪枢纽桥梁MRK12+800MRK13+500H 匝道桥、C 匝道桥、B匝道桥F 匝道桥、C 匝道桥、B匝
13、道桥E 匝道桥、D 匝道桥、A匝道桥洪溪枢纽桥MRK13+800MRK14+503.18 及 2#钢筋加工厂备注400KW/1台施工生产3K12+400 左幅315KW/1台施工生产4MRK12+550 左幅315KW/1台施工生产包 括 软 基处理用电5MRK13+420 左幅315KW/1台施工生产6MRK13+500 右幅315KW/1台施工生产7MRK13+800 右幅400KW/1台施工生产8MRK13+750 左幅400KW/1台施工生产(3)、施工人员、机械已到位,能满足工程进度的需求。(4)、桥梁位置的施工便道、作业平台部分已完成,具备下部施工条件,其余施工便道和场地正在修筑。
14、3、钻孔灌注桩施工方案(1)、准备工作本项目采用回旋钻施工,同时在开挖老桥锥坡后,采取钢管或型钢对老桥桥台进行安全维护,确保桩基施工不影响老桥运营。施工主要准备工作为搭设钻机平台、制作和埋设护筒、制备泥浆三个项目。搭设钻机平台钻机平台的平面尺寸按桩基设计的平面尺寸、结合钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法及其他机具设施布置等情况确定。钻机场地为陆地时,平整场地,清除杂物,夯打密实,防止钻机产生不均匀沉陷。场地为陡坡时,用枕木或木排架搭设坚固稳定的工作平台。在水中钻孔时,采用宕渣等材料进行筑岛,作为临时钻机工作平台,平台确保能支承钻孔机械、护筒加压、钻孔操作、吊放钢筋笼以及灌注水下砼时可能产
15、生的重量,并保持稳定。护筒的制作、埋设A、护筒是钻孔灌注桩施工的重要环节之一,有固定桩位、导向钻头、隔离地面水并保证孔内水头高出施工水位一定高度,形成静水压力,以保证孔壁不致坍塌。在施工过程中往往由于护筒埋设不规范,发生坍孔、偏位等事故,造成不必要的损失。因此本合同段将护筒的制作和埋设作为钻孔灌注桩施工中的重点项目来抓。B、旱地及浅水钻孔桩一律采用钢护筒,深水钻孔桩采用钢筋砼护筒和钢护筒相结合。护筒内径比钻孔桩设计直径不小于20cm,每节护筒的高度,一般为 2m,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、如水深较深,为保证钻孔桩的施工精度
16、不超出允许误差范围,首先要保证护筒的下沉精度。为此,护筒采用导向架导向下沉。D、埋设陆上护筒:a、先精确放样定准,设立保护桩后,用人工开挖;b、护筒就位,复核对中无误后,回填粘土并夯实,护筒顶面要求高出地面 30cm。E、埋设水中护筒:a、先精确放样,设立保护桩;b、护筒就位,对中无误后用振动锤把护筒压入隔土中不少于 1 米,并能保证在钻孔时,不会产生管涌,并保证水头在 1.5m 以上;c、下沉砼护筒过程中,护筒接长用预埋的角铁顺直焊接。企口缝埋设防水条下沉后的护筒要进行平面位置和倾斜度复测,确定没有超出允许误差范围时,才能进行钻机就位,进行钻孔作业,护筒顶面高出河面水位 2.0m,护筒顶部利
17、用平台的定位桩予以固定。开钻前对护筒再一次复核,确保桩位正确。制备泥浆制备泥浆的粘土,应选择水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土,但尽量就地取材。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,容易搓成直径 1mm 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/Kg泥浆的循环和净化系统,当在陆地施工时,可设置制泥浆池、贮浆池、沉淀池,并用泥浆槽连接。外周挖一
18、条环流沟,避免对周围环境的污染,一套循环系统,可供 23 个桥墩共用。(2)、钻孔钻机就位前,应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。根据地质资料,每墩绘制钻孔地质剖面图,挂在钻机台上,以便对每个钻孔的不同土层选用适当的钻头、调整钻进速度和合适的泥浆。开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放下钻锥冲击,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠
19、泥浆钻进。钻孔过程中坚持减压钻进,钻具的主吊钩始终承受部分钻具的重量,使钻杆始终在受拉状态下进行工作,钻压最大不超过钻具扣除浮力后总重力的 80%,以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。保持重锤导向作用,保证成孔垂直度。钻孔作业要连续,经常对钻孔泥浆抽检试验,不符合要求及时调整。钻机钻进过程中加强护壁,防止塌孔。在钻孔过程中要严格控制和保持孔内水头稳定,高出地下水位或施工水位 2m 以上,以增加 0.2kg/cm2以上的静水压力,保护孔壁稳固。这样,可以降低护壁泥浆液比重,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,泥浆液比重采用 1.15,可以使钻孔桩施工获得满意的结果。成孔
20、注意事项:A、开钻时应低档慢速,缓慢加快。B、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。C、钻进过程中,起落钻头不宜过猛或骤然变速,防止撞孔,为保证成孔的垂直度,钻杆不能全部放松,任钻头自由转动,就始终保持2030%的拉力。D、淤泥质粘土、亚粘土及粉土采用不同的钻速,钻压和泥浆比重。E、钻孔过程中,应经常检查孔内有无异常情况,钻架有无倾斜,各部连接是否松动。F、钻孔完之后,对孔径孔深进行检查,孔底锅形部分不计入孔深,合格之后进行清孔,主要采用换浆法清孔,用新鲜的泥浆换除孔内含有沉碴的泥浆,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
21、孔。(3)、终孔对于嵌岩桩,在桥墩桩基施工时,左右幅一排桩先施工外侧桩基至基岩面,并确定纵横向沿面后,以满足设计要求的最小嵌沿的嵌固厚度,才能判别相邻桩基有效入岩要求及终孔标高。嵌沿的有效深度应考虑纵横向沿面倾斜的不利影响。钻孔桩在每次换浆时或根据钻进速度进行捞渣取样,以判断渣样的性质(具体判断能否终孔可根据下图结合实际入岩深度判断)。对于摩擦桩,可按照设计桩底高程作为终孔标高。桩 基 终 孔 示 意硬 质 岩 嵌 固 起 点入岩长度3dd桩 底 标 高(4)、清孔为保证钻孔桩质量和提高支承能力,在灌注桩体砼之前,对已钻成的桩孔必须进行清孔。清孔采取二次清孔法,即成孔检查合格后立即进行第一次清
22、孔,并清除护筒上的泥皮;下放钢筋笼好后,并在灌注砼前再次检查沉淀层厚度及泥浆性能指标,若超过规定值,必须进行二次清孔,二次清孔检查合格后立即灌注砼。对于嵌岩桩,还应检查嵌岩深度和孔底岩石是否发生变化,将施工记录和收集的地质样品提交监理工程师检验。嵌岩桩必须满足图纸要求的嵌岩深度,桩底岩层强度应不低于图纸规定强度。应特别注意地质条件与设计是否一致,若有变化,及时反馈。(5)、插放钢筋笼清孔完毕,经检测孔深、孔径和竖直度检查符合设计及规范要求后,即进行插放钢筋笼。钢筋笼的尺寸、制作、电焊质量严格按设计图纸和施工技术规范的要求。钢筋笼在岸上集中分节预制,每节长度 78 米,设专人负责,确保钢筋骨架的
23、几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用汽车吊或钻机吊入孔内,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,防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。插放钢筋笼要认真对中,保证桩壁砼保护层的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。(6)、灌注水下砼水下砼的水灰比不大于 0.5-0.6,每立方米砼水泥含量不小于 350kg,坍落度取 1822cm。钢筋笼插放完毕,经测深检查孔底沉淀物符合要求后,即进行水下砼灌注工作。灌注水下砼采用直升导管法,隔水采用拔球法。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
24、压力应不小于灌注砼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。灌注砼时,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,当砼在漏斗内贮存满时,即把木球栓向上拔出,此时砼压着塑料布垫层与水隔绝,并挤走导管内的水,使漏斗内的砼顺利地通过导管并从导管底部流出,向四周和上面挤开,减少了砼与水的接触,以保证水下砼的质量。导管插入钻孔内,下口离孔底约 40cm,上口通过提升机挂在专设的型钢横梁上并与贮存砼的漏斗连接,形成一条灌注水下砼的作业线。漏斗用钢制,漏斗加储料槽其大小应能满足在孔底将导管埋入砼大于1 米高的容量。砼的初
25、存量按下式计算(这里按桩长50m计算,桩径以1.5米计算):VD2(h2+h3)/4+d2h1/43.141.52(1+0.4)/4+3.140.252(50-1.4)/49.8/243.45m3式中:V-砼初存量(m3)h1:桩孔砼面达到c 时,导管内砼土柱平衡导管外水(或泥桨)压所需要的高度,即 h1HwRw/RcHc:灌注首批砼时所需桩孔内砼面至孔底的高度,Hc=h2+h3,m;Hw:桩孔内砼面以上水或泥浆深度,m;D:桩孔直径,m;(150cm)d:导管内径,取 0.25m;h2:导管初次埋置深度(h21.0m),取 1.0mh3:导管底端至桩孔底间隙,取 0.4m附:1.0 桩径 V
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