高速铁路桩基础施工专项方案(中铁).docx
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1、高速铁路桩基础施工专项方案(中铁)高速铁路桩基础施工专项方案(中铁)目录.编制依据和范围1.1. 编制依据编制原那么1.2. 编制范围_.工程概况2.1.工程简介22主要的技术标准2.3.工程特点三.建设工程所在地区特征3.1. 自然特征地形地貌3.1.1 地层岩性、地质构造河流水系、气象3.1.2 工程地质及水文地质特征施工条件3.1.3 交通运输状况当地建筑材料的分布施工便道桥梁工程根据需要修筑大于5m宽施工便道,同时充分利用现有路网实现全段范 围内便道贯穿。施工用电、用水本工程所经地区电力设施兴旺,施工用电采用专用电力线路供电为主、自发电为 辅的供电方法。施工可利用经检测合格没有侵蚀性的
2、地表水或自来水。施工测量交桩后工程经理部精测队按设计提供的施工设计资料,对线路中线GPS操纵桩、 水准点高程进行复测。复测结果报经监理和发包人批复后,组织定位放线,布设 缜密导线网、水准网,埋设永久桩和护桩。五.施工方案、施工方法钻孔桩桩基施工工艺与方法 根据各桥施工图纸,采用陆上钻孔桩施工,桩机选择冲击钻机型,5.1.1 钻孔桩施工工艺流程钻孔桩施工工艺流程图见图6.1.1 :5.1.2 钻孔前的准备工作平整场地,清除地表杂物,挖除地表层软土,夯压密实。陆地地段进行场地平整 施工,采用挖掘机来回碾压平整,使钻机安装平稳,确保钻进中不产生位移和沉 陷。每2个墩之间设一个临时废浆沉淀池,共设置8
3、个临时废料沉淀池,临时储存钻 孔桩产生的废浆。废浆在临时废浆沉淀池沉淀后及时清理到指定的区域排放。布设好施工便道,设置供电及供水系统,制作钢护筒,泥浆的制备及泥浆循环系 统的准备工作,安排导管水密试验和准备钻孔机具等。5.1.3 测量放样 首先平整场地,清除地表杂物,挖除地表层软土,夯压密实。同时,对设计单位 提供的坐标基点、水准基点及其测量资料进行检查、核对,引入工地。然后采用 全站仪根据设计测量出各钻孔桩的中心位置,钻头或钻杆中心与护筒中心重叠。在护筒外围设置2 4个护桩,用水泥砂浆加固,设置明显标志,随时用交会法测出桩中心位置。桩位放样,按从整体到局部的原那么进行桩基的位置放样, 进行钻
4、孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪确切放样各 桩点的位置,使其误差操纵在规范要求内。护筒用10mm的钢板制作,其内径要求:根据要求选用比设计钻孔桩直径大 400mm的护筒;护筒长2000mm。为增加刚度防止变形,在护筒上、下端口 和中部外侧各焊一道加劲肋。顶部开1 2个溢浆口,护筒埋深为1.5m ,护筒 顶高出地面50cm。以保证钻孔和浇筑硅的顺利进行。为防止变形,在护筒上、 下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。桩基护筒埋设采用人工挖埋法。埋设应确切、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差 不得大于5cm,倾斜度不允许大于桩深的1% ,保证钻机沿着桩位垂直方向顺 利工作。护筒埋置时,护
5、筒顶面宜高出地下水位2m,还应满足孔内泥浆面的高度要求。埋设钢护筒时应通过定位的操纵桩放样,把钻机钻孔的位置标于孔底。再把钢护 筒吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移 动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查, 使钢护筒垂直。此后即在钢护筒周边对称地、均匀地回填最正确含水量的粘土, 要分层夯实,到达最正确密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落, 假如护筒底土层不是粘性土 ,应挖深或换土,在孔底回填夯实300 500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏 斜。5.L5钻机就位钻机立好钻架并调
6、整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。启动卷 扬机把钻盘吊起,垫方木于钻盘底座下面,将钻机调平并对准钻孔,安装钻盘, 要求冲锤中心线或钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上,钻头或钻杆中心 与桩中心的偏差不大于5cm。并将钻机加固固定,使钻机在钻进过程中不发生 位移。5.1.6 泥浆拌制泥浆池包括沉淀池和循环池两局部,用泥浆泵管输送泥浆。在承台长边边线2米 外挖坑用来作为泥浆池,泥浆池大小应满足钻孔桩的沉渣和换浆需要,沉淀池和 循环池大小均为4m (长)x 3m (宽)x 3m (高)。出浆循环槽槽底纵坡不 大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于钻硝沉淀。泥浆拌制时须选用
7、优质粘土为原料,必要时掺高效速凝剂(聚丙烯酰胺PHP )、 竣基纤维素(CMC )、纯碱(Na2CO3 )等,并经试验室协同比确定。泥浆 指标:比重为1.1 1.3 ,黏度在一般地层为16 22s ,在松散易坍塌地层 19 28s , PH值大于6.5 ,含砂率不大于4% ,胶体率不小于95%。泥浆的采用应根据成孔方法和地层状况而定,假设是粘土层,采用优质粘土造浆; 假设是砂土层或淤泥层,采用膨润土造浆。钻孔过程返孔泥浆指标须满足表6.1.6 要求。成孔过程中要保证泥浆性能符合要求,每天由试验人员检测孔内及返孔泥浆指 标,随时调整泥浆的各项性能指标至合格。在钻孔桩施工过程中,对沉淀池中沉渣及浇
8、筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理, 严防泥浆溢流,并用汽车运至指定地点倾泄,阻止就地弃渣,污染周边环境。5.1.7 钻孔施工 钻进过程中及时滤渣,同时经常注意地层的变化,钻进过程中经常检查泥浆的各 项指标,在地层的变化处均应捞取渣样,判断地质的类型,记入记录表中,并与 设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样编号放在取样盒内保存,以便分析备查。开钻后采用低锤轻打,高频率小冲程原那么,确保成孔质量,钻岩过程中要勤捞渣 清孔,加快钻进速度。施工过程中每进尺6m左右,为正确操纵钻机的冲程,在 钢丝绳上涂油漆或绑红布条作为长度标志。用检孔器检孔,防止出现偏孔、梅花 孔,保证成孔直径满足设计要求。钻孔过程连续
9、进行,当遇到特别状况需停钻时,提出钻头,补足孔内泥浆,始终 保持孔内规定的水位和泥浆的相对密度、粘度。钻孔桩施工时采用跳桩法(跳2 钻1)施工,在已浇筑成桩邻近桩位钻孔时,那么要等到已浇筑钻孔桩混凝土到达 24h以上,并且混凝土强度到达2.5MPa后方可施钻,防止影响相邻已施工的钻 孔桩砂质量。5.1.8 终孔、验收详细记录并绘制钻孔地质剖面图,挂在钻台上,以便对不同的地质状况选择适当 的钻进速度及适合的泥浆。在砂层较厚钻孔桩,那么使用膨润土泥浆护壁,增大泥 浆的比重,以确保顺利穿越砂层。在钻进过程中,钻孔作业连续进行,不得中断,因故停钻时,要将钻头提出孔外, 防止埋钻。护筒内保持一定水头高度
10、,高于地下水位不得小1.5m。随时做好钻 孔记录及取样记录,并保存样品。随时检查泥浆质量。钻孔深度到达设计要求后,对孔深、孔径、孔位、孔形等进行检查;孔径采用检 孔器检测,检孔器外径为钻孔桩直径,长度为57.5米,采用cp 22钢筋制作; 用测绳检查钻孔深度;采用泥浆比重计检测泥浆相对密度;采用工地标准漏斗粘 度计测定粘度;采用含砂率计测定含砂率。并填写终孔检查证,提出终孔。经监理工程师会同现场设计代表签证认可后,进行孔底清硝和浇筑水下险准备工 作。当钻孔深度到达设计要求时,应当即用测绳和检孔器对孔深、孔径、孔形和孔底 沉渣量进行检查,确认满足设计要求后,报请监理工程师批准,监理工程师认可 后
11、,当即进行清孔。清孔利用钻机的反循环系统,采用钻头空转不进尺进行循环 换浆清孔,在清孔的同时,将附着于护筒壁的泥浆清洗洁净。清孔应到达标准: 孔内排出或抽出的泥浆手摸无2 3mm颗粒,泥浆比重a 1.1 ,含砂率 2% , 粘度1720s ;浇筑水下混凝土前柱桩孔底沉渣厚度a 5cm、摩擦桩a 20cm。 严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。同时检测孔底沉渣厚度,沉渣厚度柱 桩不得大于5cm、摩擦桩不得大于20cm。成孔偏差见表。所使用的钢筋务必有出厂质检书和试验报告单,进场时应有专人负责验收,并 进行有见证送检,不合格的严禁使用;对有损伤或锈蚀严重的钢筋不得使用;对 不同厂家产品、不同规格
12、、品种的钢筋,应标明并分别堆放,不得混杂。钢筋笼分节制造安装,每节钢筋笼长12米,分节吊装入孔对接。钢筋笼根据需 要每隔2m在内箍内侧设置或米字型内撑,以防止钢筋笼存放、转运、 吊装时变形;每节钢筋笼的吊点位置还要设特别加强撑,以防止吊装时吊点处变 形,在吊装入孔下放时及时解除。钢筋笼加工后通过汽车运往施工现场,利用汽 车吊进行钢筋笼的下放以及接长等工作。1、主筋接头制作单节钢筋笼内的纵向主筋连接采用双面搭接焊,焊接长度不小于5d ,质量务必 满足相关标准。同一截面主筋接头数量不得超过主筋总数的50 % ,其余钢筋采 用焊接或绑扎连接。2、钢筋笼对接与起吊钢筋笼对接拟采用钢筋套筒连接,设计图纸
13、钢筋笼长度随桩长,主筋直径为(P 20 ,钢筋笼节段最大长度12m ,钢筋笼对接采用内径20钢筋套筒连接;为 使钢筋笼在起吊及安装过程中不发生变形,需设计专门的吊具,钢筋笼的起吊树 立采用大小双钩起吊,大钩吊钢筋笼上端、小钩吊钢筋笼下端,将钢筋笼水平吊 起后,大钩起、小钩落,使钢筋笼逐步树立。第一节骨架放到结果一节加劲筋位置时,穿进工字钢,将钢筋支撑在孔口工字钢 上,再起吊其次节骨架,使它们在同一竖直轴线上对齐使用钢筋套筒连接,以加 快进度、缩短钢筋笼下放时间。接头接好后,骨架吊高,抽出支撑工字钢后,报 请监理工程师批准,下放骨架。如此循环,使骨架下至设计标高,定位于孔中心 上,完成钢筋笼的安
14、装。钢筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。配置在同一截面内受力 钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。当设 计未提出要求时,应符合以下规定: 连接接头在受弯构件的受拉区不得大于50% ;在同一根钢筋上应少设接头。同一截面内,同一根钢筋上不得超过一个接头。钢筋笼安装及加强筋焊接允许偏差见表。安装导管、二次清孔导管使用前做水密试验、接头抗拉试验,接头抗拉强度不低于母材强度。试压压 力宜为孔底静水压力的L5倍。钢筋笼安装就位后,紧接着安装导管,采用直径为300mm的快速卡口垂直提升 导管,分节长2.53m ,最下节长46m ,同时配一定数量的短管1、1.5、 2.
15、0m长的导管作为配管,导管预先编号,安装时按号码顺序逐节拼装,接口用 橡胶垫紧贴密实,上紧螺栓。导管制作要稳固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸, 各节导管内径大小一致,偏差2mm。下放过程中保持导管位置居中,轴线顺直,逐步沉放,防止卡挂钢筋笼和碰撞孔 壁。浇筑首盘混凝土时,导管底部至孔底距离操纵在40cm。钢筋笼和导管安装完毕后,进行其次次清孔,采用换浆法进行清孔。清孔后的含 砂率小于2% ,泥浆比重到1.03 1.1 ,沉渣厚度要满足设计和规范要求。假 如泥浆比重到达要求而含砂率过大,那么继续利用泥浆循环清孔。如沉渣厚度大于 5cm (柱桩)、20cm (摩擦桩),而泥浆循环清孔达不到理想效果时
16、,有必 要时采用吸砂器吸砂清孔,确保孔底沉硝厚度符合规定要求。清孔到达要求后经监理工程师检查签认后浇筑水下硅。施工初期每个作业班组采用沉渣盒进行孔底 沉渣检测。浇筑磴本工程桩基用硅为C30水下碎,坍落度应为1822cm ,采用搅拌站集中拌 制。水下混凝土浇筑采用直升导管法,施工图程序见下列图6.1.11 :钻孔桩水下混凝土浇筑可采用吊车,也可选用钻机协同提升导管。浇筑水下混凝土务必做好充分的准备工作,配置足够备用应急设备和材料,确保 浇筑水下混凝土在首批混凝土初凝前完成,必要时在混凝土内掺入缓凝剂以确保 工程质量。浇筑水下混凝土之前,再次检测孔底泥浆沉淀厚度,浇筑前,先射水或压气3 5min
17、,并且压力应比孔底压力大至少0.05mPa ,将孔底沉硝冲翻搅动。水下混凝土首罐时采用料斗底口装钢塞堵住导管口,并用钢丝绳和钢塞相连,使 用罐车后的流槽直接倒混凝土入料斗,当混凝土灌满储料斗时,用吊车或钻机卷 扬机拨起钢塞,将首批混凝土灌入孔底。首批混凝土用量需计算确定,保证混凝土浇筑后导管埋入混凝土中的深度不小于 1.0m并不大于3m ,且能填充导管底部间隙。首批混凝土需要量计算式如下:其中:V -浇筑首批混凝土所需数量(m3 )D -钻孔直径(m )Hl -桩孔底至导管底端间距一般为0.4m 0H2 -导管初次埋置深度,3 H2 1mH2 -导管初次埋置深度,3 H2 1m1.5m。d-导
18、管内径h -桩孔内混凝土到达埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆) 压力所需的高度(m )。采用碎输送车直接浇筑硅,以加快水下磴的浇筑速度,硅浇筑速度50 m3/h 0 同时,为确保磴输送车后面溜槽有足够的浇筑高度,在孔桩旁边安装三角支架, 碎输送车后退开到支架上面提升了混凝土灌车的溜槽高度,可直接往导管上方的 料斗中放料,进行浇筑碎。对局部地基较差的地方,混凝土运输车难以到达孔位进行浇筑,也可以采用混凝 土泵车或地泵直接将混凝土泵送到料斗中进行水下混凝土浇筑。在整个混凝土浇筑时间内,导管口应埋入从前浇筑的混凝土内至少1m。混凝土 浇筑开始后,应快速连续进行,不得中断。在浇筑过程中
19、,应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆 内含有水泥而变稠凝结,致使测探不确切;应注意观测管内混凝土下降和孔内水 位升降状况,及时测量孔内混凝土面高度,根据导管埋深正确指挥导管的提升和 撤除。设专人测量孔深并认真填写钻孔桩内浇筑水下混凝土记录表,确切把 握混凝土面上升高度,及时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居 中,逐步提升。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。已拆下的管节要当即清 洗洁净,堆放整齐。在浇筑将近终止时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,结果拔管时注意 提拔及反插,保证桩芯混凝土密实度。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌100cm。在浇筑混
20、凝土时,按规范要求制作试件,试件应按标准养护,强度测试后应填试 验报告表。孔内由混凝土置换出来的废泥浆直接从沉淀池中抽到废浆沉淀池中。经沉淀后 用挖掘机将已沉淀好的泥浆装车,运至规定的泥浆处理场内抛弃水下磴浇筑O桩身检测低应变法检测(-)检测仪器1 .检测系统应具有信号滤波、放大、显示、储存和信号处理分析功能。2 .根据桩型及检测目的,宜选择不同大小、不同质量的力锤、力棒、手锤和不 同材质的激振头,以获得所需的激振频率和能量。力锤可装有力传感器。3 .信号采集及处理仪和传感器性能应符合现行行业标准基桩动测仪JG/T3055的有关规定。(二)检测前准备工作1 .施工单位填写报检表,监理单位签字,
21、至少提前24小时提交给现场检测人 员。2 .施工单位应提供工程相关参数和资料。3 .施工单位对报检的基桩务必做好准备工作,并到达以下要求:(1)桩顶检测时标高应为设计标高;(2 )要求受检桩桩顶的硅质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本一致;(3)灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散破损局部,并露出坚硬的硅外表;(4)桩顶外表应平整齐净且无积水;)在实心桩的中心位置打磨出直径约为10cm的平面;在距桩中心2/3半径处,对称布置打磨2 4处,直径约为6cm的平面,打磨面应平顺光亮密 实。D 0.8m 0.8m D 1.25m 1.25m D 2.0m不同桩径对应打磨点数及位置示意图(6)当桩头与垫层相连时,相
22、当于桩头处存在很大的截面阻抗变化,对测试信 号会产生影响。因此,测试时,当桩头侧面与垫层相连时,除非对测试信号没有 影响,否那么应断开。(三)现场检测.检测前受检桩应符合以下规定:(1 )桩身磴强度应到达设计强度的70 %或桩身佐龄期不少于14天。(2)打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。1 .传感器安装和激振操作应符合以下规定:(1)传感器安装部位应清理洁净,不得有浮动砂土颗粒存在;不得安装于松动 的石子上专感器安装应与桩轴线平行。(2)用黄油或其它粘结耦合剂粘结时,应具有足够的粘结强度,传感器底面粘 结剂越薄越好。四、声波透射法检测(-)检测仪器.声波发射与接收换能器应符合以下要
23、求:圆柱状径向振动,沿径向无指向性;外径小于声测管内径,有效工作面轴向长度 不大于150mm ;谐振频率宜为3060kHz ;水密性满足IMPa水压不渗水。1 .声波检测仪应符合以下要求:(1)具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能;(2 )声时测量分辩力优于或等于0.5 p S,声波幅值测量相对误差小于5 % , 系统频带宽度为1200kHz ,系统最大动态范围不小于lOOdB ;(3 )声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲,电压幅值不宜小于500V ;声波检测 仪应采用具有自动记录功能的仪器。四.施工组织安排施工目标4.1.1 质量目标安全目标4.1.2 环保、水保目标文
24、明施工目标4.2 施工总体安排施工队伍安排4.2.1 施工组织机构施工总平面布置及前期准备工作4.2.2 施工总平面布置的原那么临时工程布置及规划4.2.3 施工测量 五.施工方案、施工方法钻孔桩桩基施工工艺与方法5.1.1 钻孔桩施工工艺流程钻孔前的准备工作5.1.2 测量放样钢护筒埋设5.1.3 钻机就位泥浆拌制5.1.4 钻孔施工(二)声测管埋设 基桩施工单位务必高度重视和严格声测管埋设工作,监理要加强事前提醒和过程 检查,检测单位要向施工单位进行事先提醒,确保声测管埋设一次合格。杜绝声 测管堵塞现象。1 .材质与埋设:(1 )声测管应采用金属管,内径不宜小于40mm,管壁厚不应小于3m
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