铁路工程钻孔灌注桩首件施工方案.pdf
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1、铁路工程 钻孔灌注桩首件施工方案 目 录 1.编制依据及编制范围.1 1.1 编制依据.1 1.2 编制范围.1 2.工程概况.1 3.首件工程的目的.1 4.首件选择.1 5.人员及机械配置.2 5.1 主要人员.2 5.2 主要施工机械.3 6.施工方法.4 6.1 钻孔桩桩施工方法及工艺.4 测量准备工作.5 场地平整及机械安装.5 泥浆制备.5 埋设护筒.5 钻进、成孔.6 检孔.7 第一次清孔.7 钢筋笼骨架的安装.8 导管安装.8 第二次清孔.9 6.2 水下混凝土的灌注准备.9 首批灌注混凝土的数量确定.9 导管水密性试验.11 6.3 混凝土灌注.12 灌注过程控制.12 灌注
2、过程中须知.12 6.3.3 灌注过程中事故的预防措施.12 灌注水下混凝土.18 7.施工进度及安排.19 8.管理措施.19 8.1 标准化管理.19 管理制度标准化.20 人员配备标准化.20 现场管理标准化.20 过程控制标准化.20 8.2 质量管理措施.21 质量管理体系.21 质量保证管理措施.22 质量保证技术措施.28 质量通病防治措施.28 创优规划及创优保证措施.29 已完工程和设备的保护措施.30 首件验收管理措施.31 8.3 安全管理措施.31 安全组织机构及管理体系.31 安全保证措施.32 8.4 工期控制措施.37 工期控制体系.37 保证工期的组织措施.38
3、 8.5 环境保护措施.41 环境保护保证体系.41 环境保护管理措施.41 环境保护技术措施.42钻孔灌注桩首件施工方案 1.编制依据及编制范围 1.1 编制依据 国家关于建设的法律、法规和铁路总公司有关规章制度;铁路混凝土工程施工技术指南铁建设2010241 号;高速铁路工程测量规范TB 10601-2009;高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10752-2010;高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设2010241 号;第三勘察 XX 提供的设计图纸;首件工程管理实施细则.1.2 编制范围 编制范围为新建铁路 XX 至京沈高铁新民北站铁路站前工程 TLSG-4 标段灌注桩成孔、成桩首件工程
4、.2.工程概况 由我中铁九局承建的新建铁路 XX 至京沈高铁新民北站铁路站前工程TLSG-4 标段,桥涵工程主要包含特大桥 2 座其中 XX 特大桥 7791.76 延长米,包含 1 处60+100+60m 连续梁、1 处48+80+48m 连续梁和 2 处32+48+32m 连续梁,动走线特大桥 763.25 延长米.新建梁式大桥 2 座、梁式中桥 4 座、钢架中桥 7 座、框构中桥 4 座、小桥 7 座,大小涵洞 58 座、.3.首件工程的目的 通过首件工程施工及施工完成后的总结,了解施工程序、熟悉施工工艺,掌握施工方法及施工中的重点、难点,采用先进、合理、可行的施工工艺技术及控制参数,以
5、实现指导后继同类项目施工的目的,确保工程施工质量及安全,实现标准化施工.达到总体工程优良、附属工程协调的建设目标.4.首件选择 拟选定 XX 特大桥 20#墩共计 8 根桩基作为本标段首件工程,20#墩设计桩长为 38.5m,桩基位于地层地质自上而下依次为粉砂、细砂.5.人员及机械配置 5.1 主要人员 结合现场施工需求及特点,项目部将以先进的组织,优秀的员工和科学的管理,规范化及精细化施工,保证钻孔灌注桩首件工程的优质、高效、快速、安全完成.组 长:xx 副组长:xx 组 员:xx 项目主要管理人员分工表 序号 姓 名 职 务 工作职责 备注 1 xx 项目经理 施工负责人 2 xx 常务副
6、经理 施工负责人 3 xx 总工程师 技术负责人 4 xx 工管部部长 技术主管 5 xx 安质部长 质检主管 6 xx 试验室主任 试验主管 7 xx 测量班长 测量主管 8 xx 物资部部长 物资设备主管 劳动力配置计划表 序号 工种 数量 备注 1 机械操作工 5 2 钢筋工 30 3 混凝土工 15 4 普工 50 5 其他工种 30 6 测量 8 7 技术主管 1 8 技术员 5 9 安质员 5 10 领工员 5 5.2 主要施工机械 拟投入主要机械列表如下:主要机械配置计划表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注 1 钻机 ZR250R 旋挖钻机 台 6 2 砼运输车 10m
7、3 台 10 3 汽车起重机 25t 台 4 4 液压挖掘机 DH220LC-7 台 3 5 滚笼机 套 1 6 闪光对焊机 台 1 7 交流弧焊机 台 6 8 混凝土导管 30cm 套 13 9 钢筋弯曲机 台 2 10 钢筋切割机 台 2 11 调直机 台 2 12 挖掘机 PC300-6 台 7 13 发电机 150KW 台 5 14 混凝土运输车 台 10 15 输送泵 台 1 16 插入式振捣器 台 20 17 平板振捣器 台 8 6.施工方法 6.1 钻孔桩桩施工方法及工艺 钻孔桩施工工艺流程图 测量准备工作 测量队根据设计单位移交的 CP、CP、工区加密控制点及高程控制点,采用精
8、度 2的全站仪进行桩位放样,项目部测量队复测合格后报测量监理复核无误后进行下道工序.场地平整及机械安装 钻机底座须为与坚实地基上,以免施工过程中发生不均匀沉陷而造成孔位偏移.1钻孔场地在旱地时,清除杂物、换除软土、平整压实,场地位于陡坡时,可用枕木、型钢等搭设工作平台.2制浆池、沉淀池和泥浆池,在计划施工场地或工作平台时一并考虑.泥浆制备 泥浆有保护孔壁和排渣的作用,根据不同的地质条件,制备泥浆的方法也不同,根据现场条件采用膨胀土进行造浆.泥浆循环系统根据施工场地合理布置,施工中要及时清理挖出的渣土及排弃废浆,渣土和废弃泥浆及时运出场外或在场内进行晾晒后妥善处理.泥浆选用水化快、造浆能力强的优
9、质粘土制作,造浆用的优质粘土塑性指标大于 25,粒径小于 0.074mm 的粘粒含量大于 50%.泥浆池防护采用绿色密目网加钢管进行防护,防护高度 1.2m,每个墩台泥浆池场地平整 泥浆备料 检测、调整泥浆指标 桩位放样 护筒埋设 泥浆池制作 制作护筒 泥浆池 钻机就位 孔桩钻进 泥浆沉淀池 测孔深、孔径 填写表格、监理工程师签字认可 终孔、清孔 制作钢筋笼 导管水密试验 填写表格、监理工程师签字认可 钢筋笼吊放、下导管 填写表格、监理工程师签字认可 测泥浆比重、沉渣厚度 二次清孔 灌注水下砼 制作砼试件、填写记录 测量砼面高度、导管埋深 凿桩头 桩基检测 首次检测要进行盯岗检测,盯岗人员分别
10、为工区工程部长、项目队长、技术员.埋设护筒 设护筒的作用是固定桩位、保护孔口防止坍塌、隔离地面水、保持钻孔内水位高出地下水位以及钻孔导向等.护筒在钻孔前埋入桩位,护筒的制作及埋设方法如下:护筒用=10mm钢板加工制成,内径大于桩径20cm,护筒埋深应透过回填层不小于 1 米.护筒的埋设还要考虑桩位的地质和水位情况,护筒顶的高程应高出地下水位 2.0m.护筒埋设应注意质量,防止在钻孔过程中发生孔口变形及坍塌,防止护筒底土层穿孔致使底脚悬空,造成塌孔,向外漏水、漏泥浆等事故,需采用粘土在护筒周围夯填密实.护筒埋设时使护筒平面位置中心与桩设计中心一致,中心偏差不得大于 5cm,倾斜度偏差不大于 1%
11、.岸滩上护筒埋深黏性土不小于 1m,砂类土不小于2m,当表层土松软时,将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少 0.5m,护筒四周回填黏土并分层夯实.可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒.钻进、成孔 钻机就位前,对钻孔各项准备工作进行检查.钻机安装后的底座和顶端平稳.就位完毕,施工队对钻机就位自检.钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,放在现场备查.针对不同地质层选用不同的钻进压力、钻进速度配制适当的泥浆指标见下表.泥浆性能指标一览表 钻孔方法 地层情况 泥 浆 性 能 指 标 要 求 相对密度 黏度s 含砂率%胶体率%酸碱度 ph 值 旋挖钻钻机 一般地层 1.051.15 1622
12、 4 95 6.5 易塌地层 1928 吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者,安全系数不小于 12.钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固,钻孔过程中经常检查其状态及转动是否正常、灵活.主绳与钻头的钢丝绳搭接时,两根绳径相同,捻扭方向必须一致.钻孔工地存放备用钻头,检查发现钻孔钻头直径磨耗超过 15mm 时及时更换修补.为防止由于振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑砼强度,待邻孔砼强度达到2.5MPa 后方可开钻.钻进过程中及时滤碴,同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均捞取碴样,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,钻碴样编号保存,以便分析备查.
13、钻孔作业分班连续作业,填写钻孔施工记录,交接班时交待钻进情况及下一班须知,经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检查,不符合要求时及时改正,经常注意地层变化,在地层变化处捞取钻碴保存,并于地质图核对,如发现与设计不符及时上报.钻孔过程中观察主机所在地面和支脚处地面变化情况,发现下降现象及时停机处理,因故停机时间较长时,将钻头提出孔外,并对孔口加盖防护.检孔 当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径和孔形进行检查,并报监理工程师确认,符合要求后进行清孔.孔深采用带刻度的测绳绑扎在测锤进行检测;孔径采用和钻孔桩直径一样的特制探孔器进行检测.检测时用吊机垂直提升放入孔内,并在探孔器的顶部捆上测绳,使之一起下,以
14、检查是否能下沉至桩底.第一次清孔 清孔处理的目的是使孔底沉碴厚度、泥浆液中含钻渣量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求,为水下混凝土灌注创造良好的条件.当钻孔达到设计高程后,对孔径、孔深、孔位、竖直度经监理检查确认钻孔合格后,即可进行第一测定方法 泥浆相对密度 漏斗黏度计 含砂率计 量杯法率 Ph 试纸 次清孔.清孔达到以下标准:孔内排出的泥浆手摸无 23mm 颗粒,泥浆比重不大于 1.1,含砂率小于 2%,粘度 1720s.同时保证水下混凝土灌注前孔底沉渣厚度:连续梁桩基摩擦桩5cm,其他桩基摩擦桩10cm.严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔.钢筋笼骨架的安装 钢筋骨架临时存放的场地必须保证平
15、整、干燥.钢筋笼要存放在提先制作好的存放架上,存放架距地面高度为 20cm,以免受潮或沾上泥土.每组骨架的各节段要排好次序,挂上标志牌,便于使用时按顺序装车运出.钢筋笼入孔时,由吊车吊装.骨架最上端定位,由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位.在钢筋笼上拉上十字线,找出钢筋笼中心,根据护桩找出桩位中心,钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合.然后将吊环与钢筋笼主筋焊接.钢筋笼保护层厚度为 70mm,钢筋笼保护层采用混凝土垫块.钢筋笼运输:普通长度的钢筋笼采用专用运输车运至施工现场;长大钻孔桩钢筋笼运输时应配备专用托架,采用平板车运至现场.运输时应采取措施保证钢筋笼不发生
16、变形.钢筋笼存放:运输至现场后的钢筋笼存放,要每隔 2m 设置衬垫,使钢筋笼高于地面 20cm,钢筋笼应加盖防雨布.钢筋笼存放衬垫采用8 槽钢,长度为 3.5m,宽度为 0.5m,高度为 1.5 米,槽钢之间的连接采用双面满焊,对接方式要使接触面积最大.槽钢要用油漆进行红白相间涂刷.接地钢筋标识:每根桩中应设有一根通长接地钢筋,接地钢筋利用钢筋笼主筋固定声测管的主筋,并用黄色油漆标识.导管安装 导管内壁光滑圆顺,内径一致,接口严密.直径采用30cm,中间节长为3m,底节长 6m,漏斗下用 1m 或 0.5m 长导管.使用前试拼、试压、不得漏水,并自下而上顺序编号和标示尺度.导管组装后轴线偏差,
17、不超过钻孔深的 0.5%并不大于 10cm,试压压力为孔底静水压力的 1.5 倍.导管长度可根据孔深、操作平台高度等因素决定.漏斗底口处必须设置隔水装置,有良好的隔水性能并能顺利排出.导管底到桩底的距离为 30cm50cm.混凝土的初存量满足首批混凝土入孔后,导管埋入混凝土中的深度不得小于 1m,并不大于 3m;当桩身较长时,导管埋入混凝土中的深度可适当加大.第二次清孔 由于安放钢筋笼及导管准备浇注水下混凝土,这段时间的间隙较长,孔底产生沉渣,待安放钢筋笼及导管就序后,采用喷射法向孔底喷射 3-5min,使沉渣悬浮,使孔底泥浆各项技术指标均达到合格要求,经监理工程师检测合格后,立即进行水下混凝
18、土灌注.6.2 水下混凝土的灌注准备 二次清孔沉渣厚度小于 10cm连续梁主墩沉渣厚度小于 5cm的要求并经监理工程师同意后,开始灌注水下混凝土.水下混凝土灌注采用导管法进行,导管内径为 250mm;水下混凝土由搅拌站集中拌制,混凝土运输车运送至施工现场.在清孔的同时,对各类设备进行检查,备足原材料;同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备,以保证孔内水头,及时处理灌注故障.安装导管,导管底部至孔底应有 300400mm 的空间,以利首批灌注混凝土顺利灌注;导管上口与储料斗相连,储料斗的容积按首批灌注混凝土的数量满足导管初次埋置深度1.0m 的要求进行设计.导管安装好后,应再次测量孔底沉碴厚度,
19、如大于设计和规范要求,应再次进行清孔处理,确保孔底沉碴不超出设计要求.确认沉碴符合设计要求、钢筋笼安放正确后,即可开始水下混凝土灌注.首批灌注混凝土的数量应满足导管初次埋置深度1.0m 的要求,采用混凝土输送泵连续不断地灌注.首批灌注混凝土的数量确定 本工区以王家堡白登河特大桥连续梁主墩55#墩1.5m桩基为例计算首批灌注混凝土的数量.首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋深1.0m和填充导管底部的需要,计算图示见图 6.10.1,所需混凝土数量计算按下式 式中:V灌注首批混凝土所需数量3m;D桩孔直径m;1H桩孔至导管底端间距,一般为 0.4m;2H导管初次埋置深度m;d导管内径m;1h桩孔内
20、混凝土达到埋置深度2H时,导管内混凝土柱平衡导管外或泥浆压力所需的高度m,即cWWHh1;wH灌注首批混凝土面到桩孔内泥浆面的距离;w泥浆容重;c混凝土容重.图首批混凝土数量计算图示 由于钻孔试桩桩底标高-60.000m,护筒顶标高+4.5m,桩孔直径 D=1.5m,灌注导管内径d=0.25m,桩孔至导管底端间距1H取 0.4m,导管初次埋置深度2H取1.0m,mHhcWW1.27243.101.631.将这些已知数据代入上式计算该试验桩首灌所需混凝土数量如下=38.3m 通过以上计算,钻孔桩首批灌注混凝土数量要求不得小于 3.8m.本桥钻机首灌料斗为 2.0m,根据以往施工经验,首灌料斗为
21、3.0m3 灌注完毕需要 1分多钟,而混凝土罐车的放料速度可达1.5m3/min,因此采用2.0m 首灌料斗配合混凝土罐车卸料可以满足首灌封底需要.导管水密性试验 1预施压力计算 122124)(4hdHHDV进行水密性试验的水压不应小于孔内水深 1.3 倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力 p 的 1.3 倍,p 可按下式计算:式中:p导管可能受到的最大内压力;cr混凝土拌和物的重度;ch导管内混凝土柱最大高度;wr孔内泥浆的重度;wh孔内泥浆的深度.其中cr=243/mkN,ch=64.1m,wr=10.33/mkN,wh=64.5m.可计算出 P=874.05k
22、Pa 则导管应承受的最大压力maxp=1.3p=1.136MPa.2导管水密性试验 为了保证导管不漏水,按导管水密性抗压要求,对每节导管都进行实地的检测,主要是导管的密封程度,导管之间连接处的水密性检测.检测工作在工地上进行,一次性将导管全部对接好,然后密封导管两头,采用高压水枪对导管强行注入高压水,其注压值控制在 1.136MPa,并持荷 5 分钟.试验满足要求后,及时对各节管进行编号,灌注时按照编号下放导管.6.3 混凝土灌注 本工区钻孔桩混凝土的灌注工作,采用25T汽车吊,吊车提升导管完成钻孔桩的灌注工作,为保证施工工作不因断电影响,每个工点自备100KW发电机一台作备用电源.灌注过程控
23、制 首批混凝土灌注采用大料斗进行灌注,并在灌注满后拔球同时混凝土罐车同步进行供料,在保证首批混凝土灌注后的导管埋深大于1.0m和填充导管底部间隙需要的同时,也增大了导管的埋深系数.在水下混凝土灌注过程中,经常采用带测锤的测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度.一般埋管深度控制在26m左右,以防导管提离混凝土面发生断桩.水下混凝土灌注应连续有节奏地进行,中途不得中断,并尽量缩短拆除导管的间隔时间.水下混凝土灌注应高出设计桩顶 0.5m1.0m 左右,以保证钻孔桩上部混凝土质量.灌注过程中须知 1混凝土灌注前,要办好隐蔽工程施工各项检查证,施工过程要指定专人认真填写混凝土灌注记录.2勤测混凝
24、土面,导管埋入混凝中26m左右,做到勤测、少拆.3混凝土灌注过程中必须连续、不间断进行,导管提升要缓慢,避免挂碰钢筋笼,万一发生混凝土灌注中断事故,应根据导管埋深,利用吊车间断、少量提升导管,立即排除故障.4灌注过程中注意不要使桩底声测管受到损坏.5混凝土灌注前必须对所使用的各种机具进行试运行,确保施工中正常运转,要有专人负责指挥、协调,确保灌注完整、连续.6水下混凝土灌注完毕后,对所用的灌注设备、运输设备及拌合站设备等要清点和清洗,并妥善保养备用.6.3.3 灌注过程中事故的预防措施 灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应分工,密切配合,统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成水下混凝土
25、,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,不宜轻易废弃,造成过多的损失.经过补救、补强的桩须经认真的检验认为合格后方可使用.1 导管进水 主要原因 首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入.导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,水从接头中流入.导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水.预防和处理方法 为避免发生导管进水,事前要采取相应措施加以预防.万一发生,要当即查明事故原因,采取以下处理方法:若是第一种原
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