水磨钻人工挖孔施工方案1.pdf
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1、1 人工挖孔桩施工方案编制人:李 张审核人:欧才平批准人:宋 琼中铁一局集团第二工程有限公司建阳市考亭大桥项目部2013年 1 月 31 日2 目录一、编制依据-1二、工程概况-1三、组织机构及职责-2四、施工部署及施工计划-44.1 施工部署-44.2 施工计划-4五、水磨钻人工挖孔桩施工方法-45.1 施工工艺流程-45.2 施工准备-55.3 施工方法及措施-75.2.1定位及井台 -75.2.2排水施工措施-75.2.3提升支架-85.2.4护壁施工-85.2.5桩孔开挖-105.2.6挖孔桩终孔检查-11六、钢筋笼制作、运输及安装-116.1 概述 -116.2 钢筋笼加工 -126
2、.2.1钢筋的验收及管理-126.2.2主筋下料及钢筋笼成型-126.2.3钢筋笼保护层-166.3 钢筋笼的运输及安装-176.4 钢筋笼质量检验-19七、导管安装-197.1 导管选择-193 7.2 导管水密性试验-207.3 导管安装-20八、水下混凝土灌注-218.1 水下混凝土浇注设备-218.2 混凝土配合比设计-218.3 首批混凝土数量-218.4 水下混凝土灌注-228.5 桩基混凝土灌注应注意的问题-23九、质量保证措施-239.1 质量目标-239.2 质量保证措施-239.2.1质量保证组织机构-239.2.2管理措施 -24十、安全保证措施-2510.1 安全目标
3、-2510.2 组织机构 -2510.3 施工现场安全-2610.3.1施工前安全准备-2610.3.2施工中安全控制重点及应对措施-27十一、环境保护及文明施工措施-291 水磨钻人工挖孔桩施工方案一、编制依据1.建阳市考亭大桥工程施工设计文件。2.现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。3.拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。4.我公司多年积累的类似工程施工经验。5.规范、规程、标准:公路桥涵施工技术规范 JTJ/T F50-2011;城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ 2-2008;公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007;钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107-2010
4、;钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2012;镦粗直螺纹钢筋接头 JG171-2005;钢筋滚轧直螺纹连接技术规程BDJ13-63-2005(J10494-2005);施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46-2005;大体积混凝土施工规范 GB50496-2009。6.本工程涉及的其他施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁发的规范、规程及法规文件等。二、工程概况1、地理位置:建阳市考亭大桥位于建阳市区考亭镇西门电站大坝下游,横穿麻阳溪。起点接建阳市西区生态城的迎宾大道(规划),路线往东南方向,跨滨溪路(规划)、麻阳溪,终点接黄花山路。2、岩层性质:拟建大桥两侧自然山坡稳定。桥址区全风
5、化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩较厚,桥墩、台钻孔桩持力层位于中风化云母石英片岩层。-1 素填土:黄褐色,湿、松散,以粉质粘土为主,夹少量的角砾等,为修建公路时堆填。2-2 砂土状强风化云母石英片岩:灰褐色,褐黄色,全风化,风化剧烈,原岩结构完全破坏主要矿物多已风化,岩体极破碎,岩芯呈砂土状,散体状,手可捏碎,遇水软化散体,局部少量风化碎屑,属极软岩,岩体基本质量等级为V级。-3 碎块状强风化云母石英片岩:灰褐色,浅青灰色,强风化,裂隙发育,裂隙面见铁锰质染,岩体破碎,岩芯呈碎块状,块状,块径3-7cm,锤击易碎,部分手可捏碎,属软岩,岩体基本质量等级为V级。
6、-4 中风化云母石英片岩:青灰色,中风化,鳞片变晶结构,片状构造,主要矿物为石英、云母、长石等,裂隙较发育,岩体较破碎,岩芯多呈柱状,短柱状,少量碎块状,岩石新鲜坚硬,锤击声较脆,属较硬岩,岩体基本质量等级为IV 级。ROD=68%。3、各墩台岩层情况:考亭台地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩;1#墩地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩;2#墩地层由上而下为砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩;黄花山
7、台地层由上而下为素填土层、圆砾层、石英云母片岩残积砂质粘土层、砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。4、桩基情况:本桥桩号范围K0+353 K0+673,桥长 320m。起点(考亭台)桥台桩径为2.2m共 8 根,桩基长度左幅4 根为 19m,右幅 4 根为 20m,全断面平均进入中风化云母石英片岩 2.2m;1#主墩桩径为 2.2m共 12 根,桩基长度均为 24m,全断面平均进入中风化云母石英片岩 6.0m;2#主墩桩径 2.2m共 12 根,桩基长度均为14m,全断面平均进入中风化云母石英片岩10.0m;终点台(黄花山台)桥台桩径为2.2m 共 8 根,
8、桩基长度左幅 4 根为 15m,右幅 4 根为 18m,全断面平均进入中风化云母石英片岩4.8m。工程地质勘查纵断面见后附图桥梁纵断面图2-1。三、组织机构及职责1、组织机构:本着安全、优质、高效完成钻孔桩的施工,项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则设立。3 2、主要部门及职责范围职务姓名职责范围项目经理袁志录负责项目的施工管理、安全、进度、成本的全面工作。党工委书记王瑞林负责党建、员工教育方面的管理工作及对外协调。项目副经理唐卫平协助经理,负责项目施工生产管理,安全、质量、工期、文明施工。项目总工欧才平负责项目技术、施工计划、质量管理。工程部部长李张负责技术管理、工
9、程计划、施工测量、施工调度及档案管理。安质部部长王华负责安全、质量及环保管理工作。财务部部长孙彦广责经营计划、合同管理及统计;负责资金管理及成本核算。物资部部长董华负责材料、设备的采购、供应与管理。综合部部长荣志强负责对外接待、劳资、后勤、治保管理以及宣传。试验室主任徐申负责原材料及施工过程所需的试验工作管理。计合部部长张胜利负责编制项目的前期预测、工程概、预算、决算及计价、结算工作。机电部部长王宝钰负责机械、设备、临时用电的管理。建阳市考亭大桥项目经理部项目经理项目副经理项目总工程师工程部安质部物资部机电部财务部计合部综合部试验室桩基施工队党工委书记4 四、施工部署及施工计划4.1 施工部署
10、根据施工进度的要求,本桥 2#墩桩基拟采用人工挖孔的方法进行施工。桩基全部为2.2m挖孔灌注桩,共12 根,桩长 14m,累计 168m。考虑附近水电站的安全、入岩深度、施工速度等,不允许采用爆破、冲击施工。根据以往施工经验,结合实际地层、地下水情况,拟采用水磨钻人工挖孔的施工方法,钢筋砼护壁,卷扬机出碴,汽车吊吊装放钢筋笼,导管法水下灌注混凝土。施工时,2 号墩 12个桩同时开挖,分两班作业。成孔后将孔内注满水,采用水下砼灌注。水磨钻人工挖孔示意图4-1 4.2 施工计划考虑机械施工效率具体工期安排如下:序号项目名称工天计划开工日期计划完工日期备注1 2 号墩桩基(12根)40 2013-2
11、-18 2013-3-29 五、水磨钻人工挖孔桩施工方法5.1 施工工艺流程水磨钻人工挖孔桩施工流程如图所示:5 水磨钻挖孔桩施工工艺流程图5-1场地平整放线、定桩位施工井台修建排水沟场地硬化处理架设定型井架、安装卷扬机、照明设备等桩孔开挖每下挖0.6 1.0 米左右,进行桩孔周壁的清理、校核桩孔的直径和垂直度绑扎护壁钢筋支撑护壁模板浇护模砼拆模后继续下挖循环挖至孔底对桩孔直径、深度、垂直度进行全面验收吊装钢筋笼安装导管浇灌砼至设计桩顶标高50cm以上。5.2 施工准备1、现场准备工作场地平整测量放线、定桩位开挖桩孔土方支设护壁模板灌注护壁砼拆 除 模 板桩孔检查、清底验收钢筋笼吊装、定位安装
12、导管砼 灌 注质 量 验 收钢筋笼制作首 节 开 挖施工井台和护壁下一循环到达设计深度6(1)在正式施工前,应具备以下工程资料。主要包括施工场地的工程地质和必要的地下水位资料;施工图纸;主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;孔桩的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告。(2)施工前要制定周详的质量管理措施、安全保证措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序;制定不良天气(雨季)施工的技术措施。(3)进行场地平整政。在桩位处用挖掘机对桩位(项目部测量班进行初放样)处进行场地平整。场地大小要满足施工的需要,大致平整,注意保持排水坡度,通往墩位处的施工便
13、道畅通。2、劳动力配置分二班制连续作业,每孔每班4 人,井下 2 人开挖,井上 1 人开卷扬机,1 人指挥及出渣。3、施工机械设备人工挖孔桩主要机械设备表序号名称规格型号单位数量备注1 水磨钻机16 台24 钻孔2 空气压缩机9m3/min 台6 送风、风镐3 风镐台12 破岩4 潜水泵40m扬程台15 抽水5 卷扬机(含提土设备)套12 出碴6 手推车辆12 运碴7 铁锹尖、平头把20 出碴8 定型钢模套12 护壁9 振动棒只6 护壁砼10 装载机ZL50 台1 运碴11 25T起重机QY25 台1 吊钢筋笼12 混凝土运输车10 方台4 砼运输13 导管内径30cm 套2 砼灌注14 大小
14、料斗套1 砼灌注15 镦粗机ZFD-40 台1 钢筋笼加工16 绞丝机ZFJ-40 台1 钢筋笼加工17 钢筋切断机QB50B 台1 钢筋笼加工18 钢筋弯曲机GW40 台2 钢筋笼加工7 19 切割机J3G3-400 台1 钢筋笼加工20 电焊机BX-350 台5 钢筋笼加工21 混凝土搅拌机1 护壁砼拌合5.3 施工方法及措施5.2.1 定位及井台项目部测量班根据设计图纸准确放出桩位中心,测量放样坚持“测量双检制”,即自检、互检,保证偏差在规范允许范围内。开挖前,按桩中心向四周引出桩心护桩,护桩应埋设在不易破坏,不影响施工的地方,并在周围用混凝土保护。然后开挖施工井台,井台除作为施工操作平
15、台外还具有保护井口、承受施工荷载、挡水等作用,井台采用混凝土结构,直径比桩径大20cm。井台高度 60cm,宽度 40cm,井台顶标高需高出原地面2030cm左右,防止雨水流入。井台采用 C20混凝土浇筑,内放 8 钢筋网,采用定型钢模板立模。当井台施工完成后,将标高引到井台上,用以控制桩底标高。复核桩中心位置,如果出现偏差,必须在第一节护壁浇筑砼时进行调整,保证第一节护壁的位置准确,以保证桩的位置准确。挖孔桩轴线、标高示意图5-2 5.2.2 排水施工措施根据工程地质及地下水分布情况,本区域地下水较为丰富,主要赋存于砂砾、圆砾层之孔隙中,为保证施工的安全,地表主要以排为主,孔内主要以抽水为主
16、。将场地整平,并保证一定的流水坡度,下雨后地面的水能及时排走。井口周围施工8 井台,保证地表水不流入孔内,井孔四周采用低标号混凝土进行硬化。孔内抽水。每个孔内放一台大功率水泵,将渗水及时抽出。5.2.3 提升支架井台施工完成后,在每个井台上搭设钢管防雨支架,定型井架上安装滑轮,与卷扬机组成提升系统。桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶,用电动卷扬机提升至地面,倒入手推车运到临时存碴场,集中统一运到弃土场。支架顶采用彩条布搭防水棚,防止雨水直接进入孔内,保证在下雨工人能继续作业。电动提升定型井架及防雨棚支架示意图5-35.2.4 护壁施工一般土层自稳性较差,开挖后,必须进行砼护壁施工。护壁采用C20
17、现浇砼,厚度0.15m,护壁的结构形式设为内八字搭接,搭接长度不小于0.05m。护壁模板采用定型钢模板,模板由八块组成,模板间用螺栓连接。桩护壁内设置 8150 的钢筋网片,并预留钢筋与一下段护壁相接,伸入长度不小于设计要求的长度。上下节护壁的搭接长度不得小于80mm。护壁结构如图所示。9 挖孔桩护壁施工示意图(单位:cm)90原地面高程40601540桩径护壁结构形式 5-4 护壁采用 8150mm、15cm厚 C20钢筋砼,钢筋用级钢。遇到不利的地质条件,除制定单桩的施工措施外,还合理安排各桩的施工顺序,在可能的情况下,先施工外围(或迎水部位)的桩,后施工中部的桩。圆孔护壁厚度计算:t(k
18、N)/Ra 式中:t 护壁厚度,内齿式护壁最小尺寸,m;N作用在护壁截面上的压力,kp/m N=Pd/2 式中:P石英片岩及地下水对护壁的最大压力,kpa;d挖孔桩桩身直径,m;Ra混凝土的轴心抗压设计强度,kpa;k 安全系数,取 1.65。石英片岩的 sat=30kN/m3;中风化至原地面L=10m;d=2.2m;Ra=13.4N/mm2=13.4103MPa N=Pd/2=30102.2 2=330 kp/m t(kN)/Ra=1.65330/13.4 103=0.0406m 考虑挖孔作业每天施做一节护壁混凝土增长跟不上,24 小时护壁强度最多达到20%15cm施工,所以 t 取 15c
19、m。进入中风化岩层前,按岩层松散考虑,最不利荷载出现在与上层与中风化岩面的交10 界处,验算如下:12m土力学中坚硬土 K0 为 0.2-0.4,本工程处地质为强风化石英片岩,K0 小于 0.2,计算中取 0.2。01=Z K0=3000.2=0Kpa;02=Z K0=30100.2=60Kpa 即砼护壁强度达到60Kpa 以上时满足要求。采用成熟度法推算C20 混凝土强度:(15)式中:养护温度()温度养护持续时间()bMRf a式中:R推算强度(MPa)f 修正系数a b 按标号、水泥,外加剂确定的常数如下表:系数及值水泥品种砼强度外加剂a b f 普硅C20 25-1280 0.884
20、养护温度取 25,养护时间为6h。bMRf a=0.884254.82810-3=106.7Kpa02=60Kpa 即采用 C20 混凝土浇筑护壁 6 小时后满足外侧土压力荷载要求。5.2.5 桩孔开挖人工挖孔桩分节开挖,分节支护。围护桩穿越地层由上至下依次为:素填土层、强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖;强风化层、中风化层岩质硬,采用水磨钻、风镐破碎开挖。开挖第一节桩孔土方,深度不超过 1m,绑轧护壁钢筋,安装第一节桩孔护壁模板时,11 必须用桩心点校正模板位置(由专人负责),支护牢固,并检查护壁厚度、位置正确、质量符合要求
21、后方能浇捣护壁。第一节护壁轴线偏差不大于2 厘米。往下施工时以每节作为一个施工循环,一般土层中每节高度为1m,进入强风化、中风化岩层每节施工深度调整为0.5-0.6m。护壁模板采用定型钢模板,模板由八块组成。进入强风化、中风化层后采用水磨钻、风镐配合施工。钻孔布置图如下:16cm水钻钻机钻孔中心岩层阶理斜面3cm水钻钻机2.2m桩水钻布孔示意图 5-5钻机沿孔壁内边线钻孔,钻孔直径为16cm,钻孔深度为60cm,每个桩孔可根据桩径大小设置钻机。钻机取出岩芯后,中间岩石与周边岩壁形成了临空面,然后采用3cm钻机于顺向下钻孔30cm后使用撬棍取出中间岩层。根据地质情况不同,岩层阶理斜面上的钻孔个数
22、可适当增加或减少。当桩孔内由于裂隙渗水而导致积水较深、影响到钻孔施工是,用水泵将孔内积水抽出。钻至5 米深度后,必须采用通风措施,保证孔内作业人员的安全。孔内通风采用空压机的高压风,由孔底将孔内空气向上吹,与地面空气形成对流。5.2.6 挖孔桩终孔检查当开挖至设计标高后,进行终孔检查。质检人员先进行自检,自检确实达到设计规定标高、桩径、垂直度。孔桩开挖岩层与设计岩层相同,将桩底沉渣清理干净,孔内水抽干净后,再及时通知监理,进行终孔检查处。如果入岩深度与设计不符时,需要请设计进行确认是否需要进行桩长的调整。六、钢筋笼制作、运输及安装6.1 概述本大桥桩基钢筋直径 25mm 的需采用机械套筒连接,
23、要求必须符合中华人民共和国行业标准(JGJ107-2010)钢筋机械连接通用技术规程中级接头要求。I 级接头不得采用通过剥除钢筋肋使钢筋头母材或把钢筋头镦粗使钢筋头母材有效截面增强的压园(压肋)滚轧直螺纹接头及镦粗直螺纹接头。12 采用滚轧直螺纹机械连接,其中:压圆(压肋)滚轧直螺纹接头还必须符合建筑工业行业标准滚轧直螺纹钢筋连接接头(JGJ163-2004)和钢筋滚轧直螺纹连接技术规程【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中 I 级接头要求,套筒长度、套筒外径尺寸必须严格按钢筋滚轧直螺纹连接技术规程【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中表 6.1.2标准
24、型连接套筒的基本参数规定执行;镦粗直螺纹接头还必须符合建筑工业行业标准镦粗直螺纹钢筋接头(JG171-2005)中 I 级接头要求,套筒长度必须 2d+10mm(d为 钢 筋 直 径)、套 筒 外 径 尺 寸 必 须 严 格 按 钢 筋 滚 轧 直 螺 纹 连 接 技 术 规 程【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中表 6.1.2 标准型连接套筒的基本参数规定执行。标准型连接套筒的基本参数表钢筋直径套 筒 长 度(mm)套 筒外 径(mm)螺距(mm)25 66 40 3 28 72 44 3 32 78 50 3 钢筋笼采取在钢筋场分节同槽加工制作,用炮车运至施工现场,用
25、吊车分节吊装。6.2 钢筋笼加工6.2.1 钢筋的验收及管理钢筋应具有出厂质量证明书、材质单、检验报告等。进场后按有关规定、批量、规格进行复检、送检,并由检查部门出具试验报告。对于需要焊接的材料还应有焊接试验报告。确认该批材料满足设计、施工要求后,物资部门方可将该材料入库、登记、造册,不合格的材料应立即清退出施工现场。钢筋进库后须按不同钢种、等级、牌号、规格批号及生产厂家分别堆存,不得混杂,且应挂牌以资识别。钢筋在运输、储存过程中,应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置在仓库内,露天存放时,应垫高并加遮盖。使用部门应按原材料的使用部位登记造册,做到原材料具有可追溯性。6.2.2 主筋下料及钢筋笼成型钢筋
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