旋挖成孔灌注桩专项施工方案.pdf
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1、 旋挖成孔灌注桩专项施工方案 The manuscript was revised on the evening of 2021 一、工程概况 1、工程概况 本工程的编制范围为柳州市胜利路立交段改造工程,本项目西起双冲大桥桥下,起点桩号为 K0-180,东至胜利路立交段,终点桩号为 K1+519,路线总长。新建高架西起双冲大桥东桥头,通过地面主线进出口实现沿线与主线的交通转换,新建高架一路向东,跨越北雀路后设置一对上下匝道,继续向东与胜利路立交主线桥梁衔接,通过新建上下匝道实现胜利路立交主线桥梁与地面道路的衔接,高架桥梁总长为。本桥梁工程基础形式采用泥浆护壁钻孔桩。桥梁主线桥墩基础采用直径泥浆
2、护壁钻孔桩,主线桥台基础采用直径泥浆护壁钻孔桩,匝道基础采用直径泥浆护壁钻孔桩。桩基按嵌岩桩设计,嵌入中微风化岩层深度不小于倍桩基直径。桩身采用水下混凝土 C30 浇筑。各规格桩的数量见下表:15 米 16 米 17 米 18 米 19 米 20 米 21 米 米 6 12 22 26 14 10 12 米 8 14 8 2 2 2、工程水文、地质概况 工程地质概况(1)地形地貌 桥位区地处柳北孤峰岩溶平原,四周开阔,较平缓,沿线东高西低,地面高程为,地形高差约。地表为路面,材料为水泥砼或沥青。场区附近未发现岩溶塌陷、地裂缝等不良地质作用。(2)地层岩性 据工程地质调绘及钻探揭露,分析各岩土层
3、时代成因、层位关系及工程地质性质,桥址区地层可划分为 5个工程地质分层,各岩土分层的野外特征及工程地质性质如下:层填筑土(Q4me):灰色、杂色,主要由水泥砼或沥青砼、水泥渣、碎石、黏性土组成,散碎部分经过压实,结构松散。该层场区都有分布,位于地表,层厚。层坚硬硬塑状红黏土(Qel):黄褐、褐黄、褐色,稍湿,局部含少量铁锰结核,土体结构致密,土质均匀,刀切面光滑,有光泽,干强度及韧性较高,无摇震反应,指按无印痕或有浅印痕。自由膨胀率平均值ef=15%,天然桩径 根数 桩长 密度平均值=cm3,液限平均值l=%,塑限平均值p=%,粘聚力标准值Ck=,内摩察角标准值k=,孔隙比平均值 e=,含水比
4、平均值 aw=,液塑比平均值 IL=。该层全场均有分布,层厚。层可塑状粉质黏土(Qel):褐黄、褐色,湿,土体结构致密,土质均匀,刀切面粉状,稍有光泽,干强度及韧性高,无摇震反应,指按有印痕。该层仅在 ZK14有揭露,层厚。层强风化白云岩(C2d):灰、灰白色,岩石原生结构大部分已破坏,钻探取出岩芯以粉砂状为主,含少量白云岩碎砾石,干钻钻进较快,岩芯采取率较高。属软岩,极破碎,岩体基本质量等级为级。大部分钻孔揭露,仅ZK14没有揭露。层中微风化白云岩(C2d):灰、灰白色,细晶结构,中层状构造,岩质较坚硬,性脆易碎,节理、裂隙较发育,岩芯主要呈块状、砾状,局部呈短柱状,少量呈中长柱状,断面新鲜
5、,岩芯采取率 60%左右,开水钻进平稳,钻进时部分钻孔返水。仅 ZK16揭露一充填溶洞。岩石坚硬程度为较硬岩,岩体完整程度为较破碎,岩体基本质量等级为级。该层所有钻孔均有揭露,揭露厚度。水文地质条件(1)地表水 桥址区地表水不发育。(2)地下水 桥址区地下水主要为碳酸盐类岩溶水类型。岩溶水主要赋存于白云岩的岩溶裂隙、溶洞中,富水性受岩溶裂隙、溶洞的发育程度及充填贯通程度控制。根据钻探揭露,场地岩溶弱发育,但节理裂隙较发育,富水性中等丰富。在本次钻孔勘察深度范围内所有钻孔主要揭露岩溶水,水位埋深(标高),大气降水下渗及侧向补给是其主要补给来源,水位年变幅23m。岩溶与特殊性岩土(1)岩溶 桥址区
6、共钻 23个钻孔,其中 1 个钻孔见到溶洞:ZK16标高在见 1个溶洞,溶洞高度为。遇洞率%,线岩溶率%,属岩溶弱发育区。二、编制依据 1 本工程有关设计图纸、设计文件、设计资料、施工组织设计;2 地勘报告、现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息;3 国家和地方现行有关设计、施工规范、规则、标准和定额;(1)建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)(2)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)(3)施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)(4)建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011)(5)工程测量规范(GB50026-2007)(6)公路桥涵施工技术规范(JT
7、G/T F50-2011)(7)公路工程基桩动测技术规程(JTG/T F81-01-2004)4 我公司现拥有科技工法成果和现有的施工管理水平、机械设备、施工技术力量以及能力、长期从事市政道路建设所积累的丰富的施工经验。三、施工计划 1、施工进度计划 桩基施工进度计划编制原则 必须满足整体计划安排的要求。旋挖钻孔桩施工时间采用循环换班制施工。施工进度计划 计划开工日期 2016年 5 月 25日,计划完工日期 2016年 8月 8日,共计 75日天。附:横道图 2、材料计划 序号 材料名称 材料规格 数量 1 钢筋 10 一级圆钢 53t 2 钢筋 12 三级螺纹钢 22t 3 钢筋 22 三
8、级螺纹钢 312t 4 混凝土 水下砼 C30 4500m3 5 水泥 砂 7 石 3、机械设备计划(1)机具设备进场前做好维修保养工作,保证设备机械完好性;(2)、本工程拟投入设备为:序号 设备名称 型号 单位 数量 用于部位 1 旋挖钻机 台 4 桩基成孔 2 油泵 台 2 桩基成孔 3 挖掘机 台 2 场地平整 4 载重汽车 台 4 挖孔土方外运 5 汽车起重机 台 2 钢筋笼吊装 6 洒水车 台 1 文明施工 7 电焊机 台 6 钢筋笼焊接 8 钢筋弯曲机 台 2 钢筋加工 9 发电机 台 1 应急 10 潜水泵 台 5 成孔 11 低压变压器 台 2 成孔 12 插入式振捣棒 台 3
9、 砼灌注 13 全站仪 套 1 桩位放线 14 水准仪 套 1 桩位放线 四、施工工艺技术 1、技术参数 施工准备 现场准备(1)、对外协调交通、环卫、市容的关系,及扰民、民扰处理的前期准备工作。避免造成不必要的麻烦,给文明施工、优质施工创造良好的前期条件。(2)、施工前将桩位附近的地面平整,清除杂物,使道路通畅、排水良好,具备“三通一平”条件。(3)、施工现场临时用水、用电按规范及安全要求布设。(4)、现场四周设置临时防护,并将施工用的临时设备准备就绪。(5)、施工作业面要保证能达到旋挖机对场地的要求及混凝土车通行,作业场区内的泥浆及时清理,保证钻机就位及混凝土方便运输。(6)混凝土的施工保
10、证:旋挖桩灌注必须要做到一桩一灌,成孔后2小时内混凝土车必须到位,尽量能使用泵车作业。(7)桩基设备提前组织:提前组织桩基设备预拼,加工各种连接件,认真准备桩基方案,并向操作人员进行详细交底,保证桩基顺利进行。技术准备(1)、审核、学习施工图纸,复核桩基坐标及标高,并提出合理性的意见。(2)、编制钢筋、水泥、木材等材料计划,相应的试验计划,指导材料定货、供应和技术把关。(3)、将与桩基施工距离较近的现况地下管线探明,插牌标示,标明管线管径、种类、埋深、走向、产权单位及联系人。(4)、做好对班组人员的技术、安全交底工作。开工前,必须强调劳动纪律,向工人班组进行技术交底,学习图纸及有关施工规范,掌
11、握施工顺序,保证工作质量和安全生产的技术措施落实到人。桩基施工 根据现场工程地质及水文地质情况,正循环钻机扭矩小、泵量小,在砂层地段施工速度极慢、泥浆比重要求很大,特别是孔底沉渣厚度肯定达不到设计要求,所以正循环钻机不可取;本工程宜采用旋挖钻机及反循环钻机施工,但反循环钻机施工在砂层地段容易塌孔,进度慢、需要施工设备多、现场泥浆多,文明施工也难于保证;旋挖钻机费用相对较高、但在砂层地段施工质量容易得到保证、钻机数量少、现场文明施工相对较好;因此,通过我公司多项工程实践经验,本工程可采用旋挖钻机施工及反循环钻机,具体根据场地条件任选其一。桩基施工采用旋挖钻机成孔、导管法水下灌注混凝土施工工艺。本
12、着施工前做好统筹规划,施工中根据实际情况适时调整的原则,进行合理的资源配备,保证工程质量和施工进度。护壁泥浆 泥浆制备(1)设置泥浆池和泥浆沟 1)制浆池、沉淀池、泥浆池应分开,设置顺序由制浆池、泥浆池到沉淀池。2)池的容量应大于计算泥浆数量,防止泥浆数量大而外溢,造成四处横流污染四周环境。3)泥浆池周围设米安全防护栏,挂设警示标识牌,夜间设红色警示灯,防止行人和小孩闯入而发生意外事故。4)施工完毕,要采取有效措施处理泥浆,防止附近村民及居民闯入而发生意外事故。5)旋挖钻机钻孔的护壁泥浆采用特制泥粉和地下水制造护壁泥浆。泥浆配比一览表 类别 泥浆配比(重量比)水 膨润土 CMC 纯碱 1 61
13、0%1%各阶段泥浆性能控制指标:表一:注入孔口泥浆性能技术指标 项次 项目 技术指标 测试方法 1 泥浆比重 比重计 2 粘度“28-32”肉眼观察 3 PH值 79 试纸 表二:排出孔口泥浆性能技术指标 项次 项目 技术指标 测试方法 1 泥浆比重 比重计 2 粘度“32-35”肉眼观察 3 PH值 79 试纸 表三:清孔后泥浆性能技术指标 项次 项目 技术指标 测试方法 1 泥浆比重 比重计 2 粘度“32-35”肉眼观察 3 PH值 810 试纸 4 含砂量 4%试管法 泥浆制备的技术及操作要求:在测定泥浆材料性能的基础上,试配泥浆的最佳配合比。认真做好泥浆性能测试工作。泥浆在开孔使用前
14、进行一次测试,钻孔过程中测试一次,钻孔结束后测试一次。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位。施工过程中,保证泥浆中的含沙量控制在 4%以内。护壁泥浆再生处理 施工中采用重力沉降除渣法,即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣的方法。现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用,根据情况经进一步处理(加入适量纯碱和 CMC 改善泥浆性能),经测试合格后重复使用。废弃泥浆处理措施 桩基施工数量大,采用泥浆护壁,产生的废弃泥浆较多,除采取利用现场挖方充分拌和后清运外,还根据现场场地情况,在桩基础施工区域外设置泥浆晾晒区,晾晒区设临时围挡,将作业面泥
15、浆及时清到该晾晒区,晾晒到一定程度,及时运走,保证桩基作业面及施工现场的整洁。注意事项 1)泥浆池开挖时沉淀池和储浆池之间留有隔墙,隔墙预留3米厚,隔墙上严禁堆放机具和行走。2)要废弃的泥浆(沉碴)和开挖泥浆池土方及时拉运,不得随意流放到红线以外,造成环境污染和水土流失;不得长时间存放施工现场,做好现场文明施工。3)泥浆池开挖时边坡按要求放坡,开挖土方不得高堆于泥浆池四周。泥浆池开挖后立即进行安全防护,并设置夜间照明设施。4)施工重型机械和运输车辆远离泥浆池边 3m 以上,倒车时要有专人指挥。5)本墩台桩基施工完毕后,清除泥浆池内泥浆及沉碴,用附近基坑开挖的土方回填、压实、整平。注:1、为了保
16、证施工现场的整体美观,泥浆池统一设在线路前 进方向的左侧,泥浆池尺寸为 4*4*之间,具体位置设在墩台编号从偶数到奇数墩。围网钢管安全警示牌进出口m泥浆池防护示意图 注:泥浆池设置双横杆钢管防护栏,栏杆柱打入地面深度不少于,防护栏埋设距泥浆池边缘不小于 500,立柱间距不大于 2m,防护栏高度为,设置密目安全网,挂设安全警示标志。2、工艺流程 钻孔方法 钻机就位,将钻头对准桩位,复核无误后调整钻机垂直度。开钻前,用水准仪测量孔口护筒顶标高,以便控制钻进深度。钻进开始时,注意钻进速度,调整不同地层的钻速。钻进过程中,采用水平尺随时观测检查,调整和控制钻杆垂直度;边钻进边补充泥浆护壁,旋挖同时排渣
17、土。成孔深度要求进入持力层深度不小于设计要求的深度。清孔 两次清孔 第一次清孔:钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣,即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时,可用扫孔钻头上下往复,扫刷孔壁。第二次清孔:在灌注砼导管安放完成后,对孔深、空底沉渣、泥浆比重等进行复测。如果孔底沉渣厚度及泥浆比重超出规定时,利用灌注导管采用反循环清孔,在钢筋笼、导管下好后进行,第二次清孔时间不少于30min,测定孔底沉渣100mm,方可停止清孔。测定孔底沉渣,用重锤测试,测绳读数一定要准确,用 35 个孔必须校正一次。清孔标准(1)第二次清孔注入泥浆相对密度为左右,漏斗粘度1822s,第二次清孔后,孔底 50cm 处
18、泥浆的相对密度应控制在左右不超过。清孔结束后,要尽快灌注混凝土,其间隔时间不能大于 30min。(2)清孔时,孔内水位应保持在护筒下左右,防止塌孔。成孔检验 钻孔清孔完毕后钢筋笼安装之前,在技术员自检(包括孔径(允许偏差:50mm)、孔深和垂直度(允许偏差:%),桩位及泥浆指标测试,孔底沉渣厚度等,作好钻进施工记录和泥浆质量检查记录)合格的基础上,合格后报请监理工程师验收。下附钻孔桩钻孔允许偏差值表:钻孔桩钻孔允许偏差 序号 项 目 允许偏差(mm)1 孔径 不小于设计孔径 2 孔深 摩擦桩 不小于设计孔深 柱桩 不小于设计孔深,并进入设计土层 3 孔位中心偏心 排架桩 50 4 倾斜度 1%
19、5 浇筑混凝土前桩底沉渣厚度 摩擦桩 300 柱桩 100 钢筋笼加工及吊装 钢筋笼加工 进场钢筋有出厂合格证等质量证明文件,试验人员现场取样进行复试,并按照国家及地方有关规定约请监理工程师进行有见证取样复试。平整钢筋笼加工场地。钢筋进场后保留标牌,按规格分别堆放整齐,下部用墩台垫高,防止污染和锈蚀。钢筋笼加工时,钢筋笼主筋连接采用焊接连接,单面焊,焊缝长10d、双面焊 5d,接头错开 35d(d为钢筋直径)。同一断面接头数量不大于钢筋截面面积的 50。螺旋筋与主筋采用绑扎(满绑)或点焊,加劲筋与主筋采用点焊,加劲筋接头采用单面焊,焊缝长 10d。HPB235 钢筋,Q235钢焊接:E43系列
20、;HRB335钢筋焊接:E50系列;HRB400 钢筋焊接:E55 系列。根据桩基设计情况,钢筋笼分 2段,根据规范要求进行自检、隐检和交接检,内容包括钢筋外观、品种、型号、规格,焊缝的长度、宽度、厚度、有无咬肉、表面平整等,钢筋笼的主筋间距(10mm)、加劲筋间距(20mm)、钢筋笼直径(10mm)和长度(100mm)等,并作好记录。报请监理建筑工程师检验,合格后方可吊装。钢筋笼主筋保护层厚度 60mm,采用18钢筋作为导向钢筋保护层,沿钢筋笼周围布置纵向间距 2m,导向钢筋保护层点焊在主筋上。检验合格后的钢筋笼应按规格编号分层平放。下附钻孔桩钢筋骨架允许偏差值表:钻孔桩钢筋骨架允许偏差 序
21、号 项 目 允许偏差(mm)1 钢筋骨架在承台底以下长度 100 2 钢筋骨架外径 10 3 主钢筋间距 10 4 加强筋间距 20 5 箍筋间距或螺旋筋间距 20 6 钢筋骨架倾斜度 05%7 骨架保护层厚度 20 钢筋笼吊装 钢筋笼吊装采用 25T汽车吊。钢筋笼起吊时,钢筋笼采用第2加强筋处起吊。对吊点部位加强焊接,确保吊装稳固。吊放时,先吊直、扶稳,保证不弯曲、扭转。对准孔位后,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。用水平仪测量护筒顶高程,确保钢筋笼顶端到达设计标高。钢筋笼须下到孔底,如局部出现孔深超钻的情况,可暂将钢筋笼悬吊,向孔内填入一定量碎石,然后浇注混凝土。水下混凝土灌注施工 导管和漏斗 选择
22、直径为 30cm 的导管,漏斗选择容量为 m3。导管组装时接头必须密合不漏水(要求加密封圈,黄油封口)。在第一次使用前应进行闭水打压试验,试水压力,20分钟不漏水为合格。导管底端下至孔底标高上 30cm-50cm 左右。漏斗安装在导管顶端。浇筑水下混凝土 对混凝土的技术要求 桩设计要求混凝土强度为 C30,配比由商品混凝土供应商提供,粗骨料(碎石)最大粒径不得大于 25mm,坍落度 180220mm,采用普通硅酸盐水泥,可适当掺加高效减水剂,掺量根据试验确定。配制的混凝土应具有良好的工作性能。混凝土浇注前由技术人员检查混凝土塌落度并记录。混凝土在运输、浇筑过程中不能产生离析现象。导管内使用的隔
23、水塞球胆大小要合适,安装要正,一般位于水面以上。灌注混凝土前孔口要盖严,防止混凝土落入孔中污染泥浆。混凝土首灌量应灌至导管下口 2m 以上,保证首灌导管埋入混凝土为 3m左右。混凝土浇注时,导管下口埋入混凝土的深度不小于 2m,不大于 6m,设专人及时测定,以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管,必须经过测量计算导管埋深,然后确定卸管长度,使混凝土处于流动状态,并作好浇注施工记录。混凝土灌注必须连续进行,中间不得间断。拆除后的导管放入架子中并及时清洗干净。混凝土灌注过程中,应始终保持导管位置居中,提升导管时应有专人指挥掌握,不使钢筋骨架倾斜、位移,如发现骨架上升时,应立即停止提升导管,使导管降落,
24、并轻轻摇动使之与骨架脱开。混凝土灌注到桩孔上部 5m 以内时,可不再提升导管,直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶超灌量不小于 1m,以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。混凝土灌注完成后及时拔出护筒,待灌注混凝土达到初凝后立即进行桩空孔回填,防止塌孔及保护人员和设备的安全。在灌注水下混凝土过程中,应设污水泵及时排水防止泥浆漫出,确保文明施工。混凝土浇注应做混凝土强度试块,每 50m3 做一组试块,每作业班不少于 1 组试块。试块应养护好,达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护。混凝土施工完毕后,应收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告、做混凝土强度评定。做好并收集,整理好各种施工原始记录,质
25、量检查记录等原始资料,并做好施工日志。灌注完毕后及时用模板或钢筋网篦将孔口覆盖,并作明显标识,避免人员坠入孔内。灌注 6小时后方可将空孔部分回填。水下砼灌注事故的预防及处理 导管进水 导致导管进水主要有以下三方面的原因产生:(1)首批砼储备不足,或虽然砼储备已够,但导管底口距孔底的间距过大,砼下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。预防和处理方法:如有发现导管进水,应立即将导管提出,将散落在孔底的砼拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新放下骨架、导管并投入足够储备的首批砼,重新灌注。(2)导管接头不严
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