东一环二标段临地铁钻孔桩专项综合项目施工专项方案最终版.docx
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1、临地铁结构物桩基础施工方案1. 编制依据1.1编制依据(一)城市桥梁工程施工和质量验收规范(CJJ 2-)(二)建筑桩基技术规范(JGJ 94-)(三)公路桥涵施工技术规范JTJ-TF50-(四)沈阳市东一环快速路工程设计图纸2.工程概述2.1自然特征2.1.1地形特征拟建东一环快速路工程勘察及设计第二标段(小河沿路-长安路)。拟建场地地形有一定起伏,地表高程介于44.4750.42m。拟建场地地貌单元均属浑河冲洪积阶地。依据钻探揭示,本标段勘察深度范围内地层结构由第四系全新统人工填筑层(Q)第四系全新统浑河高漫滩及古河道冲积层(Q4)、第四系全新统浑河新扇冲洪积层(Q4)、第四系上更新统浑河
2、老扇冲洪积层(Q3)、第四系中更新统冰水沉积层(Q2)组成。依据地层沉积特点,此次勘察在资料整理过程中,地层编号和沈阳地铁10号线汇报一致。第一个数用、按序分别代表上述不一样时代成因结构层,而第二个数代表亚层。亚层数值均代表岩性:1为粉质黏土;2为粉砂;3为细砂;4为中砂;5为粗砂;6为砾砂;7为圆砾。如:-6代表第四系上更新统浑河老扇冲洪积层中砾砂层。2.1.2气象特征沈阳市在中国东北地域南部,坐落在辽河平原和东部丘陵衔接地带,是辽宁省政治、经济、文化中心,东北最大铁路、公路枢纽。其地理坐标为东经122度25分09秒至123度48分24秒,北纬41度11分51秒至42度17分30秒。沈阳地域
3、属北温带半湿润季风气候,同时受海洋、大陆性气流控制,其特征据沈阳气象站观察资料记载是冬寒夏热,春季干燥多风,秋季清凉湿润。春秋季短,冬夏季长。据沈阳市1951年至今观察资料显示,沈阳地域多年平均风速3.2m/s,最大风速为29. 7m/s,发生在4月份;多年平均降水量为727. 4mm,降水在年内各月分配很不均匀,其中7,8月降水量占整年降水量50%左右;多年平均蒸发量为1420mm, 4, 9月份为最大,占整年蒸发量67.4%;年平均相对湿度63.1%,其中4月份平均相对湿度最小为52.0%,7, 8月份平均相对湿度最大为78.0%;多年平均气温为7.9,最高气温为39.3,最低气温为-33
4、. 1;多年平均地温为8.6;结冰最早为10月19日,解冰最晚为5月7日;最大积雪深度为28cm,出现在2月份,冻结深度通常为120cm,最大冻结深度为148cm。2.1.3水文特征勘察期间,场地地下水类型关键为第四系孔隙潜水,潜水关键埋藏在砂类土层中,初见水位埋深为14.1021.70米,对应标高为27.6831.20米;稳定水位埋深为14.2021.80米,对应标高为27.5831.10米。地下水位年改变幅度约为12米。该地下水关键以大气降水、河流地下渗透为补给起源,地下水丰富,关键排泄方法为地下通流和人工开采。地下水总体上沿含水层向下游径流运移,即地下水流向总方向是由东向西。但因为受人工
5、开采地下水影响,局部地下水流向会有所改变。线路沿线水位埋深约6.07.0米,稳定水位标高为41.042.0米。以后受地铁十号线、及其它施工场地降水影响,勘察期间地下水位对比下降约810米。据调查地铁于将陆续完工,期间地下水位会有显著回升,提议设计和施工应考虑地下水恢复对单桩承载力计算及施工成孔影响,采取对应方法。依据钻孔所取地下水试样,按公路工程地质勘察规范JTG C20-附录K判定:场地地下水对混凝上结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋在长久浸水时含有微腐蚀性,在干湿交替时含有弱腐蚀性。依据所取运河河水试样“水质分析结果表”按公路工程地质勘察规范JTG C20-附录K判定:场地地表水对混凝
6、土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋含有微腐蚀性。依据钻孔所取地下水位以上土“易溶盐分析结果表”,按公路工程地质勘察规范JTG C20-附录K判定:判定该场地土对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性。2.2工程概况沈阳市东一环快速路工程在沈阳城区东南部,南起文化路立交桥,北至沈海立交桥,沿线经过文化路-万柳塘路-滂江街,全长大约7公里。本标段为第二标段,南起小河沿路,北至长安路,桩号范围K4+457.00-K5+628.00,长1171米,工程范围内包含一对平行匝道。东一环二标段桩基累计143根,桩径为1.2m、1.5m、1.8m三种类型,本标段钻孔桩施工全部采取旋挖钻机
7、成孔,其中部分桩基距相邻地铁标段施工范围较近,需进行防护,依据设计文件采取加长护筒施工,施工结束后钢护筒不拔出,本标段累计21根距地铁距离小于3米。已和地铁及相关单位联络,确定地下情况,使用长护筒施工具体桩号统计见下表。东一环二标段临地铁桩基础统计表桩号根数桩长(m)桩径(m)地铁结构物施工方法距地铁距离106#3571.2矿山法2.64107#3571.2明挖1.97108#东侧2451.5明挖2.16109#东侧2451.5明挖2.30110#东侧2451.5明挖2.57111#东侧2451.5矿山法2.67112#右东侧2481.5矿山法2.90119#右侧1431.8矿山法2.9013
8、2#北侧2501.5明挖法2.77133#北侧2361.5明挖法2.802.3桩基和地铁结构物关系1.桩基和地铁结构物横断面图图1:112#、119#桩基和在建地铁结构物断面图2:106#、111#桩基和在建地铁结构物断面图3:107#、108#桩基和在建地铁结构物断面图4:109#、110#桩基和在建地铁结构物断面图5:132#、133#桩基和在建地铁结构物断面2. 桩基和地铁结构物纵断面图图1:107#-108#桩基和在建地铁结构物断面图2:119#桩基和在建地铁结构物断面3.施工安排3.1劳动力配置计划依据施工步骤及施工工艺,为满足施工要求,本工程劳动力配置以下:旋挖钻机司机2名,铲车司
9、机2人,吊车司机2名,混凝土工2名,工人4名。3.2机械设备配置计划机械配置计划表设备数量备注旋挖钻机1台扭矩20吨米以上钻杆1根搓管机1台搓管机动力系统1台驱动器1件拆下压盘,装上驱动器花管1件上部接驱动器,下部接套管套管1套套管靴1-2支配套管挖掘机1台PC300-5装载机1台ZL40汽车起重机1台25t钢筋调直机2台GT6/12A钢筋切断机2台GQ40钢筋弯曲机2台GW403.3关键施工方法本工程临地铁施作钻孔桩时,采取旋挖钻机全套管施工工法进行施工。旋挖钻机全套管施工工艺,是经过转换器、驱动花筒将钻机动力头和套管连接,并传输扭矩和加压力,经过旋挖钻机动力头驱动套管边旋转边下压方法下放套
10、管,能够有效降低套管和地层摩擦阻力,套管下放和钻机取土作业交替进行。全套管施工技术在施工过程中经过套管对孔壁进行支撑,并在套管内取土成孔,能够有效预防塌孔、缩径等事故发生。相比传统泥浆护壁工艺,其含有施工污染少、环境影响小、成孔质量高等显著优势,很适合本工程临地铁钻孔桩施工任务。图1 全套管钻机3.4施工工艺步骤3.5工程数量表东一环二标段临地铁桩基础统计表桩号根数桩长(m)桩径(m)混凝土量(m)106#3571.2773.59107#3571.2773.59108#东侧2451.5636.17109#东侧2451.5636.17110#东侧2451.5636.17111#东侧2451.56
11、36.17112#东侧2481.5678.58119#右侧1431.8437.69132#北侧2501.5706.86133#北侧2361.5508.943.6材料配置计划预制钢护筒数量见下表,护筒壁厚30mm,采取高强度合金钢制作,护筒采取套管形式进行拼接,每段套管长度为2m。4.施工方案(1) 测量定位:经场地平整后,由测量小组放出桩位中心,正确测量各桩位中心和护筒顶高程,并在护筒上做好标识。(2) 钻孔设备及全套筒设备就位,旋挖钻机和搓管机相连接。钻孔前对护筒进行复测,正确定位。图2 旋挖钻机和搓管机连接 图3 螺栓和动力头驱动套连接(3) 用旋挖钻机动力头驱动套管,校正套管垂直度。在套
12、管自重力、夹持机构回转力及压力复合作用下,先将第一节套管沉入土中。第一节套管沉入土中后,钻机挖土,挖土完成后,动力头将第二节套管采取螺栓连接,升起至第一节套管正上方,测量人员进行测量,确保套管垂直度等相关参数正确,下放第二节套管,和第一节套管采取螺栓相连接,将第二节套管沉入土中,钻机挖土,后续套管依次施工。图4 埋设护筒和旋挖钻施工(4) 旋挖钻头在套管内掏土钻进并埋设护筒,加长护筒埋设至相邻地铁构筑物最低点为止,剩下部分采取正常钻孔桩施工工法施作,钻进施工至桩底设计高程。图5 现场施工实例(5)钢护筒、钢筋笼吊装及孔口连接方法1.钢护筒吊放作业前技术准备,明确和掌握作业内容及作业安全技术要求
13、、听取技术和安全交底、掌握吊装钢护筒吊点位置和捆绑方法;认真检验并落实作业所需工具、索具规格、件数及完好程度。对作业现场进行观察,熟悉作业场地、排除作业障碍物,检验地面平整及耐压程度,实地检验有没有影响钢护筒吊升原因。掌握钢护筒重量、重心。作业现场地面平整程度及耐压程度在满足起重作业要求后,确定吊装设备作业具体位置。在夜晚作业时,应准备足够照明条件。依据钢护筒长度,确定钢护筒吊点个数(两个或三个)。在确定吊点后钢护筒捆绑采取卡绳捆绑法,立即吊索(钢丝绳)从钢护筒挂钩孔穿过,一头绳头用卸扣锁在钢丝吊索上,另一头绳头挂在吊钩上捆绑法。钢护筒在吊离地面采取两个或三个吊点时,利用两根或三根钢丝绳使用卡
14、绳法捆绑钢筋笼,用吊车主钩进行提升。钢护筒竖直作业采取一根钢丝绳一样使用卡绳捆绑法,用吊车副钩在钢护筒完全提升一定高度后进行竖直作业。在起重指挥人员指挥下,完成钢护筒捆绑和挂钩作业后,起重指挥应组织司机进行起重机检验、注油、空转和必需时试吊。在确定吊装作业区内没有其它人员停留后,指挥人员正确利用包含手势、音响、旗语等指挥信号,组织起重机司机吊升钢护筒,抵达一定高度时,竖直钢护筒。整个竖直过程应在钢护筒脱离地面情况下进行。当钢护筒完全竖直后,应校正就位并下放基桩内。2.钢筋笼吊放及孔口连接成型钢筋笼吊放、运输、安装,应采取预防变形方法,不得产生运输变形。为预防钢筋笼在吊装、运输、安装过程中变形,
15、对钢筋笼加强筋处进行交叉加固,加固方法采取在钢筋笼内加十字撑方法,并焊接牢靠,当钢筋笼安装就位后将其拆除。钢筋笼分节起吊连接时,采取25t汽车吊机大小钩配合起吊,起重司机和起重指挥人员必需做好吊装作业前准备。按次序逐节垂直下放钢筋笼,节段间在孔口采取套筒连接,上下节钢筋笼各主筋应对准校正。下钢筋笼时间要尽可能缩短,40m以下钢筋笼拟在钢筋加工场制安完成后分成两节入孔,40m以上钢筋笼分成三节入孔,采取套筒连接。下入钢筋笼时,同时下入声测管,桩基检测声测管采取56mm热轧无缝钢管,壁厚3mm。声测管分节绑扎在钢筋笼上时,必需将分节声测管焊接牢靠,焊缝牢靠、饱满,确保声测管不漏水、不泌水。下放钢筋
16、笼时,吊点应拴牢并部署合理,使笼子吊起后处于自然铅垂状态,并无显著变形,下吊钢筋笼骨架过程中,不要碰撞孔壁,要采取方法让其沿孔中心垂直插入。吊放钢筋骨架入桩孔时,均匀下落,确保钢筋笼居中。钢筋笼下到标高后,要检验钢筋笼顶部中心偏差,使之5cm,待全部入孔经确定符合要求后,将钢筋笼进行固定,避免下沉和灌注混凝土时上浮。钢筋骨架制安精度要求见下表:钻孔桩钢筋骨架制作安装标准序 号项 目允 许 偏 差1钢筋骨架在承台内埋置长度100mm2钢筋骨架直径20mm3钢筋间距0.5d(d为钢筋直径)4加劲筋间距20mm5箍筋间距或螺距20mm6钢筋骨架垂直线1%图6 钢筋笼吊装(6)混凝土水下灌注1)桩身混
17、凝土采取商品混凝土、砼搅拌车直接送入仓方法施工。采取导管法进行水下灌注。2)灌注混凝土前应将灌注机具如储料斗、漏斗等准备好。3)水下混凝土坍落度20cm2cm,并经过试验确定掺入适量缓凝剂,控制混凝土初凝时间。(7)桩头处理及检测待桩基混凝土强度达成设计强度时,处理桩头混凝土至设计标高,对每根桩全部进行应变检测或超声波检测。(8)钻孔灌注桩施工注意事项1)钻孔前熟悉图纸,搞清地质情况,依据地质情况确定钻孔方案。2)钻孔前检验确定孔位地下是否有管线,光缆或其它物体。3)在终孔和清孔后,应对成孔孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度、泥浆比重、孔底沉淀厚度等进行检验,要求满足设计要求。4)对混凝土强度、级
18、配、坍落度及混凝土流动性进行检验。混凝土拌合物应有良好和易性,在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够流动性,其坍落度宜为180220mm。混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料;首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注。5)必需对每根桩做好一切施工统计,并按要求留取混凝土试验件,做出试压结果。将上述资料整理好,提交相关部门检验及验收。对施工完成桩由业主及质检部门会同设计部门按要求要求进行检测。6)在全部钻孔灌注桩完成以后,必需对施工场地进行清理,全部钻渣和泥浆必需清理洁净,严禁造成环境污染。5.进度控制及安排依据工程工期要求和工程数量,结合我单位所上劳力设备情况,并充足考
19、虑气候、季节及施工场地周围环境对施工影响,工期目标是:计划工期:1月10日4月30日。成立以项目经理为组长,项目总工程师为副组长,各部室责任人和施工班组长为组员工期领导小组,负责对施工生产组织管理,确保按期完成施工任务。6.质量标准和控制6.1质量标准1.泥浆制备质量标准钻孔桩泥浆采取膨润土配制,而且针对不一样地质层依据泥浆性能指标要求进行泥浆配制,造浆配合比、不一样地质层下泥浆性能指标要求见下表。膨润土造浆配合比(单位:kg)原料名称淡水膨润土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比10084膨润土0.010.05%膨润土0.30.5膨润土0.10.3泥浆0.003%试验确定不一样地层下泥浆性能指
20、标要求泥浆指标淤泥、黏土粉细砂、粗砂砾砂、卵石圆砾石比重1.11.21.151.251.21.41.41.5粘度(s)1921202821242528静切力(Pa)1.02.52.02.52.04.53.05.0含砂率(%)6666塑性指标151515152.钻孔桩成孔质量标准成孔后,由质检工程师自检,自检合格后报请监理工程师检验验收,经监理工程师验收合格方能进入下道工序施工。验收标准和方法见下表。钻孔桩成孔质量要求及检验方法项目许可偏差检验方法及频率孔径大于设计值检孔器检验孔中心位置50全站仪检验1次/桩孔深大于设计要求,测绳测量1次/桩倾斜度1%孔深探笼检验沉淀层厚度100测绳测量 测量至
21、符合要求为止清孔后泥浆指标比重:1.031.10粘度:1720砂率:2%泥浆比重计检测比重、50000/70000漏斗法检验粘度3.钢筋笼制作质量标准在钢筋加工场分节制作桩基钢筋笼,分节吊装下放。桩基钢筋笼依据设计长度进行合适分节,分为标准节和补充节。标准分节长度依据主筋定尺长度而定。钢筋笼制作许可偏差表序号项目许可偏差检验方法1钢筋骨架在承台底以下长度+100mm尺量检验2钢筋骨架直径+20mm3主钢筋间距+0.5d尺量检验不少于5处4加强筋间距+20mm5箍筋间距或螺旋筋间距+20mm6钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检验6.2质量控制方法1.桩位定位确保方法1)依据业主提供测量基准点和基线,会
22、同监理及相关单位复核认定后,方可作为测量基点使用,并常常复核。2)桩位采取三次校正复核方法,即第一次放样定出桩位中心,并用十字交叉法确定护筒坑挖掘位置;第二次测量校正护筒位置,打入定位钢筋,并在护筒边上做好标识,并提请监理复核;第三次钻孔定位时,使用铅锤校正,使桩锤中心和桩位中心重合。2.成孔质量控制方法1)钻孔灌注桩施工钻机定位必需水平、稳固。2)依据不一样地层可钻性选择合理钻进技术参数和对应操作技术。3)发觉钻孔倾斜时,应采取纠斜方法,或用粘土回填后重新成孔。合理调配泥浆性能,预防缩径和坍孔,减小泥皮厚度,提升桩身侧摩阻力。当原土造浆达不到要求时(如卵石层),酌情使用化学处理剂,改善泥浆性
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