桩头静态破除施工工法[标准工法]

1、省级工法申报资料省级工法申报资料( (二二) ) 桩头静态破除施工工法桩头静态破除施工工法 XXXXXXXX 公司公司XXXXXXXX 公司公司 20212021 年年 5 5 月月 目目 录录 1.前言 2.工法特点 3.适用范围 4.工艺原理 5.施工工艺流程及操作要点 6.设备与材料 7.质量控制 8.安全措施 9.环保措施 10.效益分析 11.应用实例 桩头静态破除施工工法桩头静态破除施工工法 完 XXXX 公司 XXXX 公司 主要完成人:张钊 陈干 刘卫华 江铭飞 曹波 1.1.前言前言 近年来我国桥梁事业迅猛发展,新建桥梁跨径越来越大、结构越来越复杂,群桩基础施工也 越来越普遍

2、。桩头破除是承台基础施工的必不可少的一道工序,目前普遍的做法是采用人工凿除,尤 其是当前群桩基础设计间距小,桩径大,混凝土标号高,机械作业较为困难,人的劳动强度大,同时 工序耗时较长。因此寻求一种简单易用、工 XX 省同时经济性高的桩头破除方法将促进桥梁基础 施工技术进步。 本工法结合了鄂东长江公路大桥,清江大桥以及九江长江公路大桥群桩基础桩头破除方法经 验,具有一定的先进性,对特大桥、大桥群桩基础桩头破除施工具有一定的指导意义和借鉴意义。 2.2.工法特点工法特点 2.1 操作简单,使用方便,使用时只需按配比要求用水搅拌后灌入钻孔中即可。 2.2 工效高,速度快,一般装药后半个小时左右即可出

3、现裂缝,扩张力可达 3050MPa。相对于 人工凿除,能够节约工期。 2.3 破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。 2.4 采用的高效无声破碎剂无毒、无害,易管理,可按普通货物托运、储存、保管,操作安全。 2.5 静态桩头破除能够节约人力,减少劳动强度及现场灰尘,环保效果好。 3.3.适用范围适用范围 适用于桩径 2m 的大规模群桩基础桩头破除。 4.4.工艺原理工艺原理 人工造孔后,利用高效无声破碎剂在被破碎体内发生缓慢的化学反应和物理变化使介质产生 龟裂而解体,再用风镐解小、破除达到桩头破除目的。 5.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.15.1 施工工艺流程

4、施工工艺流程 施工准备桩头清理设计布孔钻孔破碎剂填充灌注破碎剂反应风镐破除清理 进入下一个循环破除施工。 5.25.2 操作要点操作要点 5.2.15.2.1 施工准备施工准备 1、陆地群桩桩基桩头破除施工:按照要求基坑开挖至设计位置。 2、水中群桩桩基桩头破除施工:钢套箱安装到位后进行封底混凝土浇筑抽水至基坑成形或 采用钢板桩围堰后基坑开挖至设计位置。 5.2.25.2.2 桩头清理桩头清理 清理桩头杂物、积水。 5.2.35.2.3 设计布孔设计布孔 布孔:根据高效无声破碎剂的效果在桩头顶和桩头破除断面均匀布置孔眼,竖向孔眼深度从 桩顶直到设计桩头顶 2021,横向孔眼深度为半个桩径。 竖

5、向钻孔方向应尽可能做到与临空面(自由面)平行,以达到最大剥离钢筋骨架的目的。 图图 5.2.3-15.2.3-1 承台桩头破除孔眼分布图承台桩头破除孔眼分布图 孔距与排距的大小与开采对象的硬度和强度有直接关系。孔距与排距布置可以参考下表: 表表 5.2.3-15.2.3-1 孔距与排距布置参考表孔距与排距布置参考表 5.2.45.2.4 钻孔钻孔 采用风镐进行钻孔,钻孔参数如下: 孔径:38-50 毫米(孔径越大,产生的膨胀压力越大,开裂时间越短,但孔径超过 50mm 易发生 冲孔)； 孔距:15-30 厘米(孔距越小,开裂时间越短。根据孔径和物体的不同材质,约为孔径的 5-8 倍。) 孔深:

6、一般为 50cm 以上,孔深太浅易发生冲孔,但不超过 5 米为宜,桩头超过 5m 可进行二次 爆破。装药前请将孔内的粉尘或积水清理干净； 排距:工程破碎一般为 0.15-0.27m。 钻孔后吹洗干净孔内余水和余渣,保持孔口旁干净,无土石渣。 5.2.55.2.5 破碎剂填充灌注破碎剂填充灌注 5.2.5.15.2.5.1 破碎剂配比破碎剂配比 1、药剂用量: 混凝土强度较高,破碎剂用量约为 15-2021/立方米。如直径 2.8m,高度 4m 桩头(体积约 24.6m3),需要 369-492 千克破碎剂。 2、水配比量:约为破碎剂重量的 30%,如 10 千克破碎剂配 3 千克水。 5.2.

7、5.25.2.5.2 药剂搅拌药剂搅拌 使用前,将粉末状药剂与水混合在一起充分搅拌。 一般情况下,水的温度应该与气候温度一致。如果气候温度低于 0,在混合前对水进行加热 至 15-2021 搅拌注意事项: 1、操作时应将药剂慢慢倒入已经配兑好的水中,而不是将水慢慢倒入药剂中。 2、在倒入时应不停地搅拌,直至药剂与水的混合物变成流质糊状或胶泥状。 3、倒入和搅拌的速度要快,从药剂加入水中至灌入钻孔结束的时间应控制在 5-10 分钟以内,否 则易冲孔。 5.2.5.35.2.5.3 灌注灌注 对于垂直孔,直接将混合物倒入孔中,使混合物体填充密实。 对于水平孔和斜孔,采用钢管灌入混合物至孔中的方式。

8、灌注完成后用旧麻袋塞住孔口。 灌注注意事项: 1、灌装过程中,已经开始发生化学反应的药剂(表现开始冒气和温度快速上升)不允许装入 孔内。 2、从药剂加入拌合水到灌装结束,整个过程的时间不能超过五分钟。 5.2.65.2.6 破碎剂反应破碎剂反应 药剂反应的快慢与温度有直接的关系,温度越高,反应时间越快,反之则慢。 实际操作中,可通过控制拌和水、药剂和开采对象的温度控制反应时间。 操作前,进行数次试验,优选出最佳反应时间。 破碎大直径桩头时,考虑到灌孔数量较多,一般控制在 1-2h。 5.2.75.2.7 风镐破除风镐破除 破碎剂工作后,采用风镐对产生裂缝的桩头进行剥离打散。 5.2.85.2.

9、8 清理清理 对桩头钢筋进行清理,完成桩头破除工序。 6.6.设备与材料设备与材料 表表 6-16-1 主要设备与材料情况表主要设备与材料情况表 序 号设备名称型 号数 量用 途 1 履带吊 50T 1 台起重 2 塔吊 QTZ150 2 台起重 3 运输车2 台交通运输 4 全站仪2 台测控 5 水准仪2 台测控 6 挖机 QA50 2 台运输 7 水泵 QWB 4 台基坑抽水 8 静态破碎剂 HSCA1.5t 破碎 9 风镐4 台破碎 7.7.质量控制质量控制 7.1 对进场材料必须进行检验,确保其符合 JC 506-92无声破碎剂强制性行业标准,不合 格产品不得使用； 7.2 根据调查情

10、况,编写实施性施工方案,按方案中的设计孔位布置图进行测量放线,严格控 制孔深、角度等技术参数。 7.3 孔距与排距的大小与混凝土强度及布筋有直接关系,硬度越大、混凝土强度越高、布筋 密钢筋粗时,孔距与捧距越小,反之则大。 7.4 禁止边打孔边装药,打孔要一次完成,装药要一次完成。禁止打孔完成后立即装药,应用 高压风将孔清洗完成后,待孔壁温度降到常温度后方可装药。 7.5 灌装过程中,已经开始发生化学反应的药剂不允许装入孔内。 7.6 药剂反应时间控制药剂反应时间一般控制在 3060 分钟。 7.7 在靠近桩头处采用人工小心慢速凿除,保证桩头顶平整,标高满足要求。凿除过程中注意 保护好桩头钢筋。

11、 8.8.安全措施安全措施 8.1 施工前进行安全技术交底,施工过程中无关人员不得进入施工现场。 8.2 破碎施工过程中必须配戴防护眼镜(防尘防冲击型 PVC 护目镜)。 8.3 在药剂灌入钻孔到混凝土开裂前,不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装 完成后,盖上麻袋或棕垫,远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。 8.4 严禁擅自在本产品中加入其他任何化学物品。 8.5 刚钻完孔和刚冲孔的钻孔,孔壁温度较高,应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继 续装药。 8.6 各种机械操作人员和车辆、驾驶员,必须取得操作合格证,不准操作与操作证不相符的机 械设备；不准将机械设备交给无操作合格证

12、的人员操作,对机械人员要建立档案,专人管理。 8.7 操作人员必须按照机械设备说明书规定,严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察 及工作后的检查保养制度。 8.8 施工作业搭设的扶梯、工作台、护栏、安全网等,必须牢固可靠,并经验收合格后方可使 用。 9.9.环保措施环保措施 9.1 合理布置施工场地,施工场地建立良好的排水系统。 9.2 现场垃圾运至指定地点集中处理,禁止随地乱扔。 9.3 各种机械废油用封闭容器收集集中处理。 9.4 施工便道、施工现场,加强洒水,控制扬尘,以免污染环境。 9.5 未使用的破碎剂应妥善保管好,废弃的破碎剂埋置处理,以免污染环境。 10.10.效益分析效益分析

13、 九江长江公路大桥主墩桩基共计 28 根,桩径 2.8m,桩头高度平均 4.5m。 静态破除费用静态破除费用:其中包含人工费、手持式风钻台班费、风镐台班费、修钎设备台班费、静爆 剂及钻头费用。 1. 布孔、钻孔: 单根桩布孔总孔数:(2.8m0.2m+1)(2.8m0.2m+1)=225(孔) 单根桩钻孔进尺米数:225(孔)4.2(m/孔)=945(m) 总进尺米数:945(m) 28(根)=26460m 人工费(含风钻台班、修钎费用)采用 150 元/天计算。桩施工人数 10 人,施工工期 5 天。 费用:150 元/天10528=210000 元。 工期:5 天 2. 拌制、装药、静爆胀

14、裂 根据静爆剂使用时,“当孔径为 3850 mm 时,每米孔可装 20.2 kg 高效破碎剂”,破碎剂 消耗量指标为:2kg 破碎剂费用:52920212 元/kg=105840 元。 3. 风镐解小、破碎、翻渣、清面、修断面 由于静爆使得岩石胀裂,但未破碎,石渣仍紧密,因此还必须使用风镐配 3m3移动式油动空压 机进行解小、破碎,再进行人工修整钢筋等。 人工费(含小机械)采用 150 元/天计算。实际施工人数 10 人,施工工期 15 天。 费用:150 元/天1015=22500 元。 总费用:338340 元。 总工期:5+15=2021 破桩头初,项目采用人工风镐破除,效率低下,统计如

15、下: 人工费(含小机械)采用 150 元/天计算。单根桩破除施工人数 5 人,破碎单根桩施工工期 10 天,实际总共施工人数 30 人工,总期:60 天(计算过程中未考虑人的劳动强度,考虑劳动强度后,工 期将更长,费用也将相应加大)。 总费用:15030 人60=270000 元。 总工期:60 天。 综上:相较于人工破碎,桩头静态破除直接费用差距为-68340 元,但是工期节约 40 天,其产生 的经济费用远远超过直接费用,同时带来的社会效应无可估量。 11.11.应用实例应用实例 1、九江长江公路大桥 九江长江公路大桥主塔座落于长江大堤(永安大堤)迎水面二阶护坡平台上,距离大堤仅 18m,为国内首座建于长江防洪大堤上的主塔。基础承台采用两个边长为 22.5m22.5m8m 分离 式承台。承台埋深 6m,每个承台下设 14 根直径 2.8m,桩长 80.4m 桩基。桩基混凝土标号为 C30, 桩头高度平均为 4.5m。采用静态破除法进行桩头混凝土破碎施工,效果良好,工期节约近 40 天, 经济性相较于凿除作业有明显提升。 2、鄂东长江公路大桥 鄂东长江公路大桥 A 合同段主 5墩共设 33 根覆盖层内直径为 2.8m、基岩内直径为 2.5m 的钻孔灌注桩,桩顶标高+7m,桩底标高-64m,桩长为 71m,入岩深度 3844m,均按照摩擦桩设计。