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1、德简高速桥梁桩基钻孔桩工程施工组织设计王保书2017年6月12日目 录第一章 工程概况第二章 施工准备第三章 施工工艺第四章 质量控制第五章 安全保证措施第六章 环境保护措施第七章 雨季施工措施第八章 工期和施工计划第九章 拟投入本工程的主要施工设备表第一章、工程概况1、工程情况简述本项目为成都经济区环线高速公路(成都第三绕城高速)的东段,路线起于德阳市北部黄许镇成绵高速公路,与G0511线德阳至都江堰段顺接,往南经德阳市中江县、成都市金堂县和简阳市,止于在建的成安渝高速公路,与成都经济区环线高速公路南段简阳至蒲江段顺接。全长105.56公里,总投资133.46亿元。我标段为中国铁建大桥工程局
2、集团有限公司德简高速总承包段内的一标段,工程起讫里程为K90+760,终点里程为K102+620,全长11.86公里,本标段包含了路基工程、桥涵工程、改移道路工程。其中桥涵工程共有16座桥、46个盖板涵及两处互通式立交,互通立交分别为德阳北和双东互通式立交。其中德阳北互通式立交为枢纽立交,与成绵高速公路相交,成十字交叉型,主要为成都经济环线高速公路与成绵高速公路之间车辆转换交通而设置。双东互通式立交为一般互通,主要为双东镇及周边地区地方车辆上下高速公路而设置。2、地质情况简述桩基施工涉及各土层工程性能评价如下:桥址区地层岩性主要为第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)粉质黏土、残坡积层(Q4e
3、l+dl)粉质黏土;白垩系下统七曲寺组(K1q)泥岩、粉砂岩、砂岩;白垩系下统白龙组(K1b)泥岩、砂岩;白垩系下统苍溪组(K1c)泥岩、砂岩;3、施工工期根据现场实际情况,按项目部节点工期如期完成。4、施工安全目标杜绝重大及以上安全事故,严控较大安全事故,减少一般安全事故的发生,推行安全标准化工地。5、质量目标工程质量达到国家、地方、行业规范和标准,一次合格率达到100%。8、文明施工目标创成都市建设工程安全文明施工标准化工地。9、编制依据招标文件、施工图纸、技术交底建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011)建筑机械使用安全技术规范(JGJ46-2005)现行有效的国家、地下铁道工程有关标
4、准、规范、规程和验标等。第二章、施工准备1、场地准备1.1搞好改道、围护和场地平整工作,清除现场障碍。1.2做好临时道路和现场的排水设施,沿桥、车站工地围挡内侧一圈开槽设置排水沟,防止钻孔泥浆渗透、流出围挡外,污染道路环境。1.3做好机械设备配备准备工作,安置好驻地施工及生活设施。1.4施工前对车站明(盖)挖范围内地下管线情况进一步加以核实,管线迁改见成都市政设计研究院相关管线综合规划设计图,根据其设计方案,管线迁改后大多紧邻基坑或悬吊处理,施工中应加强监测和保护。2、施工人员组织和职责2.1施工组织机构框图项目经理现场负责人人技术员安全员冲击钻机旋挖钻机人挖、灌注吊车装载机机械员员钢筋笼班组
5、指挥员2.2机构建制及项目组织形式工程设置由公司领导及公司各部门人员参加的工程领导小组,实行项目经理责任制。委派具有实际施工经验且具备年轻化、系统化、知识化的项目施工管理人员,以确保工程质量、进度等按要求完成。项目部设立技术负责人、工程负责人、机械负责人等专业岗位,分别由具有相应职称者担任。2.3保证工程组织机构有效运作的措施选派思想觉悟高、业务精、能力强、服务好的管理人员组成项目管理班子。建立健全的项目部岗位责任制,并定期对各专业人员进行考核。强化激励与约束机制,制定业绩评比奖罚制度。建立工程领导小组现场办公制度,定期召开现场办公会,解决资金、安全、质量、进度等的问题。3、施工管理人员配备3
6、.1由公司抽调有实际施工经验和年轻化的现场管理人员,建立健全的项目管理班组。3.2根据现场情况,成立专门钻桩领导班组,组长机械部长,成员为钻机操作手、指挥员、安全员、后勤保障等,并互相监督,互相协调,统一由机械部长指挥。4、职责4.1 钻机操作手职责:负责孔桩钻进、车身维护、保养等工作。4.2指挥员职责:负责指挥钻机钻桩布局、钻机就位、配合项目部检查测量、配合钻机的所有运转和围护工作。4.3安全员职责:负责操作人员的培训和安全指导,操作质量、环境安全的检查,并对所有机械操作严格按照安全操作规程检查、监督,对违规现象及时制止、纠正,对于严重违规操作者可采取适当处罚措施。4.4 后勤保障职责:负责
7、机械的油料、机械配件供给,负责施工人员的生活保障。4.5机械部长职责:接受项目部一切指令并落实,指挥钻机的钻进线路,协调与周边单位的关系,确保施工有条不紊、安全、文明、且能够顺利完成项目部下达的所有任务。第三章 施工工艺3.1施工方法根据地质情况和施工条件需采用冲击钻、旋挖钻或人工挖孔。桥梁桩基施工主要以旋挖钻机成孔施工为主,部分为人工挖孔桩,遇特殊情况可采用冲击桩机械施工。根据桩基处的地质情况特点,采用旋挖钻成孔方案时;设置相应数量泥浆池,废弃的泥浆存于场内的泥浆池内,泥浆池数量及大小满足项目部要求。做好设备进场检查验收等工作,确保设备安全环保、连续稳定要求。3.1.1 旋挖钻机成孔采用旋挖
8、钻机成孔的优点:移位方便、钻孔速度快,成孔垂直度高、钻机噪音低、环境污染小。3.1.1.1测量放线由项目部按照基线控制网及车站设计坐标,用全站仪精确放出桩位,桩位置确定后在四周打好十字交叉护桩,并对护桩做好保护措施,便于钻孔过程中进行复核。填写“施工测量放样报验单”、“施工测量放样记录表”交质检报验。3.1.1.2埋设护筒埋设护筒常规要求:选用坚固、不漏水的钢护筒,护筒顶面高出钻孔平台至少30cm,护筒内径比桩径大20cm。钢护筒埋设应准确、稳定,钢护筒中心与与桩位中心的偏差不得大于50mm。护筒可用48mm厚钢板制作,其内径应大于钻头直径100mm,上部宜开设12个溢浆孔。护筒的埋设深度在黏
9、性土中不宜小于1.0m,在砂土中不宜小于1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实;其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上。3.1.1.3 钻机就位钻机就位前,应对钻机各项准备工作进行检查,包括场地布置与钻机座落处的平整和加固,主要机具的检查和安装,配套设备的就位及水电供应的接通等, 钻孔前应绘制钻孔地质剖面图,以便按照不同土质选用适当的钻头、钻进压力、钻进速度和泥浆指标。 钻机就位后,底座和顶端应平稳,在钻进和运行中不应产生位移或沉降,否则应找出原因及时处理,起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心应在同一铅垂线上,其偏差不得大于2cm。对于带有筒式出土器的钻机
10、,在桩位上利用导墙定位,以便于钻头迅速、准确地对准桩位。3.1.1.4 护壁浆液制备泥浆护壁旋挖钻机成孔应配备成孔和清孔用泥浆及泥浆池(箱)。泥浆池布置位置、大小需根据经理部统一规划挖设,泥浆净化采用非机械净化法,需设置沉淀池。沉淀池布置应与泥浆池分开布置,不得采用加深泥浆池代替沉淀池,沉淀池沉碴应及时运走,沉淀池结构尺寸为(6×6×2)m能满足要求。泥浆配制:钻孔泥浆由水、膨润土和添加剂组成。调制泥浆性能须符合规范要求(一般地层:相对密度1.051.2,粘度1622.,含砂率4%,胶体率96,PH值810;易塌孔地层:相对密度1.21.45,粘度1928.,含砂率4%,胶
11、体率96,PH值810)。除能自行造浆的黏性土层外,均应制备泥浆。泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量,每台套钻机的泥浆储备量不应少于单桩体积。泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。3.1.1.5 成孔旋挖钻机动力头与伸缩式钻杆相连,由柴油机驱动液压马达来转动钻杆,电脑自动控制钻杆垂直度、深度和液压加压系统,通过液压加压,旋转桶式钻头,进行原始土体的挖掘,每钻进1.01.2m,筒内旋满土体后,回旋钻头35周,使钻头下口充分封闭后提升桶式钻头,打开钻头斗门,卸土至空地上,再由自卸车直接运至弃土场,如此循环直至桩底。成孔过程中注意:连续补充浆液,
12、防止泥浆水头低于护筒底引起缩孔或孔口坍塌。经常测定泥浆比重,遇砂层时稳定液中可加入粘土,增大泥浆护壁能力,并视地质情况,及时更换钻头,粘土采用普通筒式钻头,砂层及淤泥等土层采用下口为可密封式钻头。在钻孔过程中,对地质情况作详细记录。当钻孔至设计标高时根据取出的土质性质判断地质情况是否与设计一致,不一致时报告设计代表和监理工程师后进行变更处理,经检查合格后方可终孔。孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测;孔径及孔形检查采用笼式探孔器(用16和20钢筋制作)入孔检查(长度为孔径的46倍),检查时将探孔器吊起,使笼的中心与孔的中心、吊绳保持一致,缓慢放入孔内,上下畅通无阻表明桩径满足设计要求,否则有局部缩径
13、或孔斜现象,应采取措施处理。成孔前和每次提出钻斗时,应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗们连接销子以及钢丝绳的状况,并应清除钻斗上的渣土。旋挖出的土石,及时运输至项目部指定地点,指定范围。3.1.1.6 清孔钻孔达到桩底设计标高后,经检验孔深、孔径、垂直度符合要求,地质条件与设计相符,即可进行清孔。采用换浆法清孔,将钻锥提高l020 cm,继续循环以相对密度较低(1.11.2)的泥浆压入,把钻孔内悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。1. 清孔后要求孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒,灌注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重1.25,含沙率小于8%,粘度在28s之间,检验合格后,及时下放钢筋笼和导
14、管。钢筋笼和导管安装到位后,灌注混凝土前再次检查孔底的沉渣厚度(不大于10cm),沉渣厚度检测符合要求,方可安装料斗进行混凝土灌注。如不符合要求,需把泥浆泵从导管插入进行第二次清孔 ,待沉渣厚度检测符合要求后,方可安装料斗进行混凝土灌注。3.1.2钻孔检查钻孔达到设计标高后,成孔质量采用探孔器进行检查。当钻孔深度符合设计要求后,在第一次清孔完毕,放置钢筋骨架前,对钻孔全长进行检查,并报告监理工程师复查。钻孔质量偏差须满足下列要求:(1) 平面位置:单排桩不大于50mm。(2) 钻孔直径:不小于设计孔径。(3) 倾斜率:不大于0.5%。(4) 深度:不小于设计要求。3.1.3钢筋笼吊装采用25T
15、汽车吊车下放钢筋笼。起吊钢筋笼采用两点起吊法。下笼时由人工辅助对准孔位,保持垂重、轻放、慢放,避免碰撞孔壁。下放过程中若遇到障碍时立即停止,查明原因并进行处理。下放钢筋笼时,技术人员在场控制平面位置定位下放;严格控制笼顶标高,达到设计标高后四周固定二根吊筋,吊筋用25钢筋加工,下部钩住钢筋笼加强筋,上部弯钩吊挂于护筒顶的双拼槽钢之间,用24根48钢管与钢筋笼的顶部加强筋焊接,并将钢管锁在钢护筒上,防止钢筋笼下沉或浇筑混凝土时上浮。3.1.4水下混凝土浇筑清孔、下钢筋笼后,立即浇筑水下混凝土。混凝土采用自拌混凝土直接下料至漏斗,要求其坍落度为180220mm,2小时内渗出的水分不大于混凝土的1.
16、5%。浇筑应尽量缩短时间,连续作业,使浇筑工作在首批浇筑的混凝土仍具有塑性的时间内完成。3.1.4.1 水下浇筑混凝土施工顺序水下浇筑混凝土施工顺序:(导管安装前做水密试验)下放导管安设漏斗悬挂隔水塞或滑阀浇筑首批混凝土浇筑混凝土至桩顶+50cm拔出导管。导管在使用前进行水密及承压试验,确保导管密闭不漏水。导管直径300,各节导管间用管箍联接,拼接好的导管长度与护筒顶到孔底深度大至相等。导管拼接好,用吊机辅助下导管,并做好记录。导管下至孔底后在顶上接上灌注漏斗,放好堵塞球,将混凝土倾倒进漏斗中并将漏斗盛满。在过球的同时将导管提升25-40cm,便于灌注封口混凝土。第一次灌注的混凝土要保证能封住
17、导管底,并使其埋入一定深度,这就要求导管漏斗应有足够容积,同时准备吊斗中装满混凝土,过球后紧接着漏斗中的混凝土一起漏下,以满足封管要求。水下混凝土开灌后就要连续不间断灌注,直到设计标高。灌注过程中计算及实测混凝土顶面高度同时进行,随时获取埋管的准确深度,及时拆卸导管,其埋深严格控制在规定范围内。桩身混凝土灌注至设计桩顶标高以上0.5m时则可停止灌注,抽出导管。混凝土由混凝土运输车运至孔口灌注,首批灌注的混凝土的初凝时间应符合规范要求。坍落度控制在1822cm为宜,初凝时间控制在6小时以上,具有较好的和易性。3.1.4.2灌注水下混凝土过程中注意下列事项:1)混凝土运抵灌注地点时,现场检查其和易
18、性,坍落度等情况,如不符合要求,应进行第二次拌合,如仍达不到要求,不得使用。灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离为3040cm,首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于2m。2)灌注开始后,连续有节奏地进行,并应尽可能缩短拆除导管的间隔时间,当导管内混凝土不满时,徐徐地灌注,防止在导管内造成高压空气囊,压漏导管。在灌注过程中,应经常保持孔内水头,防止塌孔,定时检测孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深。3)灌注过程中,将孔内溢出泥浆引入沉淀池,沉淀后外运,防止污染。施工过程中随时检测清孔后灌注混凝土时泥浆的各项性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用,避免发生施工事故。3.2 工序施工要
19、求钻孔灌注桩施工的关键工序为:成孔清孔钢筋笼制作吊装混凝土拌合桩身混凝土灌注。3.2.1 成孔钻孔开机前必须复核孔位、孔距,检查钻机的水平度、垂直度。钻进时避免钻机的剧烈振动、跳动、甚至移动及钻头摆动,确保钻机垂直度;同时应认真填写原始记录表,详细记录孔深、土质情况、钻进速度。终孔时,技术人员应及时验收孔深、孔径及孔斜率,孔斜率应小于0.5%。在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以至泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。3.2.2钢筋笼施工钢筋笼制作,采用胎具成型法制作,按要求配备合格的电弧焊机,并获得当地相关部门认可。钢筋笼在现场钢筋加工场内集中分节制作,施工现场焊接,吊机吊装就
20、位,采用导管法灌注水下混凝土,混凝土利用输送车运输、灌注混凝土。钢筋笼制作质量和吊放要符合施工规范要求,特别要注意钢筋笼长度,若有超钻现象,应特别注意钢筋笼顶部的定位,从而能使钢筋准确地吊放在设计标高上。其次,还要严格控制浮笼现象。混凝土灌注桩施工中,由于导管上下抖动,混凝土面亦随之上下伏动,因此浮笼现象很容易产生,应严格控制。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼的下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这样会造成塌孔、钢筋笼变形等现象;若钢筋笼下放受阻,则应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有
21、垂直吊放造成的,应提出重新垂直吊放;如果是成孔偏斜造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。3.2.3二次清孔灌注水下混凝土前的第二次清孔时,由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底,不能被混凝土冲起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当孔口返浆比重、含沙率及沉渣厚度均符合规范要求后,立即进行水下混凝土的灌注施工。3.2.4灌注桩混凝土原料选择及混凝土配制桩基在灌注混凝土时,施工的原材料选择与下料施工过程尤为重要。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量,必须重视以下几点:(1
22、) 制作混凝土的原材料必须符合使用要求,特别是水泥的质量必须保证,粗细骨料尺寸级配要合理,所使用的材料要进行二次复检方可使用;(2) 混凝土的配合比要通过试验确定;(3) 做好混凝土搅拌的质量控制工作,严格按配合比进行配料;(4) 要设有专人对混凝土进行坍落度、含气量等指标的检验;(5) 按设计要求做好混凝土的试件工作,并保证取样的真实性;混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好,初凝时间长,流动性好的混凝土。坍落度合理的混凝土,可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性,一般应控制在180220mm范围内。3.2.5混凝土灌注水下混凝土灌注用的导管在使用前应
23、进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。进行水密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。钻孔灌注桩混凝土浇筑时,其初灌量应能保证混凝土灌入后,导管埋入混凝土深度不小于1.0m,导管内混凝土柱和管外泥浆柱应保持平衡。按规范计算的基础上,应考虑一定的安全系数。混凝土灌注过程中,混凝土灌注操作技术分为首批混凝土灌注与后续混凝土灌注及后期灌注3个过程。在前一过程中,混凝土灌注量与泥浆的密度、导管内径及桩直径有关;孔径越大,首批灌注的混凝土量越多,在开浇时,必须控制导管底至桩底高度在3040cm之间,料斗必须储足一次下料能保证导管埋
24、入混凝土达1m以上的混凝土初灌量,一是避免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内翻浆现象,导致浇筑失败;二是大量的混凝土在自重作用下通过导管内的泥浆对孔底进行猛烈的冲刷,可以冲开孔底的沉渣,保证桩端与地层之间较好的结合,提高成桩质量和桩端承载力。首批混凝土在下落过程中,和易性变差,阻力变大,常出现导管中堵满混凝土,甚至漏斗内还有部分混凝土,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加混凝土,然后再稍拉导管。若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使混凝土顺利滑至孔底,之后,继续向料斗加入混凝土,再进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中混凝土不下落,应当牵动导管,并观察孔口返
25、浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入混凝土。在混凝土灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部不如下部密实,这时应稍提漏斗增大落差,以提高其密实度。至桩顶时,混凝土应超过桩顶设计标高50cm以上,在控制混凝土初凝时间的同时,必须合理的加快灌注速度,从而保证桩体质量。导管埋深:控制导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量,必须予以严格控制。在浇筑过程中,要经常探测混凝土面实际标高,计算混凝土面上升高度,导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出混凝土面,导管埋深一般应控制在26m,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。因此
26、,应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合。3.2.6桩头处理钻孔灌注桩施工完毕后35天,即进行开挖四周土石方,再采用风镐凿除桩顶多余混凝土至设计标高,然后将弯曲的钢筋校正,清除钢筋上污物。在凿除桩顶多余混凝土时,不得随意破坏桩基钢筋。3.2.7特殊地层处理方法(1) 施工过程中,如遇大块石和孤石,做好详细记录。灌浆时,根据空隙大小,及时调整浆液配比,灌浆过程中可采用间歇灌浆,添加速凝剂、掺合料等,以控制浆液扩散范围。(2) 钻孔过程中如遇大孤石、漂块石等造成钻进困难或钻孔因此而发生严重偏斜时,可采用气压冲击钻进行冲击等方法处理。(3) 灌浆过程中,遇细砂和级配好的地层,吸
27、浆量过小,可采用纯水泥浆液灌注。在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆相对密度,掺入锯末、增黏剂提高泥浆黏度等维持孔壁稳定的措施。(4) 钻孔孔斜超标时,采用回填等方法进行处理。(5) 成桩过程中,当发现泥浆漏失严重时,应立即向桩孔内投入黏土或黏土块石混合料或混凝土等。(6) 当桩孔出现崩塌时,立即将钻头提出,回填黏土块石混合料,重新造孔。3.3 桥梁桩施工工艺钻孔桩施工工艺详见下图钻孔桩施工工艺流程框图场地平整施工放样挖设泥浆池、沉淀池制备护壁稳定液埋设护筒钻机就位注入护壁液钻孔至设计孔深吊放钢筋笼下导管、清孔钢筋笼准备灌注水下混凝土孔深、孔型检查孔桩完成浆液比重检测3、人工挖孔桩施工:3
28、.1施工测量在场地三通一平的基础上,依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图,测定桩位轴线方格控制网和高程基准许点。确定好桩位中心,以中点为圆心,以桩身半径加护壁厚度为半画出上部(即第一步)的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。孔位线定好之后,用红油漆将纵横向轴线标注于井圈上。桩孔定位后必须经有关部门进行复查,办好预检手续后开挖。沿孔口处设高于地面不小于30cm 的护圈,孔口四周1.0m 范围内用砂浆硬化;孔口不得堆集土渣、机具及杂物;孔口四周应搭设1m高防护围栏和安全警示标志。停止作业时,孔口应设置钢筋防护网,网格间距不得大于20cm。3.2人工挖孔桩成孔施工 桩基施工方法分人工挖
29、桩分土方开挖和释放爆破开挖3.2.1人工土方3.2.1.1人工挖桩概述 1)、由于人工挖孔砼灌注桩设计承载力较大,应确保成桩的质量,对于桩距较密的桩,在本施工方案中已考虑较安全的施工方案;保证桩基在成孔施工中能安全成孔,达到设计及施工规范的要求。 2)、通过对临近工程桩基础施工的了解,在人工挖孔砼灌注桩成孔时易发生涌泥及流砂等现象,施工时初步采用孔桩互降法进行有效降水的施工方案。 3)、相邻桩距较密桩(中心距3.0D)时,应采用跳挖成孔施工,保证密桩每间隔一天进尺一模的要求,使其减少对相邻桩影响。积水应用潜水泵及时排出,以减少对相邻桩的侧压力,并确保相邻桩45度刚
30、性角,确保桩能按设计及规范要求成孔。 4)、每天施工前,应安排下井人员对已做护壁进行检查,在无异常样情况下,才能进下模成孔作业。 3.2.1.2挖孔桩开挖施工顺序和施工方法 挖孔桩开挖施工顺序为:场地平整测量放线土方开挖(抽水)清孔壁、校核垂直度和桩径绑扎护壁构造钢筋安装护壁模板浇捣护壁砼拆模下挖。 1)、采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土,遇到比较硬的岩层时,可用风镐、水钻或人工凿除施工等方法。垂直运土,用轱辘进行垂直运土,根据重庆市安全文明施工要求,垂直运输必须使用钢丝绳进行吊运;轴线经复核无误后开始第一节开挖,视现场地质状况,如地质
31、强度不够,每进尺1米浇捣护壁砼一次,即以1米为一个施工段,护壁必须按规范要求用不低于C20的混凝土;当桩孔深度超过10米时用鼓风机和输风管向桩孔中送入新鲜空气,提土桶或吊笼上下保证联系通畅。桩孔较深时用橡皮电缆36V以下安全灯照明。 2)、成孔开挖以三至五人为一个小组(石方凿岩另增加人员)配合,每小组一天安排35根桩进行流水作业,保证每根桩每天进尺一至两模。3)、开挖过程中,若遇地下水影响,可在桩孔内临时挖集水坑,用高扬程潜水泵边抽水边开挖。 4)、开挖过程中遇到岩石或其它障碍物时采用人工及空压机和风镐配合施工。 5)、成孔过程中地面派专人修通排水沟及时排掉桩孔内抽出的水从桩孔内挖出
32、的废土或石碴由专人负责及时清运出施工现场。 6)、桩位、垂直度、直径校核,基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。第一节护壁成孔后,由现场技术人员在护壁周围用水泥钉定出桩位中心线,桩位轴线用正交的十字线控制,作为往下施工模板对中和桩位垂直度偏差控制的依据,直径检查用尺杆找圆周的办法进行。 检查分土方开挖、支模、钢筋、砼护壁浇筑三次进行,必须每段检查,发现偏差,随时纠正,保证位置准确。 3.2.1.3流砂、流泥成孔施工方法 当土质有较厚的亚砂土、分层土及水力坡度较大时,由于孔内水动压力大于等于土颗粒的浸水容量、使土粒悬浮,失去稳定而变成流动状
33、态,从而形成流砂(泥)如遇到该情况,可采用如下措施进行处理 1)、接近流砂,流泥层时应严格控制相邻桩的间隔跳挖施工顺序,保证相邻桩进深的高差不大于2米。 2)、保证已开挖成孔桩的孔内抽水,做到24小时不间断值班抽水,保持地下水位上升高度不超过已成孔桩底以上500mm。 3)、成孔进尺控制在每模30-50cm,随挖随浇护壁砼。尽可能缩短开挖时间,为避免土层外露太久,造成大量流砂,同时为增加护壁的抗渗能力,可掺入速凝剂或使用快硬早强水泥。4)、采取水下挖土,抽水或少抽水施工,减少水头差或采用井点降水,使水位降到孔底0.5m以下。 5)、对护壁后侧已经冲刷形成空洞的护壁,可直接在护壁上凿洞用20砼填
34、筑,以加强土体的稳定性。或采用压浆,喷浆,法也可适用于流砂,泥,处理。 6)、如因流砂、流泥较为严重,且地下水位较高,可采用临时倒挂钢井圈、密集插板,强行掘进通过,或采用钢护筒强迫下沉,待桩身砼浇过此段后予以拔起回收。 为了辅助上述方法的实施,根据现场情况一是直接设降水井,二是利用已成孔的桩孔作为周边孔的降水点。 3.2.3人工石方爆破施工3.2.3.1爆破方法选择人工挖桩地处上软下硬地层中,地表以下段可采用人工配合风镐开挖,入岩以下由于硬岩强度增大,须采用钻爆法开挖,结合工程的实际情况,拟采用竖向掘进的光面爆破技术进行控制爆破。3.2.3.2炮眼布置及钻爆参数炮眼孔径d=42mm,掘进眼深8
35、0cm;周边眼深60cm,周边眼爆外插角5度左右,炮泥堵塞长度ls30cm。炮眼布置见下图:1、 1000mm人工挖孔桩:2、 钻爆参数如下:钻爆参数表炮眼孔深(cm)单孔装药量(kg)总装药量(kg)炮眼数(个)最大炸药单耗(kg/m3)中心孔800.050.0513.31掘进孔600.251.004周边眼600.10.707炮眼布置见下图:钻爆参数表炮眼孔深(cm)单孔装药量(kg)总装药量(kg)炮眼数(个)最大炸药单耗(kg/m3)中心孔800.050.0512.47掘进孔600.251.004周边眼600.10.8081400mm人工挖孔桩:炮眼布置见下图:钻爆参数表炮眼孔深(cm)
36、单孔装药量(kg)总装药量(kg)炮眼数(个)最大炸药单耗(kg/m3)中心孔800.050.0512.05掘进孔600.251.004周边眼600.11.00101600mm人工挖孔桩:炮眼布置见下图:钻爆参数表炮眼孔深(cm)单孔装药量(kg)总装药量(kg)炮眼数(个)最大炸药单耗(kg/m3)中心孔800.050.0511.66掘进孔600.251.004周边眼600.11.10113、1800mm人工挖孔桩:炮眼布置见下图: 钻爆参数表炮眼孔深(cm)单孔装药量(kg)总装药量(kg)炮眼数(个)最大炸药单耗(kg/m3)中心孔800.050.0511.69掘进孔600.251.50
37、6周边眼600.11.20123.2.3.3爆破器材及爆破网络考虑中新本地区地下水丰富的特点,拟采用抗水性能好的乳胶炸药(32mm)和目前安全性能最好(杂散电流无影响)的塑料导爆管非毫秒雷管起爆。起爆顺序见图,图中数字为起爆雷管段号。整个起爆网络采用簇联(俗称“一把抓”)方式联接。并用塑料导爆管、接力雷管将起爆雷管引至地表,然后用一个8#火雷管在地表引爆。见下图3.2.3.4钻爆安全技术1、为确保爆破岩石不飞出孔外,需认真做好防护工作,具体实施时,可在挖孔桩孔口先用钢筋网覆盖,然后在上面堆压砂袋,做到绝对安全。钢筋离孔口护壁顶30cm,履盖的砂袋边缘超出孔口护壁边不小于30cm。2、为确保附近
38、民工和宿舍楼的安全,对爆破产生的震动和噪声要严格控制,为此,须严格控制同时起爆的药量,并在爆破初期进行爆破震动安全监测。(1)、爆破震动速度安全检算:可根据经验公式V=K (3 Q/R) 对爆破产生的震动速度进行检算式中:Q同时起爆的炸药量(Kg)R被保护物至爆心的距离m,取R=10mK与岩性有关的系数,根据我部在酒店、G型楼基底区间竖井爆破掘进爆破实测资料回归可得K=110,d=2.0。当V值小于国标GB672286爆破安全规程规定的一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2至3cm/s。当然也小于钢筋砼框架结构的5cm/s时。为减少爆破噪声对人员影响,除加强炮泥堵塞外,有条件时,采用增大钻孔直径,
39、加大不偶合装药系数的方法来降低爆破噪声的影响。3、警戒范围:实施爆破施工时,在井口附近设置警戒区,由于井口封盖严格,警戒距离定为20m。放炮前,所有人员都必须撤至指定的地点,用口哨警告和小红旗作为安全警戒标志,爆破后仍采用口哨解除警戒,恢复正常。4、爆破施工安全措施: 为确保周边建筑物的安全,采用静态爆破开挖或人工风镐开挖方式;钻爆开挖施工过程中的操作安全,应严格遵守爆破安全规程的有关规定和公安机关的批示和要求,严格按设计方案施工,同时强调以下几点: (1)、所有施工人员都必须戴安全帽、穿工作鞋、严禁穿化纤衣服; (2)、装药期间禁止闲杂人员在井下,禁止烟火; (3)、禁止一边打眼,一边装药;
40、(4)、严禁沿残眼打眼;(5)、加强雷管和炸药等爆破器材的管理工作,派专人日夜、看守,并做好进出仓登记工作,存放雷管、炸药的临时仓库必须符合安全要求;(6)、做好宣传工作,把爆破时间、信号提前告之周围居民和附近施工单位;(7)、布孔、装药、联线、覆盖、起爆均在现场爆破工程师的指导下进行;(8)、爆破后20分钟,爆破员要进入现场进行检查,发现盲炮及时处理,处理盲炮应严格遵守有关规定;(9)、雷雨天应停止爆破作业;(10)、装药时使用木质或竹质炮棍;(11)、加强爆破作业的领导,做到绝对安全。3.2.3.5护壁施工 护壁施工时每根桩采用一套组合式模板,分块拼装而成,拼装后模板上口直径为桩径下口直径
41、为桩径加75mm高度为1000 mm。 护壁砼为孔外搅拌机进行搅拌,用手推车运到孔边,再用吊桶送入孔内进行浇灌,浇筑时,先用钢钎插捣后,再用锤敲打护壁模板,以保证砼密实,第一节护壁砼应高出地面15-20cm以上以便于挡土、防止雨水进入、定点等。 3.2.3.6终孔检查 挖孔至设计持力层后,施工单位应进行自检评定,工程桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏差、桩径偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况,各项偏差应在设计及规范允许范围内,并取岩芯样,根据重庆市质量检测中心规定,由监理旁站见证取样,经实验合格,报监理、勘察、设计院及业主等部门核验后再办理隐蔽验收签证手续。3.2.3.7挖孔注意事项
42、 1)、多桩孔同时成孔,应采取间隔挖孔方法,以减少地下水的渗透和防止土体滑移。 2)、桩孔的垂直度和直径,应每段检查,发现偏差,及时纠正,保证位置正确。 3)、遇塌孔,采取先清理完塌方的土体,再在塌方处砌砖外模或采用砼补塌,配适量6200钢筋,再支内模灌筑砼护壁。 4)、桩端终孔深度按设计要求施工每根桩终孔后必须请勘察、设计、业主、监理人员检查验收,要逐根进行隐蔽检查。 3.2.3.8质量要求 1)、桩孔位中心线位移允许偏差30mm2)、桩孔径允许偏差:不允许负偏差;3)、护壁混凝土厚度允许偏差:±15mm4)、孔底沉渣厚度:不允许。5)在穿越不稳定地层时,人工挖孔桩护壁长度不应大于
43、0.5m。6)人工挖孔桩挖出的土石方应及时运走,孔口四周2m范围内不得堆放余泥杂物;机动车辆通行时,应做出预防措施或暂停孔内作业,以防积压塌孔。7)当桩孔开挖深度超过5m时,每天开工前应进行有毒气体的检测。8)每天开工前,应将桩孔内的积水抽干,并用鼓风机或大风扇向孔内送风5min,使孔内混浊空气排除,才准下人。孔深超过10m时,地面应配备向孔内送风的专门设备,风量不宜少于25L/S。孔底凿岩时尚应加大送风量。9)为防止地面人或物体坠落桩孔内,孔口四周必须设置护栏。10)孔内作业人员应严格遵守文明施工有关规定。11)第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚100-150mm,并应高出现场地面0.15-0.
44、2m。12)终孔后应立即清除护壁污泥、孔底残渣、杂物和积水,并马上浇筑封底砼。13)灌注桩身混凝土时,混凝土必须通过漏槽或串筒,在离灌注面2m以内下落,不得在孔口抛铲或倒车卸入以防离析; 在灌注过程中,混凝土表面不得有超过50mm厚的积水层,否则,应设法把积水排除,才能继续灌注混凝土;混凝土应边灌注边插实。14)在灌注混凝土时,相邻10m范围内的挖孔桩作业应停止,并不得在孔底留人。3.3冲击钻施工3.3.1施工工艺流程成桩质量检验下道工序施工准备平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻 进清 孔检查成孔质量下钢筋笼下导管孔内注泥浆泥浆沉淀池泥浆备料泥浆池拼装导管检查安装导管检查沉渣厚度水下砼灌注拔除
45、护筒砼制备输送检查砼质量及砼面标高制作检查试件冲击钻孔桩施工工艺流程图3.3.2施工方法场地准备护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m,防止钻孔过程中由于孔内压力小于孔外压力而导致坍孔。安装钻机冲击钻机:钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心。钻机定位后,底座必须平整,稳固,确保在钻进中不发生倾斜和位移,保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。陆地桩基的施工场地均为旱地,施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地整平,清除杂物,更换软土。场地表面压实平整后横向铺设枕木,
46、然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢,即构成钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、吊机站位及混凝土搅拌车运输等协调工作的要求。埋设护筒护筒用10mm的钢板制作,长200cm,护筒顶要高出地面不小于30 cm,护筒内径大于钻孔直径20 cm,护筒顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。泥浆的制备及循环净化根据现场实际情况,拟采用优质泥浆。各项指标如下:相对密度:1.031.1、粘度(s):1822、含砂率():2、PH值:810、胶体率():98、失水率(ml/30min):1420。根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速
47、不大于10cm/秒以便于钻碴沉淀。采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土和膨润土,必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂,保证泥浆自始至终达到性能稳定、离析极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验,对全部桩基的泥浆进行合理配备。施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池,人工用网筛将石碴捞出。然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内,形成连续循环。钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方,不得任意堆砌在施工场地内或向水塘、河流排放,以避免污染环境。钻孔施工冲击钻机钻孔开钻时先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土
48、,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。在开孔阶段45m,为使钻渣挤入孔壁,减少掏渣次数,正常钻进后应及时掏渣,确保有效冲击孔底。在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进速度。冲程应根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程;在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程,冲程过大,对孔底振动大,易引起坍孔;在通过高液限粘土,含砂低液限粘土时,采用中冲程;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层,
49、如表面不平整,应先投入粘土 、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易发生偏孔,亦可采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按1:1 投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入的泥浆稠度,并采用0.5m 的小冲程,防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm,在密实坚
50、硬土层每次可松绳35cm,应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏,松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。为正确提升钻头的冲程,应在钢丝绳上做好长度标志。钻孔施工中,一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm,松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时,应进行取渣。或每进尺0.5m1.0m时取渣一次,每次取45筒,或取至泥浆内含渣显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度,投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时,均要检查并保存土层渣样,
51、记录土层变化情况,遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究处理措施后继续施工。钻孔作业应连续进行,因故停钻时,必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位(或施工水位)至少0.5m,并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。成孔检查钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。a、孔径检测孔径检测是在桩孔成孔后,下放钢筋笼前进行的,是根据桩径制做笼式检孔器入孔检测,其外径等于钢筋笼直径加100 毫米,但不得大于钻孔的设计孔径,长度等于孔
52、径的34 倍(旋转钻成孔)或46倍(冲击钻成孔)。检测时,将探孔器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径符合要求。b、孔深和孔底沉渣检测孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm15cm,高2022cm,质量4kg6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。c、成孔竖直度检测旋转钻采用钻杆测斜法,冲击钻采用井径检测仪。第一次清孔清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合规范和设计要求,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,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,即可进行第一次清孔。a、抽浆法清孔
53、:采用反循环钻机钻孔时,可在终孔后停止进尺,一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆,把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外,一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆,使孔底钻碴清除干净。抽浆清孔比较彻底,适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时,操作要注意,防止坍孔。b、使用冲击钻钻孔时,除用抽渣筒清孔外,也可采用换浆法清孔,直至孔内泥浆指标满足要求。c、清孔应达到以下标准: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:柱桩5cm、摩擦桩20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。第二次
54、清孔由于安放钢筋笼及导管时间较长,孔底产生新的沉渣,待安放钢筋笼及导管就序后,采用换浆法二次清孔,以达到置换沉渣的目的。施工中勤摆动导管,改变导管在孔底的位置,保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求,且复测孔底沉渣厚度达到要求后,清孔完成,立即进行水下混凝土灌注。施工要求a、根据桩基处的地质情况特点,采用冲击钻成孔方案时;设置相应数量泥浆池,废弃的泥浆存于场内的泥浆池内,泥浆池数量及大小满足项目部要求。b、钻孔桩施工中严格控制桩身质量。钻孔达到设计标高后,请设计现场确认地质情况是否与设计地质相符;灌注桩身混凝土前,需监理现场确认桩底沉渣厚度是否符合设计及施工规范要求;桩身水下混
55、凝土灌注中严格控制导管埋深及桩顶混凝土超灌量,确保桩身混凝土连续性、完整性。c、施工场地已进行平整,钻孔桩桩机进场前必须刷油漆,并经检验合格后方可施工,费用由投标单位自负。d、钢护筒必须按要求埋设完成后方可开钻。对制作钢护筒的钢板,在普通作业场及中小孔径条件下,其厚度要求不小于8mm;在深水、复杂地质及大孔径等条件下,其厚度要求不小于12mm;同时,为增加钢护筒刚度,可在护筒上下两端和接头外侧焊加劲肋,所有护筒顶部均要求设置护筒盖。钢护筒投标单位自购。e、孔桩施工应设置泥浆循环系统,防止泥浆外溢污染环境;沉淀池和泥浆池应分开设置,并设置防护栏和安全警示标志。制浆材料堆放处应有防水、防雨和防风措施,弃渣泥浆应及时外运,废弃后应回填处理。f、钻孔至设计标高后须进行终孔检查(检查内容为:孔中心位置、孔深、孔径、倾斜度等),合格后进行清孔。清孔采用两次清孔,第二次清孔在吊入钢筋笼骨架后,利用导管进行。清孔后应进行沉渣厚度检测,合格后才能灌注砼。3.4钢筋笼制作安装 3.4.1 钢筋笼制作 1)、材料要求:钢筋进场必须有出厂合格证书和质量保证书,进场钢筋应分别按规格、型号、批量堆放,并按规定要求进行见证取样检验检验结果书面通知技术负责人,报送监理单位审批认可合格后方可加工制作,钢筋现场堆放地点要求挂牌以备检查,明确标示已检查、合格、不合格字样。
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