公路特大桥深基桩、大体积承台施工技术方案

公路特大桥深基桩、大体积承台施工技术方案商登高速郑州境段TJ1-2标目录一、工程概况二、工期安排三、基桩施工技术方案四、明挖基础及承台施工技术方案一、工程概况1.1工程地质本桥位区地貌单元属于黄河冲积平原，地势较平，地面标高125.9~131.6米左右。工程地质勘察报告显示，桥位区基岩主要为第四系全新统冲洪积层和上更新统冲洪积层，从上到下每地层岩性为：粉土8.7m→粉砂15.9m→粉质粘土10.7m→粉土4.2m→粉质粘土7.2m→细砂9.6m→粉质粘土30.3m→中砂3.8m→粉质黏土11.6m（详见地质柱状图）。1.2工程量

南水北调斜拉桥主桥桩基采用单墩31根直径2.0m钻孔灌注桩，其中8#墩桩长为93米，9#墩桩长为95米；合计62根，桩长合计5828米。过渡墩桩基采用10根直径2米钻孔灌注桩，其中7#墩桩长为56米，10#墩桩长为48米；合计20根，桩长合计1040米。承台为边角形，长29.3m，宽28.2m，设8.7*7.15m倒角，厚度5.5m，每个墩承台混凝土方量为3860.2立方米。二、工期安排基桩施工总工期计划为：2014年9月1日至2015年1月31日。施工准备阶段：2014年9月1日至2014年10月19日。正式施工阶段：2014年10月20日至2015年1月31日，共104天。承台施工工期计划为45天。三、基桩施工技术方案3.1、钻机选择9#墩桩长为95米，按照图纸原地面高程和桩底高程计算，孔深达101.7米，实地测量后计算孔深达到101.4米，我项目经理部在9#墩投入一台420型和一台260型旋挖钻机，打接力的形式进行基桩成孔。其420型旋挖钻机的挖孔极限深度为120米，计划先使用260型挖孔50-60米，然后使用420型挖至桩底标高。

8#墩桩长为93米，按照图纸原地面高程和桩底高程计算，孔深达99.8米，实地测量后计算孔深为99.6米，我项目经理部在8#墩投入一台420型和一台260型旋挖钻机，同样以打接力的形式进行基桩成孔。计划先使用260型挖孔50-60米然后使用420型挖至桩底标高。3.2钻孔灌注桩施工工艺流程

平整场地→机械设备进场→施工放样→埋设护筒→钻孔桩准备→钻机就位→钻进→清孔→下钢筋笼→下导管→二次清孔→灌注水下砼→成桩检测（超声波检测）→桩底后压浆→破除桩头挖承台基坑。3.3测量放样

桩基的平面定位采用坐标法，用全站仪根据设计图纸现场进行桩位的精确放样，利用GPS对所放桩位进行复核，复核后在桩中心位置钉以木桩，并设十字护桩。放样后由主管技术员进行复核，施工中对护桩要用混凝土埋设并妥善保护，不得移位或丢失。3.4桩基施工顺序

结合桩底后压浆和现场施工组织要求桩基施工顺序为：16#桩→5#桩→15#桩→27#桩→17#桩→10#桩→21#桩→11#桩→22#桩→4#桩→14#桩→26#桩→23#桩→6#桩→9#桩→12#桩→20#桩→18#桩→28#桩→3#桩→2#桩→7#桩→19#桩→1#桩→13#桩→8#桩→24#桩→25#桩→31#桩→29#桩→30#桩。3.5钢护筒加工与埋设

护筒材质使用12mm厚的钢板制作，且焊缝饱满，不渗水，上部开设溢浆口，护筒长度5m。护筒埋深为4.7m，护筒顶要高出地面0.3m，分层夯实回填，层厚不大于25cm，并且在护筒底脚处和最上面用水泥砂浆固定，且务必保证出浆口用水泥砂浆抹牢固。并确保护筒内水头高度高于泥浆池中泥浆面高度1.5米以上。护筒埋设后应核对位置，护筒位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。如右图所示：3.6泥浆池设置

泥浆池采取直接在墩位中间的红线内场地开挖设置。每个墩一个泥浆池，泥浆池的大小为：长×宽×高=20m×15m×3m，储存浆量为900m³，（具体见泥浆池平面布置及平面、断面图），开挖时采用1:1.2放坡的形式进行开挖。外围围设设置置双双横横杆杆钢钢管管防防护护栏栏，，红红白白油油漆漆，，钢钢管管内内径径42mm，壁壁厚厚1.5mm。栏栏杆杆立立柱柱打打入入地地面面深深度度不不少少于于50cm，防防护护栏栏埋埋设设距距基基坑坑边边缘缘60cm，立立柱柱间间距距3m、高高度度1.8m，埋埋设设应应牢牢固固可可靠靠，，并并采采用用绿绿色色安安全全网网围围起起来来防防护护，，外外围围设设置置明明显显的的安安全全警警示示标标志志。。3.7钻渣渣存存放放及及处处置置由于于使使用用化化学学泥泥浆浆和和旋旋挖挖钻钻成成孔孔，，钻钻斗斗挖挖出出的的钻钻渣渣直直接接由由装装载载机机推推至至钻钻渣渣存存放放区区，，待待土土方方工工程程开开工工后后将将桥桥位位下下可可利利用用土土方方运运至至土土方方填填筑筑路路段段并并将将钻钻渣渣回回填填至至桥桥位位处处。。在主主线线K159+250~K159+400桥位位北北侧侧设设置置8#墩钻钻渣渣存存放放区区在主主线线K159+650~K159+800桥位位南南侧侧设设置置9#墩墩钻钻渣渣存存放放区区。。3.8泥浆浆泥浆浆制制备备：：泥泥浆浆拌拌制制是是桩桩基基施施工工的的重重点点之之一一，，计计划划采采用用化化学学泥泥浆浆。。钻钻孔孔泥泥浆浆按按墩墩位位处处地地质质情情况况进进行行反反复复试试配配。。泥泥浆浆指指标标如如下下表表。。3.9钻孔意外外应急处处理措施施钢护筒变变形：应应根据变变形程度度采取水水下切割割等办法法校正；；严重变变形的钢钢护筒应应拔出重重打。斜孔：扫扫孔至倾倾斜位置置，慢速速来回转转动钻具具，钻头头下放时时要严格格控制钻钻头的下下放速度度，借钻钻头的重重量来纠纠正孔斜斜。坍孔：坍坍孔不严严重时，，回填至至坍孔位位置以上上，采取取改善泥泥浆性能能、加高高水头后后重新钻钻孔；当当护筒底底口发生生坍孔时时应采取取护筒跟跟进、下下内护筒筒等办法法进行施施工；当当坍孔严严重时，，应尽快快回填，，采用粘粘土并加加入适量量的碱和和水泥，，回填高高度应高高于坍孔孔处2～4m，待其固固化后，，提高泥泥浆比重重快速穿穿过该地地层。钻孔漏浆浆：跟进进护筒或或减小孔孔内外水水头差、、增加泥泥浆比重重、改善善泥浆性性能。偏孔：当当偏孔不不严重时时采用提提钻至偏偏孔处，，反复扫扫孔，使使孔壁垂垂直。当当孔壁偏偏孔严重重时，回回填至偏偏孔处重重新钻孔孔。卡钻、埋埋钻：发发生卡钻钻和埋钻钻时，宜宜采用冲冲、吸等等方法，，将钻头头周围土土层松动动后提钻钻，并采采取措施施保持孔孔壁稳定定。3.10清孔及检检孔钻孔至设设计高程程后进行行清孔，，清孔的的目的是是将孔内内的钻渣渣及其沉沉淀物清清除掉，，尽量减减少孔底底沉淀厚厚度，保保证钻孔孔桩的承承载力。。终孔后对对桩孔的的孔位、、孔径、、孔形、、孔深和和倾斜度度进行检检验，清清孔后，，对孔底底的沉淀淀厚度进进行检验验。桩底沉淀淀土厚度度满足规规范要求求且不得得大于30cm，严禁采采用加深深钻孔深深度代替替清孔。。3.11钻孔成孔孔质量验验收标准准3.12钢筋笼的的制作、、存放及及安装钢筋笼在在生产车车间内使使用钢筋筋笼滚焊焊机分节节制作钢钢筋笼，，下料前前应将钢钢筋调直直并清理理污锈，，钢筋表表面应平平直，无无局部弯弯折。钢钢筋笼下下料后采采用切割割机将钢钢筋的两两头切平平，使切切口端面面应与钢钢筋轴线线垂直,不得有马马蹄形或或挠曲,以保证钢钢筋的滚滚轧直螺螺纹连接接的顺利利进行。。钢筋笼分分段加工工制作完完成后，，存放在在平整、、干燥的的场地上上，钢筋筋笼下部部垫30cm高钢筋架架，并对对吊点处处支撑环环增“+”形或“△△”形支支撑，防防止吊点点处骨架架变形。。为保证钢钢筋笼起起吊时不不变形，，每节钢钢筋笼采采用多点点起吊和和翻架吊吊装。两两节笼对对接时，，按照长长线法拼拼接的标标记对位位，使上上下节中中心线保保持一致致，各钢钢筋的对对位准确确。压浆管与与声测管管在钢筋筋笼同槽槽加工时时同槽安安装，声声测管安安装前应应对每一一节声测测管仔细细检查并并在安装装后灌清清水做水水密试验验，不得得有沙眼眼、裂缝缝等缺陷陷，接头头采用焊焊接并适适当与钢钢筋接头头错层，，以便对对接方便便并清除除干净内内侧毛刺刺，防止止卡住声声测探头头。声测测管要与与钢筋笼笼牢固固固定，防防止钢筋筋笼下落落及灌注注时偏位位。立即即将声测测管上口口用钢板板焊接封封口。3.13砼灌注桩身混凝凝土灌注注采用垂垂直提升升导管法法施工。。采用Φ325mm快速卡口口接头导导管，导导管使用用前组装装编号后后进行水水密承压压试验。。开始灌注注水下混混凝土时时，导管管底口离离孔底0.3m左右。剪剪球前要要安装隔隔水栓，，剪球后后保证初初灌混凝凝土导管管埋深不不小于1.0m。灌注过过程中，，导管的的埋深采采用同步步多测点点的办法法，随时时用测锤锤测量孔孔内混凝凝土标高高并记录录，计算算导管埋埋置深度度（控制制在2m～6m），避免免因孔径径大产生生大的误误差和测测量错误误。砼灌注到到桩上部部5m以内时，，不再提提升导管管，待灌灌注至规规定标高高一次提提出导管管，拔管管采用慢慢提及反反插，灌灌注的桩桩顶标高高预加0.5～1m的浮浆。。混凝土灌灌注时间间必须控控制在混混凝土的的初凝之之前结束束。混凝凝土浇注注24小时以后后，才允允许开始始相邻近近的同排排桩的钻钻孔施工工。3.14长桩桩底底后压浆浆为了改善善桩底持持力层的的受力状状况，提提高基桩桩承载能能力和基基础的整整体刚度度，本工工程主桥桥8#墩、9#墩桩基均均采用桩桩底后压压浆。桩桩基后压压浆技术术是指通通过预埋埋管路与与装置对对其桩基基桩端、、桩侧分分别进行行注浆的的施工工工艺。3.15桩底后压压浆施工工流程图图3.16桩基后压压浆施工工要点（1）压浆管布设设桩端利用桩基基4根声测管管中的3根作作为压浆管（（其中一根为为备用管，压压浆失败时启启用），随钢钢筋笼一同入入孔底，底部部采用细嘴套套头，并分别别使用三通连连接1根内径径32mm带带钢丝的柔性性高压塑料管管，此塑料管管作为喷浆管管绕桩身环形形布置，喷浆浆管的外侧打打孔（5~8mm，间距距100mm）后缠绕防防水包装带密密封。柱侧压压浆沿桩高度度方向布设7道，压浆管管采用外径DN32钢管，最下面面一道距离桩桩底10m~18m、最最上面一道距距离桩顶8m~15m，，每道压浆管管竖向间距为为12m。（（见下图）压浆管布置图图（2）开塞开塞应在混凝凝土浇筑后1天即初凝后后进行，开塞塞时使用压浆浆机对压浆管管道进行高压压注清水，压压水应按2~3级压力顺顺次逐级进行行，并要求有有一定的压水水量和压水时时间，当压力力达到最大值值后突然下降降，证明压浆浆孔冲开，然然后用堵头重重新封闭压浆浆管。（3）压浆压浆浆液一般般采用P.O42.5级普通硅酸酸盐水泥制备备。不同浓度度的浆液具有有不同的性能能，稀浆液便便于输送，渗渗透能力强；；中等浓度的的浆液有填实实、压密的作作用；高浓度度浆液对于已已经注入的浆浆液有脱水作作用，在实际际注浆时一般般先用稀浆液液，然后再用用中浓度的浆浆液，最后用用高浓度的浆浆液。浆液一一般根据土的的饱和度和渗渗透性确定，，饱和土宜为为0.45~0.65，，非饱和土宜宜为0.7~0.9（松松散碎石土、、砂砾宜为0.5~0.6）。本桥桩基持力力层基本为饱饱和土，故可可采用水灰比比为0.45~0.65的水泥浆。规规范要求注浆浆流量一般控控制在75L/min左右，为保证证压浆效果，，要求压浆泵泵最高额定压压力应大于10MPa，流量大于5m³/h。选用的搅拌机机应能够保证证搅拌水泥浆浆的均匀性；；在搅抖槽和和压浆泵之间间应设置存储储池，并应进进行搅拌防止止浆液离析和和凝固；搅拌拌时间不少于于3分钟，浆液用用3*3mm的滤网进行过过滤。压浆应满足需需要的压力和和持续时间要要求。压力值值应根据第一一根桩试验后后根据不同地地质状况确定定，压浆时压压力过大会造造成①水泥净净浆离析堵塞塞管道，②扰扰动原装土使使桩基上浮。。根据规范及相相关经验一般般桩侧压浆压压力2MPa~4MPa；桩底压浆浆压力2MPa~6MPa，压力达达到设计值后后持荷时间应应不小于5min。当满足下列条条件之一时可可终止压浆：：压浆量和压压浆压力达到到设计要求；；对每一道压压浆来说，压压浆量达到设设计值，但压压浆压力没有有达到设计值值，此时改为为间歇压浆，，再压设计量量的30%水泥浆为止；；对每一道压压浆来说，压压浆压力达到到设计值并持持荷5min以上，压浆量量少于设计值值但大于80%,此时也停止。。（4）后压浆时间间、顺序根据图纸设计计，单根压浆浆量为13.4t。压浆作业宜待待桩身混凝土土强度达到设设计强度的80%并且混凝土试试块强度大于于20MPa之后进行，一一般在成桩后后5d~14d，夏季间隔时时间可适当缩缩短，冬季则则延长；压浆和开塞作作业与成孔作作业点距离宜宜大于10m；压浆顺序宜先先桩侧压浆，，后桩端压浆浆，桩侧应先先上后下，桩桩侧注浆和桩桩底注浆时间间间隔3h~6h；本桥属于群群桩，压浆应应先外围后内内部。（5）正常压浆过过程中常见问问题a.压力逐渐上升升，但达不到到设计值，可可能是浆液在在黏土中形成成脉状劈裂渗渗透或浆液浓浓度低、凝结结时间长或浆浆液逸出；b.压力不上升，，甚至离开初初始值呈下降降趋势，可能能是浆液外逸逸；c.压力上升突然然下降，可能能是浆液从压压浆管周围溢溢走，或注速速过大，扰动动土层或遇到到空隙薄弱部部位；d.压力上升很快快，而速度上上不去，表明明土层密实或或凝结时间过过短；e.压力有规律上上升，即使达达到容许压力力，压浆速度度也很正常（（变化不大）），这表明压压浆是成功的的；f.压力上升后下下降，而后再再度上升达到到预定要求，，可以认为空空隙部位已经经被浆液注满满，可视为压压浆成功。（6）间歇压浆出现压浆压力力长时间低于于正常值或地地面冒浆时改改为间歇压浆浆，间歇时间间为30min~60min，或调调低浆液水灰灰比。（7）压浆失败及及处理措施由于操作不当当或土层本身身性质导致压压浆孔堵塞，，引起后压浆浆施工中压浆浆管失败，导导致设计浆液液不能注入或或管路虽通但但实际压浆量量达不到50%，且将压压力达不到终终止压力，视视为压浆失败败。桩侧压浆失败败后可在桩侧侧用工程勘察察钻机在桩侧侧施工直径75mm的钻钻孔，钻孔深深度与原压浆浆管长度相同同，提钻时边边提边钻边灌灌水泥粘土浆浆，然后立即即下入同等长长度的压浆管管，3天后待待水泥达到一一定强度后再再进行压浆，，压浆量与压压浆值宜超出出正常设计值值的30%~50%。桩端压浆失败败后采用抽芯芯方法埋设压压浆管补充压压浆。钻芯孔孔可设置在直直径1/3处并成正三角角形布置3个；压浆管前前段通过单向向阀联接喷浆浆花管，花管管长度宜为50~80cm，喷浆孔孔径径一般为5~8mm,梅花形布置或或十字轴对称称布置，间距距50mm，端部喷浆孔孔距管底部30~50mm,所有喷浆孔预预先插入长图图钉封堵，外外缠包装胶带带固定，喷浆浆管底部焊死死，压浆压力力宜超出正常常压浆设计值值30%。四、明挖基坑坑及大体积承承台施工方案案4.1施工准备基坑开挖前，，要熟悉施工工图纸，核对对现场地质水水文情况是否否与设计文件件相符。通过测量放线线，放出临近近南水北调工工程的两个承承台基坑开挖挖边线和钢管管桩防护工程程的施工线。。准备足够的的钢管桩数量量和钢管桩施施工设备，以以及钢管桩防防护施工的配配套设施，确确保钢管桩防防护施工一次次成功。4.2施工工艺4.3基坑开挖应根据地面标标高、开挖深深度、结构物物尺寸、边坡坡坡度等因素素确定开挖范范围，并撒出出开挖轮廓线线。基坑采用机机械开挖，，人工辅助助，为防止止雨水冲刷刷，保持土土体稳定，，基坑开挖挖首先按照照1：1的坡率向下下挖4米后，设置置1.0m平台，采用用打设钢管管桩防护，，确保南水水北调干渠渠及附属设设施不受高高速公路施施工影响。。开挖后坡坡顶距总干干渠隔离栅栅最小距离离不小于1米（如下图图所示）。。4.4井点降水基坑较深（（原地面实实测标高为为134.175，承台底标标高为124.475含封底混凝凝土厚度50cm，总开挖深深度为9.7米）开挖前前应先勘察察地下水位位确定是否否需要进行行井点降水水。若需井井点降水，，通过观测测孔观察水水位下降至至基坑底以以下不小于于0.5m时进行开挖挖，基坑回回填完成后后停止降水水。井点降水4.5钢管桩打设设采用直径为为800mm钢管桩，桩桩中心到中中心间距为为1600mm，打入地下下7.8m，外漏5.7m，总长度13.5m。桩顶穿4根风缆绳，，四人从四四个方向协协助定位；；打桩过程程中采用2台经纬仪呈呈90°布设控制桩桩的垂直度度，并采用用卷扬机及及时进行纠纠偏，否则则应拔出重重打。打桩桩速度应缓缓慢，并应应随时纠偏偏，在桩顶顶即将打设设到位时采采用水准仪仪进行检测测，控制桩桩顶标高。。钢管管桩桩内内侧侧设设置置三三排排圈圈梁梁，，高高度度间间距距2.85m，圈圈梁梁采采用用型型钢钢制制作作制制作作圈圈梁梁，，且且圈圈梁梁应应与与钢钢管管桩桩焊焊牢牢，，实实现现对对钢钢管管桩桩连连成成整整体体效效果果。。4.6基坑坑验验收收基坑坑开开挖挖至至高高于于设设计计基基底底高高程程30cm时，，主主要要采采用用人人工工配配合合机机械械开开挖挖到到位位，，浇浇筑筑混混凝凝土土垫垫层层，，及及时时施施工工承承台台，，以以避避免免基基底底暴暴露露时时间间过过长长或或雨雨水水浸浸泡泡降降低低承承载载力力。。平面面轴轴线线位位置置的的偏偏差差不不得得超超过过规规范范要要求求，，坑坑底底8边每每边边距距结结构构物物1m。4.7破桩桩头头、、浇浇筑筑垫垫层层桩基基混混凝凝土土强强度度达达到到15MPa以上上方方可可破破桩桩头头，，桩桩头头应应采采用用风风镐镐或或人人工工凿凿除除，，桩桩头头应应破破除除到到坚坚硬硬混混凝凝土土处处，，桩桩头头无无松松散散层层，，其其步步骤骤：：①在在桩桩顶顶位位置置设设置置切切割割线线；；②人人工工凿凿开开缺缺口口，，深深度度致致钢钢筋筋，，便便于于后后续续的的风风镐镐作作业业不不会会破破坏坏钢钢筋筋保保护护层层；；③风风镐镐剥剥离离缺缺口口上上侧侧钢钢筋筋外外保保护护层层；；④钢钢筋筋向向外外侧侧微微弯弯，，便便于于施施工工；；⑤加钻顶断断，钻头头水平或或稍向上上；⑥将桩头头破除混混凝土提提出，然然后用人人工凿除除并清顶顶，保证证不破坏坏保护层层，并至至桩头微微凸；⑦清洗桩桩顶。⑧基坑经经人工整整理、坑坑底排水水设施完完成后应应立即浇浇筑垫层层混凝土土，垫层层混凝土土采用C20混凝土，，厚度为为50cm。4.8钢筋绑扎扎、混凝凝土浇筑筑垫层施工工完成后后在垫层层上弹线线，标出出主筋的的位置，，绑扎焊焊接基础础钢筋。。钢筋绑绑扎、混混凝土浇浇筑见下下图所示示。伸入承台台的墩身身钢筋应应准确预预埋到位位，承台台混凝土土形成强强度后应应对墩身身范围内内的混凝凝土表面面进行凿凿毛，其其余部分分顶面应应抹平压压光。明挖基础础混凝土土浇筑时时，应保保持基底底无水，，不得浇浇筑水下下混凝土土。严格分层层浇筑、、振捣密密实；二二次收浆浆，用钢钢抹子将将混凝土土表面压压光。混凝土灌灌注应采采用砼泵泵车泵送送浇注，，而且上上下层浇浇筑间隔隔时间不不应过长长，以免免后