互通立交桥梁基础工程施工方案与技术措施

互通立交桥梁基础工程施工方案与技术措施一、工程简介：本工程桥梁下部结构基础均采用钻孔灌注桩上接承台形式，桩径为φ1200mm、φ1500mm二种，承台厚度均为米。主要工程数量为：ES匝道桩径为φ1200mm共60根；桩径为φ1500mm共56根，桩长29m-67m；WS匝道φ1200mm共28根，桩径为φ1500mm共22根，桩长32m-67m。二、钻孔灌注桩施工：根据本工程地质情况，钻孔桩采用反循环钻机成孔，施工速度快，清碴清孔彻底。桩基孔口采用钢护筒护壁，钻进过程中采用泥浆护壁，灌注采用垂直导管提升法进行灌注，混凝土采用商品混凝土，混凝土搅拌运输车运至现场。施工工艺流程：见下页钻孔灌注桩施工工艺流程图（二）主要施工方法和施工工艺：1、施工前准备工作（1）施工前修建必要的临时道路满足施工的要求。（2）人工挖槽探测地下各种障碍物。（3）清除钻孔桩范围内杂物，平整、压实施工范围内的施工场地，以防钻机发生不均匀沉降。（4）进行机械、材料、人员的组织和方案、操作工艺的技术准备和技术交底工作。（5）泥浆池的设置和泥浆的处理：由于工程特点及所处的地理环境，全部采用活动泥浆池，用5mm厚钢板制成，其规格为5m**。施工过程中的弃浆全部用泥浆车运至允许的弃放地。（6）根据施工经验，在工程施工前必须进行试成桩，数量为一根，主要了解实际地质情况与地质勘测报告是否相符，并对所选用的设备机具、施工工艺以及技术要求是否适宜。我们对试成孔进行孔径、垂直度、孔深、沉淤测定，然后在正式施工工程桩之前将各项技术参数调整到最佳状态。2、施工工艺：（1）测量放线依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置及高程，同时以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩，经监理工程师核验无误后进行施工。测量孔深的基准点用水准仪将高程引至护筒周边的基准钢筋上并做红漆标记，施工过程中经常复混凝土试件制作坍落度检测混凝土试件制作坍落度检测制作钢筋笼不合格不合格泥浆池制作拌制泥浆钻机移位拨护筒平整场地钻机就位施工放样埋设护筒钻机就位钻孔检查第一次清孔检查混凝土导管安放灌注水下混凝土第二次清孔钢筋检验移钻机钢筋笼和注浆管、声测管、制安桩帽制作、压力注浆钻孔灌注桩施工工艺流程图测，并保护好各控制桩点。（2）护筒的制作和埋设根据测量确定的桩位，准确稳固埋设钢护筒。护筒由厚6mm钢板加工而成，护筒内径要比设计桩身直径大200mm，长度2m～3m，在护筒顶部开设2个溢浆口，护筒顶高出地面30cm。护筒埋设采用挖埋方法，用桩位定位器保证护筒中心与桩中心一致，筒中心与桩位中心偏差≤50mm，护筒的倾斜度偏差不得大于1％。护筒深度应超过杂质土层深度，且护筒底埋入原土深度宜≥200mm。在挖埋时，护筒与坑壁之间用黏土填实。（3）钻进成孔桩身垂直度要求在1/100，故钻机就位时保持底座平稳，以保证不发生倾斜位移。钻头中心采用桩定位器对准桩位。利用双向调节标尺或线坠调整钻杆垂直，钻杆位置偏差不大于20mm。开钻前钻机应先慢速旋转下放，轻压慢转待钻头正常工作后逐渐加大转速和钻压，进入正常钻进。为保证钻孔的垂直度，在钻进过程中，设置钻机导向装置，钻进过程中若发生斜孔、弯孔、缩孔、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷时，应停止钻进，采取如下措施：①当钻孔倾斜时，可往复扫孔修正；如纠正无效，则在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔上部，再重新钻进。②钻孔中如遇到塌孔，立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻，或采取补桩措施。（4）泥浆护壁根据钻孔桩所经地质条件，采用泥浆护壁。泥浆具有护壁、携砂、冷却和润滑作用，其中主要是保护孔壁、防止塌孔，同时在泥浆循环过程中还可携砂，并对钻头具有冷却润滑作用。①泥浆配合比：膨润土3~10%，工业用碱~1%，纤维素%，加水拌制成。②泥浆制备技术要求：及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备泥浆进行第一次测试，使用前进行一次测试，钻孔过程中测试一次，钻孔结束进泥浆面下1m及孔底以上处各取泥浆样品一次。回收泥浆后，回浆处理后各测试一次。存储泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试必须作为原始记录。新鲜泥浆制作好后搁置24小时，经各项指标测试合格方可循环利用。③泥浆控制指标：钻孔用泥浆技术指标表序号项目技术指标1比重～2粘度一般地层：16～22S；松散易坍地层：19～28S3含砂率新制泥浆不大于4%4胶体率不小于96%5PH值大于施工中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率，护筒内浆顶面高出筒外水位或地下水位1m以上。（5）第一次清孔清孔的目的是使孔底沉渣（虚土）、泥浆浓度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求，为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程，经过检查，孔深、孔径、孔的偏斜符合要求后，将钻渣抽净。清孔采用换浆法，在钻进至设计深度后，稍稍提起钻头，同时保持原有的泥浆比重进行循环浮渣，随着残存钻渣的不断浮出，孔内泥浆个别孔底沉渣采用吸泥机吸出的方式进行清孔。清孔应符合下列规定：孔底500mm以内的泥浆相对密度小于，含砂率≤8%，粘度≤28%，灌注混凝土前，孔底沉渣厚度≤300mm。（6）成孔质量检查①孔径：成孔后用孔规进行测试，用钻机吊住孔规，孔规长度为6m，直放到设计孔底标高。②孔深：成孔后用带刻度测绳检验，沉渣厚度不大于300mm。③孔斜度采用双向垂球测定，桩倾斜度不大于桩长的1/100。（7）钢筋笼制作和安装由于桩长较长，钢筋笼二次成型吊装入孔，二节钢筋笼在孔口焊接接长。钢筋进场后应调直，表面清洁无损伤，锈蚀严重的不能使用，根据设计规定的钢筋规格、直径和间距，采用内箍成型法绑扎。为防止钢筋笼在起吊、安装过程中变形，在钢筋笼上布置环形加强箍筋，视钻孔桩的直径，加强筋分别采用直径为φ20mm、φ25mm、φ28mm的，间距2m左右。钢筋笼上设置保护层定位器，可采用混凝土环，沿钢筋笼周围均布3~4个，纵向间距4m。混凝土环穿在加强箍筋上。钢筋笼起吊、运输及安装过程中应采取笼内点焊定位钢筋措施防止变形，吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后再继续下笼。钢筋笼全部入孔后检查安装位置，确认符合要求后，将钢筋笼用吊筋进行固定，以使钢筋笼定位，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。（8）注浆管的制作安装①注浆管的制作：在制作钢筋笼的同时制作注浆管。本项目利用声测管作注浆管使用，注浆管用φ57*3焊接管制作，接头采用φ70mm套管焊接，顶端采用丝堵封堵，底端开口。注浆管长度比钢筋笼长250㎜，在桩底部长出钢筋笼50～100㎜，上部高出桩顶混凝土面（试桩适用；对于工程桩，上部高出地面）200～300㎜左右。注浆管在下端100㎜范围内制作成注浆喷头,注浆孔在管的对称轴线分别钻出4个直径6mm的注浆孔作为注浆喷头、注浆孔间距30㎜，管下部敞开。注浆孔用普通胶带缠绕保护，外套自行车内胎，在底部折叠封堵后用胶带加固缠绕。混凝土浇筑3天后即可压水开塞，开塞成功后，管头再次封堵，待一批桩开塞成功后，集中时间注浆。②安装注浆管将2根注浆管对称绑在钢筋笼外侧，附在最底下一节钢筋笼上的注浆管可点焊在钢筋笼的“加劲箍”上，随钢筋笼同步对接。在钢筋笼吊装对接安放过程中要注意对注浆管的保护。钢筋笼长度必须计算准确，以保证注浆管完全插入圆砾层的“沉渣”中，避免注浆管设置失败。（9）导管安装导管用Φ250mm的钢管，壁厚3mm，每节长～。配1～2节长～短管，由管端粗丝扣连接，接头处用橡胶圈密封水，并对导管作水压和接头抗拉试验，保证不漏水。混凝土浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，悬挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。（10）第二次清孔在第一次清孔达到要求后，由于要安放钢筋笼及导管，至浇注混凝土的时间间隙较长，孔底又会产生沉渣，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部外置换沉渣。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤，复侧沉渣厚度在100mm以内，此时清孔就算完成，立即浇注混凝土。（11）灌注水下混凝土先灌入桩尖首批混凝土，首批混凝土要经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并把导管下口埋入混凝土不小于1m深；桩尖最先灌注的～混凝土采用稠度和强度与设计混凝土相同的灰浆。开导管用混凝土隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以2～4m为宜，既不能小于1m也不能大于6m。在钢筋笼底部埋深小于之前控制混凝土面上升速度和导管埋深不超过，避免发生浮笼。钻孔桩灌注时要连续灌注，防止间断造成断桩事故，由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高～1m，在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，对浇注过程中的一切故障均记录备案。考虑桩顶混凝土将被凿除，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的80～100cm控制，以保证桩顶混凝土的强度质量，避免因此造成桩头强度不满足要求的质量问题。在浇注将近结束时，在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释，排出孔外，保证泥浆全部排出。（12）桩机移位在上一根桩的钻孔及第一次清孔完成后，移动钻机至下一桩位，开始进行下一根桩的钻孔施工，同时开始进行上一根桩的桩身混凝土灌注。（13）压力复合注浆根据郑州大学、化工部（郑州）基础工程检测中心提供的《桩基后压浆施工工艺报告》，后注浆的施工工艺和要求如下：（1）桩基压浆必须按照《桩基后压浆施工工艺报告》的具体要求进行施工。（2）后注浆采用注浆压力和注浆量双控的措施。当满足下列条件之一时可终止注浆：注浆总量和注浆压力均达到设计要求；对每一道注浆来说，注浆量达到设计值，但注浆压力没有达到设计值。此时改为间歇注浆，再注设计值的30%水泥浆为止；对每一道注浆来说，注浆压力达到设计值，注浆量少于设计值，此时保证注浆量不低于设计值的80%即可。（4）采用水泥与水灰比：配制注浆浆液采用级普通硅酸盐水泥，水泥要求新鲜、不结块，并按有关规定批次送检，合格后方可使用；浆液水灰比取，搅拌时间不少于2分钟，浆液用3×3mm的滤网进行过滤，浆液采用纯水泥浆，水泥浆强度不小于30Mpa。（5）灌注桩后注浆施工中，采用桩底不填碎石方案、开塞时间提前的措施。开塞在混凝土浇筑后12～24h进行，开塞后用清水冲洗注浆管道，直至溢出清水，然后用堵头重新封闭压浆管。（6）成桩2天开始注浆，先侧注浆，后桩底注浆，桩侧注浆顺序为先上后下，桩侧注浆和桩底注浆时间间隔3～6h。（7）利用声测管作底注浆管，桩基设计图中未示声测管注浆的具体构造，声测管的制作安装要求详见郑州大学、化工部（郑州）基础工程检测中心提供的《桩基后压浆施工工艺报告》，以满足压浆需要。（14）桩头处理及桩身质量检查灌注孔桩时，混凝土面的高程应比设计高程高出80cm～100cm左右，灌注完毕后即可抽掉泥浆，挖除桩顶浮浆，但必须留下20cm左右等混凝土完全凝固后再进行凿除，以保证不扰动桩顶混凝土。凿除桩头过程中，必须凿到合格混凝土。成桩后施工承台前对钻孔桩进行一次无损检测，以便对钻孔桩的成桩质量做到心中有数，对有质量疑问的孔桩进行处理。3、施工注意事项①钻孔时要注重钻机的各项钻进技术参数要求，适当根据地层具体情况及时进行调整。②下钻时应注意先将钻头垂直吊稳后，再导正下入孔内，孔位和钻机的稳定性、钻杆的垂直度确定准确后，并且护筒内有一定数量的泥浆方可钻进，每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用，经常检查排浆系统，加速泥浆循环进入孔内后，先缓慢钻进。③钻进中，当发现塌孔、偏孔、斜孔时，应及时处理。发现缩颈时，应经常提动钻具，维护孔壁，以防埋钻。④整个成孔过程中，应注意始终保持孔内液面比地下水位高~，保持孔壁稳定。⑤起落钻头均匀，避免撞击孔壁；接卸钻杆时采取可靠措施，严防钻头脱落；钻杆拆除后，进行检查清理，涂油保养。⑥水下混凝土的浇筑应连续不间断进行，以免出现夹层事故，严格控制混凝土的初凝时间和提升导管的时机，避免因导管提升过快导致桩身混凝土接触水面而出现夹层，同时也应避免导管提升过慢导致导管在混凝土中埋管过深，难以取出甚至拔断的现象。⑦注浆施工中出现的问题和相应处理方法(1)喷头打不开压力达到10MPa以上仍然打不开注浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另一根管中补足注浆数量。(2)出现冒浆注浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆,注浆量也满足或接近了设计要求,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少,可将该注浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新注浆。(3)单桩注浆量不足可能注浆管在安放过程中已经被破坏。在桩边压入补充注浆管后注浆。（三）机械设备配备：根据地质情况、工程施工特点，再结合本单位的设备情况，决定本工程钻孔桩施工配备如下设备：GPS-15型钻机4台，16t汽车吊6台。（四）钻孔桩施工技术标准（1）灌注桩用的原材料和混凝土强度，必须符合设计要求及施工规范的规定。（2）成孔深度必须符合设计要求，沉碴厚度不大于100mm。（3）灌注充盈系数不小于，一般土质为。（4）浇筑后的桩顶标高、钢筋笼标高及浮浆的处理、注浆控制，必须符合设计要求和施工规范的规定。二、承台施工：承台施工采用机械开挖、人工配合机械凿除桩头，严格控制标高，在桩基检测合格后承台底部浇注10cm的C25素混凝土垫层。模板采用木模板。钢筋采用集中加工，运输车运至现场。混凝土采用商品混凝土，混凝土搅拌运输车运至现场。（一）施工工艺和施工方法：一）施工工艺见下页承台施工工艺流程图。二）施工方法：1、测量放样：根据其承台开挖尺寸，用白灰划出承台基坑开挖边界，并在纵横方向设置十字保护桩。2、基坑开挖：考虑到承台埋深大部分在填筑土、粉质黏土层，工程所处地下水位低，无需降水，根据现场情况，主线桥桥梁位于现状道路上、匝道桥部分位于现状道路上和离结构物较近，需加以保护，防止造成永久性损害，因此考虑两种开挖施工方法：（1）桥梁位于现状道路上和离结构物较近时，采用支撑卡板施工。离结构物极近并基坑深度较大支撑卡板施工无法满足要求时可直接采用防护桩支护。（2）桥梁位于其他空旷地带，采用放坡开挖，坡度为1：1～。开挖采用人工配合挖掘机进行，以机械开挖为主，人工开挖为辅，开挖时注意管线位置调查及保护，保护措施详见地下管线、地上设施和周围建筑物保护措施。挖掘机挖至距基底30cm时用人工清底至设计标高，挖掘机开挖时严禁超挖，严格控制挖掘机不要碰撞桩身，基坑底四周设30×30cm排水沟，对角设2个集水井。要求基坑内不积水，不留虚碴。待基底干燥后立即浇筑10cm厚C20垫层混凝土。井点降水（如有）井点降水（如有）基坑开挖浇注垫层混凝土凿除桩头测量放线立模绑扎承台钢筋固定墩台预埋钢筋浇注混凝土养护拆模基坑回填放出开挖线基坑排水钢筋加工钢筋检验混凝土运输坍落度检测试件制作承台施工工艺流程图3、凿除桩头：采用人力配合风镐进行，机械凿至距设计桩头10cm时改由人工凿除，以保证桩头的质量。并保证有10cm长的桩头嵌入承台。4、模板要求：采用木模板，有足够的刚度及稳定性，接缝处理采用夹海绵条来保证严密，加固采用钢管配合方木支撑，持力点坚固稳定，不得出现跑模现象。5、绑扎钢筋：在已铺设好的10cm垫层C20混凝土上，严格按照图纸进行钢筋绑扎。要采取加固措施保证台身钢筋预埋位置准确。6、浇注混凝土：混凝土浇注采用水平分层法施工，每层浇注厚度不大于30cm。振捣器垂直插入混凝土内，并要插至前一层混凝土5-10cm，以保证新浇混凝土与先浇混凝土结合良好，振捣时应尽可能避免与模板、钢筋及预埋件相接触，振捣充分，防止漏振、欠振和过振，使混凝土表面无蜂窝麻面、混凝土达到内实外美的标准。基础混凝土施工完毕后养护至一定强度后拆模。7、养护：当混凝土养护强度达到拆模强度后，拆除模板，对混凝土进行覆盖洒水养护。承台养护采用麻袋片覆盖养护，养护以始终保持混凝土表面湿润为宜，养护期为7天。8、基坑回填：在基础脱模后及早进行基坑回填。回填土要分层回填，分层夯实，基坑四周同步进行。（二）注意事项：1基坑开挖空前先做好地面排水，在基坑顶缘端四周向外设排水沟。2坑缘边应留有护道，弃土按要求堆放或外运，材料堆放距坑缘不小于。3基坑开挖前应调查清楚地下管线的情况，以便采取措施进行保护，维护正常施工。三、基础施工时对地下管线、地上设施、周围建筑物的保护措施：本标段工程位于市内南三环与京广路交叉路口，地下管线交错纵横，主要有电力、电信、天然气、自来水、雨水管线等。地上有各种市政设施。沿线建筑物有郑州客运南站、中陆化工城、万客来邮政所等。基础施工如不采取有效措施，必然造成损害。为此，根据我单位城市施工经验和地下管线、地上设施、周围建筑物的情况，制定以下具体保护措施：1、开工前，详细阅读并熟悉地下管线图纸，确定相关的单位并走访，了解地下管线、地上设施、周围建筑物的具体情况，和各相关单位对管线保护的具体要求。组织各有关人员实地勘察，搞清施工范围内现状的地下管线来水、煤气、电力、通讯管线的具体位置，地上的未拆迁的房屋、构筑物、电杆等相关障碍的位置，必要处进行地下物探工作和拿出迁改或保护方案。待施工进场后，还须与有关管理部门协商、研究，进一步摸清地下管线的情况，做好管线位置标志，并刨验以确定其准确位置，在此基础上，与有关部门研究制定更为具体、