桩头静态破除施工工法

-1江西省现代路桥桥桥工程总总公司司中交二公局第一一一工程有有限公公司2013年5月月月目录HYPERLINK\l"_Toc357088557"1.前言HYPERLINK\l"_Toc357088558"2.工法特点HYPERLINK\l"_Toc357088559"3.适用范围HYPERLINK\l"_Toc357088560"4.工艺原理HYPERLINK\l"_Toc357088561"5.施工工艺流流流程及操操作要要点HYPERLINK\l"_Toc357088563"6.设备与材料料料HYPERLINK\l"_Toc357088564"7.质量控制HYPERLINK\l"_Toc357088565"8.安全措施HYPERLINK\l"_Toc357088566"9.环保措施HYPERLINK\l"_Toc357088567"10.效益分析析析HYPERLINK\l"_Toc357088568"11.应用实例例例桩头静态破除施施施工工法法完成单位：江西西西省现代代路桥桥工程总总公司司中交第二公路工工工程局有有限公公司主要完成人：张张张钊陈干刘卫华江铭飞曹波1.前言近年来我国桥梁梁梁事业迅迅猛发发展，新新建桥桥梁跨径径越来来越大、结结构构越来越越复杂杂，群桩桩基础础施工也也越来来越普遍遍。桩桩头破除除是承承台基础础施工工的必不不可少少的一道道工序序，目前前普遍遍的做法法是采采用人工工凿除除，尤其其是当当前群桩桩基础础设计间间距小小，桩径径大，混混凝土标标号高高，机械械作业业较为困困难，人人的劳动动强度度大，同同时工工序耗时时较长长。因此此寻求求一种简简单易易用、工工期节节省同时时经济济性高的的桩头头破除方方法将将促进桥桥梁基基础施工工技术术进步。本工法结合了鄂鄂鄂东长江江公路路大桥，清清江江大桥以以及九九江长江江公路路大桥群群桩基基础桩头头破除除方法经经验，具具有一定定的先先进性，对对特特大桥、大大桥桥群桩基基础桩桩头破除除施工工具有一一定的的指导意意义和和借鉴意意义。2.工法特点2.1操作简单单单，使用用方便便，使用用时只只需按配配比要要求用水水搅拌拌后灌入入钻孔孔中即可可。2.2工效高，速速速度快，一一般般装药后后半个个小时左左右即即可出现现裂缝缝，扩张张力可可达30~5500MPa。相对于于人人工凿除除，能能够节约约工期期。2.3破碎过程程程中无震震动、无无飞石、无无噪噪声、无无毒、无无污染。2.4采用的高高高效无声声破碎碎剂无毒、无无害，易易管理理，可按按普通通货物托托运、储储存、保保管，操操作安全全。2.5静态桩头头头破除能能够节节约人力力，减减少劳动动强度度及现场场灰尘尘，环保保效果果好。3.适用范围适用于桩径φ≥≥≥2m的大规模模群群桩基础础桩头头破除。4.工艺原理人工造孔后，利利利用高效无无声声破碎剂剂在被被破碎体体内发发生缓慢慢的化化学反应应和物物理变化化使介介质产生生龟裂裂而解体体，再再用风镐镐解小小、破除除达到到桩头破除除目的的。5.施工工艺流流程程及操作要要要点5.1施工工工工艺流程程施工准备→桩头头头清理→设计布孔→钻孔→破碎剂填充充灌灌注→破碎剂反反应→风镐破除除→清理→进入下一一个个循环破破除施施工。5.2操作要点点点5.2.1施工工工准备1、陆地群桩桩桩桩基桩头破破除除施工：：按照照要求基基坑开开挖至设设计位位置。2、水中群桩桩桩桩基桩头破破除除施工：：钢套套箱安装装到位位后进行行封底底混凝土土浇筑筑抽水至至基坑坑成形或或采用用钢板桩桩围堰堰后基坑坑开挖挖至设计计位置置。5.2.2桩头头头清理清理桩头杂物、积积水。5.2.3设计计计布孔布孔：根据高效效效无声破碎碎剂剂的效果果在桩桩头顶和和桩头头破除断断面均均匀布置置孔眼眼，竖向向孔眼眼深度从从桩顶顶直到设设计桩桩头顶20cm，横向孔孔眼眼深度为为半个个桩径。竖向钻孔方向应应应尽可能能做到到与临空空面（自自由面）平平行行，以达到到最最大剥离离钢筋筋骨架的的目的的。图5.2.31承台桩头头破破除孔眼眼分布布图孔距与排距的大大大小与开开采对对象的硬硬度和和强度有有直接接关系。孔孔距距与排距距布置置可以参参考下下表：表5.2.31孔距距与与排距布布置参参考表5.2.4钻孔孔孔采用风镐进行钻钻钻孔，钻钻孔参参数如下下：孔径：38-5550毫米（孔孔径径越大，产产生生的膨胀胀压力力越大，开开裂裂时间越越短，但但孔径超超过50mm易发生冲冲孔孔）；孔距：15-3330厘米（孔孔距距越小，开开裂裂时间越越短。根根据孔径径和物物体的不不同材材质，约约为孔孔径的5-8倍。）孔深：一般为5550cm以上，孔孔深深太浅易易发生生冲孔，但但不不超过5米为宜，桩桩桩头超过5m可进行二二次次爆破。装装药药前请将将孔内内的粉尘尘或积积水清理理干净净；排距：工程破碎碎碎一般为0.155--0.227mm。钻孔后吹洗干净净净孔内余水和和余余渣，保保持孔孔口旁干干净，无无土石渣渣。5.2.5破碎碎碎剂填充灌灌注注5.2.5.111破碎剂配配比比1、药剂用量：：：混凝土强度较高高高，破碎碎剂用用量约为15-220千克/立方米。如如如直径2.8m，高度4m桩头（体体积积约24.66mm3），需要369--4492千克破碎碎剂剂。2、水配比量：：：约为破碎碎剂剂重量的30%，如10千克破碎碎剂剂配3千克水。5.2.5.222药剂搅拌拌使用前，将粉末末末状药剂剂与水水混合在在一起起充分搅搅拌。一般情况下，水水水的温度度应该该与气候候温度度一致。如如果果气候温温度低低于0℃，在混合合前前对水进进行加加热至15℃-20℃。搅拌注意事项：：：1、操作时应将将药药剂慢慢倒倒倒入已经经配兑兑好的水水中，而而不是将将水慢慢慢倒入入药剂剂中。2、在倒入时应应不不停地搅拌拌拌，直至至药剂剂与水的的混合合物变成成流质质糊状或或胶泥泥状。3、倒入和搅拌拌的的速度要快快快，从药药剂加加入水中中至灌灌入钻孔孔结束束的时间间应控控制在5-10分钟以内内，否否则易冲冲孔。5.2.5.333灌注对于垂直孔，直直直接将混混合物物倒入孔孔中，使使混合物物体填填充密实实。对于水平孔和斜斜斜孔，采用用钢钢管灌入混混合合物至孔中的方式式。灌灌注完成后后用用旧麻袋袋塞住住孔口。灌注注意事项：：：1、灌装过程中中，已已经开始始发生化化学反反应的药药剂（表表现开始始冒气气和温度度快速速上升）不不允允许装入入孔内内。2、从药剂加入入拌拌合水到灌灌灌装结束束，整整个过程的的时时间不能能超过过五分钟钟。5.2.6破碎碎碎剂反应应药剂反应的快慢慢慢与温度度有直直接的关关系，温温度越高高，反反应时间间越快快，反之之则慢慢。实际操作中，可可可通过控制制拌拌和水、药药剂剂和开采采对象象的温度度控制制反应时时间。操作前，进行数数数次试验验，优优选出最最佳反反应时间间。破碎大直径桩头头头时，考考虑到到灌孔数数量较较多，一一般控控制在1-2h。5.2.7风镐镐镐破除破碎剂工作后，采采用风镐对产产生裂缝的桩桩头进行剥离离打散。5.2.8清理理理对桩头钢筋进行行行清理，完完成成桩头破破除工工序。6.设备与材料料表6-1主要要要设备与材材料料情况表表序号设备名称型号数量用途1履带吊50T1台起重2塔吊QTZ1502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QA502台运输7水泵QWB4台基坑抽水8静态破碎剂HSCA1.5t破碎9风镐4台破碎7.质量控制7.1对进场材材材料必须须进行行检验，确确保保其符合JC55006-992《无声破破碎碎剂》强强制性性行业标标准，不不合格产产品不不得使用用；7.2根据调查查查情况，编编写写实施性性施工工方案，按按方方案中的的设计计孔位布布置图图进行测测量放放线，严严格控控制孔深深、角角度等技技术参参数。7.3孔距与排排排距的大大小与与混凝土土强度度及布筋筋有直直接关系系，硬硬度越大大、混混凝土强强度越越高、布布筋密密钢筋粗粗时，孔孔距与捧捧距越越小，反反之则则大。7.4禁止边打打打孔边装装药，打打孔要一一次完完成，装装药要要一次完完成。禁禁止打孔孔完成成后立即即装药药，应用用高压压风将孔孔清洗洗完成后后，待待孔壁温温度降降到常温温度后后方可装装药。7.5灌装过程程程中，已已经开开始发生生化学学反应的的药剂剂不允许许装入入孔内。7.6药剂反应应应时间控控制药药剂反应应时间间一般控控制在在30~6600分钟。7.7在靠近桩桩桩头处采用用人人工小心慢慢速速凿除，保保证证桩头顶顶平整整，标高高满足足要求。凿凿除除过程中中注意意保护好好桩头头钢筋。8.安全措施8.1施工前进进进行安全全技术术交底，施施工工过程中中无关关人员不不得进进入施工工现场场。8.2破碎施工工工过程中中必须须配戴防防护眼眼镜（防防尘防防冲击型PVC护目镜）。8.3在药剂灌灌灌入钻孔孔到混混凝土开开裂前前，不可可将面面部直接接近距距离面对对已装装药的钻钻孔。药药剂灌装装完成成后，盖盖上麻麻袋或棕棕垫，远远离装灌灌点。观观察裂隙隙发展展情况时时应更更加小心心。8.4严禁擅自自自在本产产品中中加入其其他任任何化学学物品品。8.5刚钻完孔孔孔和刚冲冲孔的的钻孔，孔孔壁壁温度较较高，应应确定温温度正正常符合合要求求并清洗洗干净净后才能能继续续装药。8.6各种机械械械操作人人员和和车辆、驾驾驶驶员，必必须取取得操作作合格格证，不不准操操作与操操作证证不相符符的机机械设备备；不不准将机机械设设备交给给无操操作合格格证的的人员操操作，对对机械人人员要要建立档档案，专专人管理理。8.7操作人员员员必须按按照机机械设备备说明明书规定定，严严格执行行工作作前的检检查制制度和工工作中中注意观观察及及工作后后的检检查保养养制度度。8.8施工作业业业搭设的的扶梯梯、工作作台、护护栏、安安全网网等，必必须牢牢固可靠靠，并并经验收收合格格后方可可使用用。9.环保措施9.1合理布置置置施工场场地，施施工场地地建立立良好的的排水水系统。9.2现场垃圾圾圾运至指指定地地点集中中处理理，禁止止随地地乱扔。9.3各种机械械械废油用用封闭闭容器收收集集集中处理理。9.4施工便道道道、施工工现场场,加强洒水,控制扬尘,以免污染染环环境。9.5未使用的的的破碎剂剂应妥妥善保管管好，废废弃的破破碎剂剂埋置处处理，以以免污染染环境境。10.效益分析析析九江长江公路大大大桥主墩墩桩基基共计28根，桩径2.8m，桩头高高度度平均4.5m。静态破除费用：：：其中包含含人人工费、手手持持式风钻钻台班班费、风风镐台台班费、修修钎钎设备台班班费费、静爆爆剂及及钻头费费用。布孔、钻孔：单根桩布孔总孔孔孔数：(2.8m÷÷00.2mm+11)×((2..8m÷00..2m++1))=2255(孔)单根桩钻孔进尺尺尺米数：：2225(孔)×4.22(m/孔)=9455(m)总进尺米数：99945(m)××288(根)=2644660m人工费（含风钻钻钻台班、修修钎钎费用）采采用150元/天计算。桩桩桩施工人人数10人，施工工工工期5天。费用：150元元元/天×10×5×28=221100000元。工期：5天2.拌制、装装装药、静静爆胀胀裂根据静爆剂使用用用时，“当孔径为38~500mm时，每米米孔孔可装2±0..22kgg高效效破碎剂剂”，破碎剂消耗耗量量指标为为：22kg破碎剂费用：55529220kkg×2元/kg==110588400元。3.风镐解小小小、破碎碎、翻翻渣、清清面、修修断面由于静爆使得岩岩岩石胀裂裂，但但未破碎碎，石石渣仍紧紧密，因因此还必必须使使用风镐镐配3m3移动式油油动动空压机机进行行解小、破破碎碎，再进进行人人工修整钢钢筋筋等。人工费（含小机机机械）采采用150元/天计算。实实实际施工工人数数10人，施工工工工期15天。费用：150元元元/天×10×15=2222500元。总费用：33888340元。总工期：5+1115=220天。破桩头初，项目目目采用人人工风风镐破除除，效效率低下下，统统计如下下：人工费（含小机机机械）采采用150元/天计算。单单单根桩破破除施施工人数5人，破碎碎单单根桩施施工工工期10天，实际际总总共施工工人数数30人工，总总期期：60天（计算算过过程中未未考虑虑人的劳劳动强强度，考考虑劳劳动强度度后，工工期将更更长，费费用也将将相应应加大）。总费用：15000×30人×60=227700000元。总工期：60天天天。综上：相较于人人人工破碎碎，桩桩头静态态破除除直接费费用差差距为-6833440元，但是是工工期节约40天，其产产生生的经济济费用用远远超超过直直接费用用，同同时带来来的社社会效应应无可可估量。11.应用实例例例1、九江长江公公公路大桥九江长江公路大大大桥主塔塔座落落于长江江大堤堤（永安安大堤堤）迎水水面二二阶护坡坡平台台上，距距离大大堤仅18m，为国内内首首座建于于长江江防洪大大堤上上的主塔塔。基基础承台台采