下部结构施工方案.doc
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1、中鱼口渡改桥下部结构施工方案一、水下桩桩基础桩基础施工的重点是钻桩过程中防止塌孔和灌注水下混凝土时防止断桩。因此,施工中钻孔应控制好泥浆比重,灌注水下混凝土时应做好混凝土的配比和机具保障等技术工作,确保混凝土灌注工序连续进行。(1)、施工顺序场地准备护筒制造与埋设泥浆制作与循环成孔清孔钻孔检查吊放钢筋笼第二次清孔灌注水下混凝土桩身无破损检测完成资料整理、工程检测合格申请计量(2)、材料 桩基混凝土要求本施工项目所需混凝土都将采用强制式搅拌机或拌和楼生产,采用散装水泥。本公司将进行高性能混凝土的设计和施工,其性能主要有高抗离析性、大流动性、泌水少,其中最大水灰比0.6,最小水泥用量350kg/m
2、3,坍落度180mm220mm,初凝时间满足整条桩的施工时间,一般为6h以上。所使用的材料在合乎规范要求外还需满足以下性能。水泥:普通硅酸盐水泥, 1-3cm碎石;细度模数为2.6-2.9的中粗砂;缓凝减水剂或缓凝高效减水剂等。 桩基钢筋要求所有用于钻孔桩的钢筋应符合钢筋混凝土结构用热扎钢筋(GB1499-91)的要求,每批钢筋应具合格的出厂证明单,同时按规定取样进行钢筋的拉伸(确定极限点、抗拉强度和伸长率)、冷弯和可焊性试验。只有上列三项试验合格的钢筋才准予投入使用。 (3)桩基施工工艺 钻孔前护筒埋设a、护筒可用8mm钢板制作,每1m用10mm的钢板作加劲圈。b、护简内径一般应比桩径稍大,
3、一般比桩径大200mm400mm。c、护筒顶端高程,应高出地下水位或孔外水位1.02.0m,还应高出地面0.3m。d、护筒底端埋置深度,在旱地处,对于粘性土应为1.5m;对于砂土不得小于2m,并将护简周围0.51.0m范围内的土挖除,夯填粘性土至护筒底0.5m以下。e、护筒中心竖直线应与桩中心线重合,除设计另有规定外,一般平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%。 f、在钻孔停钻时应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。 泥浆制作与循环a、本工程钻孔采用泥浆护壁,以保持孔壁在钻进过程孔壁稳定。b、泥浆的制作选用优质黄泥或澎润土,根据地质情况,配制合适的泥浆。要求其特点为:有良好
4、的护壁作用。泥浆剪切、稀释性好,能防止软弱土层和砂层井壁坍塌。胶泥应用清水彻底拌和成悬浮体,使在灌注混凝土过程中及至施工完成时钻孔孔壁保持稳定。泥浆的性能指标如下表,施工时除相对密度和粘度应进行试验外,如果监理工程师要求,其他指标也应予以抽检。制造好的泥浆灌入泥浆池供钻孔使用。c、设置泥浆池泥浆池的平面尺寸根据桩基情况基本设为510m,深1.5m左右。用砂袋分隔成储浆池、沉淀池两部分,之间加过滤网。总容积要满足沉淀、制浆能力的要求,泥浆回流槽尺寸设置为宽30cm,深20cm,长度不小于15m,使泥浆有足够的沉淀过程和时间,槽底纵坡应使泥浆流速不大于10cm/s,坡度一般不宜大于1%。钻孔泥浆应
5、始终保持水头压力,高出孔外水位或地下水位1.0-1.5m。浆性能指标要求钻孔方法地层情况泥 浆 性 能 指 标相对密度粘度(s)含砂率(%)胶体率(%)失水率(mL/3min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度pH冲 击 钻易坍地层1.21.4223049520335811注:地下水位高或地下水流速大,指标取高限。地质状态较差、孔径或孔深较大取高限。在当地缺乏优良粘质上,远运膨润土亦很困难,调制不出合格泥浆时,可掺用PHP添加剂改善泥浆性能,具体掺量和施工方法参照PHP使用说明书。泥浆的各种性能指标测定方法见公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000)附录 C-2。冲击钻成孔程
6、序及施工操作要点a、钻机就位前,应对各项准备工作进行检查,包括场地布置与钻机座落处平整和加固。钻机安装就位后,起吊设备保持水平,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷。b、钻孔开钻前,应检查各种机具、设备是否状态良好,泥浆制备是否充足,及水电管路的畅通情况。c、钻机作业每班配备4人,并由班长随时情况作好记录, 在土层变化处捞取渣样,判明土层,以便与地质剖面图相核对。若钻孔至设计标高后,如孔底地质与“地质钻探报告”描述不符,及时与有关方面联系,待商定后再进行下一步施工。d、钻孔应持续进行,不得中断。e、开始钻进时,控制进尺速度,采用“低压慢进”措施,待钻至护筒下1m后,再以正常速度钻进。钻孔作业必
7、须连续进行,不得中断。因故必须停钻时,孔口必须加盖防护罩,并且必须把钻头提出孔道,以防埋钻。在钻孔过程中,绘制孔位处的地质剖面图,以供对不同土层选择合适的钻头、钻进速度和泥浆指标作参考。经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取渣样,以判断土层,与设计地层作核对。钻进过程中,应随时补充损耗、漏失的泥浆,保证钻孔中的泥浆浓度,防止发生坍孔、缩孔等质量事故。当钻孔距设计标高1.0m时,注意控制钻进速度和深度,防止超钻,并核实地质资料,判定是否进入要求的持力层。为减少对周围环境的污染,钻孔施工时,对沉淀池中沉碴及灌注砼时溢出的废弃泥浆,采用随时运弃的方式,严禁就地弃碴,严防泥浆溢流污染周围环境。f、常见
8、钻孔事故有塌孔、弯孔、缩孔、梅花孔、糊钻、卡钻、掉钻等,在操作时注意观察,做好预防,及时处理。g、桩的钻孔应在桩中距5m内的任何混凝土灌注桩完成24h后,才能开始,以避免干扰邻桩混凝土的凝固。h、钻进过程中,每进尺5m-8m应用检孔器检查钻孔直径和竖直度。 钻孔检查及允许偏差a、钻孔在终孔和清孔后,对孔径、孔形和倾斜度,采用专用仪器测定;检测结果报请监理工程师复查。b、如经检查发现有缺陷,例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等就这些缺陷书面报告监理工程师,并采取适当措施,予以改正。c、钻孔应符合表的允许偏差(见“钻孔灌注桩实测项目”) 清孔a、钻孔达到图纸规定深度后,且成
9、孔质量符合图纸及规范要求并经监理工程师批准后,应立即进行第一次换浆清孔。清孔过程中,应始终保持孔内泥浆面高于地下水位1.52.0m。 吊放钢筋笼清孔后,经过监理工程师检验合格,即可进行钢筋笼的吊装工作。钢筋笼骨架,焊接时注意焊条的使用一定要符合规范要求,用汽车吊配合吊放,骨架一般分段焊接,长度由起吊设备的高度控制,钢筋笼的接长,均用搭接焊,钢筋笼安放要牢固,以防在砼浇筑过程中钢筋笼浮起,钢筋笼周边要安放圆的砼保护层垫块。 安装导管钢筋笼安装完成后,即可安装导管。导管采用钢导管,内径200350mm,视桩径大小而定。事先在地面试拼进行水密、承压和接头抗拉试验检查,确保导管的密封,水密试验的水压不
10、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的1.3倍。导管安装长度应准确,为防止差错应将导管落至孔底,再提起2540cm。导管连接螺栓逐个检查紧固情况,螺栓紧固应对称操作。导管连接橡胶垫片不应老化和破损,否则应于更换。 第二次清孔在钢筋笼、导管安装后,进行第二次清孔,清孔时必须注意保持孔内水头,防止坍孔,清孔后的泥浆指标应符合:相对密度:1.031.10;粘度:1720Pas;含砂率2%;胶体率:98%。检查孔底沉渣符合要求(嵌岩桩桩底沉淀厚度不得超过5cm;摩擦桩桩底沉淀厚度不得超过15cm)后,报请监理工程师认可,即可灌注水下混凝土。 灌注混凝土a、
11、灌注水下混凝土前,应检测孔底泥浆沉淀厚度和泥浆各项性能指标,如不符合要求时,应再次清孔直至符合要求。b混凝土拌和物运至灌注地点时,检查其均匀性和坍落度,如不符合要求不得使用。c、孔身及孔底得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后,进行二次清孔,然后检查沉渣厚度和泥浆各项性能指标,合格就开始灌注混凝土,并应连续进行,不得中断。灌注混凝土时的温度不应低于5。d、砼由陆上搅拌站拌和,通过运输车运至储料槽。首批砼的数量必须满足导管初次最少埋置深度1.0m和填充管底部间隙的需要。首批砼进入孔底后,立即测探孔内砼高度。测出导管埋置深度,必须满足1m以上埋管要求。所需混凝土数量可参考公式(6.5.4)计算:式中:
12、V灌注首批混凝土所需数量(m3);D桩孔直径(m);H1桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;H2导管初次埋置深度(m);d导管内径(m);h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即H1=/;混凝土拌和物的重度(取24kNm3);导管内混凝土柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计;井孔内水或泥浆的重度(kNm3);井孔内水或泥浆的深度(m)。灌注混凝土时,溢出的泥浆应引流至适当地点处理,水中桩的泥浆由泥浆泵抽到岸上,以防止污染或堵塞河道和交通,灌注完后及时清理现场保证工完场清。e、灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。f、在灌
13、注过程中,当导管内砼不满,含有空气时,后续砼要徐徐灌入,不能整斗灌入漏斗和导管。以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。g、当砼面升到钢筋骨架下端前,应把钢筋笼主筋和护筒焊接定位,以防止钢筋笼骨架被砼顶托上升。h、测量人员随时测探灌注面深度,密切监视,避免产生断桩。混凝土灌注过程中,如发生故障应及时查明原因,并提出补救措施,报请监理工程师经研究后,进行处理。i、埋管深度必须不小于2m,最大不超过6m,以防止水渗入导管。提管准确,保持轴线垂直和位置居中。逐步提升,控制好高度,避免卡管或将导管提空。工程技术人员密切配合,保证桩基砼顺利完成。测量人员还应测好桩顶砼灌注标高,保证清
14、除桩头的砼厚不少于60cm,以保证桩头质量。j、技术人员应对钻孔灌注桩各项原始记录及时进行整理签认。 桩基检查桩基施工完成后,应根据公路工程验收标准、质量监督部门、业主、工程师及设计文件的要求进行检查和验收。a、混凝土质量的检查和验收,应符合招标文件技术规范的规定。b、一般选有代表性的桩用无破损法进行检测,重要工程或重要部位的桩应逐根进行检测。桩基检测方法和频率按业主、监理及湖南省交通工程质量监督站湖南省公路工程桩基抽检、混凝土试件及原材料送检试验要求的规定进行。c、如果监理工程师对混凝土整体性检验有疑问,或在施工中遇到的任何异常情况,说明桩的质量可能低于要求的标准时,应采用钻取芯样法对3%-
15、5%的桩(同时不少于2根)进行检测,主墩的桩基要求全部进行检验。钻芯检验应在监理工程师指导下进行,检验结果若不合格,则应视为废桩。d、当监理工程师对每一根成桩平面位置的复查、试验结果及施工记录都认可后,监理工程师应以书面形式进行批准,在未得到监理工程师的批准前,不得进行该桩基础的其他工作。e、当监理工程师认为桩基混凝土质量、桩基的完整性、桩底沉淀厚度存在缺陷、质疑和不合格时,须经有关部门检测确定,或取芯、或动测、或静载试验,以判断桩基是否可用。f、钻孔灌注桩的检查项目及检查方法见表。钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率l混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录 D检查2桩
16、位(mm)群桩100全站仪或经纬仪:每桩检查排桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量:每桩测量4孔径(m)不小于设计控孔器:每桩测量5钻孔倾斜度(mm)1 %桩长且不大于500用测壁(斜)仪或钻杆垂线法:每桩检查6沉淀厚度(mm)摩擦桩符合设计规定,设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤:每桩检查支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)50水准仪:测每桩骨架顶面高程后反算 (4)孔桩常见事故的预防及处理常见的钻孔(包括清孔时)事故及处理方法分述如下:(1)、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷
17、显著增加等。、坍孔原因A、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮。B、由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。C、护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。D、在松软砂层中钻进进尺太快。E、提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。F、水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。G、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。H、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。、坍孔的预防和处理A、在松
18、散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。B、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。C、如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。D、清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻中,可免冲刷孔壁。E、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。(2)、钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。、偏斜原因A、钻孔中遇有较大的孤石或探头石。B、在有倾斜
19、的软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。C、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。D、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。E、钻杆弯曲,接头不正。、预防和处理钻机就位时要使钻杆和护筒中心在一条竖直线上,并经常检查校正。(3)、 扩孔和缩孔、扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因与坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。、缩孔即孔径的超常缩小,一般表现为钻机钻进
20、时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种:一种是钻头焊补不及时,严重磨耗的钻头往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用钻机上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.(4)、钻孔漏浆、漏浆原因A、在透水性强的砂砾或流砂中,特别是在有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。B、护筒埋置太浅,回填土夯实不够
21、,致使刃脚漏浆。C、护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。、处理办法A、凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。B、属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。(5)钻孔桩断桩常见事故及处理(1)、首批混凝土封底失败、事故原因和预防措施A、导管底距离孔底太高或太低。原因:由于计算错误,使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够,埋不了导管下口(1米以上)。太低了使首批砼下落困难,造成泥浆与混凝土混合。预防措施:准确测量每节导管的长度,并编号记录,复核孔深及导
22、管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。B、首批砼数量不够。原因:由于计算错误,造成首批砼数量不够,埋管失败。预防措施:根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。C、首批混凝土品质太差。原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。预防措施:搞好配合比设计,严格控制混凝土和易性。D、导管进浆。导管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥浆压力太大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。、处理办法首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。(2)、供料和设备故障使灌注停工、事故原因和预防措施原因:由于设备故障,混凝土材料供应问题造成停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。
23、预防措施:施工前应做好过程能力鉴定,对于部分设备考虑备用;对于发生的事故应有应急预案(主要解方案:备用发电机、加强与其余拌合站联系,加强道路监控,减少路上等待时间)。、处理方法A、如断桩距离地面较深,考虑提起钢筋笼后重新成孔。B、如断桩距离地面较浅,可采用接桩。C、如原孔无法利用,则回填后采取补桩的办法。(3)、灌注过种中坍孔事故原因和预防措施原因:由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。预防措施:详见第(4)点:钻孔桩常见事故的预防及处理。、处理办法A、如坍孔并不严重,可继续灌注,并适当加快进度。B、如无法继续灌注,应及时回填重新成孔。(4)、导管拨空、掉管。、
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