
最新整理大河庄大桥钻孔灌注桩基础施工工艺.docx
15页大河庄特大桥钻孔灌注桩基础施工工艺及质量控制程序一、编制依据:1、局指下发的《石武客运专线SWZQ-8标段桥梁下部结构施工作业指导书》;2、大河庄特大桥工点设计图、石家庄至武汉客运专线郑州至武汉段施工图—承台及桩基钢筋参考图(石武客专郑武施图(桥)参-1);3、相关施工规范及验收标准:⑴《铁路混凝土工程施工技术指南》⑵《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》⑶《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》⑷《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》二、钻孔桩工程数量及地质情况1、工程数量概况大河庄特大桥全长1550.68米,该桥中心桩号为DK955+606.11,桥梁起止桩号为DK954+830.77~DK956+381.45,设计跨径为47×32.6m,左、右线均为1550.68米,基础均采用钻孔摩擦桩,桩径为1m,从石家庄台0#至武汉台47#均为钻孔桩,其中桥台桩基各12根,桥墩除17#为10根桩、25#为10根桩、27#为11根桩外其余均为8根桩,总计9300延米/399根桩,平均桩长23.3米,郑州台~17#桩基、承台采用C30混凝土;18#墩~武汉台桩基、承台采用C40混凝土2、地质情况桥址地质情况复杂,地表覆盖一层较厚的粉质粘土,向下依次是粗圆砾土、全风化的片麻岩、强风化的片麻岩、弱风化的片麻岩,厚度不均,岩层性质复杂。
三、钻孔灌注桩施工工艺根据设计资料及现场核对结果,大河庄特大桥大部分桩基在陆地上,少数桩基位于水塘或河水中对于位于塘中和浅河的钻孔桩,施工时采用土(草)袋围堰筑岛,然后在筑岛面上安设钻机钻孔;对于深水中的桩基,则需搭设水上施工平台进行钻孔施工根据本桥的地质情况,钻孔桩拟采用冲击成孔方式一)陆域钻孔桩施工工艺陆域钻孔桩施工工艺流程为:场地清理(筑岛施工)→桩位放线→钢护筒埋设→钻机安装→泥浆制备→钻孔→清孔→钢筋笼制作、安装→混凝土灌注→成桩质量检测钻孔桩工艺流程详见“陆域冲击钻孔桩施工工艺框图”平整场地、平台搭设墩位平台法施工桩位放样、复测钢护筒加工钢护筒插打钢护筒埋设、四周用粘土填实钻机修检钻机安装就位泥浆池及拌浆准备钻 孔泥浆循环终孔、清孔、成孔验收钢筋笼制作、成品质量检查钢筋笼及检测管安装导管拉力和水密实验安放导管(二次清孔)检查孔底沉淀并签证混凝土原材料及混凝土检验混凝土生产控制计量灌注水下混凝土拨除护筒混凝土养护、桩头凿毛检 测 陆域冲击钻孔桩施工工艺框图1、钻孔桩施工准备(1)场地准备:施工前,应掌握了解现场妨碍施工的高空和地下障碍物,如高架线路(高压线、线)、地下管线(各种管道、电缆等); 了解邻近建筑物的情况,有无危险房屋、有无精密仪器设备等;清除场地杂物、换填软土、平整场地等。
2)护筒准备:在施工前须按设计要求埋设护筒,以固定桩位、保护孔口防止坍塌、隔离地下水或河水、保持孔内水位高出施工水位以防坍孔,同时起到钻孔导向作用护筒采用钢板制作而成,其内径大于钻头直径0.2m~0.4 m(当使用旋转钻机时应大于20cm当使用冲击钻机时应大于40cm),钢护筒的壁厚应不小于桩径的1/120,即当桩径1米时钢护筒壁厚不小于8mm,桩径为1.25米时钢护筒壁厚不小于10mm制作钢护筒时,必须严格控制椭圆度,护筒长短轴之差不得大于2倍壁厚陆地钻孔桩钢护筒采用人工挖坑或边挖坑边下沉的方法埋设,护筒挖坑埋设后,在护筒周围回填粘土并夯实护筒顶应高出施工水位或地下水位2m,并高出施工地面0.5m,其高度还应满足孔内泥浆面高度要求护筒的埋深应符合以下要求:在岸滩上,黏性土和粉土不小于1m,砂类土不小于2m,当表面土层松软时,应将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m;水中筑岛时,护筒应埋入河床面以下1m左右埋设好的护筒顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%3)泥浆池及泥浆准备选择较好的粘土,塑性指数大于25,小于0.005mm的粘粒含量大于50%的粘土制浆,如无优质黏土,则购买优质膨润土为原料造浆。
制浆前,先把粘土块打碎,使其在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量,制浆采用泥浆搅拌机搅拌,其比重、粘度、静切力、含砂率、失水量等各项指标均符合要求,在钻进过程中,试验人员定期检测泥浆质量,以便适时调整,使钻孔工作顺利进行钻孔时可采用泥浆循环液,反循环出来的泥浆必须经过泥浆处理器后方可循环使用泥浆池、沉淀池和泥浆循环系统满足钻孔的需要,合理布置,泥浆池的容积单桩挖土量的1.5~2倍,泥浆在沉淀池中停留静置的时间越长,沉淀分离的效果越好施工过程中应注意及时清理池底的沉渣,经常保持沉淀池的有效容积当采用旋挖钻机时,开孔前应根据地质情况分析是否需是泥浆护壁,如需要则应根据地质条件配制相应的泥浆对于粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进艺,无需泥浆护壁;但对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺护壁泥浆应具备以下性能:一是良好的物理稳定性,泥浆在静置一段时间后,其中的黏土不会在重力的作用下析水、沉淀,这是对护壁泥浆的基本要求;二是应有适当的密度(比重),泥浆的密度大有利于孔壁稳定和悬浮钻渣,但不利于混凝土浇筑质量,因此泥浆的比重应根据地质条件、施工阶段和施工经验确定,松散易塌地层和成孔阶段使用密度较大的泥浆,密实稳定地层和清孔时使用密度较小的泥浆;三是泥浆应有适当的黏度,黏度大可护壁、防渗、堵漏以及悬浮、携带钻渣的能力强,但过大则输送和混凝土置换困难;四是应有良好的稳定性,流动性好的泥浆,在静止时有较强的护壁能力;五是应有较小的含砂量,含砂量高会给泥浆性能和成孔质量带来多种不利影响。
4)钻具准备用来提升钻具的钢丝绳应选用优质、柔软、无断丝者,且其安全系数不得小于12,连接吊环处的短绳和主绳的卡扣不得小于3个,同时还应检查转向装置是否正常、灵活旋挖钻钻具应具有一定的刚度,施工时可根据不同的土壤、地质条件选择不同的旋挖钻孔机钻头2、钻进成孔冲击钻进成孔施工总的原则是根据地层情况,合理选择钻进技术参数,少松绳(指长度)、勤松绳(指次数)、勤捞渣钻机就位后,需认真检查钻机转盘平面位置及倾斜度,确保钢护筒理论中心,钻机转盘中心及钻机门架滑轮吊点中心位于同一铅直线上开挖时应先在孔内灌注泥浆(有水时可直接投入粘土),采用小冲程,使成孔坚实、竖直、圆顺当钻进深度超过钻头全高加冲程时,且超过护筒底脚以下3m~4m后,方可进行正常的冲击,并随时测定和控制泥浆密度钻进过程中,必须勤松绳、适量松绳,防止打空锤;勤抽渣,使钻头经常冲击新鲜地层每次松绳量:松软土层为5cm~8cm,密实坚硬土层为3cm~5cm钻孔时每个孔均应绘制地质剖面图,并针对不同地质调整泥浆指标钻孔中泥浆比重不宜大于:砂黏土为1.3,大漂石、卵石层为1.4,岩石为1.2入孔泥浆粘度一般地层为16~22s,松散易坍地层为19~28s。
钻孔过程中应注意地层变化,在地层变化处捞取碴样,判断地质类别,并与设计提供的地质剖面图相对照,及时根据地质条件调整钻进工艺每孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在桩孔所处的位置和取位时间钻孔作业应连续进行因特殊情况必须停钻时,将钻锥提至孔外,以防埋钻,并在孔口加护盖,以策安全为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度,施打前应先确定施工顺序钻进成孔过程中各土层施工要点:⑴ 人工填石层的施工要点一般采用2~3m的冲程,由于人工填石层的填料粒径相差很大,致使人工填石层中孔洞有的很大,为了不发生斜孔,需控制好泥浆相对密度,一般宜为1.2~1.3,同时减少清渣次数,尽量使冲击渣挤入填石层的孔洞内⑵ 人工填土或塌孔重钻的施工要点通常采用小于1m的小冲程,冲孔时只要向孔内泵入清水即可,遇黏钻时向孔内少许碎石,在此类土层冲孔往往会产生缩径现象,所以在成孔同时或在成孔之后要采用下护筒的方法来保证孔径符合设计及施工规范要求⑶黏土层的施工要点通常采用1~2m的中小冲程,一般只要往孔内泵入清水,自然造浆浮渣、护壁,为防止黏钻可投入碎石块、碎石⑷粉砂或细、中粗砂层的施工要点通常采用2~3m的冲程,由于细、中粗砂层属富水层故泥浆相对密度宜控制在1.3~1.5,在冲孔过程中应经常向孔内投入黏土块;为加快施工进度,应勤冲勤掏渣。
⑸卵石层、碎卵石层施工要点通常采用2~4m中高冲程,卵石层、碎卵石层一般属富含水层,工程性能亦较好,故泥浆相对密度宜控制在1.3~1.5;为加快施工进度,并勤冲勤掏渣⑹基岩的施工要点通常采用3~4m高冲程,为了更好地加快施工进度又不至产生斜孔,泥浆相对密度宜控制在1.2~1.3;在基岩中冲孔,一般进尺0.5m左右应清渣一次3、清孔清孔采用换浆法,当钻孔距设计标高1m时以相对密度较低的泥浆逐步把钻孔内浮悬的钻碴和相对密度较大的泥浆换出,然后钻头提离孔底20cm左右空转,继续供给泥浆,保持泥浆正常循环,经数十分钟或数小时待孔内泥浆换完直至稳定状态为止,换至孔内泥浆的相对密度低于1.1以下,且孔底最终沉碴厚度不得大于设计,设计无要求时:柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于20cm此时迅速拆除钻机,下钢筋笼,灌注水下混凝土若用于柱桩,在完成上述换浆要求后,还应加入清水继续循环4、终孔验收钻孔至设计标高后,应对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查,确认钻孔合格并报监理工程师验收合格后方可终孔当设计或监理无特殊要求时,钻孔桩孔径、竖直度可用钢筋笼式检孔器检测检孔器采用钢筋制作,应具有一定的刚度,防止在使用过程中发生变形;同时,检孔器必须规则,减少周壁突出,防止在检孔过程中对孔壁造成破坏。
检孔器的直径较设计桩径小2cm(桩径100~150cm),长度为3~5m孔径检测:在钻孔成孔后,利用钻机吊架等设备将检孔器放入孔内,检孔器进入孔内后,利用“十”字护桩在护筒顶恢复放样十字线,通过吊绳进行检孔器对中检孔器对中后,上吊点必须位置固定且在整个检孔过程中不能变位,否则重新对中检孔器在孔内下落时,靠自重下沉,不得借助其他外力如果孔径器能在自重作用下顺利下至孔底(检孔器系有测绳)则表明孔径能够满足设计要求如果在自重作用下不能下至孔底,则表孔径小于设计桩径,则应重新扫孔或采取其它方式处理,直至满足设计孔径要求竖直度检测:当检孔器在孔顶对中下落后,通过在护筒顶观测吊绳相对于放样中心点偏移情况,可计算成孔后孔的倾斜度孔深检测:孔深可采用测绳检测,测绳应标记齐全以钢卷尺检查,每百米长度误差的限值为5cm5、 钢筋笼制作、安装钻孔桩的钢筋笼在车间分段制作,自制平板车拉运到墩点安装制作安装时主筋接头按规定错开,钢筋接头现场取样作试验钢筋笼加工确保主筋位置准确钢筋保护层用耳环筋来保证成孔清孔验收合格后,利用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内吊放钢筋骨架入桩孔时,下落速度要均匀,忌撞击孔壁骨架落到设计标高后,将其校正在桩中心位置并固定牢固,以免灌注过程中发生掉笼或浮笼现象。
钢筋笼从加工厂加工,钢筋笼加工完毕后利用自制拖车运至施工平台上用16t吊车吊放钢筋笼;当钢筋笼过长需要分节安装时,先将第一节钢筋笼吊至孔口,用钢管卡住其中的加强筋的位置,然后再吊装下一节,吊至孔口与上节进行对接焊,焊好后,再将钢筋笼一直放入孔内为确保钢筋笼吊装时不变形,钢筋骨架在加工时设置强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形,并设置孔口拼接平台钢筋笼吊装时采用两吊点起吊,在钢丝绳中间安放滑轮,通过自重把钢筋笼吊竖直后,再检查是否有弯曲变形并加以纠正钢筋笼骨架进入孔口后,将其。
