钻孔桩专项施工方案.docx
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钻孔桩专项施工方案
钻孔桩专项施工方案
一、编制依据
1《铁路桥涵设计基本规则》(TB10002.1-2005)
2《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005)
3《铁路工程基桩检测技术规程》(TB10218-2008)
4《混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设2005157号)
5《高速铁路设计规范》(试行)(TB10621-2009)
6《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)
7《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009版)
二、编制原则
1.满足施工规范及设计要求;
2.方便施工,操作安全且符合现场实际。
三、工程概况
3.1工程概述
新建铁路沪昆客运专线长沙至昆明段引入贵阳枢纽站前工程,标段起点里程DK693+138,终点里程DK731+190,标段全长36.392km,标段所处区域主要为贵州省管辖的贵阳市境内。
主要工程数量:
隧道11座/8087m,占线路长度的22.2%;特大桥6708.37m/8座,占线路长度的18.4%;大桥5225.56m/19座,占线路长度的14.4%;中桥334.8m/4座,占线路长度的9.2%;小桥228.9m2/1座,占线路长度的6.3%;涵洞1469.1横延米/35座,占线路长度的4%;车站2座,路基16006.71m,含清镇梁场占线路长度的44%。
我项目部承建起迄里程DK700+000-DK714+773段所有线下工程,预计合同总价款为562355318元。
项目承建部分主要有:
隧道5座分别为:
林家湾二号隧道、长昆当面山隧道、后坝隧道、金关村一号隧道、金关村二号隧道;桥梁7座分别为:
圣泉公路立交双线特大桥、三桥双线大桥、三桥立交双线特大桥、檀溪谷双线大桥、后坝双线特大桥、金关立交双线特大桥、偏坡双线特大桥;车站路基1处为贵阳北站;区间路基7处。
3.2设计要求
钻孔施工按铁道部标准《铁路桥涵设计基本规则》(TB10002.1-2005)执行,成桩后按《铁路工程基桩检测技术规程》(TB10218-2008)规定进行100%的超声波检测。
四、施工方案
4.1.钻孔施工顺序原则
根据设计、施工及工期要求,钻孔桩施工坚持:
根据地质选择合适数量、型号钻机,先主桥,后次要桥梁;先水中,后旱地的原则。
在此基础上适当调节,保证施工效率和工期。
4.2.施工配套设备
由于我标段桥梁多,合计4520延米、挖孔桩位多、工期短,为了保证工期,并为后面重难点工程预留充足的时间,因此必须加大施工人力、物资设备的投入来缩短钻孔桩施工时间。
按施工工期安排要求及经济合理的原则,我标段钻孔桩施工需配备以下施工设备(主要设备和工器具的规格、型号、数量见表)。
主要设备机具配备表
4.3.钻孔桩施工工艺
我标段桥梁桥位处地质多为灰岩、泥岩、泥质灰岩等,存在地下水,偏坡特大桥7#墩-12#墩受弃渣影响,场地主要为生活垃圾及松软土质,因此钻孔桩施工是我标段桥梁桩基施工的一个重点,必须选择好施工队伍(有经验和实力的施工队伍)、合适的施工设备(如钻机),同时加强过程控制和技术指导,确保桩基施工质量、安全和进度。
钻孔桩施工工艺流程图
五、施工方法
5.1施工准备
a、钻机的选择
由于桥位处地质多为灰岩和泥岩,强度在300~500KPa之间不等,因此根据工程地质条件和钻孔桩设计及施工要求,拟采用正循环回旋钻机和冲击钻机钻进成孔。
b、场地平整、筑台及水中平台搭设
对于旱地上,护筒埋设、回填,并用推土机平整场地并筑台压实后即可钻机就位相继展开施工。
5.2测量放样
根据施工技术规范的规定和要求,全桥的测量放样工作采用大地四边形网进行控制,具体施工放样时通过加密点,采用前方交汇法测量。
根据项目部前期调查本项目部管段内所有桥梁桩基均为位于旱地上,所以测定桩位应先定出桩中心位置及护桩,然后埋设护筒,护筒埋设好后,利用护桩对护筒中心位置及倾斜度进行复核,确保护筒位置偏差和倾斜度在《规范》和设计允许范围内(《规范》:
中心偏差≤5cm,倾斜度<1%)。
钻机就位后,再复核钻杆中心和竖直度,以保证桩位的准确性和钻杆竖直。
5.3护筒的制作与下沉
A、钢护筒的制作
a、钢护筒长度的确定
对于旱地无承压水桩基,采用常规护筒,顶面拟高出地面50cm;对于旱地有承压水桩基,护筒顶标高必须高于承压水水头高度1.5~2.0m,底部进入原地面不小于1.5m
b、制作
护筒采用6mm厚的A3钢板转制并焊接而成,要求断面圆顺,加工误差在±1cm内,接头处采取对接焊,并加补强板加强。
护筒顶、底部用20cm宽的钢带加强。
B、下沉
钻孔施工中钢护筒不仅起防止孔口坍塌的作用,同时对于钻头起着导向作用,因此,护筒下沉过程中应经常测量、检查护筒是否偏位或倾斜,发现问题及时纠正,确保护筒定位准确、无倾斜。
5.4泥浆循环系统的设置
在每排桥墩一侧挖砌泥浆循环系统。
泥浆池亦作为沉淀池使用,不再单独设制浆池、沉淀池,其容量按能容纳两根桩的泥浆设置,泥浆池表面抹5cm的7.5#砂浆,防止池水往桩基孔中渗漏。
出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。
5.5钻孔施工
a、钻机就位
钻机可整体吊装移位,吊装移位时要有专人指挥,钻机就位后,现场技术人员要进行检查:
检查钻机本身的平整稳固程度、钻盘水平度、钻盘中心与桩位中心的偏差、钻头尺寸、钻杆的竖直度和损伤情况。
确保就位准确(就位偏差不大于2cm,钻杆垂直度偏差<1%)。
只有当所有条件都符合要求,并经监理工程师认可后,才下钻。
b、泥浆制备
钻孔桩施工泥浆起着护壁和悬浮钻渣的作用,泥浆的性能指标对成孔速度和质量有极大关系。
因此,配备高性能的泥浆至关重要。
对于正循环钻进,既要求泥浆有一定的悬浮钻渣的能力,又要求它流动性能好;对于冲击钻进,对泥浆的浮渣能力要求高。
当桥址处地层中无黏土层时,在钻孔施工时必须外运黏土进行泥浆的配置,黏土必须采用风干后不易捏碎、有尖锐棱角、颜色较深、水浸后有粘滑感且含砂少的膨胀土,根据钻孔方式和地质情况,调制泥浆主要性能指标如下表:
钻孔方式
地质情况
泥浆性能指标
相对
密度
黏度
(s)
含砂率(%)
胶体率(%)
静切力(Pa)
正循环
粉、细、粗砂及软弱的风化泥、砂岩地层
1.2~1.45
18~25
≤4
≥96
2.5~4
冲击
泥岩、砂岩地层
1.1~1.3
22~24
≤4
≥96
2~3
c、钻进成孔控制
(1)正循环钻孔
开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有足够的泥皮护壁。
钻至护筒刃脚下1.0m后,按土质正常钻进,在砂层中钻进时,要适当控制进尺、轻压、低档慢速、稠泥浆钻进,以防成孔过快造成坍孔,必要时添加外加剂如CMC、纯碱等,以确保孔壁稳定。
钻进过程中现场技术人员要经常检查钻机转杆有无倾斜或位移同时检查钻杆螺栓连接、密封情况,保证钻杆接头处密封完好。
要求每台班检查一次。
泥浆性能控制:
用膨润土造浆,保证泥浆性能,护壁防塌,注入孔口泥浆比重按泥浆主要性能指标(上表)控制,同时根据地质及时的沉淀和补充泥浆,并经常对泥浆指标和地质情况进行检查,根据地质情况及时调整泥浆性能指标及钻进参数,以保证成孔质量和速度。
拆卸钻杆要迅速、安全以免停钻时间过长,增加孔底沉淀。
为了保证成孔质量,钻进过程中要注意保持合适的钻压,这有利于保持钻杆竖直,钻机回转平稳,减少斜孔、扩孔现象。
特别当经过不良地层时更应轻压、低速钻进,同时在经过承压水地层时,要进行详细记录并注意钻进情况,发现问题及时上报。
(2)冲击钻孔
冲击钻孔时,如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
护筒底脚以下2m~4m范围内土层松散,可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。
待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。
在钻进过程中,注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进速度。
冲程应根据土层情况分别确定:
一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程;在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程,冲程过大,对孔底振动大,易引起坍孔;在通过高液限粘土,含砂低液限粘土时,采用中冲程;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并提高泥浆的粘度和相对密度。
在通过漂石或岩层,如表面不平整,先投入粘土、小片石等,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易发生偏孔,采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。
在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按1:
1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。
必要时须重复回填反复冲击2~3次。
若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。
当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入的泥浆稠度,并采用0.5m的小冲程,防止卡钻、埋钻。
松放钢丝绳均匀适度。
在松软土层每次松绳5cm~8cm,在密实坚硬土层每次松绳3~5cm,防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏,松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度。
为正确控制钻头的冲程,在钢丝绳上油漆长度标志。
d、检孔及清孔
清孔分两次进行:
(1)第一次清孔是在钻孔达到设计深度(以标准钻杆长度为准)以后,停止进尺,将钻锥提起20~30cm,并保持正常的旋转和泥浆的循环,将相对密度1.03~1.1的泥浆压入孔内,将孔内悬浮质较多的泥浆换掉,使泥浆比重在1.2~1.25g/cm3,含砂率2%左右,同时沉渣厚度应小于30厘米,这样既能保证最终清孔质量且不至于坍孔。
(2)第二次清孔:
在钢筋笼就位后,灌注水下砼前要用导管进行二次清孔,并测量泥浆的各种指标和孔深及孔底沉淀厚度,泥浆要求比重控制在1.08以下,含砂率小于2.0%,沉淀厚度小于10cm时,再浇注水下砼。
(3)、终孔验收
桩基终孔后,技术人员会同监理,对其桩径、孔深、垂直度及孔底沉渣及泥浆性能等各项指标依据规范及设计要求进行检查、验收,达到标准并签字认可后,方可进入下道工序。
终孔验收分三次进行:
第一次是当钻机进尺达到设计深度,一次清孔完成后,对泥浆各项性能指标及孔深进行检测,并达到《规范》规定标准,经技术人员及监理工程师认可后,方可提钻;第二次是在提钻完成后,下钢筋笼之前,使用长度和外径符合施工《规范》要求,用Ⅱ级钢筋制作的检孔器吊入孔内,检查孔径大小、孔深及垂直度等,经认可后可进行钢筋笼的安装;第三次是在二次清孔后,灌注水下砼前,技术人员会同监理工程师对泥浆的各项指标、沉淀厚度及孔深检查,验收符合规范及设计要求后,即可进行砼灌注
5.6钢筋笼制作及吊装
(1)钢筋笼的制作
钢筋笼在钢筋加工房统一加工,钢筋的轴线应一致,因此钢筋笼主筋的定位应确保相应的准确性。
制作时均需在型钢焊制的骨架定位平台进行,以保证制作的钢筋笼的整体直度及主筋焊接接长时的对位准确(接长采用闪光焊或套筒连接工艺)。
由于钢筋笼分节吊装,为了减少孔口操作时间和防止吊装时变形,整个钢筋笼分两节制作,每节骨架的各阶段按次序排好,挂上标志牌,标明墩号、桩号、节号,。
声测管的定位必须精确,要保证焊接的质量,定位采用圆形砼垫块(标号大于或等于桩身砼标号),以便于转动和上下窜动。
在钢筋笼内部间隔一定距离焊十字撑,以提高钢筋笼的整体刚度。
(2)、钢筋笼的吊装
施工中钢筋笼用自制炮车运至现场,利用25T和16T吊车配合安装。
钢筋笼安装时为保证不变形,采用两吊点起吊,同时顶部及底部起吊时必须辅以方木或型钢,以免单根钢筋受力而变形。
骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下放,防止碰撞孔壁。
当最后一道加强筋接近孔口时,用钢轨或型钢将骨架支撑于钻机上,再吊来第二节骨架进行套筒连接。
连接好经过验收符合标准后,方可下放骨架。
如此循环,使骨架下放至设计标高为止。
用4根同直径钢筋把钢筋笼接长,上部弯成环状,通过钢轨或型钢横撑于钻机上并加固。
以预防钢筋笼在砼灌注过程中上浮。
下放过程中逐根割掉钢筋笼内的十字支撑钢筋。
5.7导浆管的安放
(1)、导管采用Φ300毫米导浆管,壁厚10毫米,用高密封丝扣连接,要求平直无变形,配备底节管长3~5米,标准节长2.0米、0.5米、1米、1.5米各一节。
(2)、导管在使用前须复核导管长度,进行必要的水密、承压和接头抗拉试验,打压试验,并对导管按连接顺序进行编号。
(3)、导管井口安装,夹板卡牢,对接前必须仔细检查管壁及接头丝扣的完好情况,必须加密封胶圈并涂抹黄油密封;检查密封圈,确保无损,大小合适,旋转丝扣箍环,不得锤打、敲击,确保连结牢固,不漏浆。
发现损坏、变形及有孔洞时及时标识并修补。
导管下放时,保持居中、慢放。
(4)、导管必须按试验拼装顺序摆放整齐,严禁两节连在一起。
使用、搬运过程中不得拖地、磕碰,避免损坏
5.8水下砼灌注
(1)、砼灌注前,放好隔水栓(直径略小于导管内径橡皮球胆),上压盖板,导管底口距孔底0.4米。
灌前须检查砼的和易性,砼坍落度18~22厘米之间,方可灌注。
(2)、封底时,先将漏斗用水湿润,向内灌一盘1:
2的水泥砂浆,再用砼将漏斗装满,漏斗首批砼必须满足导管初次埋置深度≥0.8m的需要。
储量由计算确定:
根据公式:
其中:
V—首批混凝土所需数量(m3);
d—导管内径(m);
Hc—首批混凝土要求灌注深度(m);
HD—管底至桩底的高度,一般取0.4m-0.5m(m);
HE—导管的埋置深度,一般取0.8m-1.2m(m);
A—灌注桩浇筑段的横截面面积(m2);
h1—桩孔内混凝土面高度达到Hc时,导管内混凝土柱平衡导管外水压所需的高度(m);
HW—预计浇筑混凝土顶面至桩顶水面;即桩孔内泥浆深度(m);
rw—桩内水或泥浆的比重,水取10KN/m3,泥浆取11-12KN/m3;
rc—混凝土拌合物重度,取24KN/m3;
若计算首盘混凝土的数量为4.5m3,即储料斗的容量为4.5m3。
(3)使用拔球法浇筑第一批混凝土。
浇筑开始后,连续地进行,严禁中途停工。
在浇筑过程中,导管埋入混凝土的深度不少于1.0m,一般控制在4m以内。
(4)浇筑水下混凝土时,随时探测钢护筒顶面以下的孔深和所浇筑的混凝土面高度,以控制导管埋入深度和桩顶标高。
测锤法:
用绳系重锤吊入孔中,使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面,根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的浇筑深度。
测砣制成圆锥形,锤重不小于4kg,测绳采用质轻、拉力强,遇水不伸缩,标有尺度之测绳。
(5)在混凝土浇筑过程中,要防止混凝土拌合物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝固,致使测深不准。
同时设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升,及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度,做好详细的混凝土施工浇筑记录,正确指挥导管的提升和拆除。
探测时必须仔细,同时以灌入的混凝土数量校对,防止错误。
(6)、施工中导管提升时保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。
如导管法兰盘卡住钢筋管架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,移到钻孔中心。
(7)、当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度,可拆除1节或2节导管。
拆除导管动作迅速,拆装一次时间不超过15min。
防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中,并注意安全。
已拆下的导管立即清洗干净,堆放整齐,控制砼的最后灌注量,使灌注高度比设计顶标高高出1.0米,为了防止桩顶浮浆过多而出现“虚桩”现象,技术人员要用捞碴器证实,确保有效桩长。
最后灌注时导管不要急于拆卸,要尽量加大长度,增加砼压力,确保砼质量。
(8)、灌注过程中,溢流出的泥浆应引至泥浆池,水中桩灌筑时泥浆排到泥浆池中,禁止漫流,污染环境。
(9)、注意事项
a、实际施工过程中,随时检测地质情况,当与钻孔资料有较大出入时,及时书面上报设计、监理及业主单位,及时采取措施处理。
b、沿桩周每隔2m加半圆形砼垫块,保证桩有足够厚度的保护层,不用定位钢筋。
c、施工中为了降低承压水的影响,采用水浇筑混凝土,并尽可能接高串筒,以平衡承压水头。
六、质量管理措施
1、严格质量检验制度,预防为主防检结合,对影响工序质量的诸多方面因素严防控制,建立保证体系,特别是关键工序,如成孔、砼灌注等直接影响桩身质量,需特别慎重对待。
2、加强对职工的技术技能培训,提高职工的技术素质。
3、加强对工程质量的自检工作,严格推行“三检制”。
4、严格按照技术规范、施工工艺、图纸设计要求、监理要求组织施工。
5、建立健全施工质量卡制度,建立质量台帐及档案,使质量工作具有可追溯性和始终处于控制状态。
6、测量工作实行三级复核制度,确保轴线、标高无误。
7、严把原材料进场关,对不合要求的材料坚决不予验收。
8、做好各种施工原始记录、中间申请报验单及变更设计资料,做好施工资料的归档及竣工文件的编制工作。
七、安全措施
1、根据“管生产必须管安全”的原则,成立安全管理领导小组,设立专职安全员一名,负责工地安全生产监督、管理。
2、贯彻“安全第一,预防为主”的方针,执行《安全生产管理制度》、《岩土工程安全规程》,坚持班前班后交接制度和专业安全教育制度。
3、定期开展安全生产活动。
项目经理部每周检查一次,安全员每天至少检查两次,检查出事故隐患要立即整改。
4、操作人员必须配戴安全帽,无安全帽不得进入施工现场。
5、严禁酒后上岗及穿拖鞋进入施工现场
6、加强施工用电管理,照明、高压电力线路要保证绝缘良好,且有明显标志,严禁私拉电线。
施工中各种机械、电器设备均设置漏电保护器,确保用电安全。
线路架设高度和照明度必须符合标准,严防走行机械损坏输电线路,造成机毁人亡。
7、吊车起动前,应仔细检查油压制动部分和升降部分,不得带病作业。
吊放设备起吊钢筋笼时,要有专人指挥。
起重臂及钢筋笼下。
严禁任何人站立、工作和通行。
8、施工现场的油库、料库、发电机等临时设施,应设置防护装置,防止雷击。
9、电工、电气焊工、吊车司机、挖掘机司机必须持证上岗,严禁无证上岗或串岗操作。
10、水上施工必须配备一定的救生设备(如救生衣)。
八、环境保护措施及文明施工
1、广泛深入地进行《环境保护法》教育,做好环境保护工作和坚持文明施工。
2、施工过程中,采取措施,按照国家、地方法规和行业、企业要求,控制施工现场的各种粉尘、废水、废气、固体废弃物以及噪声、振动等对环境的污染和危害,同时要防止水土流失。
保护和改善施工环境,保证人们身体健康,消除外部干扰,认真安排好夜间施工项目,尽量减少机械噪音和施工人员大声喧哗。
3、实行环保目标责任制。
4、加强检查和监控工作。
5、对要保护和改善的施工现场环境,进行综合治理。
6、严格执行国家的法律、法规,统筹安排,合理布置,综合治理。
7、施工前应制定施工期间环境保护措施,防止大气污染、水源污染和噪声污染。
8、由于本地区风沙较大,容易产生扬尘,因此对现场的便道经常洒水,以减少粉尘。
9、施工废弃物如钻孔泥浆,专门临时征用土地挖泥浆沉淀池,避免阻塞河流、污染环境。
如无法及时处理或运走,则设法防止漫流。
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