潍河二号特大桥基础施工技术总结.doc

潍河二号特大桥基础施工技 术 总 结中铁三局胶新指挥部 刘太举一、工程概况潍河二号特大桥位于新建铁路胶新线ZH7标段DK84+798.12处，为424m、7632m预应力混凝土梁，该桥为铁路跨越潍河而设。本桥设计荷载为“中活载”，地震基本烈度为7度，冻结深度0.39m，位于R=2000m的曲线、缓和曲线及直线上，线路坡度6、5.5，桥台顶平置，梁斜置。本桥采用明挖扩大基础和D=1.0m钻孔桩基础，圆端形桥墩，耳墙式桥台，盆式橡胶支座，最大桩长24m，墩身最大高度18m，桥位处岩性为砂粘土、中砂、圆砾土、泥质砂岩及凝灰岩。降水集中在七八月份，大风集中在三、四月份，大雾天气多发生在冬季。潍河为常年流水，雨季流量大，枯水季节经流量小，沿线主要为地隙潜水，具侵蚀性。本工程业主为济南铁路局，由铁道部第三勘测设计院设计，天津新亚太监理公司监理，中铁三局胶新铁路工程指挥部承建，中铁三局五公司七队承担24#新沂台基础部分施工。二、施工条件一施工现场平面图（附图1）二桥梁中线及高程的准备1、平面中线控制 指挥部在开工之初，就为潍河二号特大桥配置了一台莱卡TC702型全站仪，经检定合格。我们对大桥控制桩位进行贯通测量,无误后，按照新建铁路测量规程在潍河全桥范围内布设平面导线控制网，其测设精度达到了1/160000。按照导线控制网，放设墩位中桩，测量过程中，严格按照复核制，两人司镜，交替记录，两个结果复核无误后，才能放设下一个墩位，全线按导线控制网测设完成后，我们又按照偏角法直接由贯通测量完的控制桩位复核桥墩中桩，复核误差满足测规要求，测量记录整理保存，以备复查。2、水平高程控制根据新建铁路测量规程TB1010199的要求，采用DSZ2型自动安平水准仪，和检定合格的两把3m整体尺，结合现场地形，我们在全桥范围内建立与大地水准相同的水准高程控制网。其精度满足测规中20L的要求和四等水准的其他要求：前后视距差不超过3M，累计视距差不超过10M最小读数不小于0.500M。最大读数不大于2.500M。三征地拆迁和临时用地在永久征地之外，我队根据现场地形和任务分布情况，在206国道南边50#55#墩之间征用临时用地4亩作施工料场、料库、搅拌站、机具设备及周转材料堆放场。在24#32#之间永久征地之外各征用宽5m沙滩地作施工临时用地。四施工用水利用当地既有水井，经水质化验符合施工用水标准，与当地有关部门洽谈后作为我队的搅拌用水。五施工用电在新沂台的左侧设立220kv的变电器一台作为施工常用电源，在配电房内备用1台120kw发电机，架空线采用三相四线制，用电设备满足“一机一闸一保护”，安装漏电保护器，防雨设备齐全。六施工道路永久征地界16m宽，为节约用地，减少成本，我们在永久地界内修建一条宽5m、高0.6m的泥结碎石道路，供现场运输使用。三、施工方法和工艺我队负责的24#新沂台基础施工，有明挖基础22个，钻孔桩承台基础35个，下面我分别简述明挖基础施工和钻孔桩施工的方法和工艺。一明挖基础施工明挖基础就现场地质情况和具体施工方法来看分两种介绍如下：1、24#31#墩基础这八个基础处在潍河二滩上，是古潍河的主河道。表层为砂砾，中层为砂土，两层厚度23m，以下为砂岩，地下水位较高，地面以下2m见水，为中水流，直接开挖达不到设计地层。我们队尝试使用钢板桩防护施工。在24#29#墩试打钢板桩。局指给队上配置了30kw、45kw、75kw三种桩锤和打桩机，结果钢板桩均达不到设计标高，无法进入岩层或进入太小，没有持力层无法开挖。如图： 11为两种土质分界线以上的土层 2 a 和水流对钢板桩的压应力 2为进入泥岩后，为防止钢板桩的旋转，泥岩对钢板光的抵抗应力 a0.5M钢板桩内开挖土时，势必会造成塌坑。两个墩钢板桩试打结果表如下：墩号设计开挖深度（m）桩锤功率（kw）实际入土深度（m）距离设计基底（m）24#4.5302.02.5452.02.5752.22.329#6.2303.62.6453.62.6753.92.3分析钢板桩施工失败的原因：1、24#31#墩基底为风化岩层，厚度在13M之间，钢板桩根本无法打入。2、钢板桩形成板墙，基孔挖深超过4M的，机械开挖困难。3、人为原因，在开挖之前没有挖试坑确定准确地质。施工方案考虑不足此种方法不可取，另选其它他方法。经过认真研究分析现场地质情况：若选用真空降水，能够有效解决水流问题，但同样存在无法进入岩层或进入大小，阻挡不了砂层对真空管的压力，无法防护砂层的坍塌；若选用混凝土薄壁沉井施工，它的确能够有效阻止砂层坍方，但周期太长，且薄壁沉井的孔口太大，立模、加固、浇筑薄壁沉井都相当困难，质量难控制。此种方法也得舍去。最后我们结合队上的材料设备情况，队里刚好有一批用于顶进涵加固的12m12m0.5m的工字钢，还有一台12T吊车和挖掘机，我们研究决定采用工字钢围堰施工。具体工艺如下：（1）计算土侧压力和I50型工字钢的压应力、抗弯强度、挠度都能满足要求，可以使用工字钢防护。（2）现场测量放线，按工字钢长度12m12m放线。（3）将工字钢移至现场，根据地质情况确定用工字钢数量。拼成矩形，然后用吊车、挖掘机配合，边焊边挖土下沉围堰，直到达到岩层不再下沉为止。为加强围堰的整体强度，我们在围堰四角焊接角钢，使各层之间形成一个整体，增加稳定性。（4）在现场配备3台5kw水泵，随开挖随抽水，因此段地层为古潍河旧址，烂草枝断树根特别多，很容易就阻住水泵，看水泵的员工得经常的下去清理，为了较好的解决这一问题，我们用钢筋焊成一个框架，用细铁丝网围上，只留一个口放水泵用，有效的解决了阻隔水泵问题。（5）工字钢四角连接时，有缝隙；工字钢下底面与砂土层、基岩相接时也有空隙，这些空隙正好解决基坑四周的地隙水对围堰的侧压力，使水从空隙渗流出，减轻水的侧压力。但若出现大的空隙，就应该处理。我们是通过编制袋里装粗砂，塞在空隙里，阻挡砂土塌方流入基坑。（6）基础施工中和施工结束后，都连续不断的抽水，降低基坑四周的水位高度，以利于相邻基坑的开挖施工。通过应用工字钢沉井围堰，有效的解决了砂层坍塌、水流量大、无法开挖的问题，加快了施工生产进度，缩短了施工工期，增加了经济效益。2、32#44#墩明挖基础32#44#表层为砂粘土、中层有砂层，底层为圆砾土，砂层中渗水量较大。直接开挖容易实现，但现场用地不够，施工永久地界之外全为蔬菜种植地，很多大棚，我们与地方交涉，一是不愿意出租，二是要价相当高，权衡利弊，我们确定采用其他方法开挖。结合现场实际，采用混凝土薄壁沉井和挡筋草袋围堰等方法进行。 （1）薄壁沉井施工我们在试挖中发现32#、37#、40#墩地层含水量较大且水位较高，顶部土层密实，放坡后顶部不会发生坍塌。但是有2.03.0m的渗水砂层，为防止渗水地层受水压、渗水作用而坍塌。我们采用薄壁沉井围堰施工，施工方法如下：根据砂层厚度、地层土压力和安全系数及工期要求，依据定型图，我设计了沉井围堰的各部尺寸及钢筋型号和数量。经局指总工审批后，做材料计划及技术交底下发工班备料实施。技术室根据设计的尺寸放设沉井边线。考虑到沉井下沉的方便和机械施工的特点，我们在沉井立模之前，先开挖一层土。这样做的优点，一是便于沉井外模的加固支撑，二是利于沉井下沉开挖，减少人工施工的数量，加快施工进度。沉井立模时，为了保证沉井模板不跑模，我们采用拉片加固的同时进行内、外加固，全部采用杆件支撑，加固效果明显。施工时，时处冬季，我们除了在内、外模外挂两层草帘保温外，还用彩条布整个覆盖沉井，在内部烧煤球炉子取暖，加快养生，保证养护温度和其它条件以缩短施工周期。 薄壁沉井施工应注意以下内容：1灌注应该对称进行，一周达到相同高度后才能灌筑下一层。2振捣分两组人员对称进行，振捣时注意钢筋和拉片的位置。3安装模板前，基底必须平整，必须在一个平面上，防止灌注时，基底下沉、沉井倾斜跑模。4薄壁沉井设计时，一定要设计刃脚，利于沉井下沉，并且人工开挖沉井时，也不会出现超挖或漏挖现象。沉井四角一定要考虑足够的强度，防止各种不均匀力的影响，发生断裂或出现裂缝。一般是在四角通过计算增加拉力筋。5模板安装完，一定要检查外模的垂直度，防止发生倾斜，沉井下沉时阻力增大，不利于下沉。经过三个墩使用沉井施工，效果较好，能解决现场的技术难题，顺利完成施工任务。（2）挡筋草袋围堰施工我们在施工33#36#、38#、39#、41#45#墩时，在开挖之前经试挖发现渗水层较低，接近于设计标高且厚度较小，在0.51.5m之间，且水量相对较小。顶部砂粘土密实，放坡后不坍塌，因此我们选择了草袋围堰施工。在施工中发现渗水流大一点的仅用草袋无法更好加固防护的，我们又采用了20mm的圆钢或50mm的圆管打入地层，与草袋一起防护基坑边的方法，现场使用效果很好。在施工时，先开挖一角，边堆草袋边开挖。草袋中填入粗砂土，大半袋封口平铺，一次挖到设计位置，仅留0.20.3m为人工清理，水泵抽水要跟上，不能使基坑浸泡，防止草袋滑移。这种方法的应用，既简便又有效，快速经济。二钻孔桩承台基础1、钻孔桩施工潍河2号特大桥的的钻孔桩均为孔径D=1.0m的泥浆护壁钻孔桩，根据设计要求和设计所提供的地质资料，我们选用冲击钻钻孔，钻孔桩的施工工艺及方法如下：（1）钻孔过程控制技术放线准备为了能够控制好墩中心和钻孔桩中心桩位，我们布置了平面导线控制网。每个墩至少有两个导线点来控制，各个墩中心和钻孔桩中心复核检查无误后，利用十字线或经纬仪辅助把墩中心桩用砼护好。保证钻孔过程中线路中心桩位的稳定。钻孔桩的中心放好后，按井字形放线护桩，以备钻完一个孔后移至另一孔前桩位丢失，恢复困难。这样护桩，可以在不用经纬仪或全站仪的情况下快速恢复钻孔桩中心。钻机就位对中保证钻孔桩中心、墩中心检查无误后，埋设护筒，钻机就位。埋设护筒时，护筒中心与桩位中心一致，就位偏差不超过5cm。护筒埋设时要埋设牢固。软泥或砂层应用水泥砂浆浇筑，防止钻进过程下移或倾斜。护筒埋设好后，钻机就位。对位时，用3.5kg重的或稍轻的垂球悬挂在钻机上，如图： L5cm用“十字”交叉线对桩位，将交叉线的四点用红油漆在护筒上作上标记，并按顺序进行编号，便于记录。悬挂在钻机上的垂球，对中交叉线的交点。对中合格后，量测并记录四点到线路中心的距离和四个点的高程。复核交叉点到墩中心间的距离无误后，请监理检查合格后方可开钻。钻机钻进的控制钻机钻进过程中，要防止冲击钻头磕碰护筒，防止钻机移位。如何控制呢？前面介绍的护筒上的四个点到中心的距离就是核对护筒是否被磕碰挤压而变形；核对钻绳是否在中心位置，是否发生倾斜。若护筒受到明显的挤压、磕碰变形，就不能用原来的数据来控制钻机绳的倾斜。应用“井”字形护桩返出钻孔桩中心。核对偏差要重新记录四点到中心位置的距离，便于控制成孔倾斜度。钻进过程中要不断的检查钻孔对中情况。潍河2号特大桥的成孔垂直度均控制在0.5范围内。钻进过程中还要做好泥浆比重测试。若泥浆过重，孔壁上的泥皮增厚给清孔和灌注砼造成困难；若泥浆过轻，则护壁效果不好，可能出现坍孔。因此，在钻进过程中就必须掌握各层土质情况。开钻前，技术员下交底到机长手中，要求各机长熟悉各层土质情况。为了能有效、准确的了解地质情况，我们要求技术人员在钻进过程中每班取样两次，装袋做好标记。根据取样结果，掌握各层土质，调整泥浆质量。主要从以下三个方面控制：1泥浆比重：可用婆美氏重表或1002型比重计测定。本地区冲击成孔采用比重1.31.6为宜。2泥浆粘度：用1006型野外粘度计测定，其测定方法即以500ml泥浆通过5mm的漏斗孔所需的时间（S）来表示；在没有仪器时，一般用手指插入泥浆中，拔出后手指上附有均匀泥皮不见肉纹，可认为粘度合适，本地区地层以1622S为宜。3泥浆含砂率：用1004型含砂率测定器测定，其步骤是把调好的泥浆50ml倒进测定器，然后倒进清水使总体积为500ml，把测量仪器塞紧摇晃均匀后静置3min，3min内沉淀下来的沉淀物体积乘以2就是含砂率，新制泥浆不宜大于4%。钻孔过程记录钻进中要做好详细记录，无论什么原因出现的停钻时间，必须记录清楚，长时间停钻，泥浆沉碴可能形成塌孔，因此，要保证4小时内使钻头在孔内上下反复冲拉几次，循环泥浆增加护壁静压力，防止塌孔。我们还自己设计桩基检查记录表，（表格形式见附表）以此来加强控制。漏水现象及处理如发现有失水现象，护筒内水位缓慢下降，应补水投粘土。如泥浆太稠，进尺缓慢时，应抽碴换浆。开孔时，为了使钻碴泥浆尽量挤如孔壁，一般不抽碴。待冲砸至护筒下34m时（钻头顶在护筒下超过1m时），方可加高冲程正常冲进。45m后，方勤抽碴。钻进过程中应随时注意，保持孔位正确。少松绳 勤松绳钻孔时要查看钢丝绳回弹和回转情况。耳听冲击声音，借以判别孔底情况。要掌握少松绳的原则。松多了会减低冲程，过于松少了犹如落空锤，损坏机具。松软地层夹有较多石块时，一般每次松绳35cm，均匀密实地层58cm.勤抽碴 勤检查冲击过程中，要勤抽碴，当孔内泥浆含碴量增大，钻进速度减慢，每小时进尺卵石层小于510cm，松软土层小于1530cm时，应进行抽碴。一般每进尺1.51.0m，抽碴一次，每次抽45筒或抽至泥浆内钻碴明显减少，无粗颗粒，比重降至正常为止。抽碴时应注意：1及时向孔内补浆或补水。如系投粘土自行造浆，不宜一次到进，以防粘钻。2抽碴筒放到孔底后，要在孔底上下提放几次，多进些钻碴，然后提出。3采取空口放细筛子或承碴盘等办法，使过筛后的泥浆流回孔内。勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，及转向装置是否灵活，预防发生安全质量事故。钻头直径磨耗不应超过1.5cm。超过时，及时用耐磨焊条补焊。并常备用两个钻头轮换、修补。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。坚持取样 查探地质为控制泥浆比重和抽碴次数，需及时用取样罐放到需测深度，取泥浆进行检查，及时向孔内灌注泥浆或投碎粘土。冲击钻进，孔底泥浆比重以1.41.6为宜。抽碴后，应测深一次，再分批投碎粘土，直到泥浆比重达到正常为止。冲孔时，每隔34h，将钻头或抽碴筒在孔底上下提放几次，把下面的泥浆拉上来，以护孔壁。终孔检查钻孔成孔后，检查成孔质量，从以下几方面检查：1成孔垂直度钻机钻完孔后，要重新对中钻机，其步骤方法同开钻前相同。挂十字线核墩中心到钻孔桩中心距离；核护筒是否偏移。钻机对中完成后换上钻头，将钻头放到孔底，稍微悬起一点即可。丈量钻绳到中心距离L。钻机顶部边缘距护筒顶的高度是7m，则成孔倾斜度=L/7，如图： 7=L/72泥浆比重、粘度潍河2号特大桥大部分桥墩基础地质条件较好。泥浆比重终孔时按1.11.3控制。粘度控制在1820s。这样灌注的砼质量易于保证。3清孔清孔标准：摩擦桩的沉碴厚度不大于30cm；柱桩不大于10cm。抽碴法清孔简易检查是用手触摸泥浆。直到泥浆中没有粒径大于23mm的颗粒且其比重在规定的范围之内时为止。清孔不能用加深孔身来代替清孔。4孔深检查钻孔中孔深是通过测钻绳和钻头长度来定的；灌注前孔深是通过测绳测的（测锤尺寸形状：圆锥形垂锭，钢板焊，砂填心，底面直径为14cm，高度为20cm，重量3.6kg）；沉碴厚度为终孔时通过测钻绳所得的读数与垂锭测绳所测得的读数之差。5孔径检查用46倍孔直径长的钢筋焊接成探孔器来检测孔径。保证钻孔的孔径满足要求。钢筋不能太细，使用中防止弯曲；钻孔过程中，孔径检查是通过量钻头直径来完成的。（2）水下混凝土灌注清孔灌注水下砼前需再次清孔，通过120根钻孔桩的试验得出泥浆比重、粘度适中、地质良好的钻孔，清孔与灌注时间间隔不宜超过4小时，否则需进行二次清孔。下放钢筋笼 清孔完毕后下放钢筋笼。为了钢筋笼就位准确，在钢筋笼一圈焊4个耳环来固定钢筋笼在孔中的位置；悬空的钢筋笼用4根吊环来控制，防止掉笼或上浮。钢筋笼标高定位允许误差是5cm。安装导管及封底导管必须经过密封实验合格后才能使用。现场安装、下放导管必须认真细致，导管法兰盘必须拧紧、密封。准备就绪后开盘封底，封底的砼数量由孔径及封底高度来确定。混凝土初存量的最小容量，可按下式计算：V =/4D2（H+h+0.5t）+d2（0.5LHh0.5t）式中 V混凝土的初存量，m3;d导管内径，m；D成孔桩径，m；L桩孔深度，m；H导管埋入混凝土的深度，m；h灌注前测得的导管下口距孔底高度,m；t灌注混凝土前孔底沉渣厚度，m。砼灌注全过程必须有技术人员值班，发现问题及时处理。对于突发事件有第二次处理方案，要随时启动，防止断桩。水下砼灌注要快速，以防坍孔和沉碴过厚而影响砼质量。每根桩的灌注时间不超过8小时。拌和时间较一般的砼延长1.5倍，一经开始，连续灌注，不管中途由于任何原因中断灌注时间超过30min的,必须采取补救措施或重钻。测量水下砼面的位置是用测绳吊着重砣