案例二--某特大桥钻孔灌注桩施工技术要求.doc

案例二 某特大桥钻孔灌注桩施工技术要求某特大桥位于山东省胶州市境内，是济青公路跨越大沽河的一座特大桥，大桥全长814142m，桥宽282m，桥梁面积229588m2。 该桥全桥27孔，每孔跨径30m，上下行行车道各为独立体系。该桥下部结构采用直径1.5m的钢筋混凝土钻孔灌注桩，桥台为U型浆砌片石重力式桥台，上部结构为30m预应力简支梁，桥面板、横隔板均为现浇混凝土，桥面设计为四孔一联的连续桥面。内侧和外侧设有现浇钢筋混凝土防撞墙，上行和下行桥外侧各设12m宽的人行道及拼装式钢筋混凝土预制栏杆。 主要施工程序为：施工准备；桩基施工；桥台桥墩施工；制梁架梁；现浇钢筋混凝士横隔板、桥面板；桥面系施工。大沽河特大桥工程量大，施工工艺复杂、技术难点多，包括钻孔桩施工、静载试桩、预应力钢筋混凝土梁预制等技术性较强的关键工序。一、钻孔灌注桩施工工艺根据地质情况，上部松散堆积层的可钻性较好，下部黏土岩或粉砂岩可钻性差，设计钻孔工艺如下： 1钻孔机械设备选择：根据钻孔直径、桩基深度、地层地质情况，选择大扭矩回转钻孔机械。根据工期要求短、工程量大的特点，确定选用河北新河钻机厂生产的KQ1500型潜水钻全液压步履钻机四台，天津采矿机械三厂生产的GJC40H系列大扭矩车装大口径工程钻机二台，上海采矿机械厂生产的TJ3000型大扭矩水文钻井机四台，总计十台钻机。历时6个月，共钻工程桩和锚桩192根，合计4527延米。 2钻头选择：大沽河上部覆盖层为第四纪松散堆积层，可钻性较好，选用笼式刮刀钻头，下部土层为黏土岩和粉砂岩，选用笼式三翼、多翼梳齿钻头。钻头上部装有扶正器，可以导正，起到修孔、保径的作用。3钻孔护壁：钻孔采用泵吸反循环回转钻进方法，浅埋护筒静水压力和泥浆循环护壁。护筒有固定桩位、引导钻锥方向、避免地面水流入孔内、保护孔口不坍塌、保护孔内水位高出地下水位，形成静水压力（压力水头），保护孔壁，防止坍塌等作用。泥浆或清水起着提高孔内静水压力（其中泥浆还有渗透、粘结以提高松散地层内聚力）的作用。因此，确保一定的静水压力、埋好护筒、用好泥浆是桥梁基桩钻进护壁工艺中的三项关键技术。在钻进过程中，应注意控制钻头对土层的压力，不得超过钻具自重的50，为防止孔壁坍塌，操作人员要严格控制进尺速度洞时要定时用水平尺调平钻架，使钻架中心线与钻孔轴线平行。 4泥浆技术指标：上部松散层采用黏土粉加 NOM、CMC等处理剂的细分散泥浆，泥浆密度为1214gcm3，黏度为1820s，胶体率为98，下部泥浆采用自造浆加处理剂，随时监测泥浆性能，及时更新调整，确保钻孔孔形符合要求。钻孔灌注桩施工工艺详见图739。 图739 钻孔灌注桩施工工艺二、钻孔灌注桩施工工艺流程 1平整场地、整修道路。根据桩顶设计标高、自然地面高程，用机械配合人工平整场地，按钻孔平面布置修筑钻孔机械、混凝土运输及浇筑机械进出场道路。场地面积要满足摆放钻机、挖设泥浆池及沉淀池，灌注混凝土时泵车及混凝土运输车停放等需要，还应留出摆放钢筋笼的位置。 2. 桩位复核。根据设计图纸的测量坐标及现场三角控制网，用经纬仪和经过检验的钢尺，定出孔位中心桩，测放出孔位桩及护桩。经复核无误、监理工程师认可后，用表格形式交钻井班组，保护现场桩位。 3埋没护筒，挖设泥浆池、沉淀池。钻井工班根据测定的孔位中心桩，埋置护筒，程序如下： （1）留桩位挖护筒。 （2）安装护筒：按照孔位中心桩和护筒高度，将护筒固定，护筒外围堆填黏土，用小线拉十字，将孔位中心桩反映在护筒上。 （3）挖掉中心留土。 （4）在井口 5m以外，开挖泥浆池和沉淀池。在护筒缺口和泥浆池之间用泥浆沟连接起来。 4钻机就位：钻机就位后，要将钻头的钻尖准确对准孔位中心。具体方法是在护筒的刻痕处，用小线连成十字，钻头中心对准小线十字交叉太。 5钻进：按钻进工艺、机械技术要求及钻孔操作要点进行。在钻进过程中，要随时根据钻进情况、土层土质、泥浆密度等调整钻头压力和钻头转速。 6终孔：当钻孔深度达到设计标高后，用孔规测孔径，测孔深，作记录，填写钻孔记录表。 7清孔：清孔的目的是降低孔内泥浆密度，便于灌注水下混凝土。具体方法是先将钻头在孔底空转，再用100mm水管向孔内注水，注水同时搅拌孔内泥浆，简称换浆。换浆的同时用比重瓶量测泥浆比重，泥浆密度在105115gcm3之间即为合格，换浆完成后用测锥量测孔内沉碴厚度。8测孔垂直度：钻孔垂直度用孔规或用其他工具量测。大沽河桥施工中钻孔垂直度量测采用孔壁回声仪，量测垂直度的同时测得孔径、孔深。 9. 安放钢筋笼： （1）绑扎钢筋笼时要按要求对钢筋进行调直、切断、弯曲、绑扎，钢筋笼绑扎成型后，应用专用运输车运输，钢筋笼存放场地应当整平，不能使钢筋笼受损。 （2）钢筋笼和钢筋吊点加固：为保证钢筋笼不变形，可采用如下方法加固：每隔2m增加一道16箍筋，与主筋点焊，每隔4m在加强箍筋处增设十字钢筋。钢筋吊点处加固：钢筋笼从运输到安装完成，吊点处箍筋受力最大，必须加固。加固的方法是将顶端箍筋与立筋焊接。为加大焊接面，可在立筋上绑条焊，顶住箍筋。加快现场焊接进度措施：钢筋笼设计长度为1723m，吊车爬杆高度不够，向钻孔中安装钢筋笼时必须分成两节到三节，分节下到钻孔中进行连接。焊接方法采用绑条焊，现场立焊速度较慢，要想办法变立焊为平焊，以加快速度。可在加工场地先焊好一半绑条以减少立焊数量，加快焊接速度。 （3）保证保护层厚度的方法：可制作圆形混凝土砂浆垫块，套在钢筋笼主筋上。 （4）保证钢筋笼放置到正确位置的措施：钢筋笼设计长度一般小于钻孔深度（一般比钻孔深度短67m）。放置钢筋笼时必须严格控制标高，具体方法是根据护筒上口标高点，推算钢筋笼顶端高出护筒顶端的长度，用红漆划线控制，用工字钢、圆钢等横担将钢筋笼支撑在护筒上口，然后检查中心位置，合格后固定。 10安放导管：将混凝土泵车停放在桩位一侧，混凝土导管对准孔位中心，逐节连接导管，直至导管底口距孔底30cm为止，安装隔水栓球。 11灌注水下混凝土： （1）灌注混凝土塌落度控制在1620cm，第一车混凝土塌落度可稍大，最好控制在1920cm。 （2）第一车混凝土的数量要满足下列条件：导管埋在混凝土内的深度至少2m。混凝土灌注量V=FH=l43.14161.51.523.534m3，向孔内注入v3.5m3的数量，时间不能过长，应在810分钟内完成。 （3）混凝土灌注时，间隙时间不能超过30min，灌注速度520mh。 （4）防止钢筋笼上浮的措施：采取措施将钢筋笼压住，克服混凝土对钢筋的上浮力，如在横担上加重、增加横担等。为消除导管上提时对钢筋笼的影响，在导管的法兰连接处与管壁焊接导向三角铁。在浇灌混凝土时，随时抽拔拆除导管，但必须保证导管埋入混凝土顶面以下至少2m。混凝土灌注高度必须高出桩顶以上3050cm，以确保桩顶混凝土质量。对设计桩顶标高以下2m的混凝土，浇筑时必须用插入式振捣器振捣，以增强桩头混凝土密实度。 12桩头处理：桩身混凝土达到养护期后，一般应养护714天，用人工凿除高出桩顶设计高程部分的混凝土，检查桩头混凝土是否有夹泥或其他异常现象，发现问题及时处理。 三、钻孔灌注桩的质量控制及检查方法 钻孔灌注桩的质量要求较高，桩孔中心偏移不得大于5cm，孔斜度不得大于1桩长，孔底沉碴厚度允许值为02D（D为钻孔桩设计直径），钻孔桩灌注混凝土时顶面标高要超过桩顶设计标高0305m，在混凝土灌注地点塌落度为1620cm。钻孔直径必须保证设计尺寸，应按设计指定墩位进行静压试验，对桩总数30的基桩按无破损检验方法进行整体性试验。 1钻孔过程中，用经纬仪测量钻孔中心的准确度，用比重计检验泥浆比重，防止塌孔，用垂球检查钻架的垂直度，防止钻架歪斜。 2钻孔达到设计深度后，用测锤量测孔深和沉碴厚度，用孔规检查孔径和孔斜（大沽河采用日本产KE20型孔壁回声仪检查钻孔深