旋挖桩试桩方案

东方大道快速路高架项目主体工程东方大道快速路高架项目主体工程 1 1 标标 旋挖桩试桩方案旋挖桩试桩方案 一 工程概况 本标段设计试成孔 2 个 其中利用工程桩进行试成孔 1 个 为 Pm55 中桩 其余 1 个利用试桩兼作试成孔 第一根试桩为非工程桩 位于 Pm63 墩与 Pm64 墩之间中央分隔带处 桩长 55m 桩径为 1200mm 采用自平衡方法检测 第 一根试桩于 5 月 22 日完成试桩混凝土浇筑 成孔方式采用正循环回转钻机成孔 根据项目经理部进度及机械设备安排 拟增加旋挖钻机进行钻孔桩施工 尽管旋挖钻机成孔的技术已经相对成熟 但为保证旋挖钻孔能够顺利实施 并 验证积累相关的成孔过程控制数据 拟另外增加一根非工程桩进行旋挖桩试成 孔 二 工程水文与地质情况 一 水文条件 根据勘察资料 本场地勘察深度内的地下水主要为孔隙潜水和孔隙 I 承压 水 孔隙潜水主要赋存于浅部粘土及 2 层粉砂夹粉土 4 层粉砂夹粉土 其水 力联系密切 孔隙 I 承压水主要赋存于 6 1 粉土夹粉质粘土 9 层中粗砂中 其稳定水位埋深一般为 2 3m 勘探期间 各钻孔内水质清澈 透明 无色 无味 潜水初见水位标高在 1 75 2 00m 之间 稳定水位标高 1 68m 1 86m 之 间 二 地质条件 本场本试桩位置工程地质参考 Pm48 墩自地面起由上而下分别为 1 1 层素土填土 灰黄色 1 13m 2 层粉土夹粉质粘土 黄色 灰色 2 4m 3 1 层粉土夹粉砂 灰色 10 6m 3 2 层粉砂夹粉土 灰色 13 2m 4 2 层粉土夹粉质粘土 灰色 4 1m 5 2 层粉砂 细沙夹粘土 灰色 7 1m 6 2 层粉土夹粉砂 灰色 11m 7 2 层粉砂 细砂夹粉土 灰色 11 6m 三 试桩安排 一 施工现场环境与条件 本次试桩直径为 1200mm 桩长 54m 桩底标高 53 65m 位于 Pm52 墩与 Pm53 墩之间中央分隔带处 施工前清除中央分隔带绿化 平整施工场地 保证 钻孔灌注桩机的施工安全稳定 桩位往南附近有一条中心港河 河宽约 45 米 水深 3 米左右 受潮汐影响 河道水面标高变化较大 经现场观察水质清澈 透明 无色 无味 施工时可抽取该处河水作为施工用水 施工用电从业主交 付的附近临时箱变引出 已接至现场 高架项目主体工程位于东方路上 周边路网发达 交通便捷 满足施工时 材料运输要求 工程沿线管线较多 包括供水管 电力管 军事光缆等 施工前在桩位处 开 1 5m 左右样洞 确保施工过程中管线安全 二 试桩布置 为保证旋挖工艺在该地质条件下顺利施工 根据部署拟安排 PM52 PM53 墩 之间非工程桩进行试成孔 本次试桩主要针对旋挖钻机的成孔工艺 即试桩实 施至试成孔检测完成即结束 其他如钢筋笼制作与吊装 混凝土浇筑 等均参 照回旋钻成孔的试桩方案 在试成孔检测合格完成后 钻孔采用 C15 混凝土回 填 试桩拟安排 6 月 2 日开始 四 施工人员配置 根据本试桩的特点 做好施工组织 落实工程质量和安全文明施工等方面 的要求 达到试桩的目的 组建技术实力强劲 经验丰富的项目管理团队 负 责试桩工作的组织安排 内外协调 材料供应 安全监督 质量验收等工作 具体人员组织如下 机构岗位姓名 项目经理张宇峰 项目常务副经理孙峰 项目副经理沈健 项目总工唐俊华 质量员孙雪莲 材料员田宏发 安全员范玮健 施工员凤金龙 桂冬 测量员王朝勇 王亮 项目部 资料员王益民 施工队配备人员具体如下 机构岗位姓名 项目负责桂义梁 项目施工黄海军 材料员张山林 技术员樊佳露 设备管理员范俊 试验员陆伟强 安全员潘志明 资料员王强 施工队 测量员朱忠华 五 施工机械配置 主要施工机具表 序号主要机具单位数量 1SD28 旋挖钻机辆1 2挖掘机辆1 350 吨履带吊辆1 4运输车辆若干 5泥土箱个6 6经纬仪台3 7水准仪台3 8自制拌浆设备套3 9钢垫板块若干 10钢丝绳根若干 桩机 履带吊进场后施工前按相关规定做好检测 六 施工方案 旋挖机成孔流程如下所述 1 钻头对位 下放钻头 钻头着地 旋转 开挖 以钻头自重或加压油缸 作为钻进压力 2 当钻头内装满渣土后 将之提升起来 3 打开钻头底板 将钻头中的土倾卸到孔的一侧 终孔后运走 4 关闭钻头底板的活门 将钻头转回钻进地点 重复上一过程继续钻进 具体如下图所示 泥浆制备 钻进成孔护筒埋设测量定位 钢筋笼制作 钢筋笼吊装 导管安装测定沉渣混凝土浇筑 清 孔 符合要求 超出要求 一 施工准备及测量定位 钻孔桩施工前用挖掘机整平 压实地基 铺设钢板形成旋挖桩机作业平台 由测量人员根据已经建立的工程测量控制网计算并测定桩位 提交监理复核批 准 二 设备选型 本试桩选用上海金泰工程机械有限公司生产的 SD28 旋挖钻机 钻筒直径为 1200mm 动力头回转扭矩 286KN m 回转速度 6 30r min 回转中心到钻孔中 心距离 3680 4100mm 钻杆长度 69 9m 满足最大桩长 66m 要求 钻进设备进场 后 及时进行设备检测报验 经监理验收合格后方可开钻 三 护筒及埋设 1 钢护筒采用厚度 6mm 的 A3 钢板卷制 保证有足够的强度和刚度 内径 比桩径大 20cm 为 1400mm 护筒长 3 m 顶部高出地面 0 3m 埋深 2 7m 采用人工配合挖掘机埋设 在护筒的底部和外侧四周采用粘质土回填并分层夯 实 使护筒底口处不致漏失泥浆 2 护筒按照预先布置好的设计桩位中心进行埋设 并应严格保持护筒的 垂直 护筒埋设完成后 用全站仪和检定过的钢尺测量护筒中心与设计桩位中 心之间的偏差 同时用铅锤与钢尺检查其平面尺寸大小与垂直度偏差情况 各 项指标经监理验收都符合标准后再进行使用 3 如护筒底的土质较差 则采用挖深换土 在筒底换 50cm 厚的粘土 分 层夯实后再安放护筒 护筒就位后 在护筒四周分层回填粘土并夯打密实 夯 填时对称匀称 防止护筒移位 护筒埋设前对桩位进行测定 钻进过程中经常 检查护筒位置 4 钢护筒中心与桩孔中心偏差控制在 5cm 以内 埋设垂直度偏差控制在 1 以 内 四 钻机就位 1 设备带有工作装置行走时 与水平面的最大倾角为 3 并且满足以下 条件 上底盘与主机履带成一直线 动力头位置尽可能低 钻具尽可能接触地 面 桅杆处于后倾状态 当地表倾角较大时 油缸应当尽可能收缩 工地现场 的地面承受压力必须大于 250KN m2 经计算现场施工时在履带下满铺 30mm 厚 钢板 增强地基强度 钻机就位必须保证底座平稳 必须控制好机头钻杆的垂 直度与机架平台的水平度 保证钻机钻杆与护筒中心必须在一条垂直线上 偏 差控制在 2cm 以内 2 钻机就位后 复测护筒的顶标高 作为今后量测孔深与沉渣厚度的依据 五 泥浆循环设置 根据试桩位置 现场挖设 2 个泥浆池 泥浆池体积约为 10 m3 和 20 m3 用于清孔时排出泥浆的循环 沉淀后泥浆用泵抽到泥浆箱 再注入孔底进行清 孔 根据泥浆性能 及时补充新鲜浆液进行清孔 泥浆箱设置 6 个 总体积为 120 m3 泥浆的制备能力应大于钻孔时泥浆的需求量 每台钻机的泥浆储备量 不少于单桩体积 试桩开始前将 6 个泥浆箱中泥浆调制好 随挖随注 六 泥浆制备 1 根据设计资料 试桩位置土粒较细 砂性较大 土层主要为粉砂夹粉土 粉土夹粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土夹粉土等 因此采用人工造浆 确保桩 基成孔质量 准备充足的优质膨润土进行造浆 在箱体内造浆 严禁孔内造浆 和造浆不及时 试桩前准备 20t 优质膨润土 泥浆配比根据试验拟定为水 膨 润土 980Kg 35 Kg 2 根据地质情况适当调整泥浆 泥浆性能根据土质的变化随时调整 新鲜 泥浆指标一般为 相对比重1 04 1 10 含砂率 1 黏度18 30 出口泥浆指 标一般为 相对比重1 1 1 2 含砂率 4 黏度18 30 钻孔过程中随时对孔 内泥浆的性能进行检测 做好记录 不符合要求时应及时调整 钻孔泥浆进行 循环处理后重复使用 减少排放量 施工完成后废弃的泥浆采取先集中沉淀再 处理的措施 严禁随意排放 污染环境和水域 3 在地质变化处和交接班时必须进行泥浆指标检测 七 钻进 1 钻进前将泥浆垂直向桩孔中间进行注浆 初钻时在护筒底部低压慢速 钻进 钻至护筒底下 1m 后 可按正常速度钻进 钻进时进尺控制在 50 cm 80 cm 软塑地层采用少进尺 可塑地层可适当增加进尺 砂土或软土等易塌孔地 层中钻孔时 用平底钻头 采用轻压 低档慢速 稠泥浆的钻进方法 钻进过 程中严格控制钻速 钻进软塑 流塑地层时如果进尺快 钻头被压入泥中和泥 土结合成一个整体 提钻时的 活塞 效应容易将孔壁吸塌 造成坍孔埋钻事 故 2 钻进时应掌握升降机钢丝绳的松紧度 以减少钻杆晃动 钻斗的升降 速度一般控制在 0 75 0 8m s 在粉砂层中 升降速度应该更加缓慢 控制在 0 4 0 65 m s 在下放和提升钻头时速度要平稳 以免强烈的撞击造成孔壁坍 塌 而且在钻进过程中要经常检查钻头通气孔 必须保证钻头通气孔的畅通无 阻 旋挖机钻斗挖好土提升后打开钻头底板 将钻筒中的土倾卸到孔的一侧 挖掘机负责将挖出的土倒运到孔外侧 沥干后由渣土车运出施工现场 3 根据旋挖钻机配备的电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度 也可以 采用2台经纬仪成90 角跟踪观测控制 随时指挥机手调整钻杆垂直度 保持成 孔的垂直度 4 钻进施工时随着孔深的增加及时 连续地向孔内补充泥浆 维持护筒 内的水头 防止孔壁坍孔 钻进过程中应保证泥浆面始终不低于护筒底部500mm 以上 根据勘察资料 6 1粉土夹粉质粘土 9层中粗砂中存在孔隙I承压水 当 钻进至承压水层时尤其注意孔内的水头高度和提钻速度 水头高度必须能平衡 孔内承压水压力 提钻速度应该降低 控制在0 3 m s左右 5 正常钻进时 应合理调整和掌握钻进参数 不得随意提动孔内钻具 6 钻进过程中注意土层变化 随时与地质图进行对照 合理调整钻进速 度与钻压等钻进参数 质量员必须如实 准确 及时地记录钻进过程 掌握进 尺情况与泥浆指标数据 7 成孔达到设计深度后用捞渣钻头清除孔底沉渣 沉渣厚度控制在 10 cm 以内 八 终孔及清孔 1 钻进达到设计标高后 应即进行孔深 孔径 垂直度等终孔检查 用 检孔器检查垂直度 孔径 以便及时调整钻头直径 符合设计要求后进行清孔 将钻头放入孔底扫孔 捞去沉渣 浇筑混凝土前再次检测泥浆性能指标和孔底 沉渣厚度 如超出规范要求 再进行第二次清孔 2 清孔时注意保持水头高度 宜高出护筒底脚 0 5m 以上或地下水位以上 1 5 2 0m 同时必须控制好泥浆指标 避免因泥浆密度下降导致坍孔 3 清孔后的泥浆密度指标为 相对密度 1 03 1 10 黏度 17 20Pa s 含砂率98 孔底沉渣厚度必须不大于 10cm 4 清孔后放置 3 小时左右时间 代替钢筋笼安装时间 验证成孔质量 九 钢筋骨架制作吊装 1 钢筋笼加工制作在围挡内集中进行 为保证加工精度 设置加工平台 16T 汽车起重机吊装入孔 2 钢筋笼安装时采用起重机分段安装成形 钢筋骨架对准护筒中心缓慢下 放至设计标高 对分段制作的钢筋骨架 当前一段放入孔内后 即用钢管临时 搁置在钻机平台上 再起吊另一段 对准位置 采用套筒挤压连接并验收合格 后 逐段放入孔内至设计标高与设计桩位中心位置 最后将最上面一段利用 25mm 钢筋吊挂在护筒上 检测钢筋笼中心位置符合要求后 将挂钩与护筒内 壁焊接固定 避免在混凝土浇注过程中钢筋笼整体上浮与偏移 吊机吊起钢筋 笼后 检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓 平衡垂直放入孔内 切忌碰撞孔壁 不可强行下放 3 钢筋笼在入孔前 在骨架外侧焊接钢筋耳环 以保证钢筋保护层厚度 4 钢筋骨架定位后 立即吊装导管 导管事先经过试拼 再进行水密承压 和接头抗拉试验 合格后使用 进行水密试验的水压不小于孔内水深1 3 倍的 压力 亦不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内应力的1 3倍 根 据计算本次水密试验的压力取值为0 9MPa 导管内径为250mm 每节标准长度为 300cm 最下面一节导管长度为4m 并配1 2节长1 0 1 5m短管 由管端粗丝扣 法兰螺栓连接 接头处用橡胶圈密封防水 5 主筋直径 d 25mm 时 采用直螺纹连接方式 质量等级必须满足 钢筋 机械连接通用技术规程 JGJ 107 2010 中的 级要求 主筋直径 16 d 25 时可采用焊接连接方式 单面焊焊缝长度 10d 双面焊焊缝长度 5d 且同一 截面内钢筋接头不得超过 50 接头间距必须大于 1000mm 6 在钢筋笼骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块 间距竖向宜为 2 米 径 向圆周不少于 4 处 十 声测管安装要求 声测管采用 3 根 50 3mm 金属管 声测管兼作桩底后期注浆管 其底部伸 出桩底 20 50cm 声测管直接固定在钢筋笼内侧 采用绑扎方式固定 声测管 上端伸出原地面 每埋设一节声测管向管内加注清水 在正式灌注混凝土前 检查声测管内的水位 如管内水位不满 补充灌满 注意声测管管顶加盖 管 底封闭 十二 砼浇筑 1 首批灌注混凝土的数最应能满足导管首次埋置深度 1 0m 以上的需要 要求首次灌浆斗容积不小于 2 8 立方米 钢筋笼入孔后 4 小时内必须灌注混凝 土 混凝土采用商品混凝土 由混凝土搅拌车直接送至工地 混凝土试块不少 于 3 组 并对每车混凝土坍落度进行测试 控制在 18 22cm 混凝土质量如不 符合技术规范要求 绝不使用 2 商品混凝土采用混凝土自卸方式进行灌注 3 水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间 初灌注时 先 在导管中安放球胆隔水栓 初灌斗与导管联接处用隔水板封闭 足量混凝土倒 入初灌斗后 启出隔水板 保证导管埋入混凝土面超过 1m 孔口大量返出泥浆 说明初灌成功 然后进行连续灌注作业 4 灌注过程连续进行 不得中断 尽量缩短混凝土灌注时间 灌注过程 中安排专人负责检测记录工作 随时注意观察管内混凝土面下降及孔内返水情 况 及时检测孔内混凝土面上升 及时提升和分段拆除上端导管 导管下口在 混凝土内的埋置深度控制在 2 6m 勤拆导管 5 为确保桩顶质量 根据设计文件要求 灌注桩混凝土的桩顶标高高出设 计标高一定高度 最小高度不宜小于设计桩长的 0 3 且不小于 1m 6 灌注快完毕时 最后一或两根导管缓慢拔出 混凝土灌注完毕后割断 钢筋笼吊筋 拔出护筒 清除孔口泥浆和混凝土残浆 由于桩顶混凝土面低于 自然地面 灌好混凝土后加盖围挡 并做好醒目的警示标牌 以防止发生人身 安全事故 7 混凝土实际浇灌量不得小于计算值 充盈系数不得小于 1 也不应大 于 1 3 8 混凝土强度等级为水下C30 配合比等资料报监理审批后采用 十三 桩底压浆施工 本工程桩基采用桩底后压浆工艺 钢筋笼安装完成后 在钢筋笼内设置 3 根注浆管 注浆管应均匀布置 管底位于桩底以下 20 50cm 1 注浆器采用单向筏式注浆器 注浆管底位于桩底以下20 50cm 压浆工 作宜在桩身混凝土强度达到设计强度的75 后进行 或在桩身的超声波检测工 作结束后进行 桩底压浆时 同一根桩中的全部压浆管宜同时均匀压入水泥浆 并应随时监测桩顶位移和桩周土层的变化情况 2 注浆采用 42 5 号普通硅酸盐水泥 注浆水灰比为 0 55 0 6 灌注桩 桩底后压浆量符合以下规定 1 根 1200mm 钻孔桩压浆量 3000Kg 3 灌注桩成桩后的 7 8 小时内 采用清水开塞 开塞压力 0 8 1 2MPa 开塞后立即停止注水 4 注浆过程中 控制好注浆压力和注浆速度 注浆压力一般控制在 0 4 0 8MPa 压浆压力宜为桩底静水压力的 2 4 倍 注浆速度为 32 47L min 现场配备与注浆器匹配的水泥浆液搅拌槽 注浆前对水泥充分搅 拌 4 分钟以上 并设置过滤网片 过滤可能存在大颗粒的水泥结块 防止堵塞 注浆管 当注浆量达到设计要求 或注浆量达到设计 80 以上 且压力达到 4MPa 可以终止注浆 5 对于注浆失败的桩 采用如下补救措施 桩侧采用低值钻机对称钻两直 径约 90mm 的小孔 深度超过桩底 500mm 然后在所成孔中重新放两套注浆管并 在距离桩底约 2m 处用托盘封堵 并用水泥浆液封孔 待成孔 5 天后立即重新注 浆 补入设计注浆量 七 施工质量控制措施 旋挖桩施工常见质量问题有以下几项 项目部将针对这些旋挖桩施工过程 中容易出现的问题采取相应措施 详述如下 一 钻孔偏斜 1 钻机就位前进行场地平整 用挖掘机初步碾压 满足旋挖钻机的工作要 求 钻机就位后调整液压系统进行精平 必须控制好机头钻杆的垂直度与机架 平台的水平度 保证钻机钻杆与护筒中心必须在一条垂直线上 偏差控制在 2cm 以内 2 钻孔形成后 经检孔器查明钻孔偏斜的位置 钻斗反复扫孔 使钻孔顺 直 二 扩孔和缩颈 1 钻进过程中应始终注意保持孔内泥浆有合理的比重和稠度 保证孔内有 足够的水头压力 2 旋挖钻机的圆柱形钻头在提出时会使钻头下产生真空 应严格控制提杆 速度 防止真空吸力对孔壁产生不稳定影响 3 出现缩孔时 可提高孔内泥浆量或加大泥浆相对密度采用钻斗上下反复 扫孔的方法 恢复孔径 三 钻杆折断 1 不使用弯曲严重的钻杆 严格遵循操作规程 2 在坚硬 复杂地层要仔细操作 严格控制进尺和钻压的大小以策安全 3 经常检查钻具各部分的磨损情况 损坏的要及时更换 维修 对钻杆要 定期起钻检查 4 如发生钻杆折断事故 应及时组织打捞 八 桩基施工检测与验收 1 检测内容 成孔后即可进行成孔质量检测 成孔质量检查的内容包括 孔径 孔深 孔底沉渣厚度等 成孔的质量标准如下 序号项 目允许偏差 1 孔径不小于设计孔径 2 孔底沉渣厚度不大于100mm 3 孔深不小于设计规定 2 孔深及孔底沉渣检测 孔深及孔底沉渣采用测绳上系扣钢筋检测 测绳 用钢尺进行校核 钢筋长 25cm 质量约 3 8kg 3 孔径 孔形测量 探孔器长度按照探孔器外经的 4 6 倍加工 实际加工 长度为 6m 主筋 支撑 25 钢筋制作 外径与设计孔径相等为 1 2m 检测 时 将探孔器吊起 使笼的中心 孔的中心与起吊钢绳保持一致 慢慢放入孔 内 以是否顺利放到孔底检测孔