大马村桩基方案.doc

南水北调中线一期工程石家庄区段桥梁工程二标段大马村桥桩基专项施工方案编制： 审核： 中铁十八局集团有限公司南水北调一期石家庄段桥梁工程二标段项目部二一一年七月八日南水北调桥梁工程二标段大马村桥桩基专项施工方案1. 工程概况本标段南水北调中线一期工程总干渠石家庄市区段桥梁工程。大马村桥（234+766.05）。为单幅桥，桥梁上部结构为3跨等截面预应力混凝土连续箱梁，箱梁为单箱五室，跨径均为30m+40m+30m,全桥总长为100m。桩基为钻孔灌注桩，桩径D=1.2和D=1.5米，长度22米、24米。2. 地质情况该地段在地貌上属太行山山前滹沱河冲洪积扇中上部，为倾斜平原，地形平坦，场区构造单元为太行山隆起和河北平原凹陷的交接部位，场地西部为太行山前阶梯状断裂带。该线路内地层为第四纪冲洪积形成的粘性土、粉土和砂类土组成。总体来说，地层较连续，有规律、层位变化不大。在地表下25米左右进入含卵砾砂层，以上为粘土及部分砂层。本区地层为第四系松散岩系和第三系泥岩，地形结构为土岩双层结构。3. 桩基施工3.1 施工准备准备足量的膨润土、火碱和纤维素，满足桩基造浆施工用量。施工前在空余处建水池，蓄水量在100立方,满足现场施工用水要求。钻孔前要挖泥浆池循环利用泥浆。钻孔场地采用机械将施工场地整平压实，测量放线确定桩位，人工埋设钢护筒。钢护筒内径比桩径大30cm，护筒顶面高出施工地面2030cm。具体长度根据现场实际情况再确定。护筒埋置深度须符合下列规定：黏性土不小于2m，当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m；在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。3.2施工测量放线(1)、检查复核控制桩点，检查其建筑基线尺寸是否符合点位，是否通视、易量。(2)、用全站仪测出各轴线和桩位，用红漆标在路面上，作为挖孔依据。(3)、放好轴线后，及时报告监理验线，复核后方可施工。3.3 桩孔施工钻孔桩施工工艺见图3-1。施工准备水密性试验钢筋笼制作测孔深、孔径测量放样泥 浆 制 备 测孔深、泥浆指标、 钻进速度测孔深、孔径、倾斜度测泥浆性能指标检查泥浆指标沉渣厚度制作混凝土试件钢护筒加工监理工程师签字认可埋设钢护筒钻机就位钻 进中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土凿桩头、检验监理工程师签字认可监理工程师签字认可监理工程师签字认可 图3-1 钻孔桩施工工艺流程图3.3.1 钻进施工钻孔采用旋挖钻机、湿法成孔方法。钻头直径较护筒小30cm,钻孔前各项准备工作完成经检查满足要求后，将钻机行驶到施工孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。泥浆采用膨润土、火碱和纤维素制成，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泥浆泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。开孔前，由质检工程师检查验收合格并经监理工程师复核无误后，方可开钻。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度，泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.051.2之间，粘度控制在1622s，含砂率控制在4%以内。二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在地面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。钻孔过程中，应随时抽取渣样，与设计地质资料对应，并做好记录。用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。要求沉碴厚度不大于10cm。在灌注水下混凝土前，用高压风（高压水）吹底翻渣，进一步减少桩底沉碴厚度。钻孔前采用水准仪测量护筒顶标高，根据设计孔底标高推算孔深，钻进过程中采用测绳测量孔深，孔深不小于设计深度；并随时检查钻机水平，确保钻孔垂直度符合要求；符合要求后方可进行下道工序。见表3-2 钻孔桩钻孔允许误差表。表3-2 钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1孔径不小于设计孔径测量检查2孔深不小于设计孔深3护筒顶面位置50mm4倾斜度1%5孔位中心50mm6倾斜度1%7浇筑混凝土前桩底沉渣厚度200mm3.3.2 清孔钻孔达到设计深度后，检查孔径、孔深、孔位、垂直度，各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔采用泥浆置换法。清孔须达到符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于10cm。在清孔排渣时注意保持孔内水位，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，必要时用高压水冲射孔底沉淀物，立即浇注水下混凝土，保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。3.3.3 验孔采用测绳等检测设备检查孔深、孔径、倾斜度及孔底沉渣厚度，达到要求监理工程师签证后方可进入下道工序。3.4钢筋笼制作、安装制作钢筋笼加工设置专用底座，加工专用的骨架模型上进行。在加强箍上等间距标出主筋位置，将主筋依次逐根焊接在加强箍上，形成钢筋骨架，随后将其它主筋均匀焊接到钢筋骨架上，形成整个骨架，最后，将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上，。钢筋笼主筋接头采用机械套筒连接，加强箍筋与主筋连接全部搭接焊，根据钢筋笼的上下位置布置主筋接头位置，焊接时要求每个接头断面的接头数量不得多于主筋数量的50%，钢筋笼必须按设计图纸制作，焊缝要求平整、光滑、密实、无气泡、无泡渣。安装钢筋笼加工完成并设置好保护层垫块后，用炮车将钢筋笼运到施工地点，当在钢筋储存存放时，应做好防锈工作。钢筋笼利用吊机吊装，钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。钢筋笼起吊和移位时必须考虑变形控制。为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用三点吊。第一点设在骨架上面，第二点设在钢筋笼中部与钢筋笼2/3处之间，第三点设在钢筋笼底部，起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二点、第三点同时起吊，随着第一点的不断提起，慢慢放松第二、第三吊点，直到骨架与路面或作业平台垂直，停止第一吊点起吊，用颈形骨架固定。钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录，符合要求后，采用吊筋将钢筋笼进行固定，防止钢筋笼因自重下落或灌注砼时往上串动造成错位，吊筋的长度、设置位置必须经过仔细研究和设计，防止出现钢筋笼降低或超高现象。当符合下列要求时，桩基将采用声波探测法检测，钢筋笼加工时需安装声测管：当采用超声波检测，声测管按设计图要求安装，采用573.5钢管底端有效封闭沿桩身全程埋设，固定在加强箍筋内侧，等边三角型布置，牢固牢靠、保持竖直，管内事先灌满水，检查无异物后顶端加盖封闭，顶端高于桩顶500mm以上；声测管壁厚、接口连接、固定方式等必须符合要求，杜绝漏浆堵管现象。桩身混凝土灌注完毕后，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。钢筋笼上浮处理钢筋笼上浮发生于灌注砼的导管位于钢筋笼底部或更下方而砼埋管深度已经较大时，此时钢筋笼靠自重力及孔壁的摩擦力来抵抗砼上顶力、摩擦力及泥浆的浮力，一旦失去平衡，钢筋笼就会上浮。为防止钢筋笼上浮，应加强观察，以便及时发现问题，并在钢筋笼顶施加竖向约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。发现钢筋笼上浮后，应立即停止灌注砼，查明原因及程度，如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管镀升至钢筋笼底上方后可恢复灌注，如上浮严重，因立即通过吸渣等方式，清理灌注的砼，另行处理。3.5安装导管1） 钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径应与桩径及混凝土浇注速度相适应，为30cm。导管管节长度，中间节为2.7m等长，底节可为4m，漏斗下宜用1m长导管。2） 导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。3） 导管长度应按孔深和工作平台高度决定。4） 导管应位于钻孔中央，在浇注混凝土前，应进行升降试验。导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。5） 利用导管二次清孔，检查孔底沉碴厚度，底部导管口安装位置距桩底不能过高，宜2530cm。3.6灌注水下混凝土浇注前做好人、材、机等各方面施工准备，水下混凝土浇注过程中按照施工工艺顺序要求正常施工，对可能出现拔管漏浆、漏水，混凝土断桩等现象采取以下相应的应急措施。1） 计算和控制首批封底混凝土数量，混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m并不宜大于3m；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大，确保下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置（一般采用浮球），该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。2） 水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在12h内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管埋深，导管在混凝土埋深控制在26m之间。3） 在浇筑混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在26m范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。4） 水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。3.7泥浆清理为保护环境，钻孔桩施工中产生的废弃泥浆沉淀后，用泥浆车运往指定的废弃泥浆堆放场地，并做妥善处理。3.8 质量检测检测桩基：严格按设计图纸要求进行，即：声波透射法检测。声波透射法检测时，被检桩的混凝土龄期应大于14天。4.钻孔异常处理措施1、坍孔处理钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.151.4之间），改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.30.5m/s。坍孔严重时，应回填重新钻孔。2、缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。3、埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快；卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后，应保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。5桩基工程质量通病预防措施桩基工程质量通病预防措施见表5-3。钢筋工程质量通病预防措施见表5-4。表5-3桩基工程质量通病预防措施表 通病现象原因分析预防措施1、孔底沉渣过厚清孔不彻底。(1)选用合适的清孔工艺；(2)清孔、下钢筋、浇灌混凝土连续作业。2、坍孔岩层变化、措施不力。(1)松散砂土或流砂中减慢钻进速度；(2)加大泥浆比重；(3)保证施工连续进行。3、孔径不足钻头直径偏小、土质特殊。(1)选用合适的钻头直径；(2)流塑性地基土变形造孔时，宜采用上下反复扫孔方法，以扩大孔径。4、钢筋笼位置、尺寸、形状不符合设计要求加工、运输、安装工艺有误。(1)钢筋笼较大时，应设16或18加强箍，间距22.5m；(2)钢筋笼过长时应大吨位整体吊装；(3)设置足够的环状混凝土或砂浆垫块控制保护层厚。5、混凝土灌注中钢筋笼上浮钢筋笼底标高以下混凝土灌注速度过快、导管提升不及时、流砂涌入。 (1)浇灌混凝土导管不能埋得太深；(2)将24根竖筋加长至桩底；(3)保持合适的泥浆密度，防止流砂涌入托起钢筋。表5-4钢筋工程质量通病预防措施表通病现象原因分析预防措施1、钢筋锈蚀保管不善(1)对颗粒状或片状老锈必须清除；(2)钢筋除锈后仍留有麻点者，严禁按原规格使用；(3)进场后加强保管，堆放处要下垫上盖。2、钢筋接头的连接方法和接头数量及布置不符合要求技术交底不细、工艺控制有误、标准不清、把关不严(1)严格技术交底及工艺控制；(2)合理配料，防止接头集中；(3)正确理解规范中规定的同一截面的含义。3、钢筋网中主副筋放反(1)认真看清图纸，并向操作人员进行书面的技术交底，复杂部位应附施工草图；(2)加强质量检查，做好隐蔽工程检验记录。4、钢筋位置不对及 产生变形(1)认真按要求施工，加强检验；(2)控制混凝土的浇灌、振捣成型方法。5、接头尺寸偏差过大(1)绑条长度符合施工规范，绑条沿接头中心线纵向位移不大于0.5d，接头处弯折不大于4；钢筋轴线位移不大于0.1d且不大于3mm；(2)焊缝长度沿绑条或搭接长度满焊，最大误差0.5d。6、焊缝尺寸不足(1)按照设计图的规定进行检查；(2)图上无标注和要求时，检查焊件尺寸，焊缝宽度不小于0.7d，；焊缝厚度不小