2.5m钻孔桩施工方案.doc
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1、2.5m钻孔桩施工方案 一、编制依据1、新广州站站房桥梁7-9轴部分桩基设计工程施工图,图号:新广站房施-(桥)0201-092、新建时速200250公里客运专线铁路设计暂行规定(铁建设2005140号3、铁路桥涵施工规范(TB 10203-2002)4、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ213-2005)5、铁路混凝土工程施工技术指南(TZ21-2005)6、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160号)二、工程概况及钻机设备的选用广州新客站站房桥7-9轴上部构造为64mV构连续梁,下部构造为灌注桩群桩、承台、实心墩,其中桩径2.5m,相邻桩净距最小仅2.5米,所有桩
2、基按柱桩设计,设计桩长约30m的混凝土;根据地质资料显示桩基嵌入W2岩层(弱风化砂砾岩)不少于2m,简要地质资料为:(1)、Q4m1人工填土层,呈灰黄色(1),I类等级;(2)、Q4a1淤泥,流塑(2)1,II类等级,=60Kpa;(3)、Q4a1粉质黏土,软塑(2)2,类等级,=120Kpa;(4)、Q4a1粉质黏土,硬塑(2)3,类等级,=150Kpa(5)、Q4a1粉细砂,松散、饱和(2)4,类等级,=100Kpa(6)、Q4a1中砂,稍密,饱和(2)5,类等级,=150Kpa(7)、Q4a1粗砂,稍密,饱和(2)6,类等级,=180Kpa(8)、Q4e1粉质黏土, 硬塑3,类等级,=1
3、80Kpa(9)、泥质粉砂、砂砾岩,全风化(4)1,类等级,=200Kpa(10)、泥质粉砂、砂砾岩,强风化(4)2,类等级,=300Kpa(11)、泥质粉砂、砂砾岩,弱风化(4)3,类等级,=500Kpa桩基础技术参数表工程部位根数(根)桩顶标高(m)桩底标高(m)设计桩长(m)现有地面标高(m)成孔深度(m)数字轴字母轴7F2、12-9.214-39.21430+0.88638.3F112-9.214-39.2143038.3F12-9.214-44.2143543.3E112-9.214-39.2143038.3E12-9.214-44.2143543.39F212-9.214-39.2
4、143038.3F112-9.214-39.2143038.3F12-9.214-44.7143543.3E112-9.214-39.2143038.3E12-9.214-44.7143543.3合计桩长(m)38404836根据以上地质资料及现场施工条件,施工时选用CHZ-5.8冲击钻机。为防止钻进过程中,重锤频繁振动造成钻机位移,要求整机重量不小于12吨,如达不到则加装配重,主机功率75kW,附机功率25kW,正转反转36m /min,频率每分钟7次,冲锤使用改装“五瓣”冲锤,重9.5t。发电机发电机采用200KW功率,每台发电机同时向两台钻机供电并放置于所供电钻机旁边,由于现场场地狭窄,
5、发电机油箱拟采用1.4K公升容积。三、施工方案1、施工安排由于79轴在地铁的止水帷幕之中,我部桩机施工时地铁抗拔桩同时施工,相互受干扰和施工场地的约束。处理好与地铁之间施工安排和场地摆放的关系是本工程一大重点。经与地铁多次协商,达成如下协议:a、避开干扰各自施工一边,即我部施工7轴的桥桩时地铁施工靠9轴的地铁抗拔桩。我部施工完7轴桥桩后再施工9轴的桥桩,则地铁施工靠7轴一侧的地铁抗拔桩。b、我部的泥浆池放在7、9轴外,既地铁的止水帷幕之上,我部施工便道在7、9(地铁)内侧,便道为8m宽。c、施工费用增加的问题、由于泥浆池只能摆放在止水帷幕之上,止水帷幕顶标高为-0.914m,而7、9轴现有地面
6、标高也是-0.914m。所以要保证桩基施工泥浆能从桩孔流出到泥浆池,必须垫高钻机平台高度。根据桩孔的容量知最大设计空内容积为220m3,泥浆池布置原则上不小于孔的容积的1.5倍,但现场受条件的限制,我们只能将泥浆池从止水帷幕面围高为1.5m,则桩机平台从-0.914要填高1.8m,填宽为16m,则7、9轴土方增加量为137.5(长度)16(平台宽度)1.8(填高)=3960m3,施工便道量为137.58(便道宽度)1.8(填高)=1980m3。泥浆池及施工便道的布置图1:泥浆池及施工便道的布置图2:2、工艺流程钻孔桩施工的工艺流程如下:平整场地桩位放样护筒埋设钻机就位钻孔终孔检查一次清孔安装钢
7、筋笼、声测管、压浆管二次清孔灌注水下混凝土拔除钢护筒出浆口压裂清理桩头桩基检测桩底压浆下一桩孔施工。3、施工准备利用导线控制网采用极坐标法定出基础中心位置,然后用全站仪定出各钻孔桩桩位。清除桩位处杂物、弱土层,并整平夯实。在孔口周围挖设排水沟,做好排水系统,合理布置好沉淀池和泥浆池,要求泥浆池容量随时达400m3以上,不满足要求时,桩基混凝土灌注过程中排出的浆液需用泥浆运输车运至指定地点排放,不得随意排放,以免污染环境及河流。4、护筒埋设为保证护筒的刚度,采用壁厚10mm的钢板卷制而成,并焊接成整体形式,直径2.8米 ,高度为2.5m,护筒顶部留有高60cm宽60cm出浆口,底节护筒下设刃脚。
8、钢护筒的埋设采用人工挖孔,然后利用打桩机架将护筒吊入护筒孔内(护筒吊入孔内时,用全站仪精确测量定位,并进行观测,确保护筒的垂直度及精确定位,保证其倾斜度、各孔口平面偏差小于规范允许值。)再以粘土回填夯实护筒四周,护筒埋置深度不小于1.0m1.5m,当桩身混凝土浇注完毕后,即可拔除护筒。5、泥浆制备及处理泥浆的护壁原理是通过孔内水位和泥浆浓度高于外部、产生正压力作用来实现的,泥浆中悬浮的阴性材料颗粒与孔壁土壤阳性颗粒发生离子交换,泥浆颗粒吸附在孔壁上形成泥膜护层,根据地质资料可知,本工程履盖层为人工填土层、淤泥、粉质粘土、砂层,密实度较好,钻进时将粘土投入孔内利用钻机直接造浆;泥浆沉淀池及储浆池
9、设置在孔位旁边,由沙袋围成10m*7m*1.5m的池子,钻进时带钻渣的泥浆从钢护筒开口处流出后通过泥浆沟流入泥浆池,然后利用高压泥浆泵将储浆池内适当比重的泥浆送至孔底,以带动孔内钻碴从孔口流出并流回沉淀池,从而达到抽渣及清孔的目的;在桩基钻孔过程中,从孔内溢出的泥浆经沉淀池后流入泥浆池,桩基灌注时,泥浆一律用泥浆车运至指定地点排放,不得随意排放,以免污染环境及河流。6、钻孔钻孔桩成桩设备采用冲击钻, 冲锤使用改装“五瓣”冲锤;为防止意外情况的发生,现场准备备用钻头1个。根据不同地质情况,采取相应办法:a. 开孔前,用0.5米冲程低锤快打,保持泥浆稠度.b. 粘土层中,采用1米冲程,经常清理钻头
10、上的泥块。c. 砂层,采用0.5-1米冲程,需抛粘土块,勤冲勤掏碴。d. 砂砾岩层,采用2米冲程,钻孔时需勤掏渣。为准确提升冲锤的冲程,在钢丝绳上做上标志。开冲前,应检查桩机安装就位是否准确无误,安放是否稳固,避免冲进中出现倾斜、沉陷和位移现象;冲孔时,应经常检查冲锤尺寸及钢丝绳磨损程度,当发现冲击钻锤磨损超过规范允许值后,应及时补焊,使用备用钻锤冲进,在使用补焊后的钻头冲进时,先不要冲到底,应慢慢往下反复修孔后才继续冲进,以防卡钻;当发现钢丝绳磨损严重时,应及时更换钢丝绳,以防止掉锤。冲击钻成孔时,冲程不宜过小或过大,并应根据土层变化情况及时调整冲程大小;冲程太小,则冲锤刚提起便又落下,从而
11、得不到足够的转动时间,改换不了冲击位置,形成梅花孔,甚至因梅花孔而卡钻,因此冲程不宜过小,当用低冲程时,隔一段时间要更换高一些的冲程,使冲锤有足够的转动时间;当出现梅花孔后,可用片石、混合粘土回填钻孔重新冲击;如因梅花孔卡钻,则可松一下钢丝绳,使冲锤转动一个角度有可能提出。冲程过大时,冲击力过大,会造成卡钻、破坏孔壁或使孔壁不圆;冲进过程中每冲进46米或更换钻锤前用检孔器检测,检孔器长度4倍桩孔径,以保证桩孔的垂直度和桩径。钻进开始后应分班连续作业,各作业班组应详细作好钻孔记录,并根据地质变化,留取各地质层的土、岩样,如发现施工取样与地质资料有明显不符时,应及时向工程技术人员及有关监理工程师、
12、设计单位汇报,以便及时处理。当冲击至岩面时应请监理工程师确认岩面标高,冲孔至设计标高后,请监理工程师和设计方确认岩样及钻孔深度,并经监理工程师确认签证后方可终孔。桩基钻孔应尽量跳开施工,且钻孔必须在邻孔混凝土浇注完毕并达到2.5MPa后才能开始。钻孔中常见事故的预防及处理如下:常见事故产生原因预防及处理措施掉锤由于卡锤时强提,操作不当,使钢丝绳超负荷或疲劳断裂;或钢丝绳与吊锤连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松驰;或钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换时易造成掉钻事故的发生。 为防止掉锤,应经常检查钢丝绳和联结装置,并在冲锤上预先焊打捞环。一旦掉锤,应首先清孔,然后使用打捞工具进行打捞。卡锤由于钻孔
13、形成梅花形,冲锤被狭窄部位卡住;或未及时焊补冲锤,钻孔直径逐渐变小,而焊补后的冲锤大了,又用高冲程猛击,卡住冲锤;或伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锤脚或锤顶;或孔口掉下石块或其它物件,卡住冲锤;或在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锤被吸住;或大绳松放太多,冲锤倾倒,顶住孔壁等都易造成卡锤情况的发生。当为梅花卡钻时,若锤头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使冲锤转动一个角度,有可能将冲锤提出。卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。 用较粗的钢丝绳带打捞钩或打
14、捞绳放进孔内,将冲锤勾住后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锤提出。在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。用其他工具,如小的冲锤、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锤的石块挤进孔壁,或把冲锤碰活动脱离卡点后,再将冲锤提出。但要稳住大绳以免冲锤突然下落。钻孔漏浆由于护筒埋置太浅,回填土夯实不够;或护筒制作不良,接缝不严密;或水头过高,水柱压力过大等原因,都可能造成钻孔漏浆。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。偏钻由于钻孔中遇有较大的孤石或探头石;或在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进;或者料径大小悬
15、殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均;或钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移等都易造成偏钻现象。安装钻机时要使底座水平,起重滑轮缘和护筒中心应在一条竖直线上,并经常检查较正。在有倾斜的软、硬地层钻进时,应回填片、卵石冲平后再钻进。用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后,在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处,待沉积密实再继续钻进。坍孔由于泥浆过稀,在松土层或砂层时冲程过大、过急不严重时:可加大泥浆相对密度,放慢速度继续钻进,或将桩孔回填到坍孔位置以上再继续钻进;较为严重时,须在泥浆内加入水泥;很严重时,需用砂(或砂砾)夹粘土,将钻孔全部回填,待沉落密实后重
16、新钻进。7、抽渣利用高压泥浆泵将储浆池内比重在1.2以下的泥浆送至孔底,带动孔内钻碴从孔口流出并流回泥浆池,从而达到抽渣的目的。当孔底沉渣过多,冲孔进尺进度小于15cm/h时采用抽渣筒进行补充抽渣。8、一次清孔清孔的目的是抽换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标,满足施工规范要求、清除钻渣、减少孔底沉淀层厚度,防止桩底存留沉淀过厚而降低桩的承载力,同时为灌注水下砼创造良好条件,使测探准确灌注顺利。施工中我们采用二次清孔法:第一次清孔是在钻进达到设计孔深以后,将冲锤提出,利用空压机气举抽浆清孔,用泥浆泵抽低浓度泥浆或清水补充孔内泥浆,要求空压机功率满足需要;第一次清孔时,泥浆浓度
17、控制在1.2以内,粘度20s,含砂率控制在2%以内。9、钢筋笼制作安装(1)7、9(E、E1、F、F1、F2、G)桩基础共有144根2.5m钻孔桩,其中7E及7F号承台桩基最长,其桩长为35m,桩基钢筋笼主筋采用102根28的螺纹钢筋,单根长为37.16m,桩基钢筋笼总重量达19.8t。(2)钢筋笼骨架采用在钢筋加工场加工成型,共分3节,其中伸入承台的钢筋笼长1.5m。钢筋骨架加工时主筋连结采用双面焊,焊缝长度不小于5d。钢筋笼接驳时主筋采用滚轧直螺纹套筒连接。每节钢筋骨架加工成型后按顺序排列在钢筋加工场内,在每节钢筋的骨架上挂好标志牌,注明墩号、桩号。钢筋笼放置时,每个加劲筋与地面接触处都必
18、须垫上等高的木方,以免粘上泥土。钢筋笼骨架全部加工成型后,应检查钢筋笼是否顺直、中心是否一致,以保证所加工的钢筋笼骨架符合要求。钢筋笼骨架加工成型经检查符合规范要求后,用自制平板车将钢筋笼从钢筋加工场运至桩基施工区域,然后利用汽车吊将钢筋笼吊至孔内进行下放。为保证钢筋笼骨架不变形钢筋笼每隔2米增设加劲钢筋,加劲钢筋采用直径28mm螺纹钢筋。钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋206钢筋骨架垂直度骨架长度1%(3)声测管及压浆管制作a、按设计图纸要求,7-9轴所有桩基检测采用超声波检测,且为了
19、确保桩身质量,所有桩径2.5m的桩基需进行压浆处理,因此钢筋笼加工成型后需进行检测管及压浆管的安装。b、超声波检测管采用无缝钢管,内径50mm,壁厚3.0mm。检测管沿桩身箍筋内侧等间距布设,并焊于加强骨架箍筋上,检测管下端距桩底5cm,伸入承台内1m,检测管的连接采用套管连接,4根声测管相邻管道在底部分别形成回路,待声测管完成超声波检测后作为注浆管使用。压浆管每根桩安放4根,和声测管交错均匀布置,伸至桩底,与主筋绑扎,采用33.53.25mm无缝钢管,4根压浆管分别形成两条回路。c、回路未端伸至距桩底5cm处,声测管及压浆管安放时需在回路管底开4个(6mm小孔,用图钉堵住,并缠防水胶带封严,
20、在桩基混凝土浇注完成后2448h内,由压浆泵用清水将管底胶带压裂弹出图钉并疏通管路,保证管路畅通。d、为避免压浆管在孔底被压弯,压浆管左右用焊接在钢筋上的角钢加强,两侧角钢与压浆管焊接并用铁丝捆紧。e、成孔后清孔、提钻、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护,钢筋笼不得扭曲,以免造成压浆管在连接处松动,喷头部分应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免防水胶带破裂造成压浆孔的堵塞。桩底压浆管布置图1:桩底压浆管布置图2:横轴7、9轴单根桩注工程钢材用量表编号说明每根长(cm)根数总长(m)每米重(kg/m)总重(kg)C,DE,F纵轴压浆管33.5x3.25mm7370.5(6870.
21、5)2147.41(137.41)2.946434.3(404.8)声测管50x3mm7380.5(6880.5)2147.61(137.61)3.920578.6(539.4)角钢L75x75x6mm165.0813.26.90591.2横轴7轴钢材总量:1104.1kg 横轴7轴钢材总量:1035.4kgC2、D1D2、E1F1、F2纵轴压浆管33.5x3.25mm6370.52127.412.946375.3声测管50x3mm6380.52127.613.920500.2角钢L75x75x6mm165.0813.26.90591.2单根桩注浆用钢总量:966.7kg注:括号外为(C、D、
22、E、F)-7轴数量,括号内为(C、D、E、F)-9轴数量(4)钢筋笼吊装钢筋笼吊装前应先用检孔器检测桩孔,我分部根据桩径制作检孔器长度为10米,直径2.5米,检孔符合要求后再下放钢筋笼。为保证吊机能够合理安全地安装桩基钢筋笼,桩基础施工应从泥浆池向施工便道方向逐步施工。施工现场机械布置图(按比例绘图) 从机械布置图可以看出,现场条件是:工期较紧,工作面狭窄,施工机械密集,在使用吊机进行钢筋安装时,吊机的摆放位置极限情况下处在施工便道之上,距离桩孔位最远有10米之多,按最长节段钢筋笼为13m计算,则吊机大臂长为:L=(122+142)(0.5)=18m钢筋笼较重,达19.8T,要求采用不小于50
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