机场工程施工组织设计分项—第1节、桥梁工程施工工艺和方法.docx
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1、第1节、桥梁工程施工工艺和方法一、桥梁下部结构施工本合同段承台设计采用C25钢筋混凝土;墩柱采用C35钢筋混凝土;桥墩帽梁采用C50预应力混凝土。墩高9.511.5叫平均墩高10.5m。(一)、桩基础施工本合同段工程基础采用钻孔灌注桩,上面施工承台。施工工艺见附表(2-9-8钻孔桩施工工艺流程图)。为保证工程整体的工期进度,必须尽量压缩桩基施工时间,缩短直线工期,为后续工序提供足够的施工时间,特别是缩短高架桥桩基施工时间,因此选用四台性能优良、施工速度快的旋挖钻机,并配备四台旋转钻机。1.旋挖钻机施工方法:G)、钻机就位钻孔灌注桩基础施工前破除地面沥青砂、路面基础之后,用探测仪准确标定地下管线
2、设施位置,在确认对施工无影响后,将场地用推土机、压路机整平、碾压,使机械能顺利进场就位,并使钻机在施工中保持稳定。采用全站仪测定桩孔位置,并埋设孔位护桩,采用十”字定位,随时校核桩位坐标。(2)、泥浆与护壁在施工现场23个墩之间开挖一个泥浆池,容积50,并考虑相邻桩基能最大限度地共用泥浆池,减少泥浆池与沉淀池的布置数量。施工中采用化学泥浆和粘土造浆护壁,随时测定泥浆性能,确保孔内泥浆的性能指标控制在:比重1.061.15,粘度1828Pa.s,含砂率小于4%,各机长认真执行钻探操作规程,根据地层情况及时调整泥浆性能,保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补充泥浆,维持护筒内
3、应有的水头,防止孔壁坍塌。灌注过程中,开挖泥浆沟,使孔内泥浆返回泥浆池,防止泥浆外溢。为实现环境保护,按国家环境保护部门规定,严禁任意排放泥浆和钻渣,),废泥浆由泥浆运输车运输至武汉市环境保护部门允许的地点。(3)、埋设护筒孔口护筒采用48mm厚钢板制作,内径比桩径大20Omm400mm,护筒长度根据设计要求和实际的地质条件确定,一般按2.Om4.Om埋设。为了保证钢护筒的整体刚度和接口质量,在每节护筒的焊接口处加焊=IOmnis宽15Cm的加强钢带;护筒底段加焊b=10mm、宽50Cm的加强钢带作刃脚。护筒焊接采用开坡口双面焊,要求焊逢连续,保证不漏水。孔口护筒采用人工开挖埋设,护筒底部与土
4、层相接处用粘土夯实,护筒外面与原土之间用粘土填满、夯实,严防地表水从该处渗入。顶部高出施工地面30Crn40cm,钢护筒筒底的高程符合设计要求。护筒埋设准确竖直,护筒孔口平面位置与设计偏差按小于5cm控制,护筒竖向的倾斜度不大于1%。、成孔、钻进成孔:旋挖钻机一次性成孔,钻杆为伸缩式钻杆,钻头为筒式活门掏渣筒。钻进时,开启钻机将钻筒中心对准设计桩位中心,先将钻头垂吊稳定后,再慢慢导正下入井孔,然后匀速下放至作业面,液压装置加压,旋转钻进,操作室内显示进尺及钻头位置,按轻压慢钻的原则缓缓钻进;钻渣通过进渣口进入钻筒,同时向孔内注入泥浆,根据屏显深度,待确定钻筒内钻渣填满后,反转后即可关闭进渣口。
5、提升钻杆带动钻筒,同时继续向孔内注泥浆,确保孔内水头后,将钻筒提出孔外,拟提时开始要缓慢,提离孔底数米后,如未遇到阻力,方可加速按正常速度提升至井口,利用液压系统,将筒门打开,排除钻渣,如此反复,直至设计标高。、故障预防与处理a、钻孔偏斜:安装钻机时保证钻杆、钻头及护筒三者均在同一竖直线上,并经常进行检查校正。钻杆、接头及时调整,防止弯曲。在出现钻孔偏斜后,查明偏斜位置和深度,一般在偏斜处反复扫孔,使钻孔垂直。倾斜严重时回填粘土到偏斜处,待沉积密实后再钻。b、糊钻:在软塑状土层中旋转钻进时,因进尺快、钻磴大,出浆口堵塞后易造成糊钻(吸钻)。一般采取控制进尺速度,选用刮板齿小,出浆口大的钻头,以
6、防糊钻。如糊钻严重,将钻头提出孔口,清除钻头残硝。c、缩孔、扩孔:施工钻进过程中经常检查孔径,如发生缩孔现象,采用上下反复扫孔的方法,并及时补焊钻头,防止因钻头磨耗使钻孔孔径小于设计桩径。如发生扩孔现象,施工时采取加大泥浆比重、控制进尺速度的方法,减少扩孔现象。、施工注意事项a、保证钻杆垂直,初钻时,以低档慢速钻进,且护筒内有一定数量的泥浆方可钻进,每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用,经常检查排浆系统,加速泥浆循环。b、根据不同土层,选用不同的钻进速度和钻进方式。c、起落钻头均匀,避免撞击孔壁;接卸钻杆时采取可靠措施,严防钻头脱落;钻杆拆除后,进行检查清理,涂油保养。(5)、第一次清孔清孔的目的是
7、使孔底沉渣(虚土)、泥浆浓度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求,为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程,经过检查,孔深、孔径、孔的偏斜符合要求后,将钻渣抽净。清孔采用换浆法,在钻进至设计深度后,稍稍提起钻头,同时保持原有的泥浆比重进行循环浮渣,随着残存钻渣的不断浮出,孔内泥浆比重和含量不断降低,然后注入清水继续循环置换,随时检查清孔质量;个别孔底沉渣采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。清孔后泥浆应符合下列规定:泥浆相对密度小于1.03-1.10,含砂率2%,粘度1720Pa.s,胶体率98%;灌注混凝土前,孔底沉渣厚度/150mm。(6)、绑扎、吊装钢筋笼钢筋应符合钢筋混凝土用热轧
8、光圆钢筋(GB13013-91)和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB1499-91)以及低碳钢热轧圆盘条(GB701-97)的规定,并应满足设计文件的要求。钢筋外观要求无裂纹、起皮、锈坑、死弯及油污等。钢筋应有出厂合格证,外观检查合格后每批应按TB10210-97要求抽取试样,分别作拉、弯复查试验,如有一项不合格,则加倍取样,如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格。在确认清孔完成并符合设计要求后,将焊接好的钢筋笼骨架分段用汽车吊吊入桩孔。为保证钢筋笼吊装安装时不变形,钢筋骨架在加工时设置强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形,并设置板凳平台。钢筋笼吊装时采用两吊点起吊,先把钢筋笼吊竖直后,再检
9、查是否有弯曲变形并加以纠正。钢筋笼骨架进入孔口后,将其扶正徐徐下放,严禁摆动碰撞孔壁。当最后一道加劲箍接近孔口时,在主筋上均匀焊上6个吊环,并用6根钢丝绳把钢筋笼固定在板凳平台上,再吊起第2节钢筋笼同第一节对接,采用帮条搭接、双面焊缝,并在下段钢筋上焊好帮条,在上、下段钢筋笼对位固定好后进行焊接。接头对接焊好后再吊起钢筋笼、取掉板凳平台上的钢丝绳下放骨架,如此循环,直至把钢筋笼骨架下放至设计标高,并用型钢把钢筋笼固定定位于孔位中心,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。钢筋骨架的保护层,采用中心开孔、厚5cm、半径45cm,与桩同标号的圆形水泥砂浆垫块穿入螺旋筋上来保证,砂浆块按竖向每隔2m设一
10、道,每一道沿圆周穿入68个。根据设计预先在桩身箍筋上焊接声测管,注意接头及底部密封好,施工时顶部用木塞封闭,防止碎、砂浆等杂物堵塞管道。(7)、导管安装导管用30Omm的钢管,壁厚4mm,每节长2.05.Om1配12节长1.01.5m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,并对导管作水压和接头抗拉试验,保证不漏水。混凝土浇注架用型钢制作,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置混凝土漏斗。混凝土灌注开始时,导管底部至孔底应有30050Omm的空间。(8)、第二次清孔在第一次清孔达到要求后,由于要安放钢筋笼及导管,至浇注混凝土的时间间隙较长,孔底又会产生沉渣,所以待安放钢筋笼及导
11、管就绪后,再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼,用泵将泥浆压入导管内,再从孔底沿着导管外置换沉渣。清孔标准是孔深达到设计要求,孔底泥浆密度W1.15,复测沉渣厚度在15Omm以内,此时清孔完成,立即浇注混凝土。(9)、灌注水下混凝土、混凝土的制备a、施工前先对工程所处位置的地下水、地表水进行化验,为混凝土配合比的设计提供依据,并在施工过程中对地下水、地表水进行抽样检验,及时调整配合比设计,以满足混凝土抗侵蚀的要求。b、混凝土强度等级较设计强度提高,水泥采用大窑低碱425号水泥,其初凝时间不早于2.5h,并签定供货合同,保证水泥的连续供应;粗骨料采用碎石,粒径为1.
12、540mm,其最大粒径不得超过导管直径的1/61/8或钢筋间距的1/4;砂用级配良好的中砂,混凝土含砂率0.40.5;混凝土搅拌用水采用饮用水;坍落度180220mm,水灰比0.50.6,水泥用量不小于350kg/m:c、施工前对施工用水(饮用水)、粗骨料、细骨料、水泥及掺合剂进行碱含量测定,严格遵守预防混凝土碱集料反应的技术管理规定。d、混凝土采用商品混凝土,混凝土搅拌输送车运输至各桩位。、水下混凝土灌注a、计算首批封孔混凝土数量,使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于Im深;桩尖最先灌注的0.5-1.0混凝土采用稠度和强度与设计混凝土相同的灰浆。b、开导
13、管用隔水栓,隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口,当混凝土装满后,剪断铁线,混凝土即下沉至孔底,排开泥浆,埋住导管口。c、随着浇注连续进行,随拔管,中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中,导管在混凝土埋深以154m为宜。由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差,及时填写水下混凝土浇注记录。d、利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升,上升速度不低于2m/h,直至高于设计标高1m,浇注过程中,当导管内混凝土含有空气时,后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管,不得将混凝土整斗从上面倾入导管内,以免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水;同时,对浇注过程中的一
14、切故障均记录备案。e、考虑桩顶混凝土将被凿除,灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的70100cm控制,以保证桩顶混凝土的强度质量,避免因此而造成桩头强度不满足要求的质量问题。千、在浇注将近结束时,在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释,排出孔外,保证泥浆全部排出。(10)、桩机移位在上一根桩的钻孔及第一次清孔完成后,移动钻机至下一桩位,开始进行下一根桩的钻孔施工,同时开始进行上一根桩的桩身混凝土灌注。钻机移动采用轨道或型钢槽滑至待钻孔位。多桩桥墩(桥台)采用跳钻方式施工,在第一根桩混凝土灌注完24小时后方可开始第二根桩的施工,其它依次类推。(W)、凿除桩头基础基坑开挖的同时,采用风钻将桩头部
15、位多余混凝土凿除,以便进行桩基检测和系梁、墩柱施工。(12)、泥浆清理在与当地规划和环保部门联系后,废泥浆运至环保部门指定的地点,并做妥善处理。2.旋转钻机施工方法:(1)、测设桩位,埋设钢护筒根据工程所处地区的地质条件,按每2天施工3根桩的进度指标考虑,采用商品碎集中拌制运输,钻渣及时清运至弃土场地,保护环境卫生及文明施工。施工前认真阅读图纸,平整好现场场地,测放桩位采用挖埋及震动下沉。相结合的方法沉设钢护筒。确保桩位准确无误,钢护筒用板厚为IOE的钢板卷制,其直径比设计桩径大0.15e0.2m,-般长度2.5m,护筒周边用粘士回填并夯实。护筒沉设时要求竖直,且定位准确,其顶面位置偏差不大于
16、5cm,倾斜度不大于1%。挖深要求2m,看是否有地下管线,再采取措施。(2)、泥浆拌制、钻孔桩施工泥浆池设在车站桩位以外,其大小以满足钻孔桩的沉渣和换浆需要为度。、选用优质粘土或膨润土造浆,经试验室配比试验确定。泥浆指标达到:注入干净泥浆的控制,比重为1.05-1.15,排出泥浆的比重为1.21.4,粘度1622秒,PH值大于6.5,含砂率小于4%,胶体率大于95%。在粘性土中钻孔,当塑性指数大于15,浮渣能满足施工需要时,可利用孔内原土自行造浆护壁。(3)、钻机选型及成孔方法根据设计,钻孔桩拟选用GPS15B型旋转钻机,在粘土、淤泥等覆盖层钻进时,用三翼或四翼刮刀钻头,采用泵吸反循环方法成孔
17、。正式钻孔作业前先行钻孔工艺性试验。、钻孔、钻机安装就位:钢护筒沉设好后,对桩位地面进行必要的加固处理,钻机下铺垫枕木以保证钻机在钻孔过程中不产生倾斜和位移。钻机就位后其底座平稳、水平,钻架竖直,且保持钻机顶部的起重滑轮、钻头、桩位中心在一铅垂线上,以保证钻孔垂直度。孔口处钻杆中心与桩位中心平面偏差不大于5cm。、钻进成孔:开钻时以低档慢速正循环钻,钻至孔口以下5M后反循环钻进。正常钻进时根据地质资料掌握土层变化,及时捞取钻渣取样,判断土层,记入钻孔记录表,并与地质资料进行核对。根据核对判断的土层调整钻机的转速和钻孔进度。钻进时连续进行,不能中途停钻。孔内水头始终保持在地下水位线以上2m,加以
18、强护壁,防止塌孔。升降钻头时平稳,不碰撞护筒和孔壁。拆装钻杆迅速,尽量减少停钻时间。、清孔钻孔至设计高程后进行清孔。清孔的目的是将桩孔的钻渣及其沉淀清除掉,尽量减少孔底沉淀厚度,保证钻孔桩的承载力。终孔后及时清孔,不停歇过久,以免使泥浆、钻渣沉演增多而造成清孔工作的困难甚至塌也。清孔时利用钻机的泵吸反循环系统,通过换浆进行清孔。即将钻头提高距孔底1015cm,持续吸渣换浆直至排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为止。吸渣换浆时及时向孔内注入新鲜泥浆,保持孔内水位,避免塌孔。清孔后及时测量沉渣厚度,及时组织下步工序,确保灌注水下混凝土前沉渣不超过容许值,不允许用加深钻孔来代替清孔。换浆清孔使泥
19、浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准,拆除钻机钻杆后,用检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准,若超标,根据情况研究处理。(6)、钢筋笼制作、安装钻孔桩的钢筋笼在现场分段制作,运输到各工点安装。钢筋笼所用钢材必须有产品合格证和现场抽检复查资料,满足有关设计与技术规范要。制作安装时主筋接头按规定错开,采用挤压接头时,现场取样作挤压接头试验。钢筋笼加工确保主筋位置准确。钢筋保护层可在钢筋笼外侧绑扎保护层垫块。钢筋笼安装时用吊车起吊,为避免钢筋笼起吊变形过大。在钢筋笼内绑扎两根圆木,以增加其刚度,两节钢筋笼对接时,上下节中心线保持一致,不能将偏斜、弯扭的钢筋笼安放入钻孔桩内。安装到位后及时固定,
20、防止脱落,在安设好水封导管后,进行第二次清孔,记录桩底沉渣厚度,不超过0.1mm,确保灌注水下混凝土前沉渣不超过允许值。另外采取有效措施防止钢筋在混凝土灌注过程中上浮。为防止掉笼,对钢筋笼吊钩焊接加强,并调整后由粗钢筋和型钢撑挂于钻机平台架上。为防止险浇筑时钢筋上浮,吊放钢筋笼钩应由足够的刚度或用型钢加强。(7)、混凝土灌注混凝土灌注是保证钻孔桩质量最重要、最关键的工序。、混凝土导管灌注导管采用273E的快速卡口垂直提升导管。导管使用前组装编号,并进行拉力和水密试验,确保导管的良好状态。下放导管时小心损伤,避免挂碰钢筋笼。导管安装的长度建立复核和检验制度,避免因误装造成断桩。、混凝土的拌制生产
21、混凝土拌制生产做好以下工作:选定适当的混凝土配合比,掺加适量的缓凝剂,延长混凝土的初凝时间。-砂、石料、水泥,外加剂储备充足,质量抽检合格。拌制机械状态良好,计量设备准确,生产能力可满足整桩在混凝土初凝期内完成,且留有富余量。准备自发电,确保供电正常。正式拌制混凝土前按施工配合比进行试拌,检验混凝土的工作性能及在一定时间内的坍落度损失。、混凝土的灌注混凝土在混凝土拌合站集中拌合,由混凝土搅拌运输汽车运至桩位处,进行灌注,为了保证混凝土灌注顺利进行,施工中作好下列工作:吹球前准备足够的混凝土储备量,保证砍球后导管的埋置深度大于Imo吹球前,导管距孔底的高度要适当,一般取2530cm。-灌注过程中
22、,注意观察管内混凝土面下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面标高。-导管埋置深度适当,埋置深度不大于6m,且不小于2m,导管提升缓慢,不挂笼。一一混凝土灌注到达钢筋笼底部时,适当放慢灌注速度,养活导管埋深,防止钢筋笼上浮。灌注作业连续进行,不随意中途停顿,保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。浇险时碎的桩顶标高比设计桩顶标高要高80100cm,以便今后凿至良好的碎截面。一一发现问题,及时分析原因,果断采取措施,避免发生断桩事故。施工工艺见标书附表(2-9-9导管法灌注水下混凝土施工流程图)(8)、钻孔过程中的事故及处理1)、坍孔、坍孔的表面特征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著
23、增加而不见进尺,钻机负荷显著增加街。原因如下:一一泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮,孔壁渗漏。-孔内水头高度不足,支护孔壁压力不够。-护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软或钻机装置在护筒上由于振动使孔口坍塌、扩展或较大坍孔。一一在松软砂层中钻进,进尺太快。-提住钻头钻进,旋转速度过快,空转时间太长。-清孔后泥比重、粘度等指降低,反循环清孔,泥浆吸出后未及时补浆。起落钻头时碰撞孔壁。、预防及处理原则-保证钻孔时泥质量的各项指标满足规范要求。保证钻孔时有足够的水头高度,在不则土层中选用不同的转速和进尺。起落钻头时对准钻孔中心插入。回填砂和粘土的混合物
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