07柏庐路人行天桥工程钻孔灌注桩施工1课件.docx

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07柏庐路人行天桥工程钻孔灌注桩施工1课件

柏庐路人行天桥项目工程

 

 

编制人:

陈琮审核人:

李建华

昆山市水利建筑安装工程有限公司

柏庐路人行天桥项目工程项目部

二零一六年三月

柏庐路人行天桥项目工程

钻孔灌注桩专项施工方案

一、工程概况

本工程桥梁位于昆山市柏庐路。

柏庐路呈南北走向,北侧为铁路高架,南侧与G312相交。

该桥为一座横跨柏庐路的人行天桥,桥梁西侧为汽车南站,东侧为世贸蝶湖湾商业广场。

桥梁总长108米,主桥桥面宽4米,标准跨径组合为(9+31.25+39.75+22+6)米。

主桥平面为一“圆弧”型结构,东、西向各接一条人、自行车混合梯道。

本工程桥墩采用Φ1200钻孔灌注桩基础;梯道采用Φ800钻孔灌注桩基础。

全桥Φ1200灌注桩8根,Φ800灌注桩9根。

1#、4#桥墩灌注桩桩长为18米,2#、3#桥墩灌注桩桩长为25米;梯道灌注桩桩长均为18米。

根据实际土质情况及工期要求,我公司拟安排两台GPS150磨盘钻机进场施工。

灌注桩砼均采用商品砼。

二、工程地质水文条件

根据勘探成果揭示,拟建场地在本次勘探最大深度45m范围内,共揭露包括上部填土和第四纪各期陆、海相沉积层9层,自上而下分述如下:

①杂填土:

杂色,松散状态,表层为水泥或沥青路面,中下部粘性土中夹较多砖块、建筑垃圾等杂物,成分复杂,局部有水泥地坪,原建筑物基础等残留物。

该层堆积时间大于10年。

本层在拟建场地均有分布,层厚1.7~3.1m,层面标高2.37~2.81m,工程性能很差。

②层粉质粘土:

灰黄色,软塑状态,无摇振反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。

本层在拟建场地局部有分布,层厚0.9~1.1m,层面标高0.66~0.79m。

静力触探锥尖阻力qc=0.71MPa,侧摩擦力fs=34.9kPa,压缩模量Es0.1-0.2=4.19MPa,承载力基本容许值【fao】=80kPa,工程性能较差。

③层淤泥质粉质粘土:

灰色,流塑状态,无摇振反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。

本层在拟建场地局部有分布,层厚0.9~1.1m,层面标高0.66~0.79m。

静力触探锥尖阻力qc=0.32MPa,侧摩擦力fs=10.3kPa,压缩模量Es0.1-0.2=2.51MPa,有机质含量2.2%~3.3%平均值2.7%,承载力基本容许值【fao】=60kPa,工程性能很差。

④层粘土:

褐黄色,可塑状态。

含铁锰质结核及灰色条纹,无摇振反应,光泽反应光滑,干强度高,韧性高。

本层拟建场地均有分布,层厚2.9~3.3m,层面标高-2.83~-2.41m。

静力触探锥尖阻力qc=2.31MPa,侧摩擦力fs=109.2kPa,压缩模量Es0.1-0.2=7.17MPa,承载力基本容许值【fao】=180kPa,工程性能良好。

⑤层粉质粘土:

灰黄色,可塑状态,无摇振反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。

本层拟建场地均有分布,层厚2.0~2.3m,层面标高-5.98~-5.61m。

静力触探锥尖阻力qc=2.56MPa,侧摩擦力fs=90.1kPa,压缩模量Es0.1-0.2=6.58MPa,承载力基本容许值【fao】=150kPa,工程性能一般。

⑥层粉土:

灰色,很湿,中密状态,无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。

本层拟建场地均有分布,层厚3.1~3.4m,层面标高-8.18~-7.61m。

静力触探锥尖阻力qc=5.02MPa,侧摩擦力fs=70.5kPa,压缩模量Es0.1-0.2=9.23MPa,标准贯入锤击数N=16.4击,承载力基本容许值【fao】=140kPa,工程性能一般。

⑦层粉砂夹粉土:

灰色,中密状态。

主要成分为石英、长石等,局部见贝类残骸。

本层拟建场地均有分布,层厚18.5~19.6m,层面标高-11.46~-10.75m。

静力触探锥尖阻力qc=6.96MPa,侧摩擦力fs=109.6kPa,压缩模量Es0.1-0.2=11.88MPa,标准贯入锤击数N=21.8击,承载力基本容许值【fao】=160kPa,工程性能一般。

⑧层粉土:

灰色,很湿,稍密状态,夹层状粉质粘土。

无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。

本层拟建场地均有分布,层厚4.8~5.8m,层面标高-30.84~-29.75m。

静力触探锥尖阻力qc=4.57MPa,侧摩擦力fs=117.2kPa,压缩模量Es0.1-0.2=7.65MPa,标准贯入锤击数N=17.0击,承载力基本容许值【fao】=130kPa,工程性能一般。

⑨层粉砂:

灰色,中密~密实状态,主要成分为石英、长石等,局部见贝类残骸。

本层拟建场地均有分布,最大揭露厚度7.9m,层面标高-35.76~-34.85m。

静力触探锥尖阻力qc=12.24MPa,侧摩擦力fs=175.5kPa,压缩模量Es0.1-0.2=14.41MPa,标准贯入锤击数N=53.1击,承载力基本容许值【fao】=180kPa,工程性能良好。

各勘探孔的土层分层情况及土性描述详见“钻孔柱状图”,桥位处土层的分布特征详见“工程地质剖面图”。

三、钻孔灌注桩主要施工方案

1、施工工艺流程

2、施工时间安排,进度计划

桥墩及梯道灌注桩由东、西两侧同时进行施工作业,计划在2016年5月完成。

3、施工准备

(1)人员准备

每台磨盘钻机每班配备5人,其分工请参见下表:

每台磨盘钻机施工人员分工表

序号

类别

主要职责

人数

1.

班长

对该班的工作负责,并对进尺、地质情况作好记录

1

2.

卷扬机工

操作钻机,对钻机负责。

1

3.

机电工

负责该班用电及保证泥浆泵的正常运转。

1

4.

辅助工

负责该班钻杆的装卸及其它杂活。

2

(2)机械设备

根据本工程进度计划,本工程拟投入GPS150型工程钻机两台,负责所有桥桩基础的施工。

为确保施工顺利进行,拟安排90KW发电机3台,其中1台作应急用电,如功率不足,可发挥本公司本地企业的优势,就近抽调两台75KW移动电站到场,需时约15分钟左右。

本工程拟投入的主要桩基施工机械有:

GPS150型钻机2台套,1M3液压反铲挖机1台,90KW发电机3台,500A电焊机3台,2辆运泥罐车。

(3)材物料准备

本工程灌注的砼采用商品砼。

施工前由项目部将其营业执照,企业资质等报验给监理单位,同意后允许其进场施工。

本工程第1根桩基所用泥浆采用人工造浆,由项目部材料员到苏州采购适量的膨润土及化学浆糊,到现场泥浆池内制作。

4、桩基编号见下图

详见附表

5、钻孔灌注桩施工步骤

(1)场地平整

用1M3挖机将桩基工作面清表、开挖、平整。

平整后的桩基作业场地标高控制在▽+2.0M左右。

(2)测量放样

根据设计图纸及业主提供的轴线坐标,临时水准点,由本工程的测量工程师将各桩位中心点坐标点测放至施工现场。

每只桩四周设辅助定位桩四只,以便给桩基钢筋笼精确定位。

测量放样成果经监理复核后使用。

本工程的测量仪器有:

全站仪1台,水准仪1台,50米卷尺1把。

(3)施工放样及地质复核

按照墩台的桩号复算各桩坐标,用全站仪准确放出各桩的位置,复核无误后,设立护桩。

同一土层段的第一根钻孔桩,应采用较低的成孔速度,勤涝取渣样,与地质资料对比,发现与设计不符要及时上报。

(4)护筒

护筒采用钢护筒。

钢板厚δ=3~6mm;陆地桩采用内径D=d+0.15m的护筒;护筒的埋置时护筒顶面旱地上高出地面0.3m,高出地下水位1.0m以上,在旱地上埋置护筒时,对于地质情况不好地段将护筒周围换填粘土,夯实深度为护筒底向下0.5m以上;护筒埋置深度视地质情况而定,旱地地质情况较好,采用2.0~4.0m左右,土质对成孔不利的应埋至地质较好的地质层为止。

护筒埋设的平面位置偏差不大于5cm,护筒倾斜度不得大于1%。

(5)泥浆

①在钻进中,泥浆密度宜保持r=1.08~1.3g/㎝3;

②易坍砂层,泥浆密度宜保持r=1.15~1.4g/㎝3;

③清孔阶段宜控制在r=1.05~1.15g/㎝3。

在钻孔中,泥浆顶面应始终高出孔外水位或地下水位,为了循环利用泥浆,减少环境污染,应设置泥浆沉淀池、循环池和废浆排放处。

(6)泥浆制作及外运

①泥浆池的设置

本工程拟在桥东西两侧砌筑泥浆沉淀池和循环池各一处。

泥浆池宽3M,长3.5M,沉淀池宽3M,长3.5M,深度均为2M。

②泥浆配制

本工程泥浆采用粘土造浆。

造浆用的粘土塑性指数应大于15,小于0.05mm的粘粒含量大于50%,制备的泥浆满足下述要求:

①比重:

粘土、岩层为1.0~1.25,软土、砂层为1.2~1.6.

②粘度:

粘土、岩层为16~22s,软土、砂层为19~28s。

③含砂率:

小于4%。

④胶体率:

不小于95%。

⑤PH值:

大于6.5。

泥浆必须充分拌制均匀备用,在开钻前,充分备足制浆用粘土。

成孔后多余的泥浆用泥浆泵抽至运泥罐车中,排放到业主指定的地点。

(7)钻机就位

钻机就位前,对钻孔作业面的各项准备工作进行检查,包括场地布置与钻机座落处平整和加固,主要机具的检查、维修与安装,配套设施的就位及水电供应的接通等。

钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷。

顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上,其偏差不得大于20mm,以确保钻孔垂直度误差≤1%的要求。

(8)钻进成孔

①钻机开钻前,应检查各种机具,设备是否状态良好,泥浆制备是否充足,以及水、电管路的畅通情况,确保正常。

②正式钻进前,先启动泥浆泵,使之空转一段时间,待泥浆输入孔口一定数量后方可正式钻进。

③开始钻进时,控制进尺速度及钻压,采用“低压慢进”措施,待钻至护筒下1m后,再以正常速度钻进。

④钻孔作业必须连续进行,不得中断。

因故必须停钻时,孔口必须加盖防护,并且必须把钻头提出孔道,以防埋钻。

⑤在钻孔过程中,必须绘制孔位处的地质剖面图,挂在钻台上,以供针对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重等参考。

并且,经常注意土层变化,在土层变化处均应捞取渣样,以判断土层,并记录表中,与设地地层作核对。

⑥钻进过程中随时补充损耗、漏失的泥浆,保证钻孔中的泥浆浓度,且高出地下水位至少1.0m,防止发生坍孔、缩孔等质量事故。

⑦当钻孔距设计标高1.0m时,注意控制钻进速度和深度,防止超钻,并核实地质资料,判定是否进入要求的持力层。

当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,进行清孔、灌筑混凝土。

⑧钻孔的允许误差:

A、平面位置:

任何主向在20mm内;

B、孔径:

不小于设计;

C、倾斜度:

1/100桩长;

D、沉淀厚度:

小于15cm。

(9)清孔

当钻孔深度达到设计要求后,立即进行清孔,以免间隔时间过长,沉渣沉淀,造成清孔困难。

清孔采用换浆法进行,钻孔达到设计标高后,将钻头提升20~30cm,低速旋转,然后注入净化泥浆(相对密度1.0~1.2,粘度17~20s,含砂<4%>,置换孔内含渣的泥浆,但严禁用加深孔底深度的方法代替清孔。

清孔时,注意保持孔内泥浆面高出地下水位1.5~2.0m,以及泥浆比重是否适合,防止坍孔、缩孔。

当从孔内取出的泥浆(孔底、孔中、孔口)测试值的平均值与注入的净化泥浆相近,测量孔底沉渣厚度不大于规定值时,即停止清孔作业,进入下道工序。

(10)钢筋笼制作,吊装

钢筋笼加工在钻孔作业面附近的钢筋制作场内分两段进行,每段长度9米,用钻机吊装入孔内。

钢筋笼接长采用电焊机现场焊接。

①单节钢筋笼采用四点平吊法起吊,钢筋笼升到空中平稳后,钢筋笼在空中慢慢完成,由水平到竖直的转身。

吊起前先用测孔器探测孔径,如有缩颈则应用钻头进行扫孔。

②钢筋笼按设计要求,采用2m一道加强箍加强,防止装吊时变形。

钢筋笼在入孔前,在骨架外侧每2米设混凝土保护层,混凝土保护层直径12cm,用Φ8钢筋横穿,并焊接于主筋之上,每处共3块,间隔2米,以保证主筋保护层厚度。

③吊机吊起钢筋笼后,检查钢筋笼的垂直度及外型轮郭,要平稳垂直放入孔内,切忌碰撞孔壁,不得强行下放。

④筋笼在清孔结束后,应及时放入内,入孔后的位置符合设计要求,并牢固定位。

(11)水下混凝土灌注

本工程钻孔桩水下混凝土采用C30级,采用商品砼。

由泵车运至浇筑部位后采用水下导管法灌筑。

导管直径φ250mm。

①灌筑准备:

导管使用前应进行水密试验。

②水下混凝土:

粗骨料优先选用卵石,如果采用碎石须增加含砂率,其粒径最大不超过35mm,细骨料采用级配良好的中粗砂,水泥优先采用42.5粉煤灰水泥,未经监理批准不准用缓凝剂,水灰比为0.5~0.6,坍落度为18~22cm,混凝土标号不低于设计的1.2倍。

③水下混凝土灌筑

在水下混凝土灌筑过程中,每根桩做不少2组砼抗压试件。

并经常检测其坍落度,使之符合规范要求。

a安装导管,放入孔内,导管下口离孔底25~30cm为宜,上口与储料斗相连,储料斗的容积按首次埋管深度不小于1米设计。

b安装好导管后,再次探测孔底沉渣导度,如大于规定,则进行再次清孔处理,确保沉渣厚度不超出设计及规范要求。

c水下混凝土灌筑时,首批混凝土不得少于2.9m3,保证导管埋入深度不小于1m。

水下导管法首批砼方量计算:

H=(h1r1+h2r2)/r3

V=1/4∏(d2H+D2h3K)

H----导管内外混凝土面高差(m)

V----首批混凝土需要量(m3)

h1----钻孔中上部稀泥浆的高度(m)

h2----钻孔中下部稠泥浆的高度,取0.5-1.0m

h3----孔中混凝土高度(m)

r1----孔中上部稀泥浆密度(t/m3)

r2----孔中下部稠泥浆密度(t/m3)

r3----混凝土密度(t/m3)

d----导管内径

D----成孔直径

K----混凝土充盈系数

以2#桥墩Ф1200桩基为例,护筒顶标高约为2.3米,孔底标为▽-24.682米,h2取1.0m,h1=24.682+2.3-1-1.4=24.58m。

h3=1.4m(混凝土埋深1.0m,0.4m为导管下口到孔底距离)。

r1取1.1t/m3,r2取1.3t/m3,r3=2.4t/m3,d=0.25m,D=1.20m,K取1.1

经计算:

H=(24.58*1.1+1.0*1.3)/2.4=11.81m

V=1/4*3.14*(0.252*11.81+1.1*1.22*1.4)=2.32m3

由于灌注桩砼要连续施工,故首批混凝土取不得少于2.32M3。

在混凝土浇筑时,混凝土输送车的首罐方量为8m3,漏斗容积为1.8m3,漏斗封板提起后,混凝土泵车连续送料,故能满足水下混凝土施工需要。

d在水下混凝土灌筑过程中,用测绳探测孔内混凝土面的标高,及时调整埋管深度。

一般埋管深度控制在2~4M左右,但不得大于6M,不得小于1M。

e水下混凝土灌筑,连续有节奏地进行,中途不得中断,并尽量缩短拆除导管的间隔时间。

当导管内混凝土不满时,须徐徐灌筑,以防产生高压气囊压漏导管。

并防止灌注过程中发生坍孔、缩孔,经常保持孔内水头高度。

f当混凝土灌筑至接近钢筋笼骨架时,加大导管埋深,放慢灌筑速度,以减少混凝土对钢筋笼的冲击,防止钢筋笼上浮。

g钻孔桩水下混凝土灌筑时在设计桩顶上多灌筑1.0m,以保持桩与墩柱之间的混凝土连接质量。

h水下混凝土灌筑完并在水下混凝土强度达到2.5MP。

后方可拆除护筒。

钻孔桩成桩质量须符合下表要求:

钻孔桩成桩质量检查表

序号

项目

允许偏差或规定值

附注

1

混凝土抗压强度

不低于设计强度

无断层及严重夹层

2

孔的中心位置

≯5cm

经纬仪查纵、横方向

3

孔径

不小于设计桩径

4

倾斜度

<1%H

5

钢筋骨架底标高

±50mm

6

地质情况

与地质钻探资料基本符

(12)桩头凿除

凿除桩头至少80cm,保证桩与承台或墩柱砼良好的整体性。

6、钻孔桩安全文明施工技术措施

(1)严格贯彻“安全生产,预防为主,综合治理”的安全方针。

坚持安全第一,文明施工,严禁盲目冒险施工。

(2)加强对职工安全知识教育,提高职工安全生产意识,提升职工安全防护技能。

(3)施工前由工地专职安全员对所有参建工人进行专项安全培训,提高职工遵章守纪的素质。

(4)现场人员必须佩戴安全帽,电焊工工作时必须佩戴眼镜。

(5)钢筋笼加工过程中,不得出现随意抛掷钢筋现象,制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人,防止人员被砸伤。

氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。

(6)钻孔过程中,非相关人员距离钻机不得太近,防止机械伤人。

(7)钢筋笼安装过程中必须注意:

焊接或者机械连接完毕,必须检查脚是否缩回,防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。

(8)导管安装及砼浇注前,井口必须设有导管卡,搭设工作平台(留出导管位置),并且要求能保证人员的安全。

(9)导管安装注意:

导管对接必须注意手的位置,防止手被导管夹伤。

(10)砼浇注过程中,砼搅拌运输车倒车时,指挥员必须站在司机能够看到的固定位置,防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。

轮胎下必须垫有枕木。

倒车过程中,车后不得有人。

同时,吊车提升拆除导管过程中,各现场人员必须注意吊钩位置,以免将头砸伤。

(11)挖掘机工作时,必须有专人指挥,并且在其工作范围内不得站人。

(12)泥浆池周围必须设有防护设施。

成孔后,暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施,并有人看守。

(13)配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中,电线接头要牢固,并且要绝缘,输电线路必须设有漏电开关。

(14)钻机工作之前必须进行机械安全检查。

(15)施工作业平台必须规整平顺,杂物必须清除干净,防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。

(16)夜间施工时,开启南侧的两台镝灯,在现场另布置若干碘钨灯,做到所有施工区域照明良好,视野清晰。

(17)钻孔桩钻孔施工尽量放在夜间以避开高温,混凝土浇筑安排在上午7:

30以前结束,尽量不在夜间9:

00以后浇筑,以防噪音扰民。

(18)混凝土施工时,采取道路洒水的方法抑制扬尘。

(19)废弃泥浆严禁直接排入娄江,拟用泥浆泵排至运泥船内,排放到业主指定的地点。

(20)凡施工现场因技术、经济条件限制,环境污染不能控制在规定范围内的,应事先报相关部门审批,如夜间施工许可证等,坚持做到文明施工。

 

昆山市水利建筑安装工程有限公司

柏庐路人行天桥项目工程项目部

二0一六年三月二十五日

 

附:

常见事故的预防和处理

序号

类别

产生原因

预防和处理措施

1

坍孔

1)泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求,使孔壁未能形成坚实泥皮;

2)护筒埋置太浅,下端孔口漏水;

3)由于掏渣后未及时补充水或泥浆或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失造成孔内水头不够;

4)松散砂层中进尺太快。

1)在松散砂层中钻进时要严格控制进尺,投入粘土膏、卵石等挤入孔壁起护壁作用。

2)发生孔口坍塌时,拔出护筒用粘土回填,重新埋设再钻。

3)发生孔内坍塌,判明其位置,用砂和粘土回填到孔处以上1~2m,待沉积物密实后再钻。

2

钻孔

倾斜

1)钻孔中遇有较大孤石;

2)在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均;

3)扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;

4)钻机底座不水平,钻杆弯曲。

1)遇孤石或倾斜的软硬地层钻进时,低速钻进,控制进尺。

2)经常检查钻机底座水平、钻杆接头,并及时高速正。

3

扩孔

孔壁坍进

局部扩孔不影响钻进至设计标高可不处理;若扩孔后继续坍塌,按坍孔处理。

4

缩孔

钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀

及时焊补钻锥,上下反复扫孔以扩大孔径。

5

掉钻

1)卡钻时强扭;

2)钻杆疲劳断袭;

3)操作不当;

1)开钻前清除孔内杂物,用电磁铁或其它方法。

2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

3)采用打捞钩,打捞叉吊出。

6

卡钻

1)形成了梅花孔;

2)钻头磨耗未及时焊补;

3)遇孔内掉入物体卡住钻头;

1)经常检查转向装置防止失灵;

2)经常测定泥浆比重,防止泥浆太稠增大阻力;

3)采用较大冲程、低速度,使钻锥有足够时间变换位置;

4)用冲吸的方法净卡住的钻头周围的钻渣松动后取出。

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