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
钻
孔
灌
注
桩
专
项
施
工
方
案
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。