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杭州湾大桥岸线桥钻孔灌注桩施工方案简介:
杭州湾跨海大桥是中国浙江省境内连接绍兴市和宁波市的一座特大型跨海桥梁,其施工方案复杂且精密,涉及到钻孔灌注桩的施工主要如下:
1. 钻孔:钻孔灌注桩施工的第一步是使用钻机在预定的地点钻孔。钻孔深度和直径根据地质情况和桥梁设计要求确定,通常使用重型钻机,钻孔过程需要对钻孔质量进行严格的监控,以保证桩基的稳定性。
2. 清孔:钻孔完成后,需要清理孔内泥浆和石屑,以确保桩基的清洁度,防止影响混凝土的浇筑质量。
3. 混凝土灌注:将混凝土混合物泵入钻孔中,混凝土通常由水泥、砂、石子和水按照一定比例配制而成。混凝土在压力下缓缓灌入,边灌边振捣,以排除气泡,保证混凝土的密实性。
4. 固化养护:混凝土灌注完成后,需要进行养护,通常使用覆盖物保湿养护,保持恒定的温度和湿度,让混凝土在规定的时间内硬化。
5. 桩基检测:施工结束后,对桩基进行严格的检测,包括承载力、垂直度等,确保满足设计要求。
整个过程需要精确的计算、专业的设备和严格的质量控制,以保证大桥的稳固和安全。
杭州湾大桥岸线桥钻孔灌注桩施工方案部分内容预览:
5.建设工程项目管理规范GB/T50326—2001;
6.工程测量规范GN50026—99;
7.我公司的管理制度。
本工程为杭州湾大桥岸线桥钻孔灌注桩工程,为国家重点工程之一,拟建岸线桥由4孔跨径50米的连续箱梁和3孔50+80+50米的连续箱梁组成Q/GDW 11882-2018 预制舱式10kV~35kV一二次组合设备技术规范,下部结构共有8个墩,每个墩设2个承台,其中1#—5#、8#墩承台每个承台下设4根桩,6#、7#承台每个承台下设7根桩,全桥合计76根桩。桩的设计直径为1.5米,桩长为85米,为磨擦桩。要求桩基施工工期为4个月。
本区地层为软土地层,其基本分布为:
②2层:亚砂土,饱和,松散~稍密,厚18.05米;
③2层:灰色淤泥质亚粘土,饱和,流塑,厚28.85米;
④1层:灰色淤泥质粘土,饱和,软塑,厚2.5米;
⑤2层:细砂层,中密,厚8.1米;
⑥层:亚粘土,软塑~硬塑,厚4.3米;
⑦层:粉砂层,中密,蹭夹有粘土层,厚4.9米,顶板标高为57.24米;
⑧层:粘土层,饱和,可塑,厚12.20米;
⑧夹层:粉砂层,局部为细砂,饱和,密实,厚7米。
以上地层,亚砂土,细砂层,粉砂层,具有一定湿度,地层较硬,相对钻头进尺慢,钻孔有轻微缩径;灰色淤泥质亚粘土,粘土,进尺较快,但该层易缩径。机时细砂层和粘土层又易形成孔底沉渣,所以钻孔时,要特别注意采取相应措施。
1.工作内容:根据甲方的工作总体布置,我公司承担钻孔定位复核,设置桩位控制点,挖埋护筒、钻孔、清孔、制钢筋笼、下钢筋笼、下导管和最终灌混凝土,保管好甲方提供的设施和材料、工具等,完成甲方交办的临时工作。
平整场地——定位——埋设护筒——建立泥浆循环系统——校核护筒——安装钻机——钻孔——一次清孔——制钢筋笼——下钢筋笼——下导管——二次清孔——灌砼——搬至新孔位。
施工时严格按规范及设计要求,遵守以上工艺流程,协调好各工种的配合,组织好各种资源,实现24小时作业,工艺关键点有人抓。
平整场地及便道的施工,要求场地平整并压实,高差小于30cm,便道要有防水沟,以防雨季施工,保证畅通,道路要有专人养护,排水系统要可靠,施工现场不能积水。平整场地的同时,要清好地下障碍,确保下一步的工作顺利。泥浆池、废浆池布置的合理,并设防护栏及警示牌,防止人畜掉到坑内。规化好堆料场及制钢筋笼场地,施工总平面图要得到甲方及监理的批准。
一般由甲方技术人员给出桩位,我方技术人员进行校核后做好“十”字桩,“十” 字桩要牢固,保护好,保证下护筒及安装钻机的正确。“十”字桩要有明显标记,以防现场施工扰动移位。时间长了不用的 “十”字桩,在使用时要进行校核后再使用。
护筒必须保证园直,直径误差不得小于5mm,要求护筒径比钻孔径大10—20cm,护筒底最好埋进原始土层20—30cm,护筒周围要用粘土夯实,埋设偏差不大于2cm,用径纬仪检查。埋设完护筒要报验,得到甲方技术人员的许可后方可进行设备的安装。
埋设护筒的同时,要进行循环系统的安装,一般采用正循环法成孔,要求地面最好有两个泥浆池,这两个泥浆池通过挖水槽与孔口相连,一个为沉淀坑,一个池内安装泥浆泵,与钻机主动钻杆到钻孔,形成泥浆循环系统,要求泥浆池体积大于1.5倍钻孔体积,确保岩粉的沉淀。施工时一个班组至少捞二次岩粉,确保有效的排渣,增加钻孔速度和保证钻孔质量。
钻机安装要遵守“稳固、周正、水平”的原则,特别是地基稳固尤为重要,枕木要铺平铺牢,每班要进行一次检查钻机水平情况,防止打斜钻孔。注意钻机天车、钻杆中心(转盘中心)与钻孔中心成一条直线,钻机要有良好的接地线,雨季施工要防雷击。
根据前述的地质条件,选择双环笼式刮刀头,钻头刀刃使用WG8硬质合金。双环钻头的优点是导正性好,因为该工程钻孔深,桩长85米、,孔深可达近90米,为了防止孔斜,一个把好安装关,一是采用合理的钻进参数,另一方面就是使钻头导向性好。经我公司多年实践和理论分析,双环钻头最适合本地层条件。该层软土较厚,又有软硬互层,防斜是控制本工程施工是一个大问题,必须重视起来。合金镶焊最好采用正前角镶焊。
一般采用正循环回转钻进,使用GPS—20型钻机(我公司还备有反循环成孔装置),开孔时要轻压慢转,以防打斜钻孔,由于开孔时就会遇到亚砂土,地质报告中阐述有一定的强度,给开孔工作带来了不便。充分使用好泥浆,开孔前先拌好泥浆,使其粘度在19—20秒左右,比重1.15左右,使其有良好携带岩粉的能力,防止重复破碎,从而增加钻孔效率;另一方面亚砂土造浆性能差,必须有好泥浆进行护壁,确保钻孔的安全,为下面的钻孔工作开个好头,不要盲目加压开大转速打斜钻孔。
根据以往的经验和分析地层情况该区软质地层有严重缩径的倾向,正式施工前应进行试成孔,钻头直径最好比孔径大2—5cm,确保钻孔充盈系数大于1,从而保证成桩质量,这一点特别引起注意。
在钻进的过程中,一定要保证好泥浆质量,由于钻孔较深,保证好泥浆粘度和比重很重要,使其具有良好排粉能力,加之采用4PN泵增加泥浆在钻孔中的流速,减少孔内沉渣对成孔速度、质量大有好处。一般要求泥浆粘度18—22秒比重1.05—1.20,PH值8—10,含砂率小于4%。
钻进过程和因为停钻都要保持一定的水头压力,防止钻孔坍塌,排放的废浆一定注意排放到废浆池和甲方指定的场地,不得污染环境。
清孔工作十分重要,是保证成桩质量,保证桩承载力重要环节。一般都要实行二次清孔。第一次清孔主要解决孔内的大泥团和岩粉;第二次清孔主要是清除孔底岩粉和更换孔内的泥浆,使其降低密度,便于灌孔。
该工程钻孔深,属超深孔桩,第一次清孔是在终孔时清孔,一般要求钻头在孔底边回转边清孔,打碎孔内的大泥团和造成孔内泥浆的紊流,有利于清孔,一次清孔更重要一点是配合清理地面和泥浆池,防止排出的岩粉重新回到孔内。一次清孔要有一定的时间,根据我公司的经验和理论上的研究清孔时间必须大于1.5小时,最终标志为停泵40分钟,沉渣不大于10cm为宜。
第二次清孔,是在下完钢筋笼和下完导管后进行,是灌砼前最后一次清孔内沉渣,同时换出孔内密度较大的泥浆,保证灌砼的顺利,其方法是使用导管与泵相连,进行正循环清理。如果孔内沉渣较少,可以保证清理质量,如果由于桩深,下笼时间长和钻孔缩径下笼时刮下泥块较多,就难以清好。根据我公司在超深桩的施工经验,使用空气升液反循环群孔十分有效,在该工程我们准备使用该工艺进行二次清孔,其示意图见附图。
空气升液反循环使用的主要的设备为空压机,一般6—12m3/mm储气罐一只和必要的管线接头。其原理是降低导管内泥浆平均密度,造成导管内外压力差,保证钻孔内水位,造成泥浆反循环,其流量可使用控制进气量进行控制,一般流量可大于180 m3/h,通过实践一般可把5cm左右的卵石清出来,有效地保证了成桩质量。
a.制笼:选择我公司最有经验的钢筋班组,配置6—8人,制笼场地要平整,地面要硬化。钢筋堆放符合要求,按规定取样送检,进场的钢筋要有质保书,不合格的钢筋严禁进场,制笼场地要有防雨棚,使用的焊条要有合格证,按钢筋牌号正确选用焊条。钢筋笼加工尺寸偏差,主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长±100mm。
制好的钢筋笼堆放应平直,箍筋内要有“十”字支撑,防止钢筋笼堆放变形,钢筋笼运输要有专用运输车。
起吊最好使用6点起吊法,方法见附图。由于该工程桩径大,桩深长属超深桩,为加快下笼速度减少灌砼前等待时间,有效控制沉渣,钢筋笼单节要比以往加长,根据实际情况单节长度可选17—24米,采用25吨吊车下笼。
b.下笼:钢筋笼定位要准确,为确保钢筋笼中心与桩孔中心一致,每2米钢筋笼按园周平均安放4个保护块,下笼时在护筒四周平均分布四个保护杆,保护杆直径φ50mm,实践证明十分有效。为加快下笼速度,孔中采用3台电焊机焊接,尽量减少下笼时间,降低井底沉渣。下笼终了,控制好钢筋笼安放高度,误差不大于±50mm,焊牢吊筋。
下笼过程中遇阻,不得猛墩下放,要及时提起查找原因,如是缩径严重,再回钻一次,千万不要强行下笼,否则会造成严重后果。
水下混凝土浇注必须下导管,一方面利用导管二次清孔,一方面做浇砼通道。对导管的一般要求,根据本工程特点,选用φ300mm的导管,导管应具有一定的强度和密封性能,安拆性能要好,易清洗,运输方便等。
导管使用前一般要进行水压试验,水密性试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍。 压力P可按下式计算:
P = rChC - rWHW
式中:P—导管可能受到的最大内压力(Kpa)
rC—混凝土拌和物的重度(24KN/m3)
hC—导管内混凝土柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计算
rW—井孔内水或泥浆重度(KN/m3 )
HW—井孔内水或泥浆的深度(m)
导管要有2m、1m的短管配合,每节导管要连接牢固,并在接头处加好密封胶圈,导管底口离孔底一般0.3—0.5m,灌注完毕要清洗好导管,防止结垢影响下次使用。拧卸导管要有专用扳手,提下导管时要有专用夹头。在下管遇阻时,要及时检查原因,不得强行下管。
由于本工程桩砼量较大,一般每桩大于150m3,根据现场条件和以往经验提出对拟灌注砼要求:坍落度18—22cm,有良好的合易性。一般砂率在43%左右,初凝时间大于8小时,粗骨料不大于40mm,级配率好。灌砼时要注意天气变化,及时调查砼性能。灌注方法为现场搅拌,罐车运输到孔口直接浇注。
首批灌注混凝土的数量必须保证导管埋深(一般1.0m)DB32∕T 944-2006 高速公路养护质量检验评定,其计算公式为:V≥πD2/4(H1 + H2)+ πd2 /4h1
式中:V—灌注首批混凝土所需数量(m3)
D —桩孔直径(m)
H1—桩孔底至导管底端间距,一般0.4m
H2—导管初次埋置深度( m),一般大于1m
h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管处(泥浆)压力所需的高度(m),即h1= HW rW /rC(符号意义同前式)
DBJ∕T 15-141-2018 中运量跨座式单轨交通系统设计规范灌注时应注意以下几点: