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)0201-09 2、 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
2、、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),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
3、(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,=180Kpa (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 数字轴 字母轴 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) F2、 12 -9.214 -39.214 30 38.3 F1 12 -9.214 -39.214 30 3
4、8.3 F 12 -9.214 -44.214 35 43.3 E1 12 -9.214 -39.214 30 38.3 7 E 12 -9.214 -44.214 35 43.3 F2 12 -9.214 -39.214 30 38.3 F1 12 -9.214 -39.214 30 38.3 F 12 -9.214 -44.714 35 43.3 E1 12 -9.214 -39.214 30 38.3 9 E 12 -9.214 -44.714 35 +0.886 43.3 合计桩长(m) 3840 4836 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
5、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,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
6、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220m 3,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
7、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: 站 房 桥 79轴 施 工 平 面 布 置E12FG 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
8、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。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
9、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
10、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,经常清理钻头上的泥块。 c. 砂层,采用 0.5-1 米冲程,需抛粘土块,勤冲勤掏
11、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,从而得不到足够的转动时间,改换不了冲 击位置
12、,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、设计单位汇 报
13、,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
14、具进行打捞。 卡锤 由于钻孔形成梅花形,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
15、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
16、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
17、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:
18、 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
19、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
20、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 100 2 钢筋骨架直径 10 3 主钢筋间距 10 4 加强筋间距 20 5 箍筋间距或螺旋筋 20 6 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
21、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,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
22、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) 压浆管 33.5x3.25mm 7370.5(6870.5) 2 147.41(137.41) 2.946 434.3(404.8) 声测管 50x3mm 7380.5(6880.5) 2 147.61(137.61) 3.920 578.6(539.
23、4) 角钢 L75x75x6mm 165.0 8 13.2 6.905 91.2 C,D E,F 纵轴 横轴 7 轴钢材总量:1104.1kg 横轴 7 轴钢材总量:1035.4kg C2、D1 压浆管 33.5x3.25mm 6370.5 2 127.41 2.946 375.3 声测管 50x3mm 6380.5 2 127.61 3.920 500.2 角钢 L75x75x6mm 165.0 8 13.2 6.905 91.2 D2、E1 F1、F2 纵轴 单根桩注浆用钢总量:966.7kg 注:括号外为(C、D、E、F)-7 轴数量,括号内为(C、D、E、F)-9 轴数量 (4)钢筋笼
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