桥梁混凝土灌注桩试验工艺方案.doc
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1、新建铁路大同到西安客运专线线下施工-2标 桥梁混凝土灌注桩试验段试验方案目 录一、工程概况1二、编制依据及试验目的12.1 编制依据12.2 编制目的1三、试验选点及概况2四、施工准备24.1 准备场地、测量放线24.2 埋设护筒24.3 选择钻孔机械24.4 泥浆配比3五、试验施工工艺流程35.1混凝土灌注桩施工工艺流程图35.2钻孔35.3清孔55.4钢筋笼加工及吊放55.5下设导管55.6二次清孔65.7混凝土灌注6六、主要机械设备及人员配置76.1主要人员配置76.2主要施工机具8七、质量控制措施87.1桩身混凝土质量检查87.2钻孔检查标准97.3钢筋加工及安装97.4特殊情况处理与
2、预防措施10八、安全保证措施10九、施工环保、水保措施11十、文明施工措施1310.1施工现场技术措施1310.2施工驻地技术措施1410.3环境卫生管理15十一、试验成果15 16中国水利水电第三工程局有限公司 一、工程概况新建铁路大同至西安铁路客运专线工程线下施工-2标三项目部段起讫里程为DIK227+604DIK237+472.0,全长9.868km范围内的站前工程的施工、竣工和缺陷修复建设全过程。主要工程包括桥梁5座总长6441.62延米,特大桥梁2座6033.68延长米,大桥1座计201.3延长米,中桥2座计206.64延长米,桥梁长度占线路长度的65.3%。二、编制依据及试验目的2
3、.1 编制依据(1)铁道部现行颁布的施工规范、工程质量检验评定标准、试验规程、安全规程、施工指南以及水保、环保行业标准等;(2)铁道第三勘察设计院编制的新建铁路大同至西安客运专线施工图;(3)新建铁路大同至西安客运专线合同文件及招、投标文件;(4)国家及地方关于安全生产及环境保护等方面的法律法规;(5)业主相关文件要求;(6)实施性施工组织设计;(7)指挥部下发的相关文件及要求。2.2 编制目的(1)研究适合本段工程地层特点的钻孔设备及相应其他设备在相应地层的施工工效;(2)确定适合本段工程造孔方法的固壁材料及其配合比;(3)确定适合于本段工程地质条件的清孔方法;(4)研究钢筋笼保护层措施的可
4、靠性和下设的最优方法;(5)验证混凝土灌注桩的灌注方式、工艺的合理性;(6)检验施工准备工作的周密性、严谨性;(7)核实本段工程实际地质情况;(8)通过进行桩基成桩试验段试验,以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜,确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数等,并形成具有指导性意义的施工方法,具体指导本管段内桩基工程的施工。三、试验选点及概况本次试验选择北白跨北同蒲特大桥作为试验点,其起止里程为DIK227+604.0DIK230+764.34,全长3160.34米。孔跨样式为(6-24m)简支箱梁+(83-32m)简支箱梁,80+128+80连续梁,箱梁为94孔,选取
5、北白跨北同蒲特大桥的适当桥墩进行试验。北白跨北同蒲特大桥位于太原市阳曲县境内,属黄土丘陵,地形起伏较大。地质情况为新黄土、老黄土及片麻岩,岩土类型主要为湿陷性黄土。四、施工准备4.1 准备场地、测量放线施工前应进行场地平整,清除杂物,钻机位置处平整夯实,准备场地,同时对施工用水、泥浆池位置,动力供应,砂石料场,拌和机位置,钢筋加工场地,施工便道,做统一的安排。测量放线,根据设计图纸用经纬仪(或全站仪)现场进行桩位精确放样,在桩中心位置钉立木桩,并设护桩,放线后由主管技术人员进行复核,施工中护桩要妥善看管,不得移位和丢失。4.2 埋设护筒护筒因考虑多次周转,采用310mm钢板制成,护筒内径,使用
6、旋转钻机时比桩径大1020cm,使用冲击钻时比桩径大2030cm,埋置护筒要考虑桩位的地质和水文情况,为保持水头护筒要高出施工水位(或地下水位)1.5m,无水地层护筒宜高出地面0.30.5m,为避免护筒底悬空,造成塌孔、漏水、漏浆,护筒底应坐在天然的结实的土层上(或夯实的粘土层上),护筒四周应回填粘土并夯实,护筒平面位置的偏差应不超5cm。护筒埋置深度:在无水地区一般为12倍的护筒直径。在有水地区一般为入土深度与水深的0.81.1倍(无冲刷之前)。4.3 选择钻孔机械正循环钻机:粘性土、砂类土:砾、卵石粒径小于2cm,钻孔直径80250cm,孔深30100m。反循环钻机:粘性土、砂类上、卵石粒
7、径小于钻杆内径2/3,钻孔直径80250cm,孔深泵吸40m,气举100m。正循环潜水钻机:淤泥、粘性上、砂类土、砾卵石粒径小于10cm,钻孔直径60150cm,孔深50m。全套管冲板抓和冲击钻机:适用于各类土层,孔径80150cm,孔深3040m。在钻孔过程中,钻机(架)必须保持平稳,不能发生位移和沉陷。因此钻机安装就位时,底座应用枕木垫实塞紧,顶端用风绳固定平稳。4.4 泥浆配比制备泥浆应选用塑性指数IP10的粘性土或膨润土,对不同上层泥浆比重可按下列数据选用:粘性土和亚粘土可以就地造浆,泥浆比重1.11.2间。粉土和砂土应制备泥浆,泥浆比重1.51.25间。砂卵石和流砂层应制备泥浆,泥浆
8、比重1.31.5间。五、试验施工工艺流程5.1混凝土灌注桩施工工艺流程图施工工艺流程图如图一所示5.2钻孔(1)将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放入护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。正循环钻机开孔时,应先启动泥浆泵和转盘,待泥浆进入孔内一定数量后,方可开始钻进。用泵吸式反循环钻进时,钻头应距孔底2030cm,防止堵塞吸渣口,在接长钻杆时,应注意接头紧密,防止漏气、漏水和钻杆松脱。用气举式反循环钻开孔时,钻杆必须在钻孔内埋入水中约6m,才能扬水排渣。反循环钻进时,必须注意连续
9、补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。定桩位埋设护筒钻机就位钻 孔第一次清孔测孔深、沉淤下钢筋笼下导管第二次清孔测沉淤 安放隔水球浇筑砼泥浆补充泥浆处理制作钢筋笼搅拌砼成桩 无损伤检测 截桩桩帽施工施工工艺流程图 图一(2)孔应连续进行,不得间断,视土质及钻进部位调整钻进速度。开始钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层中时,应低档慢速钻进。钻进过程中,要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上,泥浆如有损失、漏失,应及时补充,并采取堵漏措施。钻进过程中,每进23m应检查孔径、竖直度,在泥浆池捞取钻渣,以便和设计地质资料核对。(3)钻进时,为减少扩孔、弯孔和斜孔,应采用减压法钻进,使钻杆维持垂直
10、状态,使钻头平稳回转。5.3清孔(1)终孔检查合格后,应迅速清孔,清孔方法有抽浆法(适用于孔壁不易坍塌的柱桩和磨擦桩)、换浆法(用于正循环钻机)、淘渣法(适用于冲抓、冲击、成孔,掏渣后的泥浆比重应小于1.3)。清孔时必须保证孔内水头、提管时避免碰孔壁。清孔后的泥浆性能指标,沉渣厚度应符合规范要求。不论采用何种方法清孔排渣,都必须注意保持孔内水头,防止坍孔。(2)清孔后用检孔器测量孔径,检孔器的焊接可在工地进行,监理工程师检验合格后,即可进行钢筋笼的吊装工作。5.4钢筋笼加工及吊放钢筋笼骨架,焊接时注意焊条的使用一定要符合规范要求,骨架一般分段焊接,长度由起吊设备的高度控制,钢筋笼的接长,可采用
11、搭接焊或套管冷挤压连接等方法,钢筋笼安放要牢固,以防在砼浇筑过程中钢筋笼浮起,钢筋笼周边要安放圆的砼保护层垫块。声测管的布置及数量按设计要求设置,与钢筋笼一起吊放。声测管要求全封闭(上、下口焊铁盖封闭),管内无异物,水下混凝土施工时保证不漏浆进管内。声测管与钢筋笼一起分段连接(采用丝扣连接,以保证声测管内的顺直通畅),声测管底部与桩底等齐,管口高出设计桩顶不少于30cm,每个声测管高度保持一致。5.5下设导管(1)水下砼采用导管法进行灌注,导管内径一般为2535cm,导管使用前要进行闭水试验(水密、承压、接头抗拉),合格的导管才能使用,导管应居中稳步沉放,不能接触到钢筋笼,以免导管在提升中将钢
12、筋笼提起,导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上,导管底部距桩底的距离应符合规范要求,一般0.250.4m,导管顶部的贮料斗内砼量,必须满足首次灌注剪球后导管端能埋入砼中0.81.2m,施工前要仔细计算贮料斗容积,剪球后向导管内倾倒砼宜徐徐进行防止产生高压气囊。施工中导管内应始终充满砼。随着砼的不断浇入,及时测量砼顶面高度和埋管深度,及时提拔拆除导管,使导管埋入砼中的深度保持26m间。砼面检测锤随孔深而定,一般不小于4kg。(2)每根导管的水下砼浇筑工作,应在该导管首批砼初凝前完成,否则应掺入缓凝剂,推迟初凝时间。5.6二次清孔导管下设完毕后,需要采用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值,超
13、出控制范围的桩孔需要作二次清底。二次清底采用气举法,合格之后立即进行水下混凝土灌注。5.7混凝土灌注(1)开浇开浇采用隔水胶球法。在导管开浇前,应预备好足够数量的混凝土(考虑导管内容积及封埋导管1.0m深的方量,具体到本试验桩为1.18m3)后方可进行开浇。开浇前,导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体。(2)砼的坍落度应满足设计要求,砼浇筑应连续进行,为保证桩的质量,应留比桩顶标高高出0.50.8m左右的桩头,处于此处的桩头,在达到设计强度、做完无损伤检测后予以截除 (3)浇筑过程控制灌注混凝土一旦开浇后,应连续进行,不得中断。每隔515min 测量一次桩孔内混凝土面深度,并及时填绘混
14、凝土浇筑示意图及混凝土浇筑量随深度的理论曲线和实际变化曲线,指导导管的拆卸工作。当浇筑方量与混凝土顶面位置不相符时,应及时分析原因,找出问题所在,及时处理。浇注过程中,密切注意孔口情况,若发现钢筋笼上浮,应稍作停浇,同时,在钢筋笼上面加压重物,在不超过规定的中断时间内继续浇注。不符合质量要求的混凝土严禁浇入导管内,另外,孔口应设置盖板,避免混凝土散落孔内。混凝土面上升速度控制在2m/h以上,事故中断处理应快速,不应超过相应混凝土的初凝时间。灌注时,混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到其它正在施工的桩孔中或沉淀池,以防止泥浆溢出污染环境。混凝土应连续灌注,灌注的桩顶标高应比设计桩顶标高高出0.
15、50.8m左右,以保证混凝土强度,多余部分在达到设计强度并做完无损伤检测后予以截除。处于地面或桩顶以下的井口整体式钢护筒,在灌注混凝土后立即拔出。(4)截桩 对高出设计标高的桩头,经测量找出断接线,预留伸入承台梁的桩内主筋长度,将桩头按需要尺寸进行切截。切截时应敲掉或凿去多余的桩头混凝土,并调直预留的主筋,保持主筋表面洁净。对已截割桩头的桩点,在去掉疏松的混凝土后,要将保留桩头混凝土和桩头钢筋加以保护,如钢筋有锈蚀必须处理。保护好高出地面桩头, 截桩头宜用锯桩器截割,严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。(5)桩帽施工 按设计对桩帽位置进行测量放样,并用石灰标识每个桩帽四周位置,并对每个桩帽开挖高
16、度进行技术交底。开挖出桩帽位置的土方,在各种指标验收合格及截桩完成后,现场进行桩帽浇筑;桩帽土方开挖完后要及时浇筑,如不能及时浇筑混凝土,应采取相应的保护措施,避免受雨水浸泡;桩帽浇筑完成后及时用湿麻袋覆盖养护。六、主要机械设备及人员配置6.1主要人员配置序号名称人数备注1钻工10钻孔2钢筋工10钢筋加工作业3混凝土工15混凝土生产4修理工2机修加工5水电工4供水、供电6司机4混凝土运输、起重设备等7食堂3人员伙食8技术人员3现场值班、统计、质检、安全管理9管理人员10项目经理等后勤人员及管理人员6.2主要施工机具序号机械设备名称规格、型号单位数量备注1旋转钻机220 台1合格2混凝土搅拌机J
17、S1000台2合格3电子配料机PLD1600台1合格4汽车起重机25t辆1合格5混凝土搅拌车6m辆2合格6装载机30台1合格7电 焊 机交流30kVA台3合格8柴油发电机60GF台2合格9水泵IS50-32-125台1合格10钢筋弯曲机GW40台1合格11钢筋切割机GQ50-1台1合格12钢筋对焊机UN1-150台1合格13钢筋调直机GTJ4-4台1合格14全站式测量仪套1合格15水准仪DS3台1合格16挖掘机台1合格17推土机台1合格七、质量控制措施7.1桩身混凝土质量检查每桩在浇筑混凝土时,对搅拌的混凝土进行取样试件成型,到龄期后进行室内有关混凝土指标试验。混凝土试件成型组数按设计规定的数
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