神府桥主桥钻孔桩施工工艺.doc
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1、一、编制依据:1、公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)2、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)3、公路工程施工安全技术规程(JTJ 076-95)4、钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧带肋钢筋(GB1499.2-2007)5、钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧光圆钢筋(GB1499.1-2008)7、碳素结构钢(GB/T700-2006)8、省级高速公路榆商线神木至府谷高速公路两阶段施工图设计(第13合同段 K56+410K57+295)二、工程概况:碛塄黄河大桥路段是省级高速公路榆商线神木至府谷高速公路的终点路段,主桥2#6#墩所处的河谷阶地区属黄河河谷,河谷较宽阔、平坦
2、,桥址处河道内广泛分布冲积、冲洪积沙洲,河滩内为沙土及块、砾石,两侧滩地多辟为农田和果园。主河槽呈宽“U”形,水面宽度约240m。桥址处上下游两岸均有围田修建的生产堤防,两岸均有巡河路。主桥2#6#墩所处河段河道微弯,高中低水流一致,河势、主流稳定,无横流斜流。该河段平均比降约0.31,河床均为砂石基床,主流稳定,左、右岸凸出部分多为岩石陡壁,左、右岸凹进部分多为滩地。桥址断面水位达808.1m时,水流漫滩,漫滩水面宽约590m。桥址区域地层上部为碎石土及砂层,其下为圆砾石及票卵石层,底层为强风化粉砂质泥岩及中、微风化中砂岩。根据时代成因、地层岩性及物理力学性质指标等综合考虑,可划分为七个工程
3、地质层,自上而下分别为:层碎石土(一般厚度小于2.0m)、层砂(深度5.0m以内的砂层多为松散状态;5.0m10.0m为稍密状态;10.0m以下为中密状态)、层圆砾(深度10.0m以内的砂层多为松散状态;10.0m15.0m为稍密状态;15.0m以下为中密状态)、层漂卵石、全风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及少量砂岩、中风化中砂岩、微风化中砂岩。中砂岩埋深2835m。大桥所处区域属半干旱大陆季风性气候区,具有寒暑剧烈、气候干燥、四季分明、降水集中且年内、年际变化大、风沙频繁等特点。年平均气温8.510.4,一月平均气温-9.9 ,七月平均气温23.9。年平均降雨量348mm,年内、年际变化大,多集中
4、在79月。全年盛行偏西和西北大风,年平均风速2.6m/s,最大风速25m/s。降雪一般始于10月下旬,止于次年3月中旬,最大冻土深度146cm,一般年份100cm。主桥跨径组成为:(61+4110+61)m,上部结构采用多跨预应力混凝土变截面连续刚构。其中2#5#墩为水中墩,6#墩为滩地墩,下部基础为2.2m钻孔桩,桩长约为3234m,每墩2个分离式承台,每个承台6根桩,采用C30混凝土;每根桩均有四根超声波检测管。 主桥2#6#桩基含2.2m钻孔桩60根,总长度2004延米,C30混凝土数量7617.9m3。HRB335钢筋约532.91t,R235约钢筋63.02t,573.5声测管40.
5、95t。主桥2#6#桩基情况一览表序号墩位根数桩径设计桩长(m)单根桩设计方量(m3)混凝土标号单墩钻孔桩设计方量(m3)合计方量(m3)12#122.2m32121.64C301459.687617.923#122.2m36136.85C301642234#122.2m34129.25C30155145#122.2m30114.04C301368.4856#122.2m35133.05C301596.6三、钻孔桩施工工艺框图(见附图)四、施工方法及步骤黄河特大桥主桥2#5#桩基施工采用单线筑路作为水中工程的材料、设备和人员的运输通道。进场后,利用枯水季节,主桥2#5#桩基主要采用筑岛法进行钻
6、孔桩施工。主桥6#桩基采用场地平整方法进行施工。两者均采用冲击反循环钻机钻孔。主桥2#6#桩基钻孔桩施工顺序:河道内筑路、筑岛施工(场地平整)测量桩位插打钢护筒钻机就位钻孔检孔清孔安装钢筋笼二次清孔灌注水下混凝土质量检查。 1、施工准备1.1利用枯水季节,在施工前采用砂砾石等材料修筑一条施工便道,迎水面采用铁网防护,该便道分别连接3#5#桩基施工平台及保德侧巡河路,2#施工平台通过挖机开挖便道的方式与府谷侧巡河路连接,主桥6#墩为滩地墩,直接采用机械进行场地平整,采用砂石修筑简易施工便道与保德侧巡河路相连,以便于各种材料、机械、人员运输。2#5#施工平台均为筑岛平台,采用砂砾石及铁丝网修筑而成
7、,每个平台面积约为40m25m,场地平整。1.2在平整的施工平台上进行测量放线,测放桩位。1.3钢护筒制造及埋设。1.3.1钢护筒采用=12mm的钢板制作,其外径大于设计桩径0.3m。即制作为=2.5m。钢护筒外径误差(椭圆度)小于5mm,底面与顶面中心应在同一铅垂线上。根据规范要求,护筒顶应高出施工水位1.02.0m。施工期间,要经常测量护筒顶口标高,发现异常,应立即上报并采取措施予以处理。遇到洪峰流量时,可暂停施工。1.3.2为保证护筒在运输和埋设过程中不变形,临时加设内支撑(可采用钢筋或槽钢十字支撑),待埋好后解除。1.3.3护筒采用人工和机械挖埋相结合的方法埋设,护筒的埋深以能有效地保
8、证护筒在整个钻孔桩施工中的稳定为标准,尽可能将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m。护筒顶高出施工地面0.3m,以避免杂物落入。1.3.4护筒定位好后,周边用土质好,易于压实的粘土回填并夯实。1.3.5护筒埋设应竖直,且定位准确,护筒中心线与桩中心线重合,平面偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。2、泥浆制备2.1在平台旁边上设置泥浆池,搅拌和供应钻孔泥浆。泥浆池、沉淀池和泥浆循环系统布置合理,满足钻孔需要,泥浆不到处排泄,钻碴运输到指定的位置。2.2泥浆拌制应选用优质红土,可满足本地质条件下冲击钻孔施工要求。2.3清孔后的泥浆性能指标:相对密度1.051.08,粘度1720s,含砂率4%,
9、胶体率95%,PH值810。孔底沉淀物厚度满足规范及设计要求。2.4设立专门的班组监控泥浆,对泥浆的各项指标定期检查,并制定奖惩措施,以确保泥浆的各项指标合格。2.5本工程对泥浆的要求较高,宜使用不分散、低固相、高粘度泥浆,在正常钻进和清孔过程中,要严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值和泥皮厚度等指标,降低孔底沉砂厚度,使其满足规定要求并尽可能提高指标值。在钻孔过程中及清孔时,必须按规范要求对泥浆性能指标进行测定。泥浆性能指标测定范围及方法为:a相对密度用泥浆相对密度计(建议采用天平式)测定;b粘度用标准漏斗粘度计测定;c含砂率用含砂率计测定;d失水率(ml/30min)用滤纸测定;e酸碱
10、度用PH试纸读出。3、钻孔3.1钻孔机械:采用河北生产的CZ-30型号钻机。3.2钻孔工艺:采用泥浆护壁,冲击钻反循环排渣、进行两次清孔,垂直导管法灌注混凝土的成桩工艺进行施工。3.3钻机安装就位,应保证其垂直度,钻机底座抄垫密实。钻杆中心线、护筒中心线和桩位中心线应重合,其平面偏差不大于5cm。3.4钻进过程中始终保持重锤导向作用,确保桩孔垂直度。钻孔时应避免邻近桩位同时钻孔,以免受到临近桩位钻孔时土壤扰动而影响桩身质量。3.5筑岛施工时,因地基条件较差,钻机不得直接摆放在地上,而要在地面上满铺枕木,使得地基整体受力,避免产生不均匀沉降而使钻机倾斜。3.6钢护筒沉埋和钻机枕木铺设完成后,钻机
11、组装就位,并使其钻架竖直,保持钻机上滑轮、锤头、桩位中心在同一铅垂线上,以保证钻孔垂直度。孔口处钻孔中心与桩位中心水平偏差不大于5cm。3.7钻孔作业应连续进行,经常对钻孔泥浆进行抽检,不符合要求时及时调整。3.8孔内水头始终保持在地下水位线以上2.0m,以加强护壁,防止塌孔。3.9停钻时,锤头应提离孔底2.0m左右,防止意外情况发生时,造成埋钻现象发生。3.10正常钻进时参考地质资料,掌握地层变化情况,及时捞取碴样,判断土层,记入钻孔记录表,并与地质资料进行核对。3.11主桥墩桩基间距较小,安排钻孔顺序时,相临两孔不能同时进行钻孔作业,一孔灌注混凝土完成24小时后,其邻孔才能开钻。3.12每
12、个主墩安排四台钻机钻孔,其钻孔顺序详见下图:第一台钻机钻孔顺序:ZN1ZN3ZN5第二台钻机钻孔顺序:ZN6ZN2ZN4第三台钻机钻孔顺序:YN1YN3YN5第四台钻机钻孔顺序:YN6YN2YN43.13基桩按嵌岩桩设计。3、4号墩施工时桩底应嵌入中风化中砂岩层中,其饱和岩石单轴极限抗压强度23MPa,有效嵌入深度不小于5m(考虑中风化中砂岩顶面倾斜的影响);2、5、6号墩施工时桩底应嵌入微风化中砂岩层中,其饱和岩石单轴极限抗压强度31MPa,有效嵌入深度不小于4m(考虑微风化中砂岩顶面倾斜的影响)。基桩施工时,若实际地址情况与本设计有采用的地址资料不符,经监理工程师及设计单位确认后,可根据实
13、际情况适当调整桩长。3.14钻孔过程中如遇到塌孔、偏孔、缩孔、扩孔、糊钻、埋钻、卡钻、掉钻等故障时,尽快查明原因,采取有效措施果断处理。3.14.1塌孔的表征为孔内水位突然下降,孔口有细密的水泡冒出,出渣量显著增加而锤头无法下落或无法收起,钻机负荷显著增加等。预防及处理原则:a.保证钻孔时泥浆的各项指标满足规范要求。b.保证钻孔时有足够的水头高度。c.塌孔事故发生后,将锤头提离孔口,回填砂和粘土的混合物到塌孔处以上12m,待回填土层稳定后重新钻孔。3.14.2偏、缩孔的预防及处理原则:a.安装钻机时应稳固牢靠,使底座水平,起重滑轮、锤头和孔位中心三者在一条铅垂线上,并经常检查校正。b.在有倾斜
14、的软硬地层钻进时,采取提升锤头下落高度,高速钻进。c.遇有偏、缩孔时,用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况,在偏孔、缩孔处上下反复升降锤头。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。3.14.3掉锤头主要是因为坍孔或者连接钢丝绳断开、连接扣件不牢固等。在每次开钻前,都要仔细检查锤头,钢丝绳、连接扣件等,确认完好后方可使用。3.15成孔质量检测3.15.1钻进至设计孔深后,用测绳测量孔深,测砣的重量应足以克服泥浆的浮力和摩阻力(2.5kg左右),下沉至孔底。3.15.2成孔后,对孔深和孔底地层予以确认并使用检孔器检测孔形、孔径和孔的垂直度,符合要求后方可进行下一工序施工。4、清孔钻孔至设计高程后进行清孔
15、。清孔时利用钻机的泥浆循环系统换浆法进行,清孔时使用泥浆净化系统过滤泥浆,以保证清孔质量并缩短清孔时间。4.1钻孔至设计标高后,对孔深进行检测,合格后即可清孔。终孔后应及时清孔,以免使钻渣沉淀增多而造成清孔困难。4.2清孔时将钻头提离孔底1015cm,利用反循环,通过换浆清孔,清孔后泥浆性能指标:相对密度1.051.08,粘度1720Pas,含砂率小于4%。清孔非常重要,清孔后泥浆性能指标一定要满足要求。4.3换浆清孔应始终保持孔内水头,避免塌孔。4.4泥浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准,拆除钻杆,移开钻机,用检孔器检测孔深和倾斜度,检孔器可采用外径为设计桩径,长度为46倍桩径的钢筋检孔器吊入
16、孔内检测,检孔合格后安装钢筋笼。4.5考虑到下放钢筋笼时间较长,第一次清孔要彻底,并尽量缩短从成孔到灌注水下混凝土的时间。现场应快速的提钻、移开钻机、检测孔形、下放钢筋笼、搭设混凝土浇注平台和下导管。4.6严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。4.7成孔质量标准钻孔质量标准序号项 目允 许 偏 差1孔的中心位置(mm)1002倾 斜 度小于1%3孔 深不小于设计孔深4孔 径(mm)不小于设计孔径5沉淀厚度(mm)不大于500mm5、钢筋笼制作、安装钢筋笼在车间分段制作,运输到墩位处利用吊机分节接长安装,竖向钢筋接头采用焊接连接。钢筋笼安装到位后及时固定,防止脱落,并采取有效措施防止钢筋笼在砼灌注过
17、程中上浮。5.1钢筋原材料准备5.1.1按照工程进度要求,编制材料进场计划。5.1.2钢筋材料进场后,首先要检验材料的牌号、等级、规格、生产厂家是否与合格证相符,产品外观是否受损;检查无误后再检验其出厂质量合格证书和质量检验报告单。无合格证书和质量检验报告单的不予验收。5.1.3进场材料验收后,应按材料的不同种类、型号、规格、等级及生产厂家分别堆存,不得混杂,并设立标识牌,材料宜堆存在仓库(棚)内,钢筋露天堆置时,应垫高并加遮盖,以防淋雨锈蚀和其它污染,影响钢筋质量。5.1.4材料入库存放后,以同牌号、同炉号、同规格、同交货状态的钢筋,每60t为一批(不足一批以一批计)及时按规定抽检频率和项目
18、进行验证试验,并将试验结果填写在材料标识牌上,以告知使用人员此材料的取舍。5.1.5材料的发放应由钢筋制作班组根据现场技术交底规定的构件部位、品牌、规格、数量填写领料单,经现场技术负责人核签后向料库管理人员领取。下料前应将钢筋调直并清理污锈,钢筋表面应平直,无局部弯折。5.1.6钢筋保护层垫块的抗压强度不低于C30。5.2钢筋笼制作5.2.1批量规定:以300个同类型接头为1批,不足300个时仍作为1批。5.2.2桩身加强筋N2及十字撑N6每2米一道,加强筋自身搭接采用双面焊,与十字支撑连接采用点焊。 5.2.2桩基钢筋笼分段插入桩孔中,各段主筋需采用单面双绑焊接,焊接接头应按规范错开布置。钢
19、筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。配置在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。当设计为提出要求时,应符合下列规定:焊接接头在受弯构建的受拉区不得大于50,轴心受拉构件不得大于25;钢筋接头应避开钢筋弯曲处,距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍;在同一根钢筋上应少设接头。5.2.3钢筋笼采用80mm高强度混凝土作为垫块,从而保证保护层厚度。5.2.4纵向主筋为级钢筋。制作安装时主筋接头按50%错开,并错开长度不小于35d(d为钢筋直径),同时确保主筋位置准确。5.2.5外观检查:应在接头清查后逐个进行目测或量测,检查结果应符合以下要求:a
20、 、焊机表面平整,不得有较大的凹陷、焊瘤。b 、接头处不得有裂纹。c 、咬边深度,气孔、夹渣的数量和大小以及接头偏差,不得超过下表:钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值名称单位接头型式帮条焊搭接焊坡口焊及熔槽帮条焊帮条沿接头中心线的纵向偏差mm0.5d接头处弯折444接头处钢筋轴线的偏移mm0.1d0.1d0.1dmm333焊缝厚度mm0、+0.5d0、+0.5d焊缝宽度mm0、+0.1d0、+0.1d焊缝长度mm-0.5d-0.5d横向咬边深度mm0.50.5在长度2d的焊缝表面上数量个22面积mm266在全部焊缝上数量个2面积mm26注:1、d为钢筋直径(mm);2、低温焊接接头的咬边深度不
21、得大于0.2mm。外观检查不合格的接头,经修整或补强后,可在此提交二次验收。从成品中每批切取3个接头做拉伸试验,试验结果应符合要求。5.3钢筋笼安装5.3.1两节钢筋笼对接时,上下节中心线保持一致,不得将变形的钢筋笼安放入孔内。钢筋笼底部纵向筋可稍微向内弯折,起导向作用。5.3.2钢筋笼安装到位后及时固定,防止脱落,并采取有效措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。必须采取措施,保持钢筋笼中心在桩顶部位与护筒中心一致。5.3.3钢筋笼安装时应对每一节超声波检测管仔细检查并灌水做水密试验,确认无砂眼等缺陷。在接长声测管时应将接头处管内毛刺处理干净以免影响测桩。接长声测管可将套管与声测管焊接,也可将
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