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桩基专项施工方案终

武汉西四环线沌口互通工程

 

桩基施工方案

 

 

中建五局武汉西四环线项目经理部

二〇一二年十一月

 

武汉西四环线沌口互通工程

桩基施工方案

 

编制单位:

中建五局武汉西四环项目经理部(盖章)

编制:

审核:

审批:

 

二〇一二年十一月

 

 

第一章编制说明

1.1编制依据

1.1.1《武汉市四环线高速公路西段两阶段初步设计》(2013年4月)

1.1.2《武汉市西四环项目工程总承包合同》

1.1.3武汉市四环线高速公路吴家山至沌口段工程《总体施工组织设计》

1.1.4现行主要技术标准及规范

《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)

《公路桥涵施工技术规范》(JTG/F50—2011)

《公路交通安全设施施工技术规范》(JTGF71—2006)

《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》(GB1499.1—2008)

《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》(GB1499.2—2007)

《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370—2000)

《公路工程质量检验评定标准第一册》(JTGF80/1—2004)

《公路工程质量检验评定标准第二册》(JTGF80/2—2004)

《公路工程施工安全技术规范》(JTJ076—95)

《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—89)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)

1.2编制原则

1.2.1本着“质量第一,精心施工,恪守合同,争创一流”的质量方针,严格按照ISO9002质量体系标准进行质量管理,科学组织施工,把好各施工工序的施工质量关,以高标准的工序质量来保证工程施工质量,确保质量目标的实现,树立良好的企业形象。

1.2.2坚持以设备保工艺,以工艺保质量的原则。

以先进的施工设备保证先进的施工工艺,以先进的施工工艺保证施工质量,从根本上确保质量目标的实现。

1.2.3确保施工按期完成原则。

优化资源配置,满足施工工期的要求,科学组织施工,合理安排施工进度,应用网络计划技术合理安排各项工程的施工,搞好工序衔接,实现平行作业、流水作业相配合,交叉组织施工,突出重点,兼顾一般,确保工期,均衡生产。

1.2.4注重环境保护,实现文明,安全施工。

1.2.5优化施工方案,采取网络技术组织措施和管理措施,降低工程造价。

1.3编制范围

武汉西四环沌口互通工程K87+942-K89+782.9段桩基施工。

第二章工程概况

2.1工程概况

2.1.1沌口互通式立交桥位于东风大道与东荆河大道交叉处,全线采用高架桥形式,主线桥沿东荆河路向南北两侧延伸,由北向南先后与后官湖大道、东风大道、珠山湖大道、兴华路相交,桥梁中线与现有道路(东荆河路)中线重合,设计为双向八车道高速公路,主线桥桥面宽40.5m,设计时速100Km/h,起点桩号K87+942,终点桩号K89+782.9,全长1840.9米。

2.1.2本线段桥梁基础均采用钢筋砼钻孔灌注桩,桩基共979根:

直径1m的4根、直径1.2m的36根、直径1.5m的900根、直径1.8m的39根。

2.1.3施工范围内地质为Ⅰ区(Ⅰ区为冲积,湖积平原松散岩类工程地质区),沿线地质主要为粉质粘土,粘土。

2.1.4具体工程数量详见表一

桩基:

C30水下砼

Ⅰ、Ⅱ级钢筋

表2-1主要材料数量表(表一)

序号

材料名称

规格

单位

数量

1

商品砼

C30水下

M3

43602.6

2

钢筋

437.378

2571.5901

3

声测管

57×3mm

M

297338.3

第三章施工组织和部署

3.1施工前的准备工作

3.1.1施工技术准备

1.本着精心施工、质量至上、创优质工程的宗旨,项目部首先组织有关的施工技术人员熟悉设计图纸和施工技术规范,明确施工规范要求和控制要点,施工时做到心中有数。

2.掌握业主和监理单位所发的有关文件资料,保证资料的填报质量,核对工程文件,及时发现问题以利于工程顺利进行。

3.对提交的控制点进行复核,对设计图纸进行图纸会审及设计技术交底工作。

4.施工用的机具、材料、实验检测仪器设备按规定要求进行检修和标定,以保障机具、仪器设备的完好率和使用率。

5.对施工用的原材料如钢筋、检测管等,均按规定要求进行验收,并根据规范要求进行抽检和试验。

6.开工前做好混凝土的检测工作。

7.对施工中的关键工序,编写详尽的施工工艺,做到施工中有章可循,严格保证施工质量。

3.1.2施工条件准备

1.交通疏导方案已上报审批,施工现场(东荆河路大道)围挡已经搭建,车辆已经实现分流。

2.施工用水由沌口经济开发区自来水厂提供,直接接入市政自来水网,从各驳水口引出。

3.电力供应方面,安装变压器四台:

驻地及钢筋加工厂共用315KVA变压器一台;K87+942-K88+586.8段安装630KVA变压器一台用于后官湖路-后官湖大道路施工用电;K88+586.8-K89+233段设置315KVA变压器一台用于后官湖大道-东风大道段施工用电;K89+233-K89+782.9段设置400KVA变压器一台用于东风大道-珠山湖大道段施工用电(详见临电方案)。

4.机械设备通过验收检查,进场旋挖钻机4台,冲击钻6台。

3.2施工管理机构

项目经理部已组建完成,并对整个标段的前期准备工作做了周密的部署,组建了职责明确的管理机构。

项目领导小组设项目经理一名、总工程师一名、商务经理一名、项目副经理一名。

项目经理部下设工程部、技术部、质安部、合约部、机料部、财务部、试验室、综合办公室共六部二室。

项目组织机构框图详见下图。

针对本工程的实际情况及施工特点,安排经验丰富的施工技术管理人员,专职负责本桥基础及下部结构的施工管理工作。

工程施工主要管理人员名单详见表3-1。

图3-1项目组织机构图

表3-1项目经理部主要管理人员

序号

姓名

职务

备注

1

胡明德

项目经理

负责本项目全面工作

2

杨雄

项目副经理

负责本项目安全生产工作

3

吴智强

项目总工

负责本项目方案、技术工作

4

石进阳

商务经理

负责本项目商务合约工作

5

罗敏会

工程部经理

负责本项目现场生产工作

6

王勇

技术部经理

负责本项目技术管理工作

7

杨凯

技术部副经理

负责本项目现场技术指导工作

8

易飞

质安部经理

负责本项目安全管理工作

9

罗先举

综合办主任

负责本项目后期保障及协调工作

10

詹重海

机料部经理

负责本项目材料管理工作

11

莫正钊

料帐员

负责本项目材料内页工作

12

刘青

测量主管

负责本项目施工测量工作

13

易飞

质安部副经理

负责本项目现场安全管理工作

14

王善

施工员

负责本项目现场施工

15

杨阳

施工员

负责本项目现场施工

16

邹南宜

施工员

负责本项目现场施工

17

伍丁辉

施工员

负责本项目现场施工

18

黄军

施工员

负责本项目现场施工

19

刘栋

工程部副经理

负责本项目现场指导工作

20

史建平

施工员

负责本项目现场施工

21

雷露

实验室主任

负责本项目试验工作

22

贾宁宁

实验员

负责本项目试验及内页工作

23

汪青青

会计

负责本项目财务管理工作

24

张致富

安全员

负责本项目安全管理工作

25

张勇

安全员

负责本项目安全管理工作

26

王云伏

安全员

负责本项目安全管理工作

27

廖俊杰

安全员

负责本项目安全管理工作

28

朱文术

安全员

负责本项目安全管理工作

29

黄超

安全员

负责本项目安全管理工作

30

刘永红

安全员

负责本项目安全管理工作

3.3施工计划

劳动力、材料、机具设备计划

3.3.1劳动力需用计划

为保证工程质量,确保工程的正常进度,使工程顺利完成,根据本标段工程特点及项目总体进度计划,综合考虑施工期间所需的劳动力。

具体劳动力需用计划详见下表。

表3-2劳动力需用计划表

序号

工种

人数

1

桩基施工班

30人

2

钢筋班

60人

3

混凝土班

24人

4

杂工班

10人

5

电工班

3人

3.3.2机具设备需用计划

为保证工程施工质量和加快工程施工进度,采用机械化施工。

具体机具设备需用详见下表。

3.3.3材料用量计划

该单位工程所需的材料,在工程开工前以施工进度计划、设计图纸为依据作出详细的用材计划,在每道工序开工前,将所需的材料备足,以确保工程按计划正常进行。

主要材料用量计划详见表下表。

表3-3主要机具设备需用计划表

序号

名称

规格型号

单位

数量

备注

1

变压器

4

2

挖掘机

PC200

3

3

泥浆车

10m3

4

4

自卸汽车

8T

6

5

钢筋切断机

GJ5-407.5KW

3

6

数控钢筋弯曲机

1

7

钢筋调直机

FJ4-145.5KW

3

8

电焊机

12KW

12

9

泥浆泵

6

10

冲击钻

6

11

旋挖钻

4

12

汽车吊

25T

4

13

空压机

3

3.4施工平面布置

桩基施工范围内用围挡全封闭,在封闭范围内筑泥浆池:

陆上泥浆池采用在绿化带开挖池口辅以彩条布而成(泥浆池开挖后应按照标准化要求及时做好防护,防护采用1.2m高钢管,且满挂安全网),水上贮浆池采用钢板组合加工而成;钢筋加工场设置在东荆河路与珠山湖大道相交路口前行200m处(里程K90+200东侧)内设315KVA变压器一台;另于K87+942-K88+586.8段安装630KVA变压器一台用于后官湖路-后官湖大道路施工用电;K88+586.8-K89+233段设置变压器315KVA一台用于后官湖大道-东风大道段施工用电;K89+233-K89+782.9段设置变压器400KVA一台用于东风大道-珠山湖大道段施工用电。

并就近从沌口开发区自来水管网接入自来水做为施工用水。

施工任务划分:

总体上桩基施工划分为三个队伍,分别为:

起点段-后官湖大道(K87+942-K88+586.8),后官湖大道段-东风大道(K88+586.8-K89+233墩),东风大道-终点段(K89+233-K89+782.9)。

3.5施工进度计划

桩基础施工进度计划服从总工期安排,具体进度节点进行具体细化,各工段的总体施工时间控制遵循工期编制计划要求:

桩基施工于2012年12月10日开工,2014年1月7日完成,总工期393天。

主线桥计划工期323天;匝道桥计划工期191天。

详见施工横道图

 

第四章主要施工方案

4.1施工方法

4.1.1本段设计桩基共979根。

桩基地质多为粉质粘土及粘土组成,基岩由砾岩、泥质砂岩及其风化层组成。

为加快施工进度,结合本标段的地质情况、地下水位、钻孔深度,桩基础施工采用旋挖钻进法和冲击成孔法。

考虑到工程进度的要求,计划安排4台旋挖钻机做为陆上桩基施工使用,同时安排6台冲击钻机做为后官湖水上桩基施工使用。

4.1.2本标段桩基处于城市道路,内含管线,所以在桩基施工时应特别注意,管线至顶部路面一般约2-3m左右,钻进时若钻机碰到硬质物体,则应用人工局部清除渣土,探明物体,等确认情况后在进行施工。

4.1.3本标段桩基距离<5m,按规范要求,必须采取“跳桩”的施工方法施工。

4.2旋挖钻机施工工艺

图4-1旋挖钻施工流程图

4.2.1准备工作

1.用全站仪进行桩位放样,采用十字护桩法,记录桩心的距离,方便随时复查桩位。

2.因本标段大部分桩基位于道路原有绿化带内,故待绿化设施迁移后,钻机就位前,先平整场地,清除杂物,将绿化带内种植土压实,保证钻机平稳、牢固。

3.储备粘土,检查导管的密封性,准备泥浆池、沉淀池并做好泥浆、沉淀排放措施,防止污染环境。

4.泥浆系统构造及造浆

泥浆系统包括泥浆池、沉淀池等。

泥浆池、沉淀池均在绿化带开挖设置(泥浆池开挖后应按照标准化要求及时做好防护,防护采用1.2m高钢管,且满挂安全网),水中桩基贮浆池则采用10mm钢板箱,高1.5米,尺度为5*3m。

采用泥浆搅拌机制浆,泥浆造浆材料选用优质粘土和膨润土,必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂,保证泥浆自始至终达到性能稳定、离析极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

试验工程师负责泥浆配合比试验,对全部桩基的泥浆进行合理配备。

施工排弃的泥浆,用10m3泥浆车运输至距离为33km的弃土区弃置,避免污染环境。

施工现场如有泥浆漫溢,立即清扫冲洗干净。

泥浆性能指标要求(详见下表)。

表4-1泥浆性能指标

钻孔

方法

地层

情况

相对

密度

粘度(S)

静切力(PA)

含砂率(%)

胶体率(%)

酸碱度

PH

钻孔灌注桩

粘土

1.05~1.2

16~22

1~2.5

<4

96

8~10

砂土

1.2~1.4

19~28

3~5

<4

95

8~11

亚粘土

1.1~1.2

18~20

1~2.2

<4

95

8~10

4.2.2护筒埋设

本标段陆地桩基桩径1.5m,选用壁厚1.2cm直径1.8m的钢护筒埋设;湖内桩基桩径1.8m,选用壁厚2cm直径2m的钢护筒埋设。

护筒在制作车间分段制作,卷板机卷成,施工现场再接长。

钢护筒加工,垂直度偏差不超过1﹪,焊接采用双面焊,所有焊缝要连续,以保证不变形。

1.陆地桩基护筒

确定桩位后,埋设钢护筒。

护筒内径比桩径大30cm,护筒顶面高出施工地面0.3m,护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于50mm,倾斜度不大于1%。

2.水中桩基护筒

K87+942—K88+112(0-5#墩)共6个水中墩位39根桩基位于湖内,需搭设钢栈桥、钢平台作为施工便道,桩基选用冲击钻成孔法。

根据设计图纸提供的地质情况及平台搭设标高,湖内桩基施工采用12m高壁厚2cm直径2m钢护筒。

拟将单个墩位内4根桩护筒一次性投入,用Φ32钢柱把4个护筒全部连通作为桩基成孔的泥浆池。

钻孔灌注桩护筒因在入土后无法回收,拟考虑全桥桩基护筒一次性投入。

水中护筒长12m,壁厚2cm,直径2m,共需39个,总重量466.04t。

水中墩桩基钢护筒不计周转;陆地护筒长3m壁厚1.2cm,直径1.8米。

桩基施工产生的泥浆处理采用10m3泥浆车运至弃土场,运距为33km。

表4-2钻孔桩护筒用量表

序号

名称

型号、规格

数量

单重(t)

总量(t)

备注

1

水中

钻孔护筒

φ2m*12m*0.02m

39

5.975

466.04

2

水中

连通钢柱

φ32cm*10mm

27

0.41

11.07

4.2.3设备安装

钻机就位前,平整钻机地面,确保钻机平稳、牢固。

钻机按指定位置安装就位,并在技术人员指导下,调整桅杆及钻杆的角度。

钻机安装就位之后,精确调平,确保施工中不发生倾斜、移位。

4.2.4钻孔

成孔是整个桩基施工工序的关键,成孔的质量控制好坏,关系到整个桩基工程的工程质量。

保证成孔质量的一项重要措施是泥浆护壁,泥浆配比如下:

水:

膨润土:

碱=100:

8:

0.5~1.0(注:

配比在施工时应根据具体地层条件而定,目的是增强泥浆的性能,降低孔底沉渣厚度,达到设计要求标准)。

在施工第一根桩时,要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的钻进参数。

在钻进过程中,不可进尺太快,由于采取泥浆护壁,因此要有一定的护壁时间。

在钻进过程中,一定要保持泥浆面,不得低于护筒底。

在提钻时,须及时向孔内补浆,以保证泥浆高度。

在钻进过程中,要经常检查钻斗尺寸(可根据试钻情况决定其大小)。

施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符时应通知监理、业主、设计等部门及时处理。

钻进施工注意要点:

开始钻进时采用低速钻进,钻进护筒底以下3m后采用高速钻进。

钻进过程中,操作人员随时观察钻杆是否垂直,并通过深度计数器控制钻孔深度。

当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时,底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。

钻屑进入筒体,装满一斗后,钻头逆时针旋转,底板由定位块定位并封死底部的开口,之后,提升钻头到地面卸土。

注意钻进速度,钻孔到护筒底口1~3m时,要慢速减压钻进。

在粘土层中可快速或中等转速、低比重泥浆钻进。

旋挖钻机提钻、下钻时要缓慢,防止冲撞护筒底部。

4.2.5清孔

钻孔深度达到设计要求,并经监理签认终孔后,即可进行清孔工作。

清孔采取正循环换浆法进行二次清孔。

1.第一次清孔:

桩孔成孔后,应进行第一次清孔。

清孔时,将钻具提高距孔底0.1~0.2m,缓慢循环回转,同时加大泵量,每隔10min停泵一次,将钻具提高3~5m来回串动几次,再次清孔。

第一次清孔确保孔内无泥块、岩渣,泥浆相对密度控制在1.2左右。

2.第二次清孔:

钢筋笼、导管安装就位后,再用导管进行第二次清孔。

第二次清孔摩擦桩孔底沉渣控制在15cm之内、端承桩孔底成渣控制在5cm之内。

3.清孔结束后,要尽快灌注混凝土,其间隔时间不大于30min,第二次清孔后注入的泥浆相对密度为1.05左右,含砂率≤2%。

清孔时应注意:

(1)清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止塌孔。

(2)清孔时应随时检查孔口溢出的泥浆指标应满足泥浆指标的规定,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度应不大于设计及规范要求。

(3)不得用加深孔深的方法代替清孔的虚假行为。

4.2.6钢筋笼加工及安装

1.钢筋施工:

钢筋笼加工时,25mm,28mm主筋采用直螺纹套筒连接,10mm箍筋采用绑扎形式,其他钢筋采用焊接连接。

2.本工程桩孔较深(28m~45m),钢筋笼采用25t汽车吊分节吊装。

节间采用直螺纹套筒、焊接连接。

钢筋笼分节长度根据桩长、钢筋原材长度和所采用的吊车大小并以减少接头部位和钢筋浪费和施工安全为原则确定,本标段钢筋笼标准节长度采取12m,另根据桩长再配置剩余非标准节长度米数。

钢筋笼钢筋分长短制作,同一截面间距控制为1m。

钢筋笼外形尺寸严格按图施工。

3.钢筋笼就位,采用25t吊车进行吊装。

因钢筋笼分多节吊装,钢筋骨架用吊车起吊,第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口的上方,再起吊另一段,依次对正位置连接,此类推逐段放入孔内至设计标高,最后将最上面一段的挂环挂在孔口,定位合格后临时与护筒口焊接牢固。

钢筋骨架在下放过程中注意垂直度防止碰撞刮伤孔壁。

浇筑混凝土时,严密观察和测量钢筋笼位置,发现平移和上浮时及时处理。

拔钢护筒时,钢筋笼与钢护筒之间的临时焊接必须断开,防止钢护筒被拉变形。

如在砼浇筑前有塌孔、沉渣过厚等情况,砼不能直接灌注,应将钢筋骨架从孔内移去,对桩孔再进行处理,并在钢筋骨架重新安放前,对孔的完整性、孔底松散物重新检查。

4.钢筋笼在吊装前应做好充分准备,吊装过程中严禁高起高落,要保持骨架成垂直状态,以防弯曲、扭曲变形。

5.采取适当的措施,将骨架的顶部加以固定,一般用二根角钢将骨架焊在护筒上,防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮。

6.钢筋笼安装前需采用探孔器进行检查。

表4-3钢筋笼及安装制作允许偏差

检查项目

允许

偏差(mm)

检验频率

检验方法

范围

点数

受力钢筋间距

±20

每个

构件

3

用钢尺量

箍筋,水平筋,螺旋筋间距

±10

5

连续量取5个间距,取平均值计1点

钢筋骨架尺寸

±10

3

用钢尺量

宽,高,直径

±5

3

弯起钢筋位置

±20

30%

用钢尺量

钢筋保护层厚度

±10

10

用钢尺量

4.2.7安装声测管

在加工钢筋笼时,按设计要求安装、固定声测管,在钢筋笼下放时,按设计要求对声测管进行连接。

在每节钢筋笼连接时,将声测管内灌水密封,以便检查声测管连接质量。

4.2.8桩砼浇筑

采用导管灌注水下砼作业。

1.安放导管

(1)导管吊装前做好试拼工作,要求设计接口连接严密、牢固、不漏水,并做好水密及拉力试验。

(2)安装时,导管应位于桩位中央,并在灌注凝土前进行升降试验。

(3)整个吊装过程中应竖直不倾斜,防止和井孔(或钢筋笼)碰撞受损坍塌。

(4)导管底口至孔底的距离30-40cm,避免导管底口被沉淀物堵塞造成卡管事故。

(5)导管在放下时,应逐节复查接头螺栓不得松动,对现场接头要做到把管口污物清除,橡皮圈垫正,螺栓拧牢。

(6)导管放下受阻时,只能采取徐起徐落和正反旋转来加以排除,不得用高起猛落的方法。

2.混凝土浇筑

(1)原材料及配合比:

施工前,根据要求做好试验,并经监理批准后方可在施工中使用,混凝土拌和物应具有良好的和易性和流动性。

(2)混凝土搅拌:

混凝土由中建六局搅拌站提供,施工时严格控制其质量,直径1.5m桩基施工时混凝土坍落度控制在18~22cm、直径1.8m桩基施工时混凝土坍落度控制在16~20cm。

(3)浇筑采用导管法,导管下至距孔底30cm处,导管直径为25cm,导管接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。

(4)导管与漏斗之间采用隔离铁塞,铁塞一端吊在汽车吊小吊钩上,另一端用于堵塞导管口部,当漏斗满料后即提起铁塞进行砼灌注。

(5)现场采用存储量1.5方的漏斗,桩基首灌砼方量大于漏斗方量,采用先将斗内灌满,提隔离铁塞时,立即开启灌车放料进行灌注的方式进行,以确保首灌混凝土封底的顺利。

(6)按规范要求制作试块,每根桩做三组试块,工地试验室清水养护和标准养护,28天后进行测试。

(7)灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工,在灌注过程中应注意观测管内混凝土下降和孔内水位、砼面升降情况,正确指挥导管的提升和拆除,严禁把导管提升超出砼面,导管埋深度制在2~6m。

(8)拆除导管动作要求时间不宜超过15min,要防止螺栓、橡皮垫和工具等掉入孔中,并注意安全,已拆的管节要立即清洗干净,堆放整齐。

(9)为防止混凝土的上升顶出钢筋骨架,当混凝土面接近钢筋骨架底时,应适当地保持较深埋管并放慢灌注速度,以减少砼冲击力,当混凝土进入骨架一定深度后,使钢筋骨架在导管下面有一定的埋深。

(10)灌注砼接近顶标高时,应严格控制好最后一次的浇注量,砼灌注高度应保证砼浮浆清除后符合设计桩顶标高,实浇桩顶标高比设计标高高出1.0m。

(11)灌注的全过程应有1人在现场指挥并认真按要求做好灌注情况记录,包括:

灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深及拆除以及发生的异常现象等。

(12)护筒在桩基砼达到规范要求后即进行拆除。

4.3冲击钻施工工艺

图4-2冲击钻施工工艺框图(图五)

4.3.1测量放样

1.测量定位

根据施工需要逐步建立加密施工控制网,且应经常性进行测量控制点的校核。

2.测量定位采用电子全站仪,高程控制采用水准仪,根据设计院提供的平面和高程控制网,采用座标方法进行放样,桩的误差不大于5cm。

4.3.2护筒埋设详见(4.2.2)

4.3.3冲击钻成孔

1.经测量后钻机

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