某港口灌注桩施工技术方案Word格式.docx
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混凝土搅拌出运
水下砼灌注施工
清除桩头浮浆层
供水船供水
混凝土养护
桩检测及验收
设立导管
钢筋笼制作出运
钢筋笼安装
接长钢护筒
泥浆船运送排放
验孔
清孔
工作平台施工
钢护筒打设
泥浆制作及入孔
泥浆悬浮排渣
灌注桩施工工艺流程
三、主要施工方法
3.1.平面施工顺序
根据本施工区域的水深情况，本工程拟采用从001#往124#桩的施工顺序。
3.2.施工测量
灌注桩施工测量采用经纬仪直角交会法，用2台经纬仪交会定桩位，另用一台经纬仪或全站仪校核。
3.3.工作平台施工
拟采用低平台施工，综合考虑施工平均高潮位（+4.50m）以及桩机架子的高度，确定工作平台顶面标高为6.5～7.5m，具体的根据灌注桩的桩顶标高而定，每4根灌注桩为一个工作平台，最后一个工作平台即31#工作平台6根灌注桩。
标准工作平台平面尺寸为12m×
21m=252m2，1#、31#为非标准工作平台。
标准工作平台总数8个，周转使用。
工作平台施工顺序从1#到31#工作平台（岸侧到海侧），按顺序施工。
工作平台采用钢结构栈桥。
支承桩为Φ530mm钢管桩，单钢管桩中对中间距横桥向为7m，纵桥向两端为6.5m，中间跨为7.0m。
打设好钢管桩及时使用∟10等边角钢夹桩。
钢管桩位布置预留引桥灌注桩孔位。
工作平台横向承重梁为Ⅰ45a工字钢,两端悬臂和跨中焊接牛腿。
工作平台由纵横向槽钢满焊连接而成，所有的纵横向槽钢均在现场焊接。
平台面均为满铺3cm厚的松木板。
工作平台所有钢结构之间均为焊接连接，同时设置相应的防横向滑移措施结构。
施工平台荷载计算详见《工作平台结构计算书》，详细结构情况见《工作平台结构图》。
支承钢管桩的沉桩采用150t吊机船起吊，90kW振动锤振入施工。
钢管桩振动下沉至强风化玄武岩面。
工作平台小型钢构件的焊接和安装采用20t自航式吊机船吊装施工。
3.4.钢护筒的制作与打设施工
（1）钢护筒的制作
根据灌注桩所处位置地质条件，钢护筒采用δ=12mm厚的钢板制作，材料采用Q235，分节加工，卷板焊接法制作，护筒成型后电焊接缝，焊缝要饱满，焊渣清除干净。
钢护筒外径1560mm，将焊接成型后的钢护筒对接焊成12.6m和1.8m，施工时根据需要选用。
（2）钢护筒沉放
钢平台施工完毕后，用方驳运输钢护筒到施工地点后，150t吊机船吊钢护筒定位，用90kW振动锤振入沉管。
钢平台上钢护筒位置设置定位导向架。
当钢护筒无法沉放，应立即停止沉放，换用钻机成孔，若成孔穿越护筒底端，有漏浆或塌孔现象，则用震动锤继续振压护筒沉放，以不影响成孔。
钢护筒沉至玄武岩风化岩面，并保持其刚度。
护筒沉放时要求护筒中心与测量标定的桩中心偏差不应大于10cm，并保持垂直。
由于本方案采用的是低平台施工，为保证桩的灌注连续性，在验孔合格后，在现场接长钢护筒，使钢护筒的顶标高满足施工的要求。
对于尚未灌注砼或砼强度未达到5MPa的灌注桩，在相邻5倍桩径（中到中，即7～8m）范围内不得进行成孔施工，必须预先统筹安排好成孔顺序，跳格成孔。
3.5.灌注桩成孔施工
每个工作平台安排2台冲机，同时成孔施工。
每个工作平台上配置1台200kW发电机作为工作电源。
（1）灌注桩成孔
冲机带冲击实心锥，重5t。
桩机开始冲孔前要检查操作性能，检查桩锤的锤径、锤齿、锤体型状，并检查大螺杆、大弹簧垫，保护环、钢丝绳及卡扣等能否符合使用要求，根据不同工程的具体特点确定锤齿长度。
锤齿不宜过长，一般以5～6cm为宜，锤齿应向外倾斜，倾斜度以1:
5为宜，开孔前应将冲锤悬吊距平台面1m左右，检查锤体的偏心程度，对明显偏心的冲锤严禁使用。
开孔时低锤密击，锤高冲程不大于1m，以免产生偏孔。
对于岩石层厚度较大，硬度较高的工程，锤齿采用耐磨块，能更好提高工作效率，确保工程进度。
当遇到岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击使成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比可降到1.2左右，以减少粘锤阻力。
但又不能过低，避免岩渣浮不上来，排渣困难。
开冲一个台班后，重新复检桩位，偏差超过规范要求时必须重新定位修正。
继续冲孔，每班应掏渣2～3次，每次掏渣后必须加入粘土造浆，也可直接补给泥浆。
冲孔过程中，钢丝绳上要设有标记，提升落锤高度要适宜，防止提锤过高击断锤齿，提锤过低进尺慢，工作效率低。
松绳不应太少以防止打空锤，也不宜松绳太多，容易偏孔或卡锤。
在冲孔时应视地质条件认真控制好泥浆比重，一般以1.25～1.35为宜，泥浆过浓易斜孔、吸锤，进尺较慢；
而泥浆过稀则易塌孔，多沉碴，进尺也慢。
在强风化岩冲孔泥浆比重以1.3～1.35为宜；
在砂粘土层冲孔泥浆比重，控制在1.25左右。
泥浆的循环利用相邻的钢护筒进行，在相邻的钢护筒中间设置一用钢板制成的圆弧形溜槽，溢出的泥浆及岩渣通过溜槽流到另一个钢护筒中，经过沉淀后可以利用的泥浆用吸泥泵抽回正在冲孔的钢护筒中，沉渣抽到运渣船上运输到环保部门指定的地方弃倒,在泥浆循环的过程中要经常测试泥浆的比重,比重不足要加入粘土造浆或直接补给泥浆。
一般冲孔桩的排渣方法有正循环法、反循环法、捞渣桶掏渣法、吸渣泵吸渣法等多种方法。
本工程采用正循环法。
冲孔施工桩位对准开冲时，在护筒内加入粘土或泥浆，开孔2m内，起锤高度不宜大于1m。
冲锤起得过高时冲锤晃动大，会破坏护筒的稳定，泥浆无法在护筒口指定位置排出。
当护筒埋设好后，要设置一条排浆沟槽，使护筒口与指定的泥浆罐相连。
同时，在开孔前泥浆应调配合适，如果不合理使用会造成孔内沉渣，影响施工进度。
每工作班要2～3次将冲锤提出孔口清洗检查，检查锤头是否变成蒜头锤，有无断齿，钢丝绳扎口是否松动，大罗杆的磨损程度，大弹簧是否拆断等，发现问题应及时向主管工程师报告，并进行解决处理。
如换用新焊锤齿的冲锤，应与原冲锤比较锤径大小，若新锤径大于原冲锤，孔内应回填块石进行修孔，以免卡锤。
每工作班至少测孔深3次，进入基岩要及时取样，并通知监理工程师等有关部门确认，每次取出的岩样要详细做好记录，并晒干保留作为工程验收依据。
交接班应详细交接冲孔情况及注意问题，发现异常情况马上纠正，因故停冲时冲锤要提出孔外以防埋锤，并随即切除电源。
冲孔过程中桩机上必须设有记录本，由操作人员做好各项原始记录，一般每2小时记录1次，遇特殊情况每半小时记录1次，终孔后将原始记录交给资料员保留作为工程竣工资料。
（2）冲孔过程可能遇到问题的处理及预防措施
①遇探头石处理
冲孔过程中可能遇到孔内一边有大块孤石伸进孔内，其余孔边是砂层或土层时（俗称遇“探头石”），往下冲孔时会发生偏孔现象，可向孔内填入块石至高出探头石1.0～1.5m处，然后冲锤冲孔，开始冲程要适当降低，待块石冲实后，冲锤冲击时受力均匀，换用较高冲程，将探头石及块石一起击碎，若此后还有偏孔，重复上述方法继续修正。
②卡锤处理
在施工过程中当冲孔形成梅花形孔、锤偏心过大或不圆容易造成卡锤。
一旦卡锤应立即采取措施，进行处理，可用以下方法处理：
a.用桩机2#钢丝绳栓住打捞钩，放入孔内勾住锤体保护钢箍，主钢丝绳（1#绳）与2#绳同时一松一紧拉锤，将锤拔出。
b.若第一种方法不能将锤拉出，可采用第二种方法：
在桩机底盘前方栓上定滑轮，1#绳通过滑轮改变受力方向，与2#绳同时紧拉拔锤，定滑轮可在底盘正前方及左右两边多个角度安放，以便得到最佳拔锤位置。
c.可利用起重设备配合桩机同时拔锤，但起重设备应设保护绳，以防发生安全事故。
d.若以上三种方法还未能拉上冲锤，可采用爆破法：
用空压机气举清除孔内沉渣及沉积泥土，同时做好爆破申报工作，得到上级主管部门批准后才能爆破作业。
当孔内泥渣清理干净后，测量绳实测锤头标高确定卡锤位置，按预定位置放入炸药，桩机操作员紧拉1#、2#钢丝绳的同时引爆炸药使桩锤松动，并立即拉上冲锤。
随后检查卡锤原因，必要时更换冲锤。
继续冲孔时，应回填块石进行修孔，桩锤变形或磨损较大的必须更换。
③漏浆处理
因工程地质问题在施工过程可能会出现漏浆，随着冲孔过程向孔内不断投入粘土块挤压空隙堵塞漏洞，跟进临时钢护筒。
当冲孔5～6m出现漏浆立即往孔内沉放钢护筒，一边冲孔一边跟进，保持孔内液面与海平面基本一致。
④卡锤预防措施
定期检查锤齿磨损情况，入岩后提锤不能太低，防止出现梅花形孔；
偏心过大或不圆的锤不能使用；
锤顶弹簧应灵活，损坏及时更换；
注意新换锤的直径变化情况，开始冲程不宜过大；
卡锤后打捞时注意不要让铁件掉入孔内。
3.6.终孔、清孔及验收
按设计要求灌注桩的持力层必须为中风化或微风化玄武岩，终孔桩尖标高为进入中风化岩层不小于3m，进入微风化岩层的厚度不小于2.5m；
实际成孔标高控制在不低于设计标高500mm之内。
在001～040位置采用冲孔灌注工艺，对施工前后桩下部的岩体完整性的变化进行勘探对比验证，验证孔不少于2处。
当成孔达到设计要求的标高后，按规范对成孔进行质量检查、孔深、孔径符合要求后进行清孔。
清孔的目的是减小孔底沉淀土（渣）层厚度，以达到设计要求，保证桩尖土质的承载力；
为灌注水下混凝土创造良好条件，保证水下混凝土的灌注质量。
本工程清孔采用离心式吸泥泵将孔底含钻渣泥浆吸出的方法,。
离心式吸泥泵的功率采用35kW的泥浆泵。
清孔后的泥渣运输陆上开挖的泥浆（渣）池沉淀后，将符合环保要求的水排入海中，泥渣暂存在泥浆（渣）池内，待泥渣接近满池时，再用专用运渣车将其外运到环保部门指定的位置弃倒。
施工过程中，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头稳定，防止坍孔。
保持水头稳定的方法是离心式吸泥泵工作时，同时配备相应流量的泥浆泵往孔内补充泥浆或清水。
补充物的采用应根据该孔的地质情况确定，当孔内土质均为岩层时可以采用补充清水的办法，当孔内土质含有砂层等地址情况不好的土层只能采用补充泥浆的方法。
清孔完毕后将取样盒（即开口铁盒）吊到孔底，待灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土厚度。
在混凝土浇筑前孔底的沉渣厚度不大于50mm，泥浆比重不大于1.10。
符合设计和规范的要求后才能进行水下混凝土的灌注施工。
3.7.钢筋笼制作安放
钢筋笼在岸上的预制场地进行制作，每节钢筋笼的基本长度为9m，根据不同的桩长进行多段制作，在设计桩顶标高5m以下每隔2.5m设置加强箍筋一道，确保钢筋骨架整体性，防止钢筋骨架起吊时发生变形。
运输船运送至工作平台后，吊机船吊入终孔验收合格的孔桩内。
每段钢筋笼之间采用焊接或直螺丝套筒连接。
成型后的钢筋笼规格、主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径及长度严格按设计图纸及施工规范制作，主筋搭接错开1m或以上，钢筋笼设保护垫块，各段钢筋笼的接口对准，上下节钢筋笼保持垂直，接口按设计要求进行驳接。
安放钢筋笼入孔，防止碰撞孔壁，要缓慢下落，下插困难时，可采用正反旋转。
所有灌注桩按照设计要求预埋声波测试管。
声波测试管用内径50mm的钢管，管子应水密，每根桩内等距离布设3根，在灌注砼前管内注满水，并加塞或盖子，避免砼落入管内，声波测试管用铁丝绑扎在钢筋笼上，管的顶端应高出砼芯顶端300mm。
钢筋笼在加工制作组装时，要注意其施工精度和刚度，施工过程中的操作要点如下：
（1）钢筋笼制作的允许偏差应满足设计、有关规范及验收评定标准的要求。
制作好的每节钢筋笼的主筋要错开，同一截面主筋接头数量不超过50%。
分节制作的钢筋笼接头采用在施工孔桩上进行焊接，焊接完一节后入孔一节而后焊接另外一节的施工办法。
（2）在骨架主筋外侧，在每隔2.0m的断面上对称设置“砼环”或钢筋“耳环”，以保证保护层的厚度。
（3）为了防止钢筋笼在灌注水下混凝土上拔导管时上浮，钢筋骨架要牢固定位于孔口。
具体的办法为在钢筋笼底部加焊φ8mm钢筋于部分主筋上，并制作成弯钩，上套一定数量的混凝土块，以增加钢筋笼底部锚固力。
3.8.水下混凝土灌注
（1）混凝土拌和及出运：
混凝土的拌和及出运采用岸上搅拌混凝土，在出运码头出运，运输船运送，150t吊机船吊罐入槽的施工方法。
混凝土的拌和在原南油码头附近的新建的客货运磙装码头后侧的高地上设置搅拌站，进行混凝土的拌和。
拌和设备采用自动计量的25m3/h的拌和楼。
混凝土的出运利用现有的新建码头的通道，在离磙装码头前沿20m处设置钢结构栈桥式出运临时码头，作为混凝土的出运码头。
利用3条在200t运输船，在运输船上分别设置5个的1.5m3吊罐进行混凝土运输。
运输距离约2km（如图1所示）。
混凝土运送至所要灌注的孔桩地点后用150t吊机船吊罐进入在已经成孔的灌注桩导管内进行水下混凝土的灌注施工（如图2所示）。
冲孔灌注桩施工海域的潮差较大，灌注桩混凝土的浇灌要乘高潮（水位大于+2.5m）施工，一个潮水满足施工的时间约8h，除去吊机船抛锚定位及起锚离开的时间，实际混凝土浇灌施工的时间约6h，为了保证单根桩混凝土（约50m3）连续浇灌，在进行混凝土浇灌前要作好充分的施工准备，施工的过程中要严格控制时间。
（2）水下混凝土灌注：
浇注混凝土根据工程具体情况采用壁厚δ=3mm直径φ300刚性导管，刚性导管顶端设置漏斗，导管每节长2～4m，采用拆管器连接，并用胶圈密封，活塞用砼制
图2混凝土灌注施工示意图
作，用φ4钢丝吊住。
吊装前对导管进行严格检查，导管使用之前试拼试压，试压力控制在0.6～1.0MPa。
变形导管严禁使用，管内不得留有残渣，接头处不能使用已断裂的橡皮垫圈，接头的螺栓均匀拧紧，吊机起吊对准桩孔垂直放入，防止碰撞孔壁将泥土带进孔底，导管以放到底为宜，并将导管上下2m升降数次，没有发生法兰盘挂钢筋现象，将导管提高距孔底30～50cm，方可开始灌注混凝土。
开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下砼中1.0m以上深度的砼储存量，以保证足够的埋管深度，保证砼的质量。
首批砼的数量按下式计算：
V≥（πd2h1+πD2HC）×
1/4
由上式计算可知：
φ1500孔径首批砼需用量为3.01m3，按以上要求加工1个上容量为3.5m3的漏斗，在剪球前漏斗加导管中的混凝土方量必须保证3.5m3以上。
用吊罐加导管浇注。
当漏斗内盛满混凝土后，剪除混凝土活塞，等混凝土面下落至漏斗底部时，随即向漏斗内继续加入混凝土，接着连续浇灌。
浇注混凝土过程导管埋深以2～6m为宜，每次拆管时间要快，一般控制在15min内完成，浇注混凝土过程安排专人做好详细记录，填好水下砼灌注记录表，准确测定孔内砼内砼上升速度，控制好导管提升速度，保证导管在砼中埋置深度不小于2m。
严禁把导管底端提出砼面，避免造成断桩。
每浇注一运输船混凝土测量孔内混凝土面标高，提拔导管时要准确测算埋管深度，拆除的导管要立即清洗干净，混凝土浇注工作接近完成时，加强桩顶标高的测定，可用测锤、取样器等手段，以超过桩顶标高0.5～1.0m为宜。
浇注混凝土完毕，立即拆除导管清洗管内残留混凝土及泥沙等，并做好检修及保养。
a、浇注砼施工流程
原材料进场
配合比设计及试验
拌制混凝土
导管组装至要求长度
混凝土运输
安放导管及储料斗等
吊送混凝土入储料斗
剪球，边浇注边提升导管、并拆管
浇注完成
水下混凝土浇注施工工艺流程图
b、浇筑前准备工作
1）配合比设计及试验
按有关规范进行配合比设计及试验，并按照陆上配制强度比设计强度标准值提高40～50%的标准进行试配。
其余的按设计要求进行。
2）设计出混凝土配合比后，经试验室试拌，其流动性及强度均满足要求，才能在现场正式使用该配合比进行浇注。
3）孔底清理
孔底的石渣、淤泥渣等杂物一定要清除干净，经验收合格才能下导管。
c、注意事项
1）开始浇注阶段
第一批混凝土进入导管后，能否在隔水的条件下顺利到达孔底并使导管底部埋入混凝土一定深度，是保证水下混凝土浇注质量的重要环节。
因此，拟采用剪球法进行浇注。
活塞用等体积的砼圆柱制成，直径比导管内径小15～20mm，浇注前用吊绳把球塞悬挂在承料下面的导管中，并埋入导管内1～2m。
为防止活塞与导管间的缝隙进水，在活塞顶部铺2～3层稍大于导管直径的水泥纸或一层胶皮板，在即将开浇时，再散铺一些干水泥或水泥砂浆，以免浇注时混凝土中的骨料卡入活塞而增加下滑阻力。
当活塞以上的导管及承料斗充满混凝土后，慢慢放松球塞吊绳使活塞接近导管底部（小于5m）后剪断吊绳，依靠混凝土自重推动其下落。
活塞下滑速度控制在9～10m/min左右，这样可防止首批混凝土在导管中长距离自由下落而产生分离。
为使活塞能翻出导管口，导管距孔底的距离控制在30～50cm，待活塞被挤出导管后，再把导管下降至孔底10～20cm，使导管有更多部分埋入首批浇注的混凝土中。
完成开浇阶段后，用强光电筒检查导管空管部分，若不渗水，即可连续不断地进入混凝土浇注。
2）中间浇注阶段
当导管内末端灌满混凝土，后续混凝土徐徐倾入承料漏斗内，以防止积存在导管内的空气不能及时排出时产生高压气囊，而使导管节间接头挤开导致漏水。
在整个浇注过程中，避免混凝土直接溅入仓内水中，即使是在面上的混凝土也应通过导管注入，不能直接入仓，以免被水稀释离析，影响混凝土质量。
导管的埋入深度一般为2～6m，导管过长时，必须安排拆管。
正确掌握导管埋入混凝土内深度，对混凝土浇注质量影响很大。
正常浇注时，导管内混凝土面约在水深的0.4～0.6倍处处于内外压平衡状态，混凝土面过低或过高，都要调整导管的埋入深度。
当提升或下降导管不能使导管内混凝土面处于正常状态时，有可能是产生事故的先兆，一定要查明原因。
若须上提导管混凝土才能下注，表明导管埋置过深。
若混凝土在导管内迅速下降，导管下沉量大，仓面翻混水，表明导管埋置较浅。
若提管后有冒水、溅水现象，表明导管埋置过浅，甚至脱空，立即下插导管或重新下管。
若浇注过程因故中断，向业主及监理工程师报告，并会同业主、监理工程师及设计共同确定适宜的处理方法。
3）终浇阶段
终浇高程为设计高程以上0.5～1.0m，待混凝土达到一定强度后，凿除表面软弱层。
按设计桩顶标高割除多余钢护筒后检查桩头混凝土的质量，若存在浮浆和混凝土中夹有泥浆，进行人工或机械凿除不符合要求的部分。
3.9.混凝土养护
施工完毕的灌注桩，由于很大一部分是露出水面的，必须进行混凝土的浇水保湿养护。
养护使用淡水，淡水的来源使用专门的加水船供应。
四、施工船机配置
船机设备配置表
序号
设备名称
单位
数量
规格型号
备注
1
吊机船
艘
150t
现场安装起重施工
2
吊机驳（自航）
20t
钢平台施工、发电船等
3
拖轮
600p
配合起重船施工
4
锚艇
400p
配合施工船舶抛锚
5
泥浆船
120t
运输冲孔泥浆
6
工作船
25p、40p
配合现场施工
7
运输船
200~300t
运输混凝土
8
冲孔桩机
台
45kW,5t锥
9
反循环回转钻机
30kW
10
搅拌系统
套
25m3/h
11
ZL50装载机
4m3
12
运输汽车
辆
5t
13
滚筒式搅拌机
5m3/h
搅拌站备用
五、计划安排
灌注桩共124根，计划工期为215天，工期从2005年12月29日至2006年6月30日结束，平均强度约为1根/1.5天。
六、质量控制指标及保证措施
6.1.质量控制指标
灌注桩的允许偏差、检验数量和方法要符合下表的规定：
允
许
偏
差
项目
允许偏差
（mm）
检验单元和数量
单元测点
检验方法
钢筋笼顶标高
±
50
每根桩
（逐件检测）
用钢尺或
水准仪检查
水上无掩护水域
单排桩、边桩
200
用经纬仪或拉线用钢尺量纵横两方向，取大值
群桩的中间桩
300
垂直度
1%
每根桩（抽查10%且不少于3根
吊线用钢尺量
6.2.质量控制措施
（1）孔底的沉渣必须清理。
清孔后的沉渣厚度严禁大于50mm。
（2）钻孔时保证泥浆质量，保持孔内外水位差，发现有漏浆漏水时，及时找出原因，及时处理。
（3）单根灌注桩的混凝土必须连续灌注，严禁有夹层和断桩。
每孔实际灌注混凝土的数量，严禁小于计算体积。
（4）钻孔中应根据土质控制好钻孔速度，及时调整好泥浆稠度，避免出现塌孔等事故。
（5）钻孔中及时下放护筒，注意检测位置的正确性，出现偏差时要及时调查原因，并采取相应措施纠偏。
（6）连接钢套时注意检查焊缝质量，焊工及焊接材料要先得到批准方可操作，焊完
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