给水顶管施工方案 精品Word下载.docx
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土层承载力KPa
渗透性质等级
Q4ml
①2
素填土
2.5
85
弱透水
Q43al
④1
粉质粘土
140
Q42m
⑥1
1
95
⑥2
淤泥质粉质粘土
3.5
⑥3
粉土
2
130
⑥4
淤泥质粘土
7
Q41h
⑦
125
Q41al
⑧1
4
(3)施工组织机构
安全员
陈新立
第二章主要项目施工方法
(一)施工现场准备
进场后立即组织技术人员对施工现场进行复测,核对顶进中线、高程系统是否与图纸相符。
并将管道顶进中线、高程与周围建筑物、地下构筑物的相对位置进行复核,看是否满足施工及安全防护需要。
1.施工前,对施工人员进行安全及技术交底,提高施工人员的安全意识和安全员、防护员、带班人员、工班长的业务素质,确保施工安全。
2.施工前同设备管理单位签订施工安全协议,明确安全责任。
对顶管范围内地下(各种管线)地上(各电杆、树等)障碍进行调查核实并做好加固保护工作,在电务部门配合下,施工前把电缆明出,做好防护,并请各专业产权管理单位现场监护方可施工。
开工前人工挖探沟探明铁路两侧及基坑背后的管线,采取妥善保护措施后方可动用机械设备进行工作坑及水泥搅拌桩施工。
如发现管线、电缆与顶管冲突,及时通知业主单位及设计单位采取措施。
3.重新探测污水河水位标高,与图示尺寸进行比对。
4.施工用电:
本工程现场无电源,拟采用自备发电机发电。
进场后自备两台发电机(一台为备用,以保证连续顶进)。
5.组织及调配主要施工人员进场(见主要劳动力计划表)。
6.组织挖掘机、水泥搅拌桩桩机及配套机具进场(见主要施工机具一览表)。
7.主副工作坑进行场地平整、修筑便道。
(2)资源配置
1、施工机具计划
施工大型机械设备管理严格执行《北京铁路局建设工程大型机械设备安全管理办法(试行)京铁建【2010】28号。
主要施工机械设备表
序号
设备名称
单位
数量
型号规格
载重汽车
台
50吨
测量用激光经纬仪
SY27-J2-JDE
3
离心降水泵
6
1.5kw
测量辅助设备
套
5
吊装绳
个
5t
吊链
10t
液压千斤顶
320t
8
液压油泵
9
户口铁
自制
10
洞口密封环
11
排泥泵
渣浆泵
12
起重机
QY50T
13
发电机
120KVA
14
注浆设备
LF100
15
自卸汽车
辆
16
履带式挖掘机
EX200
17
电焊机
18
水泥搅拌桩机
19
回旋钻孔桩机
20
泥水平衡顶管机
DHKTφ3600
2、劳动力计划
工种级别
按工程施工阶段投入劳动力情况
施工准备
顶管阶段
收尾工程
测量工
4人
2人
机械工
电焊工
6人
电工
木工
壮工
10人
顶管操作工
(三)基坑设计
1、平面布置:
工作坑位于铁路北侧,平面尺寸为8m×
6m,开挖深度13.96m;
接收坑位于铁路南侧,平面尺寸为7m×
6m,开挖深度9.13m。
2、支护结构
工作坑采用φ1000mm灌注桩支护,灌注桩中心距1.2m,长度28m。
主坑28根,副坑26根。
灌注桩外侧四周设置双排φ700mm的水泥搅拌桩止水帷幕,中心间距为0.45m,长度为20m。
3、加固方式
灌注桩桩顶设置1.2m×
0.8m的冠梁,其下设置双拼40C工字钢框架及斜撑(共设3道,分别设置于桩顶一下3m、6m、9m处)为减少围护结构的侧向位移,减小土压力对支护桩产生的弯矩,超挖至设计钢支撑框架位置下0.3m时,必须及时设置钢支撑框架。
4、水泥搅拌桩止水帷幕施工
水泥搅拌桩采用GZB-750深层搅拌机进行施工,配备相应的导向架、灰浆泵、拌浆机、电子监测表等。
材料采用强度等级为32.5R级的普通硅酸盐水泥,浆液严格按设计配方和试验确定的配合比(本段水泥搅拌桩设计理论配合比为288Kg水泥:
1600Kg被加固土壤:
158Kg拌合用水)。
施工前应进行室内试验,已确定水泥搅拌桩的各项参数值,为基坑提供依据。
整个制桩过程要保障边喷浆,边搅拌,边提升的连续作业,工艺做到“两喷四搅”。
i.搅拌桩施工流程
浆液制备
ii.施工工艺:
Ø
桩机定位:
搅拌桩机到达指定桩位后,进行对中,调平。
当搅拌桩机调试正常后,启动电机下沉,下沉可用4档,在下沉过程中,应边送浆边钻进。
浆液制备:
即按设计确定的浆液配方投料,拌制水泥浆。
在送浆前必须不停搅拌,防止浆液离析。
提升注浆搅拌:
待搅拌机下沉到设计深度后,边搅拌边提升,提升速度用2档。
重复下沉:
当搅拌机提升到设计桩顶标高时,重复下沉搅拌,使浆液与土体搅拌均匀,下沉速度为4档。
重复提升:
待下沉到设计深度时,边喷浆,边搅拌,边提升。
直至提升到地面,控制速度为2档。
冲洗系统:
冲洗灰浆泵和输浆管系统,直至基本干净,并清除钻头上粘附的软土,检查钻头,如有磨损及时更换。
移到新的桩位,重复以上步骤。
5、钻孔灌注桩施工
5.1施工准备
熟悉图纸及工程勘探资料
编制施工组织设计
定位、角桩、轴线控制桩
按平面布置图布置材料堆场
放样、对桩位进行三点式探桩
搭设临时设施
布置桩位、经有关方面验收
铺设、架立施工用水电
组织机具、人员按场布图进场、到位
按施工要求堆放材料
组机、立架、试运转
按规范要求进行材料验收
工艺
试桩
开工
5.2施工测量前的准备工作
(1)校对测量仪器:
本工程使用的全站仪、经纬仪、水准仪、塔尺、钢卷尺等测量器具都已经国家法定计量部门校验合格,保证测量结果的准确性。
(2)根据建筑施工总平面图及其它相关资料进行复核,确保工程定位坐标的准确性,做好坐标控制点、高程原点、资料的交接工作。
(3)熟悉图纸,参与图纸会审,切实了解结构、建筑等细部的尺寸与相对位置关系。
(4)了解各分部分项工程的施工进度计划和施工工艺流程,确定各细部的轴线、标高的放样时间、方法。
(5)对施测用辅助材料提前进行准备。
5.3高程控制
将测量偏差控制在规范允许的范围内,及时准确地为工程提供可靠的高程基准点,紧密配合施工指导施工。
(1)平面高程控制网的施测
将轨顶设为水准点+0.00,采用双仪高法进行引测。
为减少架设水准仪的次数,减少误差的产生,按就近原则四个准点分别控制不同的区域。
(2)基准点形式
考虑现场情况拟定高程基准点的标识。
(3)测量器具配置
选用全站仪一台,5m塔尺一把,50m钢卷尺一把,电子经纬仪一台,水准仪一台。
测量放线流程图
5.4施工工艺及技术措施
钻孔灌注桩施工工艺主要包括桩位测放、钻孔、清孔、钢筋笼制作、钢筋笼下放、安放导管、灌注混凝土成桩等。
5.5测放桩位及高程
由测量人员按设计单位所提供的现场坐标点,使用经纬仪,按桩基平面布置图测放各控制点及桩位,桩位测量偏差应在10mm以内。
由测量人员测定场地地面高程,由此确定施工桩深及桩顶标高。
在施工过程中用水准仪控制工程桩的标高。
桩位测放
桩位检查
钢筋检验
焊接试验
埋置护筒
泥浆护壁
钻孔
钢筋加工
钻孔检查
清孔
合格
钢筋笼成型
商品砼采购
下放钢筋笼
否
商品砼检验
灌注混凝土
质量检查合格
是
提升导管
灌注成桩
养护
钻孔灌注桩施工工艺流程图
5.6埋置钢护筒
根据施工情况适当埋置钢护筒,以防止孔口坍塌,护筒顶端高度宜高出地面不少于0.3m,护筒埋深1.0~1.5m,钢护筒底的高程根据场地标高和设计要求确定,护筒的孔口平面位置的偏差不得大于5cm,护筒斜度不得大于1%。
5.7钻进成孔
(1)钻机就位时,底座应用枕木垫实塞紧,防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。
(2)钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固。
(3)开钻前应进行试成孔,以便核对地质资料,检验钻机设备,施工工艺以及技术要求是否适宜。
(4)钻进成孔的冲洗液循环系统采用反循环方式。
钻进开始时泵入清水原土自然造浆,当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时,应加入膨润土造浆,提高泥浆质量,以保证孔壁的稳定性。
(5)下钻时,当钻头距孔底50~80mm时,应开动泥浆泵,使冲洗液循环二分钟左右,然后开动钻机,慢慢将钻头放到孔底,并适当控制钻进速度。
(6)加接钻杆时,应先将钻具稍稍提离孔底,待冲洗液循环1~2分钟后,再拧卸加接钻杆。
(7)泥浆池的开挖位置应选在桩位区外,挖池容积和数量以满足施工钻进为准。
(8)钻孔应连续操作,不得中途停止。
5.8钻孔的检查
(1)钻孔完成后,采用检测仪器进行成孔自检,并报监理单位复检。
(2)钻孔应作全深的孔径检查,当发现钻孔不直、偏斜、孔径减小、椭圆形断面、井壁有探头等,立即采取补救措施,达到合格后方可继续施工。
(3)钻孔的允许偏差:
平面位置:
任何方向在5cm;
钻孔直径:
不小于桩的设计直径;
倾斜度:
对垂直井孔为1/100;
孔深:
不短于设计规定,但超钻深度不得大于50cm。
5.9清孔
(1)反循环钻进施工的桩孔,到达设计孔深位置后,停钻并将钻头提离孔底50~80mm,空转不进尺,持续进行清孔,采用换浆法清孔。
(2)清孔后,泥浆返出比重应控制在1.15~1.20,孔底沉渣厚度应≤50mm,并有记录。
(3)清孔时,应保持钻孔内的水位高出地下水位0.5~1.0m,以防止塌孔。
(4)应及时清除导向槽内沉渣及土块,并将沉渣及土块及时排出场外。
5.10钢筋笼制作及吊放
(1)经检验合格后的钢筋应根据其规格、型号分别堆放,并作标识。
(2)钢筋笼焊接前,应先进行钢筋调直,钢筋切割,箍筋制作,螺旋筋制作,钢筋清污处理。
(3)焊接质量外观检查包括:
①焊点处熔化金属均匀。
②压入深度符合要求。
③焊点无脱落、漏焊、裂纹、明显烧伤等缺陷。
(4)钢筋笼制作允许偏差
主筋间距
±
10mm
箍筋间距或螺旋筋螺距
20mm
钢筋笼直径
钢筋笼长度
100mm
(5)为保障保护层厚度,钢筋笼每4米同一截面周围对称设置混凝土块,确保主筋保护层厚度。
(6)钢筋笼吊放应缓慢进行,要对准孔位,避免碰撞孔壁,不得强行下放。
(7)钢筋笼吊放入孔内,位置允许偏差应符合下列规定:
钢筋笼定位标高偏差为50mm,笼中心与桩孔中心偏差为10mm,主筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm,保护层允许偏差为20mm。
(8)钢筋笼下端主筋的端部应稍稍向内收敛,以防止下端钢筋笼在下放时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管。
5.11商品混凝土采购及运输
本工程采用商品混凝土,灌注混凝土前,应检查商品混凝土的出厂合格证和出厂试验报告,符合要求方能在工程中使用。
5.12灌注成桩
(1)采用水下混凝土灌注,选择导管直径为250mm左右,壁厚≥3mm,应选用连接处经过加强的导管。
(2)吊放入孔时,导管丝扣连接,应周正、严密、确保密封良好;
导管在桩孔内的位置应保持居中,防止导管跑管,损坏钢筋笼。
(3)开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为300~500mm。
(4)灌注前利用球胆作为止水塞,以保证初灌混凝土的质量。
灌入足量的首批混凝土,使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上,严禁初存量不足就灌入孔内。
(5)首批混凝土灌注正常以后,应紧凑、连续不断地进行,每根桩的浇注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制。
(6)灌注过程中,导管埋深宜为2~6m,严禁导管提出混凝土面,而使导管内进浆造成断桩。
(7)严格控制最后一次灌注量,使灌注的桩顶标高比设计标高增加50cm,确保灌注后的桩顶在凿除浮浆后达到设计桩顶标高和混凝土质量。
(8)钻成孔后的灌注间隔时间不宜过长,否则,灌前应重新测量沉碴是否满足要求。
孔内液面不得低于地面0.5m,以防塌孔。
5.13钻孔灌注桩施工质量控制
(1)项目技术负责人或其指定人员向施工人员进行技术交底,明确技术要求、施工注意事项等。
重要部位要添写“技术交底单”交责任人。
(2)项目技术负责人对工程材料试验报告进行确认,合格的工程材料通知项目工程部可以使用,不合格的工程材料通知项目采购部处置。
(3)测量放点人员对项目技术负责人提供的桩位坐标及控制点坐标进行检查复核无误后,进行桩位测放并进行标识。
(4)技术人员和质检员共同对测放的桩位验收无误后,交甲方代表验收合格,方可开工。
(5)桩机就位后,操作人员首先用经纬仪(或铅锤)调直钻机,技术人员对桩位进行核对,符合规范要求偏差后方可钻进。
(6)钢筋笼制作人员应按设计和规范要求进行制作,技术人员进行检查验收后,进行标识。
(7)技术负责人、质量检查员随时对钢筋笼制作、钻孔、灌注全过程进行监督检查。
(8)终孔后应立即清孔。
清孔后,技术人员用标准测锤测量清孔后的孔深及沉渣厚度,验孔合格,符合设计及规范要求后方可灌注混凝土。
(9)混凝土灌注,充盈系数大于1.05,成桩完毕后做好记录。
(10)严格按照施工规范的要求作好材料实验,钢筋及混凝土按时报送实验,控制桩的材料质量。
技术人员对每天完成的基桩应在《桩基平面布置图》上予以标识,以防漏桩。
(四)基坑开挖
采用人机配合分步开挖,开挖时采用先支护后开挖。
整体开挖分五步进行。
第一步向下开挖1m,开挖后破除桩头施工1.2m×
0.8m的冠梁。
第二步继续向下开挖3m后立即焊接双拼工字钢圈梁及角撑支撑。
双拼工字钢圈梁
角撑
第三步、第四步开挖深度见图,焊接圈梁及角撑同前一步。
9m
第五步开挖到基底以上10cm由人工清底至设计标高,基坑开挖后在四周挖设排水沟,坑底填碎石并在角部设集水井,采用泥浆泵抽水。
角撑长度不小于1.7m,所有型钢采用焊接连接。
圈梁与灌注桩之间的缝隙用木楔和钢楔塞紧。
(五)基坑安全防护
工作坑周围安装护栏,护栏用Ф40mm钢管制作,高度1.2m,立杆与冠梁预埋件焊接牢固。
工作坑上下配有梯子,梯子设有扶手,其跨度不大于30cm。
工作坑在二步框架处设置二步平台,作业人员戴安全帽从规定通道上下,不得从非通道进行攀登,也不得任意利用吊车臂架等施工设备进行攀登。
(六)导轨、后背
1、导轨安装
工作坑底板施工前,提前进行钢板预埋作为枕铁,导轨选用P43钢轨,用焊接固定在枕铁上。
两根导轨应顺直,两根导轨的内距按下式计算:
A=2√(D-h+e)(h-e)
式中:
A一两导轨内距(㎜).
D一管外径(㎜);
h一轨高(㎜);
e一管外底距枕木面的距离(㎜)
导轨及枕铁的安装质量应付符合下列规定:
枕铁的高程宜低于管外底高程10~20mm,间距均匀,其铺装纵坡应与管道纵坡一致。
两根导轨应直顺、平行、等高,导轨安装牢固,其纵坡与管道设计坡度一致。
导轨、高程及内距允许偏差为±
2mm;
中心线允许偏差为3mm,顶面高程允许偏差为0~+3mm。
2、后背安装
后背采用4m×
4m×
0.5m的整体式后背,由30#工字钢拼装组成,型钢前部焊接20㎜厚钢面板,后部焊接10mm厚钢板,使之形成整体。
后背卧到工作坑底以下500mm,并应与管道顶进方向垂直,与工作坑壁之间的空隙部分用碎石填充并捣实。
(七)路基注浆
路基注浆加固
为防止顶管顶进过程中及顶进后铁路路基发生沉降,需对顶管通过处铁路路基进行注浆加固。
水泥砂浆桩是采用排土桩施工原理,用长螺钻机在桩位点钻至设计深度,在提钻同时,用砂浆泵通过设计在钻头上的活门向孔内压灌制备好的水泥砂浆,用水泥砂浆将孔内土置换后成桩,从而形成桩与桩间土共同作用承受上部荷载的复合地基。
施工范围为:
自路基底(+2.1m)至-14.95m处,平面范围按照图纸给定范围。
1、工艺流程(Ⅰ)
多向多轴搅拌水泥砂浆桩进入已整平的场地和测放了桩位的地段准备施钻,施钻程序如下:
a)搅拌桩机就位、调平,钻头对准桩位。
b)搅拌下沉:
启动搅拌机,使其钻杆沿导向架向下搅拌切土,此时多轴上的叶片同时正反向旋转搅拌直到设计深度,桩底应原位搅拌不小于30s。
c)搅拌、喷浆提升:
多向多轴搅拌桩机钻杆上叶片正反向旋转搅拌提升,同时开启送浆泵向土体喷水泥砂浆至设计桩头标高,桩头应原位搅拌不小于2min。
d)重复搅拌下沉至设计深度。
e)重复搅拌、喷浆,提升钻头到设计标高,
f)搅拌完毕,关闭机械,完成单根多向多轴搅拌水泥砂浆桩的施工
2、工艺流程(Ⅱ)
桩位放样
钻机就位
按设计配合比配置水泥砂浆
检查、调整钻机
正循环钻进至设计深度
打开注浆泵
反循环提钻并喷水泥浆液
至设计桩顶标高
重复搅拌至设计深度
提钻喷浆至地表
结束成桩
施工下一根桩
3、施工参数的确定
根据设计要求及场地的地质条件,选择有代表性的地段进行成桩工艺性试验,经现场成桩试验水泥砂浆桩的施工参数如下:
3.1、根据该地段的工程地质勘察资料及施工设计图的布置要求,水泥砂浆桩施工土层,施工桩长为17.05m。
3.2、水泥砂浆桩的直径为Φ500mm,梅花桩布置,间距1.0m。
3.3、平均每米水泥的掺入量为50~60kg,水灰比(水与水泥的重量比)为0.6:
1。
3.4、平均每米砂掺入量为20~30kg,灰砂比为1:
0.4。
3.5、采用两喷四搅施工工艺,施工顺序采用从线路中心向两侧推进。
3.6、钻杆下沉的速度为0.6~1.0m/min。
3.7、钻机转度为60r~120r/min。
3.8、喷浆量不小于60L/m。
3.9、喷浆压力为1.5~2.0Mpa。
3.10、配置的灰浆应流动性好、便于泵送、搅拌。
4、施工技术质量要求
(1)桩位严格按《水泥砂浆搅拌桩设计图》进行测放,桩位的水平偏差≤50mm,施工过程中随时测量桩的垂直偏差,其垂直度偏差小于1%,可通过测量钻杆的垂直度。
(2)施工中施工员(现场技术负责人)及质量检验员要严格按设计要求进行桩的施工和检验桩的施工质量。
(3)严格控制灰砂比、水灰比(水:
水泥的重量比)为0.6:
灰浆搅拌应均匀,并进行过滤。
喷浆过程中浆液应连续搅动,防止水泥、砂沉淀,喷浆压力应控制在1.5~2.0Mpa范围内。
(4)施工中应认真做好施工记录,记录要准确可靠,记录的深度误差不得大于5cm,记录的时间误差不得大于5秒钟。
(5)钻杆下沉的速度可为0.6~1.0m/min,严格控制喷浆提升的速度,其喷浆提升速度宜为1.0~1.5m/min。
(6)搅拌头下沉到设计深度时,应原地旋转10秒钟,待水泥砂浆送至孔底,管道压力达1.5~3.0Mpa时,再旋转上提,以保证桩端质量。
(7)对施工的水泥砂浆搅拌桩,要求送浆压力均衡,常规工艺施工的水泥砂浆桩还应进行复搅,以保证桩身的均匀性。
(8)在成桩过程中,遇有故障而停止喷浆,停机超过3小时,需拆卸导管清理,第二次喷浆接桩时,其重叠长度不小于1米,接桩间隔时间不能超过24小时,否则重打该桩。
(9)根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数,以确保桩的施工质量。
调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告,并经同意后调整。
(10)水泥砂浆桩在施工完成28天内不得有任何机械在上面行走,28天后按要求进行单桩载荷及复合地基载荷试验检测。
检测合格后,方可进行后期施工。
4.2、做好施工材料的验收和保管工作。
该项工程施工,水泥、砂是主要材料,水泥、砂的质量是保证施工质量的关键。
对施工用水泥、砂的选择要严格把关。
进场的水泥必须有出厂合格证或出厂水泥检验报告单。
水泥的标号及相应的质量必须符合设计要求和有关规范要求。
对进场的水泥要做好验收和保管工作,防止淋雨或受潮,影响水泥的质量。
4.3、要积极与业主代表、监理密切配合,虚心接受业主、监理的指导,及时做好各项资料的签证工作。
4.4、根据设计要求积极配合业主做好加固地基质量的检测工作,检测内容包括单桩载荷及复合地基载荷试验。
质量检测的方法如下:
(1)轻便触探试验(N10):
成桩后3天内用轻便触探器钻取桩身加固土体,观察搅拌均匀程度,同时通过探击数判断桩身强度。
(2)取芯检测:
在成桩28天后在桩径的1/4处用双管单动取样器在桩长范围内取芯,检验桩体完整性和均匀性。
(3)静荷载试验:
在成桩28天后,任意取总桩数的1‰进行单桩复合地基载荷试验,取总桩数的1‰进行单桩载荷试验。
(八)泥水平衡顶管施工方法和技术措施
1、泥水平衡顶管形象示意图
主要包括:
工作坑、接收坑、混凝土管、泥水平衡顶管机、整体式顶进系统、进泥泵、排泥泵、泥水分离器、泥水管道、激光导航系统、遥控室、50T汽车吊。
2、顶管工程力学参数确定
a)顶力计算(d3560砼管顶进140m)
●顶管机头正面