桥梁转体施工方案工艺及技术Word下载.docx
《桥梁转体施工方案工艺及技术Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁转体施工方案工艺及技术Word下载.docx（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
根据本工程孔径较大（Φ2.0m），钻孔深（最大孔深139m）的特点，结合地质勘测报告，并借鉴我公司多年的施工经验，每墩选用ZJD-300型钻机3台、GPS-20钻机1台共计4台钻机投入本桥施工，钻孔工艺采用气举反循环，投入主要设备数量及其技术参数表如下：
表1一个主墩主要钻探设备一览表
序号
设备名称
规格型号
额定功率
数量（台）
备注
1
钻机
ZJD-300
230kw
3
每台配备钻杆140米、配重杆2根、配重15吨、150mm2电缆线70m
2
GPS-20
37kw
配备钻杆50米、50mm2电缆线70m
空压机
OG160F
160kw
每台配备95mm2电缆线20m
4
泥浆净化器
ZX-200
48kw
每台配备35mm2电缆线30m
5
刮刀钻头
φ2.0m
表2钻机技术参数表
钻机型号
技术参数
ZJD-300型钻机
GPS-20型钻机
最大钻孔直径（m）
Φ3.0m
Φ2.0m
最大钻孔深度（m）
150
100
最大扭矩（T.m）
21
最大提升力（T）
18
钻孔转速（r/min）
0~21
6.5~17
钻杆直径（mm）
Φ377*22*3000
Φ180*16*3000
主机自重（t）
35
10
总功率（kw）
230
37
排渣方式
气举反循环或泵吸反循环
正循环
钻机工作方式
全液压
机械
外型尺寸:
长×
宽×
高
412*398*730
570*240*930
表3空压机技术参数表
型号
排气量（m3/min）
19.5
工作压力（MPa）
1.25
功率（kw）
160
外形尺寸（cm）
230*160*220
重量（KG）
2600
表4泥浆净化器技术参数表
型号
处理能力（m3/h）
200
分率程度（UM）
≥74
除砂率（％）
≥90
脱水率（％）
≥80
48
330*220*270
3700
3.2.2、钻具选型
选用Φ2.0m三翼刮刀钻头，锥体角度115度，翼板斜15-20度，腰带直径1.95m,单挡圈高度为30cm,钢板厚度3cm;
开孔头为2翼,钢板厚度为6cm,斜撑钢板厚度为4.5cm,水平撑钢板厚度为4cm,法兰Φ1000*55。
详见图:
刮刀钻头加工图
3.2.3、机械设备的检修及保养
⑴、旧设备必须先经过保养检修，新设备必须试运转以免影响工程质量及工期（ZJD-300钻机、泥浆净化器在中坚机械厂保养，空压机由厂家保养）。
⑵、设备进场后做好编号登记工作，安排专人进行管理。
⑶、机管人员时常注意各种机械设备在使用过程中的运转情况，发现有异常现象及时组织检修。
⑷、电器管理人员应注意各种电器设备安全运转，发现有异常现象时应及时检查或更换，确保用电安全。
4、钻机平面布置及钻孔顺序
根据钻进工艺流程及施工计划的整体安排,结合现场平面布置图，拟安排3台钻机同时施工，同时为不影响吊机的运转，又能使空压机和泥浆净化器能满足施工的需要，先将其布置在两侧。
施工用的其它的物资可根据现场的实际情况灵活布置:
桩位编号见图
每台钻机的成孔的桩位顺序如下：
1#钻机：
09→01→11→04→14→06
2#钻机：
16→13→17→15→12→18
3#钻机：
07→03→10→02→08→05
5、施工工艺
5.1泥浆循环系统
根据施工现场的实际情况，钻孔施工利用泥浆池或钢护筒形成泥浆循环池，并配备泥浆净化器，钻进过程中加强泥浆的净化及处理。
施工过程中主要采用自然过滤及机械过滤相结合的方法进行净化，采用气举反循环钻进将钻机的出浆管泥浆经过过滤筒预筛处理，预筛处理过的泥浆再通过泥浆净化器处理，处理过的泥浆经过管路回流至钻孔施工的护筒内，分离出的钻渣排至指定地点。
泥浆循环示意图
5.2钻孔施工
5.2.1、设备安装调试
空压机、泥浆分离器是整机只要接驳电源即可。
钻机为组合机需现场组装，拼装前备好起重用的各种型号的钢丝绳和卸扣（吊整机用4根Φ38钢丝绳、4只17T卸扣，其他用Φ21.5钢丝绳，各种吊装均使用双绳。
）。
5.2.2、钻机就位
钻机就位时，底盘必须水平、稳固。
钻塔与底盘保持垂直状态，根据桩位中心及护筒垂直度，在偏差允许范围内调整钻孔中心，定位偏差不大于2cm，定位时，根据测量的位置，先用十字交叉线定出桩位中心，在钻盘中心挂一线垂，用水平尺、千斤顶等工具调整钻机的机底座，垫实找平，保持动力头中心与护筒中心在同一垂线上，同时底盘必须保持水平稳固状态,在钻进过程中及结束时对底盘四角点不间断进行校核。
5.2.3、钻进成孔
Φ2.0m刮刀钻头（配重10T、法兰螺栓连接后还必须用2-3cm厚U型卡焊接），采用气举反循环钻进，在钻孔过程中充分利用粘土层及时调整护壁泥浆指标（泥浆比重1.25-1.30,粘度≥20S,含砂率≤4％），钻进过程中应控制钻进速度，每小时进尺不得超过2m。
5.3气举时置换风包钻杆的应用
钻孔时风包钻杆设置位置如下：
第一钻孔阶段风包加设在配重上端约40m左右；
第二钻孔阶段的第一个风包加设在配重上端约40m左右，随着孔深的增加，在60m的位置加设第二个风包钻杆，空压机的能力能够继续使用第一个风包钻进至100m的孔深位置；
此时第二个风包已埋入泥浆中40m，反循环系统已经能够正常工作，空压机的能力可以使用满足第二个风包钻进至140m的孔深位置；
缩短了单孔作业的辅助时间。
5.4钻孔成孔质量标准
项目
允许偏差
检验方法
护筒
顶面位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
孔位中心
5.5清孔
5.5.1、钻孔过程中严格控制泥浆指标，减少终孔后二次清孔时间。
5.5.2、第一次清孔阶段：
清孔时旋转钻具，将孔底钻渣清除干净。
清孔后孔内泥浆指标参数如下：
项目名称
PH值
比重
粘度（s）
孔底沉渣
含砂率
指标
8～10
不大于1.2
18～22
不大于5cm
2%以内
5.6钢筋笼制安
5.6.1概述
主墩共计36根桩，单根钢筋笼最重重量约为21.3吨,钢筋主筋为Ⅱ钢筋,钢筋笼全长40m。
钢筋笼采取在后场分节同槽长线台座法加工制作，通过汽车运至施工现场，在钻孔完成验收合格后，用履带吊分节吊入桩孔进行接长和下沉。
5.6.2钢筋笼制作
⑴钢筋笼的分节和接头的设置
整根钢筋笼长度为40m,必须分成多节才能进行运输和现场的拼装和连接。
考虑到主筋的长度和布置位置钢筋接头必须错开的距离（1.5m）以及现场的安装需要,钢筋笼整数分节长度按9～12m控制。
钢筋笼分节时，每个断面的接头数量不大于总数量50%,相邻断面的间距按1.5m设置。
⑵钢筋笼的制作
钢筋笼加工制作在后场钢筋加工场进行。
加工场区设置1条台座，台座由混凝土施工平台，半圆形钢筋定位架构成。
钢筋定位架由按钢筋位置开槽口半圆型钢板以及半圆形钢板支撑型钢组成，钢筋定位架安装固定时用经纬仪控制轴线，水准仪控制水平标高，保证钢筋定位架轴线在同一水平面和同一条线上。
为了保证钢筋笼制作时上下断面的齐平，在地膜的一头设置8mm钢板挡板，并用型钢支撑牢固。
钢筋笼定位架见图。
钢筋笼定位架图
钢筋笼制作之前，先进行主筋滚轧直螺纹加工和钢筋笼加劲箍制作。
等强度滚轧直螺纹连接技术是在一台滚轧直螺纹加工设备上将钢筋的端头通过滚轧--挤压螺纹自动一次性生成。
这种工艺使钢筋原材没有被切削掉而是被滚压密实，提高了原材的强度；
操作简便，加工工序少；
接头稳定可靠，螺纹压型好精度高，连接质量稳定可靠。
其施工工艺流程见图：
滚轧直螺纹钢筋施工工艺流程
成品钢筋笼质量抽检（外观鉴定）：
钢筋表面不允许有明显的锈蚀、油污、焊渣；
钢筋骨架没有明显不圆和施工刚度能满足要求，方为质量检查合格。
钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法见表2.8。
钻孔桩钢筋骨架制作实测项目表2.8
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方式
主筋间距
±
0.5d
用尺量，不少于5处
箍筋或螺旋筋间距
20mm
骨架直径
20mm
尺量检查
钢筋骨架在承台底以下长度
100mm
加强筋间距
6
骨架垂直度
吊线尺检查
加劲箍在钢筋弯曲机上特制一个弯曲圆盘上进行弯曲加工，弯曲好之后焊接成形。
制作好的加劲箍内焊接Ⅱ级钢筋按“△”形对加紧箍进行内撑加强。
钢筋笼制作时，先人工将整根钢筋笼下半部主筋抬上钢筋定位架，每节钢筋之间用套管连接起来并将丝扣上到位；
将加劲箍按设计间距进行布置，并与下半部的主筋焊接牢固；
再将上半部钢筋按照钢筋的位置逐根进行焊接在加劲箍上并且每节钢筋之间用套筒连接起来。
钢筋笼制作结束后进行螺旋筋的盘绕，每节钢筋笼接头断面错开2.0m的范围内暂不布置螺旋筋，等到施工现场钢筋笼沉放时二节钢筋笼连接好之后，再进行绑扎。
整根通长的钢筋笼加工好之后，进行焊接加固，焊接部位包括：
主筋和加强箍连接部位、二跟并排布置的主筋之间、以及三角撑和加强箍之间。
⑶钢筋笼内管道的安装
在钢筋笼制作好之后，在钢筋笼分解之前，进行声测管与保护层钢筋的安装。
声测管的总长度按顶标高+8.0m,底标高与设计桩底标高相同考虑,声测管的分节长度跟钢筋笼的分节情况一致，主筋保护层净距为7.0cm，每4m一个断面均布4个。
为了保证在钢筋笼现场对接时声测管能够准确对准位置，钢筋笼内的每根管道对准安装位置，用铁丝将管道与钢筋绑扎，每3m左右绑扎一道让，并设置定位钢筋，管道与钢筋笼的绑扎要牢固，同时让管道可以在一定的范围内移动；
现场对接时先将管道对好，再调整管道的位置，保证管道顺畅再进行焊接连接。
声测管接头位置设置在钢筋笼各节接头位置,管道的接长采用承插式焊接接头,接头管在后场先与管道的一端焊接好,在前场对接好后再与相连接的管道焊接,接头管长10cm,相连的管道各占5cm。
焊接材料采用J422φ2.5mm焊条。
焊接时采用小电流，防止管道烧穿。
接头管和管道的焊缝结实可靠无夹渣孔洞现象。
⑷吊耳（环）设置和使用
a、后场的起吊
后场的起吊不另外设置吊耳，采用四点吊，吊点的位置设置在二头第二道加劲箍和主筋连接位置，为了防止起吊时钢筋笼变形，吊点位置尽量靠近“△”撑位置。
起吊时先栓好Φ21.5钢丝绳（长6m）和5T卡环，在钢筋笼的一头栓上一根长绳子，绳子的另一头控制在人手里，慢慢吊车起钩，同时控制绳索的人拉住绳子，控制钢筋笼方向，保证钢筋笼不发生旋转，慢慢旋转把杆将钢筋笼安放在运输车辆上。
钢筋笼的后场起吊示意图见图5.9。
图5.9钢筋笼后场起吊示意图
b、前场起吊
每节钢筋笼的顶口位置沿圆周对称设置8个吊耳，吊耳采用Q345C钢板制作，吊耳分二层布置，每层各4个，二层吊耳之间的距离为60cm。
上层吊耳用于钢筋笼起吊使用，下层吊耳待钢筋笼下沉到孔内后用吊钩临时挂在钢护筒上，进行钢筋笼对接。
为了保证钢筋
笼准确定位和固定，在顶节钢筋笼对称设置与吊架连接的8个吊板，吊板采用Q345C、δ=25mm钢板制作；
吊板和主筋之间双面焊接连接。
焊接材料采用J502焊条。
钢筋笼安装时，为避免钢筋笼发生吊装变形，钢筋笼顶口设置专用吊具（用4根Φ38钢丝绳、4只17T卸扣，），吊具结构见图
钢筋笼吊具结构图
⑸钢筋笼的拆分和运输
钢筋笼加工制作好之后，进行各节钢筋笼之间连接接头的拆开，按照现场沉放的先后进行顺序进行反向方向拆分，拆分后的钢筋笼在运输之前，用塑料套筒将直螺纹位置套上，防止在运送过程中破坏丝牙。
钢筋笼运输时，按照拆分的顺序进行。
钢筋笼在后场用吊车吊上运输卡车上，四周塞垫稳固，二侧用1吨的葫芦锁死；
钢筋笼运输到施工现场，等待沉放。
钢筋笼运输过程中，卡车要平稳行驶，为了防止运输过程中出现意外，派专人跟踪运输。
⑹钢筋笼接长和沉放
钢筋笼接长和沉放之前应做好准备工作，将管钳、氧气、乙炔、接长的螺旋钢筋、扎丝、电焊机、焊条、1T葫芦等材料和工具准备到施工现场，并备好起重用的各种型号的钢丝绳和卸扣。
当超声波检测孔壁合格后进行钢筋笼接长和沉放。
直接采用75吨履带吊与固定支架配合进行钢筋笼的起吊竖立与接长，运输钢筋笼的车辆靠在吊车一侧后，钢筋笼接长时按照每节上面的标识牌至上而下依次进行。
先期履带吊吊起钢筋笼放置在施工现场。
履带吊吊起吊架并通过卸扣将吊架下的四根钢丝绳用卸扣拴在钢筋笼顶口上层的四个吊耳上，另外采用副钩，履带吊主副钩同时起钩，到一定高度后将副钩慢慢往下放，同时主钩将钢筋笼竖立成垂直状态，解除副钩卸扣。
履带吊吊起竖立垂直的钢筋笼旋转至成孔桩位置，将第一节钢筋笼下沉并使用挂钩将其固定在护筒上。
再按照第一节钢筋笼竖立办法将第二节钢筋笼吊立垂直，进行二节钢筋笼对接，对准位置后旋上滚轧螺纹接头，并用测力扳手检测
确保拧紧力矩不小于320N.m，然后连接声测管道，盘上螺旋钢筋。
在钢筋笼下沉过程中，用气割割除加强箍处的内撑，每节钢筋笼最顶端的支撑暂不割除，在下节钢筋笼连接完成后再进行割除，在割除支撑时要求用白棕绳绑栓好支撑后再进行割除，严禁掉入孔中；
当钢筋笼下沉到顶口的下层吊耳与钢护筒平齐时停止下沉，使用挂钩将钢筋笼挂在钢护筒上，然后履带吊落钩直到吊具上的钢丝绳不受力，解下卸扣，履带吊吊起吊具及钢丝扣。
按照第一、二节钢筋笼对接、沉放的施工方法进行其余钢筋笼接长下沉，当下沉至最后一节钢筋笼时，根据护筒的偏位情况，在钢筋笼最后一个加强箍位置焊设定位钢筋，保证钢筋笼的中心位置准确。
在进行钢筋笼对接沉放施工时应注意：
①声测管在分节接长时，管道对接要顺直，焊接要牢固可靠，并用铁丝将管道绑扎在钢筋笼相应的位置，绑扎扎丝应不能伸出钢筋笼外。
同时需在声测管内注满淡水，可预先检查焊缝是否漏水（漏水需补焊），以及混凝土灌注时以避免漏浆，确保施工前后声测管的畅通。
②为了方便连接，滚轧直螺纹接头上涂上专用润滑剂。
由于最后一节钢筋笼顶口距护筒顶口有约7m，钢筋笼无法下放到位并予以固定。
为此,加工4根由25圆钢筋作成的7.0m吊筋，在安装吊筋之前，将接长管道绑扎在吊筋上，用履带吊将吊笼吊立垂直；
对接好管道，保持管道的顺直并焊接牢固不漏水。
履带吊吊起钢筋笼，解除挂钩，割除最顶端的支撑；
慢慢落钩，直至将最后节钢筋笼下沉到位。
将通过吊笼顶端的四个钢板卡将整根钢筋笼固定在钻机平台上。
履带吊落钩、解除吊具，将割除的支撑吊运输车上，运回后场，周转使用。
5.7水下混凝土灌注
水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工的主要工序，也是影响桩身质量的关键。
灌注前须仔细测量沉碴，若混凝土灌注前沉碴超过设计要求，须进行第二次清孔，满足设计要求经现场监理工程师认可后，才能灌注水下混凝土。
5.7.1水下混凝土灌注的设备
①导管及集料斗
导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设1道密封圈，保证接头的密封性。
根据首批封底混凝土方量的要求，选用10m3储料斗，能够满足混凝土浇注的需要。
②混凝土浇注设备
单根钻孔桩的混凝土最大方量440多立方米，采用2台90型拌合楼同时生产供应，12台8m3的混凝土搅拌车运输，每辆车往访时间按1小时计算，每小时可以灌注48m3,预计8～10小时左右浇注完成。
③混凝土浇注前的准备工作
水下砼浇注导管选用壁厚δ=10mm，φ外=300mm的无缝钢管，导管须径水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax。
导管可能承受的最大内压力计算式如下：
Pmax=1.3（rchxmax-rwHw）
式中:
Pmax——导管可能承受到的最大内压力（kpa）；
rc——砼容重（KN/m3），取24.0kN/m3;
hxmax——导管内砼柱最大高度（m），取120.0m；
rw——孔内泥浆的容重（KN/m3），取11.0KN/m3；
HW——孔内泥浆的深度（m），取117m,
Pmax=1.3×
（24×
145-11.0×
144）=2465kpa
水密性试验方法：
把拼装好的导管先灌满水,两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压浆泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。
④二次清孔
导管安装好，混凝土浇注之前，进行二次清孔。
在导管内接一根内径4cm的钢管，底部密封，距底部1m左右的四周开有若干直径2~3mm的通气孔，导管顶端密封，预留进风管及出浆管，用空压机进行气举清孔。
由于桩径较大清孔时可摇动导管，改变导管在孔底的位置进行清孔，直到孔底沉渣厚度达到要求。
经监理工程师验收合格后，再进行混凝土的灌注。
二次清孔示意图
二次清孔后孔内泥浆指标参数如下：
不大于1.1
17～20
⑤首批混凝土数量
首盘混凝土的方量应满足导管初次埋深≥1.0m和填充导管底部间隙的需要,设导管下口离孔底40cm,进行计算:
V≥（πd2/4）h1+（πD2/4）（H1+H2）
=（π×
0.32/4）×
63.07+（π×
2.162/4）×
（1.0+0.40）
=9.59m3
式中:
V——首批砼所需数量（m3）；
h1——桩孔内砼面高度达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度h1（m）,即h1＝HWγW／γC=（139-1.4）×
11.0／24.0=63.07m
HW——孔内泥浆的深度（m），取139m,
H1——桩底至导管底的间距，一般取0.40m；
H2——导管初次埋置深度,一般不小于1.0m；
D——桩孔直径（考虑1.08扩孔系数，m）；
d——导管内径（m）。
即加工集料斗容积为10m3，另加工一个1.0m3的小料斗,预制两只堵头（一只备用），以及其它相关设备、工具。
5.8混凝土灌注
封底灌注采用隔水拴（隔水栓采用球胆）拔塞法施工，即在漏斗的底部、导管的顶口安放球胆，再盖板封住导管口。
盖板通过钢丝绳挂在起重设备上，当储料斗内混凝土方量放满后，立即吊出盖板，从而完成首批混凝土的灌注。
首批混凝土灌注成功后，将料斗更换为1.0m3的小料斗，随即转入正常灌注阶段。
混凝土经小料斗及导管灌注水下混凝土，直至完成整根桩的灌注。
正常灌注阶段导管埋深控制在4～6m，且每15～30分钟测量一次混凝土面标高，测点为2个，当测点出现较大的高差时，应及时调整导管埋深。
当混凝土灌注临近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管。
灌注完成时，砼面应不小于设计桩顶标高0.8m，以保证桩头混凝土质量。
在灌注过程中，由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至其他待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵至排渣驳上，运送处理场内进行处理。
6、质量控制措施
6.1泥浆的控制
提高护壁泥浆配制质量和管理：
配备ZX-200型泥浆净化器，钻进过程中定时对孔内泥浆进行指标测定，确保钻孔过程中的泥浆各项指标均符合要求，减少清孔时间。
根据我单位桩基施工的经验，并结合钻孔地质情况，采用二阶段泥浆净化系统。
第一阶段采取设置泥浆循环沉淀池、延长泥浆在沉淀池的循环路径等措施，利用粉细砂的重力，从而达到了粉细砂自然沉淀、分离的良好效果。
第二阶段利用泥浆净化器的除渣能力，将泥浆里的沉砂清除干净，把沉渣控制到要求的指标内。
6.2钻孔垂直度控制
6.2.1、开孔时必须用水平尺四方校正钻盘，保持水平、交接班时每班都必须用水平尺进行检查，发现倾斜立即纠正；
6.2.2、所有钻杆必须平直，发现有弯曲现象应及时更换；
6.2.3、熟悉地质情况，地层变层处要控制进尺；
6.2.4、采用大配重、减压钻进，始终让加在孔底的钻压小于钻具总重的50%。
6.3桩径的控制
6.3.1、钻头直径要严格检查，直径应与桩径相适应。
施工过程中要及时检查和修复，保证钻头的锋利。
6.3.2、加强护筒内壁扫孔确保护筒内的泥皮充分剥落。
6.4孔深控制
6.4.1、开钻前准确量测钻具尺寸并记录，终孔时用测绳测定孔深，并校对钻具总长度的方法核定孔深。
6.4.2、钻进终孔前通知监理人员，钻进达设计孔深后会同监理人员验收。
6.5砼灌注控制
6.5.1、灌注料斗底部与导管连接的短导管上开设2个φ10的出气孔，混凝土灌注前清理出气孔保持通畅，封底混凝土灌注时，发现出气孔堵塞时及时的进行疏通。
首批过后正常浇注时，将料斗换成外径
升级会员 