石门河全桥细则.docx

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石门河全桥细则

K79+670石门河特大桥施工实施细则

第一章工程概述

石门河大桥是山西省晋城～候马高速公路关门～候马段翼城县狮子窑村北跨越石门河而设的一座大桥此大桥，此大桥为２７—５０米先简支后连续Ｔ型梁桥。

桥址位于黄土丘陵区，连续跨越两条大型黄土冲沟，谷底跨分别为100～200m，深约12～35m，表面为Q4卵石和粘性土。

两侧谷坡地势较平缓，发育小型黄土冲沟，坡面均为Q3黄土覆盖。

桥址地层主要由Q4卵石、黄土状亚粘土，Q3黄土、卵石，Q2亚粘土及砾卵石构成。

石门河属汾河二级支流，地下水位标高为644.4m～648.5m，埋深为0.4m～14.5m。

此桥址地基稳定性较好。

此桥梁桩基为摩擦桩，其成孔方案为三种，即采用挖孔桩、钻孔桩、挖钻结合施工；墩身有变截面空心薄壁墩、等截面实心墩两种，桥台有桩柱式、肋板式两种，墩身均采用翻模施工；上部结构T梁均预制安装，结构体系均为先简支后连续桥型，其桥梁工程具体数量见下表1.1-1。

表1.1-1T梁及桩基工程数量

桩号

桥名

孔数-跨径

（孔-m）

桥梁体系

桩基础（根）

梁（榀）

φ140

50m

K79+670

石门河特大桥

27-50

先简支后连续T梁

412

270

第二章基础施工

2.1桩基施工

桩基成孔是此大桥施工的关键工序，直接影响桩基工期，因此，选择合理的工期和能够适应现场的成孔方案至关重要，由于地质地形及工期的原因，最终确定成孔方案为三种即采用挖孔桩、钻孔桩、挖钻结合施工。

对于地下水位较低、场地狭小的桩基采用挖孔桩施工。

由于本桥桩基工程数量大，为了缩短工期，减少钻机的工作时间和后期工作量，对部分地质条件允许的桩基采用人工挖孔和钻机结合的方式成孔。

钻孔桩主要采用高性能膨润土泥浆护壁，根据地质情况的不同，采用旋挖钻机或冲击钻机或气举反循环钻机施工。

（1）钻孔桩施工

本特大桥地下水位较高、地质复杂的桩基均采用钻孔桩施工。

此桥桩基直径为φ1.4m，钻孔桩主要采用高性能膨润土泥浆护壁，视地质情况不同采用旋挖钻、冲击钻、气举反循环钻施工。

钻孔桩施工工艺见图2.1-1，钻孔桩施工工艺流程框图见图2.1-2。

图2.1-1钻孔桩施工工艺示意图

钻机选型及施工准备工作

a、根据设计提供地质资料和工艺技术要求，结合我方多年成功经验，拟选用GPS—15型、GF—200型气举反循环钻机、GJF—150型冲击钻机和SYR220旋挖钻机。

b、准备工作

施工前对桥址附近有发展趋势的落水洞进行处理，处理方法如下：

◆要向落水洞上游追踪至发源地点，在发源地点把陷穴进口封好，并将周围地表水引排，使其不再流入陷穴。

◆对于较大、较深的落水洞，采取由洞内向上逐步回填黄土夯实，在回填前，必须将落水洞虚土和杂物彻底清除干净。

当回填夯实接近地面0.5m时，要用老黄土或新黄土加10%的石灰拌匀回填夯实。

◆对落水洞形状不适合用上述方法处理时，采取开挖回填夯实法处理，填料也就地采

用黄土分层夯实。

◆对于河床较为平坦，平时干涸无水的，将测量放样确定的桩位场地平整。

若桩顶标高离地表较低，首先采用挖掘机将表层土挖至承台顶标高，开挖面积比承台略大。

挖平后，

图2.1-2钻孔施工工艺流程图

对土体进行夯实打密，以免产生不均匀沉降。

◆泥浆制备：

粘土以水化开，造浆能力强，粘度大的膨润土或经过冻融的粘土最好，如果沟底土符合要求，就地取材，否则借土造浆。

造浆采用机械搅拌制浆。

◆准备好钻机钻孔所需的水、电和相关设。

钻孔平台及护筒

由于本段钻孔桩均位于陆上，首先清理场地，将原农田表面的玉米杆及排水沟内杂物清除，测量放出各桩中心点，钻机平台则利用平整后的场地，铺设枕木、钢轨，以此作为钻机操作平台。

护筒采用内径为φ1.6m的钢护筒或钢筋砼护筒，应用于桩径为φ1.4m钻孔桩，钢护筒壁厚δ=8mm，护筒顶高于地下水位2m～3m，护筒入土深度根据设计桩位的地质情况而定，要求穿过人工填土、低液限粘土层，到达砂卵石层顶面，防止护筒过浅而造成坍孔等质量事故。

a、钢护筒在工厂用δ=8mm钢板卷制，护筒上下两端0.6m范围内加6mm厚钢板作外加劲箍，以利于下沉刚护筒。

护筒加工成6m长一节，每节护筒两端加型钢十字撑固定，防止起吊、运输时变形。

根据不同的地质情况，钢护筒采取人工挖孔埋设、静压下沉和振动下沉等多种方式埋设。

护筒下沉定位采用全站仪精确控制。

b、钢筋砼护筒，根据测量放出各桩中心，人工挖孔，浇设钢筋砼护壁，灌注钻孔桩混凝土后，它作为桩的一部分，不拔出。

钻孔泥浆及循环系统

泥浆在钻孔桩施工中非常重要，尤其是针对本工程粘土和砂卵石土层，本工程拟采用高性能膨润土泥浆。

根据采用的钻机型号不同，泥浆循环系统采用正循环或反循环系统。

钻进

a、钻进遵循“减压缓进，低速稳进”原则，即桩基在开钻时慢速减压钻进，在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁，钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，待导向部位和钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

b、钻进过程中，每钻进2米，应检查钻孔直径和竖直度，同时做好钻进详细记录，如果钻探情况和地质资料不符，要立即和设计方协商，调整桩深。

c、钻孔应在相邻两孔或在桩距5m以内的任何混凝土灌注桩完成后24h才能开始，以避免干扰邻桩混凝土的凝固。

d、钻孔应连续进行，不得中断。

e、钻孔过程中泥浆需及时补充和净化，按时检查泥浆指标。

见表2.1-1

表2.1-1泥浆性能的指标选择

钻孔方法

地层情况

泥浆性能指标

相对密度

粘度（pa.s）

含沙率（%）

胶体率（%）

失水率（ml/30min）

泥皮厚（mm/30min）

静切力（pa）

酸碱度（pH）

正循环

一般地层易坍地层

1.05~1.211.20~1.45

16~2219~28

8~48~4

≥96≥96

≤25≤15

≤2≤2

1.0~2.53~5

8~108~10

反循环

一般地层易坍地层卵石土

1.02~1.061.06~1.101.10~1.15

16~2018~2820~35

≤4≤4≤4

≥95≥95≥95

≤20≤20≤20

≤3≤3≤3

1~2.51~2.51~2.5

8~108~108~10

冲击

易坍地层

1.10~1.20

22~30

≤4

≥95

≤20

≤3

3~5

8~11

清孔

清孔前先用检孔器检验孔径、孔的垂直度、孔深。

不符合要求则重新扫孔。

a、循环钻机通过水泵补水，排渣管输送泥浆，冲击钻通过补水，掏渣循环施工，使桩内泥浆相对密度降低到1.10以下，粘度20Pa.s以下才可以进行下道工序施工。

b、钻孔达到图纸规定深度，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准，应立即进行清孔。

清孔时，孔内水位应保持在地下水位或施工水位以上1.5～2m，以防钻孔的内壁塌陷。

c、清孔时，应将附着于护筒的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除,确保清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合设计规范及规范要求，一般需进行两次清孔。

d、清孔后孔底沉淀物厚度应按设计及规范要求进行检查。

e、清孔后立即进行检孔。

钻孔检查及允许偏差

a、钻孔在终孔和清孔后，对孔径和倾斜度，采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100m（但不得大于钻头直径），长度不小于4D～6D的钢筋检孔器吊入孔内检测，检测后应报请监理工程师复查。

b、如经检查发现有缺陷，例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等，应就这些缺陷书面报告监理工程师，并采取适当措施，予以改正。

c、钻孔应符合下表的允许偏差如表2.1-2所示。

表2.1-2钻孔灌注桩检查项目及允许偏差

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频

1

混凝土强度（MPa）

在合格标准内

按JTJ071—98附录D检查

2

桩位（mm）

群桩

100

用经纬仪检查纵、横方向

排架桩

50

3

钻孔倾斜度

直桩

1%

查灌注前记录

斜桩

±2.5%

4

沉淀厚度（mm）

摩擦桩

符合设计要求

查灌注前记录

支承桩

不大于设计规定

5

钢筋骨架底面高程（mm）

±50

查灌注前记录

（2）挖孔桩施工

挖孔桩施工工艺

测量定位→人工、风镐开挖（或爆破）→卷扬机出碴→护壁模板安装及校核→护壁砼浇注→拆模→循环施工。

主要工序的质量要求和技术参数

a、挖孔桩护壁的必要性及其厚度的确定。

本工程桩基地质复杂并有湿陷性黄土、膨胀土、砂砾石等,且深度较深，有地下水，局部稳定性差，挖孔形成临空面，不同地质稳定性不确定，进入一定深度后，一旦孔壁在出碴时被碰撞，就会出现碎石及土块掉落伤人的安全事故。

浇砼护壁一方面可保护孔壁土体，防止掉落；另一方面使土体局部稳定性增强。

砼护壁厚度的确定，本工程挖孔桩护壁砼厚度为12~20cm，在护壁砼内需加φ8@200的钢筋网格，主要原因：

一是桩基所处地质有湿陷性，岩石、粘土等不稳定，太薄了就不稳定，不能起到应有的保护安全作用，增加了安全隐患；二是便于在一定深度筑安全岛，以保证较深桩内施工人员的安全。

b、挖孔桩孔径的确定

本工程桩基多，施工面大，为加快施工进度，地下水较深、地质复杂的桩基采用人工挖孔，采取多段成孔。

在挖孔停止时，必须保证检孔器能顺利下放。

考虑到挖孔施工过程中可能出现偏差，将挖孔桩成孔的孔径比设计大5~15cm（护壁砼厚度15cm）。

因此必须保证挖孔桩成孔后的质量：

一是孔径；二是中心偏差，见表2.2-1。

挖孔桩施工

a、测量定位及开挖

由于本桥梁墩台处在深沟陡坡上，桩基施工时，利用机械分别修筑施工便道至各墩台并开挖到承台顶标高后，清理场地，测量放出桩基的中心线，并引测至桩四周，以作测量控制点，在第一节开挖及护壁砼浇筑完成后，控制点引至护壁砼上便于以后挖孔时校桩。

在浇第一节护壁同时，将砼高出地面20~30cm，防止杂物及碎石掉入孔内伤人。

开挖根据地质不同选择不同的工具，松软土质用铲，土质较坚硬时用风镐开凿。

b、人工挖孔施工

◆挖孔由人工从上到下逐层用镐、锹进行，遇坚硬土层用锤、钎破碎。

挖土次序为先挖中间部分后周边，按设计直径加护壁厚度控制截面，允许尺寸误差为3cm。

孔深超过10m时，要增设通风设备通风送氧。

挖孔暂停时，孔口要罩盖。

将弃土装入吊桶内，垂直运输时，在孔上口安支架，用1T慢速卷扬机提升（如图2.2-1所示）。

当桩孔较浅时，用木辘轳提升，吊至地面，用手推车或机动翻斗车运出。

图2.2-1挖孔桩示意图

◆对地下水较浅的桩基，采用吊桶将泥水一起吊出；对大量渗水的桩基，在一侧挖集水坑，用扬程大的潜水泵排出桩孔外。

◆井孔护壁采用现浇C20钢筋砼圆形薄筒护壁，护壁钢筋上焊接由钢筋制作的扶梯，供施工人员上下。

本桥桩基所用井圈的护壁砼厚度为12～20cm，配单层钢筋网。

插筋采用φ12螺纹钢，钢筋竖横间距为15cm。

护壁施工采用自制三块钢模板拼装而成，拆上节、支下节，循环周转使用。

模板间用U型卡连接，上下设两道6号槽钢圈顶紧，钢圈由两半圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇灌砼和下节挖土操作。

第一节砼护壁宜高出地面20cm，便于挡地表水和定位。

砼用人工或机械拌制，用吊桶运输人工浇筑，每隔1.0～2.0m开挖节段护壁一次，扶梯也随护壁延伸而加长。

待护壁达到允许强度后，再进行下一节段开挖。

d、挖孔桩施工必须集中力量连续作业，迅速完工。

拟组织三班轮班作业。

e、桩位轴线采取在地面十字控制网、基准点。

护壁与模中心线控制，系将桩控制线将高程引到第一节砼护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤作中心控制用，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位，孔深和截面尺寸