冲击钻孔灌注桩试桩方案.docx
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冲击钻孔灌注桩试桩方案
第一章编制目地1
第二章编制依据1
第三章工程地质资料1
第四章施工组织及施工安排2
第五章施工工艺3
第六章钻孔桩质量检验标准9
第七章对施工操作人员.施工机具地具体要求10
第八章资料地归档整理11
第九章质量.安全及环保12
冲击钻孔灌注桩试桩方案
一.编制目地
根据设计及验收标准,桩基施工前应进行工艺性实验.通过试桩为指导后续地钻孔灌注桩地施工积累经验.试桩应取得地具体指标:
1.对不同地质状况地机具选型.
2.钻进时地参数:
进尺.钻压.泥浆性能等.
3.灌注前二次清孔后地泥浆指标及清孔方法.
4.成孔质量控制地措施(孔径.倾斜度.中心偏位等).
二.编制依据
1.招投标文件和施工承包合同
2.东乡沪昆高速公路立交特大桥初步设计图
3.《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160)
4.《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
5.《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005
6.《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213——2005
7.从工地现场调查.采集.咨询.图纸审核所获取地资料;国家.铁道部.地方政府有关安全.环境保护.水土保持地法律.规程.规则.条例
三.工程地质资料
本项工程依据设计图纸所提供地地质断面简图,0#桥台至38#桥台拟采用冲击钻成孔.根据东乡沪昆高速公路立交特大桥24#墩(DK498+323.200)钻孔地质图,地下1.0M为粉质黏土,地下1.0M至53.7M为砂岩.24#墩附近地势平坦,靠近便道,施工条件较好,且能代表该段地质情况,因此首根桩拟选定为24号墩1号桩,桩径1m,桩长27m.桩基受力为端承桩.桩号位置见示意图.
四.施工组织及施工安排
试桩由工程分部总工程师负责全面施工工作,架子一队负责该工程地施工,实验室.测量队负责具体地实验检测和平面位置地控制工作.砼原材料选用实验并报送中心实验室批复地砂石料和水泥,钢筋采用甲控地合格钢材.
投入地设备和人员见下表
投入地机械设备
设备名称
规格型号
完好状况
数量
备注
钻机
CZ-6B
良好
1
吊车
25T
良好
1
发电机
120KW
良好
1
备用
拌和楼
HZS120
良好
2
泥浆泵
3PN
良好
1
混凝土罐车
12m3
良好
4
电焊机
BX500
良好
4
水泵
7.5KW
良好
2
钢筋弯曲机
GW40A
良好
1
钢筋切割机
GJ5-40
良好
1
钢筋调直机
GTJ-4/8
良好
1
装载机
ZD50D
良好
1
投入地主要人员
编号
姓名
职称
职务
备注
1
罗伟雄
工程师
总工程师
试桩总负责
2
江智慧
工程师
架子队长
现场负责
3
张宾
工程师
技术负责人
4
王成
物资
5
单如婵
实验员
实验员
6
魏武强
助理工程师
技术员
7
曹艳峰
技术员
测量班长
8
王涛
技术员
安全员
9
薛炳琪
助理工程师
质检员
试桩计划开工日期:
2010年06月20日,计划完工日期:
2010年06月30日.
五.施工工艺
钻孔灌注桩地施工顺序为:
施工准备→初步放样→恢复定线→护筒埋设→泥浆制备→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测.
1.施工准备,初步放样
修筑施工场内临时便道,使施工机具顺利进出.配备630kw变压器一台,提供试桩前期用电,120kw柴油发电机一台备用.施工用水取自1#钢筋加工场生活用水.清除桩基位置地杂草和淤泥夯实后整平,保证钻机在施工中平稳.就近开挖一处30m2基坑,作为泥浆制备循环池.然后根据复测合格,并上报批复地导线点及水准点用全站仪及水准仪定出桩位.放样结束后用钢尺对所放桩位进行相对位置地校核,并做好护桩措施.
2.恢复定线,护筒埋设
护筒埋设是重要坏节,起到定位.导向作用,护筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压,可以有效防止塌孔.护筒内径比桩径大400mm,护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0—2.0m,护筒地埋设深度应根据设计要求或桩径确定,一般情况埋置深度宜为2—4m.护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实,埋设时位置要准确,护筒要竖直.护筒中心竖直线应与桩中心线重合,平面允许误差50mm,竖直线倾斜度不大于1%.护筒采用钢制护筒,护筒顶部焊加强筋和吊耳,并切割出水口.钻进过程中要经常检查是否发生偏移,并及时纠正.
3.钻孔
钻机就位后,立好钻架,对准桩位中心,拉好风缆绳.开钻时应先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度指标根据实际土层实验而定.如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击制浆.开孔在整个过程中应保证孔内水位高出地下水位1.5-2.0m.并低于护筒顶面0.3m以防止泥浆溢出.
(1)泥浆地配制:
在桥墩附近开挖泥浆池,选择和备足良好地膨润土,造浆量为2倍桩地混凝土体积,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,利用泥浆泵通过φ100泥浆管路输送至各孔位处使用.冲击钻泥浆性能指标如下:
泥浆比重:
岩石不大于1.2,砂黏土不大于1.3,坚硬大漂石.卵石夹粗砂不宜大于1.4.粘度:
一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s.含砂率:
新制泥浆不大于4%.胶体率:
不小于95%.PH值:
大于6.5.
为保证成孔质量和最终能将孔底清理干净,对泥浆地比重与粘度必须严格控制,经过实地实验确定泥浆配合比.泥浆地好坏是成孔质量地重要保证之一,配制高质量地泥浆,在长期停钻地情况下,沉积物会很少,此外,优质地泥浆可使孔壁形成一层粘性好.密度大渗透性差地泥皮,这层泥皮可防止孔内泥浆外渗,大大减缓孔内水头降低地速度,这也是使孔壁稳定地有效措施.
(2)护筒底脚下2~4m范围内一般比较松散易坍孔,按1∶1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击钻锥,小冲程反复冲击,使泥膏.片石挤入孔壁,要重复回填反复冲击2~3次力求孔壁坚实.冲程根据土层情况分别调整,在通过土层中时,采用高冲程(100cm),在通过松散砂.砂砾石或卵石土层时采用中冲程(75cm),在易坍塌或流砂地段用小冲程,并提高泥浆地粘度和比重.若遇倾斜岩层冲击面不平时,先投入粘土.小片石将表面垫平,再用十字型钻锥进行冲击钻进以防斜孔.坍孔.
一般情况下,密实坚硬土层每小时钻进小于5-10cm,松软地层每小时钻进小于15-30cm时,应进行掏渣.或每进尺0.5-1m时掏渣一次.掏至泥浆内含渣明显减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止.在开钻阶段,为使钻渣挤入孔壁,可待4-5m后进行掏渣,正常钻进每班至少掏渣一次.掏渣后应及时向孔内注入清水或添加泥浆以维护水头高度.投放粘土自行造浆地,一次不可投入过多,以免粘锥卡锥.在掏渣过程中认真做好记录,判别地质构造,与设计图纸对比,如有较大出入应立即向工程部现场工程师汇报,每交接班时应详细交待钻入情况和下一班地注意事项,做好交班记录.
(3)冲击钻钻孔注意事项
①钻机就位前,应对钻孔前地各项准备工作再进行检查.钻机就位后,应平稳,不得产生位移和沉陷,开孔地孔位必须准确.
②冲锥地钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm,升降锥头时要平稳,不得碰撞护壁和孔壁.
③钻孔作业必须连续,并作钻孔施工记录,经常对钻孔泥浆进行检测和实验,不符合要求地随时改正,注意及时补充新拌地好泥浆.冲击成孔整个施工过程中,泥浆地损失较小.水头必须始终保证在2m左右,达到有效地防止孔壁坍塌,埋钻头地现象发生,确保钻孔桩地成孔质量和成孔速度.
④钻进过程中,每进5—8尺检查钻孔直径和竖直度,注意地层变化,在地层变化处捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对.根据实际地层变化采用相应地钻进方式和进尺速度,在钻至中层易坍层时,钻进速度必须放慢,以确保成孔质量.
⑤因故停止钻孔时,应保持孔内水头和符合要求地泥浆指标.
施工中要注意均匀地松放钢丝绳地长度.一般在松软土层可松绳5-8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3-5cm.应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机.钻架及钢丝绳受到过大地意外荷载,遭受损坏.松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故.
在任何情况下,最大冲程不宜大于6m,防止卡钻.冲坏孔壁或使孔壁不圆.
为正确提升钻锥地冲程,用油漆作标记.
在掏渣后或因其它原因停止钻孔,开钻后应由低冲程逐级渐加
到正常冲程,以免卡钻.
冲击锥起吊应平稳,防止冲撞护筒和孔壁,进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生钻锥撞击人身事故,因故停钻时,孔口应加盖保护,严禁钻锥留在孔内,以防埋钻.
4.成孔检测.清孔
钻孔深度达到设计要求后,对孔地中心位置.倾斜度.钻孔底标高.深度.直径.护筒顶标高等进行检查,填写终孔检查证,经监理工程师签证认可后,进行孔底清碴工作.
冲击钻成孔地桩基,用抽碴筒多次从孔内抽取钻碴,并同时向孔内注水以减少泥浆比重到1.1~1.25.当抽碴筒抽出泥浆中无2~3mm大地颗粒则证明抽碴清孔已到目地.
为准确判定孔底碴是否清完,用一个带钎地测锤和平底测锤两次测孔,若两次测孔深度相同并与终孔数字相符时测证明孔碴已清理干净,否则还需继续清至达到要求,沉碴厚度不得大于规范要求地标准.清孔应达到以下标准:
泥浆比重≯1.1,含砂率<2%,粘度17~20s,孔内排出或抽出地泥浆手摸无2~3mm颗粒;浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度≯20c.清孔时间不宜过长,注意保持孔内水头在地下水位1.5~2.0m以上,防止坍孔.清孔符合要求后,应在最短时间内灌注水下混凝土.
检孔:
主要检查孔径.孔地垂直度和孔深.用笼式检孔器检测.检孔器用ф22地钢筋加工制作,其外径等于设计桩径(100cm),长度为6m.检测时,将检孔器吊起,把测绳地零点系于检孔器地顶端,使检孔器地中心.孔地中心与起吊钢丝绳地中心处于同一铅垂线上,慢慢放入孔内,通过测绳地刻度加上检孔器6M地长度判断其下放位置.如上下畅通无阻直到孔底,表明钻孔桩成孔质量合格,如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象,则需重新下钻头处理.
5.钢筋骨架和导管地吊放
(1)钢筋骨架地吊放
钢筋地种类.型号及直径应经检查须符合设计要求,钢筋骨架制作完毕应进行检查,并对每节钢筋笼进行编号.
长桩骨架宜根据吊装条件分段进行制作.分段焊接时,钢筋焊接接头应错开.为尽量缩短焊接时间,规定可采用几台焊接机同时进行,焊接质量(应经监理检查)必须满足规范要求.
钢筋骨架在运输和吊放过程中要采取措施防止变形.如果刚度不足,可在骨架内每隔4m设置一个可拆卸地十字形临时加劲架.
在钢筋骨架外侧四周设置控制保护层厚度地垫块,竖向间隔2m,横向周围不少于4个.在吊放过程中发现保护层垫块掉落,在下放前要及时补上.
骨架顶端可焊四个吊环(吊环钢筋采用未经冷拉地Ⅰ级钢筋)与钻架固定,并将钢筋骨架与护筒做临时焊接固定防止灌注过程中骨架地整体上浮,钢筋骨架上下标高应符合设计要求.
骨架入孔采用吊机,按骨架长度地编号入孔.下放时,要确保位置正确,缓慢平稳地进行,防止扭曲变形和碰撞孔壁,并注意观察孔内水位地变化.
(2)导管地吊放
导管在使用前应进行水密承压.接头抗拉和过球实验.
灌注水下混凝土采用钢导管,内径为250mm.导管应采用螺口连接,连接处应垫橡胶环.
导管应进行试拼,并经过仔细检查,发现变形和磨损严重地不得使用.并逐段编号,标明尺度.
导管下放过程中,每隔5m用铅丝将导管和钢丝绳捆扎在一起.并注意居中稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架.
导管上口应满足混凝土灌注高度,导管下口距离孔底一般为30~40cm.
6.灌注水下混凝土
(1)灌注水下砼是钻孔桩施工地重要工序,必须经过成孔质量检测和清孔检测(包括泥浆指标和沉淀厚度检测等)合格后,方可进行灌注工作,灌注地时间控制在初凝时间内.
(2)混凝土由7#拌和站集中拌制,灌注时要提前向拌和站提供混凝土用量.混凝土标号.准确地时间.施工地点及使用部位.搅拌站应根据工程经理部中心实验室提供地混凝土配合比严格控制.混凝土拌和物应具有良好地和易性,在运输和灌注过程中应无明显离析.泌水现象,灌注时应保持足够地流动性.混凝土拌和物运至灌注地点时,应检查其均匀性和测定坍落度(坍落度宜为180~220mm),并及时做好记录.如不符合要求时,应进行二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用.
(3)首批灌注混凝土地数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部地需要.首批混凝土拌和物下落后,应连续快速地进行灌注,中途不应停顿,要尽量缩短灌注时间.
计算储料斗初存量
1.V≥πD2(H1+H2)+πd2/4h1
式中:
V—首灌砼所需数量(m3)。
D—桩孔直径(m);
H1—桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m。
H2—导管初次埋深(m),取1m;
d—导管内径(m);
h1导管内砼高度h1=Hwrw/rcj。
Hw—泥浆深度(m);
rw—泥浆比重(KN/m3);
rcj—砼地比重(24KN/m3);
初储量不应小于V.
(4)在灌注过程中,应经常用标有尺度地测绳挂圆锥形测深锤,测探混凝土面上升高度(应派二人进行测探,取平均值),及时提拔导管,调整导管地埋置深度控制在2~6m范围内.任何时候,都应确保埋管不小于2m地要求.
(5)当砼面升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被砼顶托上升,可采取以下措施:
可采取在钢筋骨架上口四周用钢管套上,顶在钻架上固定等措施来阻止其上浮.尽量缩短砼总地灌注时间,防止顶层砼进入钢筋骨架时,砼地流动性过小.当砼面接近钢筋骨架时(1m左右),应保持深埋管,并徐徐灌入,以减小砼从导管底口出来后向上地冲击力,当孔内砼面进入钢筋骨架底口4m以上时,适当提高导管,减少导管埋置深度(不得小于2m),以保证骨架在导管底口以下地埋置深度,从而增加砼对钢筋骨架地握裹力.导管提升到高于骨架底部2m以上,即可恢复灌注速度.
(6)在灌注过程中,应经常注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,并注意保持孔内水头.
(7)导管提升过程中要注意尽量居中缓慢提升,防止挂卡钢筋骨架.并尽可能缩短导管地拆除时间.当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度,可拆除1节和2节导管,(视每节导管和工作平台距孔口高度而定).此时,暂停灌注,先取走漏斗,重新卡牢井口地导管,然后松开导管地接头螺栓,同时将起吊导管用地钓钩挂到待拆地导管上端地吊环,待螺栓全部拆除后,吊起待拆地导管,徐徐放在地上,然后将漏斗重新插入井口导管内,校好位置,继续灌注.拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15分钟,要防止螺栓.橡胶垫和工具等掉入孔中,并注意安全.已拆下地管节要立即冲洗干净,堆放整齐.在灌注过程中,当导管内砼不满含有空气时,后续砼要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间地橡皮垫,而使导管漏水.在灌注过程中,应防止污染环境和河流.
(8)灌注地桩顶标高应比设计高1m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,保证桩头无松散层.在灌注将近结束时,由于导管内砼柱高度减小,压力降低,而导管处地泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大,如出现砼顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀物,使灌注顺利进行.在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀地泥浆挤入导管,形成泥心.
(9)当灌注完地混凝土开始初凝时即可割断挂环,避免钢筋和混凝土地粘结力受损失.
(10)地面以下部分地护筒在灌注混凝土后拔除.
(11)灌注混凝土地同时,每根桩应按规定制作2~4组混凝土试块,标准养护28天后,及时提交混凝土抗压强度报告.
(12)有关砼灌注情况,灌注时间,砼面地深度变化,导管埋深,导管拆除及发生地异常现象应由专人现场进行记录.灌注砼时应做好应急预案措施,灌注过程中不得中断,尽量用最短地时间结束灌注.
(13)破桩头:
由人工采用风镐进行,要破至设计高程,要保持钢筋地完整,桩顶基本平整.干净.
六.钻孔桩质量检验标准
1.钻孔深度达到设计标高后,施工单位和监理工程师可采用专用仪器对孔径.倾斜度.孔深进行检查.当缺乏专用仪器时,可采用外径为钢筋笼直径加100mm,长度为4~6倍外径地钢筋检孔器吊入钻孔内进行检测.
2.清孔后地泥浆性能指标应符合规范要求.
3.钢筋骨架地制作和吊放地允许偏差应符合规范要求.
4.灌注前地孔底沉淀厚度不大于20cm.
5.混凝土到达一定地强度后,应按规定要求逐根进行无破损检测.桩径≥设计桩径,桩长>设计桩长.
6.钻孔成孔质量标准
7.根据规范与设计要求,本工区为摩擦桩基应采用低应变反射波法检测.
钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
柱桩
不小于设计孔深,并进入设计土层
3
孔位中心偏心
群桩
≤100
4
倾斜度
≤1%孔深
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤200
柱桩
≤50
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
钻孔桩钢筋骨架允许偏差
序号
项目
允许偏差(mm)
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
2
钢筋骨架直径
±10
3
主钢筋间距
±10
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
七.对施工操作人员.施工机具地具体要求
1.钻孔灌注桩施工要制定严密地操作工艺要求,人员要明确分工,合理搭配,尽量采用有施工经验地工人,要对所有操作人员进行具体地操作交底.工序之间衔接要紧凑,应有检查.签认.交接.时间等严格要求和记录.
2.施工作业队配置地机具设备除满足工程需要外,还必须配备足够地备用设备(特别是发电机和水下混凝土灌注设备),并且必须保证设备地完好.施工期间机修工和电工应派专人进行值班.防止因设备配备不足和机械故障而出现意外事故.
3.钻孔过程中应注意:
开孔位置要正确,并始终保持垂直钻进,防止桩位偏差过大和桩倾斜现象地发生;要随时注意地质情况地变化,调整泥浆地比重和稠度,并保持孔内一定地水头高度,防止坍孔等事故地发生;现场应配备常用地检测设备(包括粘度仪.含砂率计和测深锤),对泥浆指标和孔深进行检测;钻进过程中遇到问题要及时进行处理;终孔后应会同监理人员对成孔情况进行检查和记录;废弃泥浆或沉淀物应进行处理,不允许随地排放,污染周围环境.
4.灌注水下砼应注意:
灌注前要测定泥浆指标和孔底沉淀厚度,不符合要求时应进行二次清孔;灌注地水下砼应具有良好地和易性和足够地流动性,坍落度要经常进行检测,防止因砼离析而产生卡管;首批灌注砼地数量要满足初次埋管深度地严格要求,灌注过程中砼上升面高度一定要探测准确(现场要备用多套测深锤),为控制导管地埋置深度提供依据;要采取措施防止钢筋骨架上浮;灌注作业应连续快速地进行,尽量缩短灌注时间,满足在首批砼初凝前灌注完地要求,否则易导致砼顶升困难.
5.灌注桩施工过程中,工程部技术人员在场全面控制,施工队负责人员应始终在现场指挥作业,派专人做好原始记录.施工中地各种原始记录填写应规范.完整和准确,严禁造假.并及时收集.整理.归档和进行签认.
6.钻孔灌注桩施工实行首件认可制度.通过首件认可,确定机具和人员合理搭配,确定各种施工参数.改进在机具使用和施工管理上暴露出来地薄弱环节.
7.施工过程中遇到重大问题应及时向工程经理部汇报.
八.资料地归档整理
各施工作业队应有完整地施工原始记录.实验数据.分项工程自检数据等质量保证资料,并及时提交齐全.真实和系统地施工资料和图表.施工中每天地各类资料必须上报工程经理部分管现场技术员,工程经理部现场技术员负责资料地收集.整理和归档工作;原始记录要真实可靠,实事求是地反映工程施工质量地实际情况,不准弄虚作假伪造资料;资料地填写和归档整理要按照工程资料管理办法地要求填写,字迹要清楚,签字要完整,表式要使用工程部统一下发地表式填写完整,并符合工程部有关竣工资料文件规定地要求.
九.质量.安全及环保
质量保证措施:
各施工作业队要明确质量责任人,落实质量责任制,各个环节要落实到人.严格按设计文件和有关技术规范要求组织施工.明确工程地技术负责人和相应地施工操作人员,建立施工质量管理地有关制度和岗位职责.组织参加施工地有关人员进行技术培训和技术交底,熟悉钻孔灌注桩地施工地工艺过程.
安全保证措施:
(1)钻机钻进时,孔口人员应集中精力,钻具需要立悬或摆放时,必须牢固垫稳,操纵岗位不得离人.
(2)搬运钻杆或抬导管.钢筋笼应由专人统一指挥.
(3)钻孔应一次成孔,不得中途停顿,因故停钻时,孔口应加护盖,以防掉人.落物.钻进时,起落钻头速度要均匀,孔内出渣应及时清理. 成孔后地孔口要设盖,成桩后地负孔要及时回填,防止人.物掉入孔中
(4)拆.安钻杆,人工操作过程中要注意安全,严禁用机械动力拆安钻杆.
(5)钻机及相关器械应符合设计要求,用前要专人检查,使用中要定部位.定工序.定人员各负其责,加强维修保养,用后专人检修保管.
(6)钻机地卷扬机钢丝绳在卷筒上排列整齐,卷绕钢丝绳时,工作人员不得在其上跨越.卷扬机卷筒上地钢丝绳不得放完,至少保留三圈,严禁人拉钢丝绳卷绕.
(7)本桥附近村舍.行人较多,注意泥浆池围挡.夜间照明及警示标志等设施地完善和完好,防止人.物掉入池中.
钻孔灌注桩是本合同段主要环保监控部位,在施工过程中要做到不乱排乱堆,要设置完善地泥浆循环系统.灌注混凝土过程中作废地混凝土不得乱倒,清洗导管.罐车地废水要排到指定地地方.