高速公路立交桥冲击钻孔灌注桩基础施工方案

1高速公路立交桥冲击钻孔灌注桩基础施工方案一、编制依据《总体施工组织设计》；《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；《XX市高速公路施工标准化指南》(试行)；《施工图设计文件》。二、工程概况本标段共有大桥两座，中桥两座，天桥一座，分离式立交一座，桥式通道一座，具体桩基数量见下表：序号结构物名称桩基直径（m）桩基长度（m）根数总长（m）1XX坝中桥1.212121441.5122241.8128962XX院大桥1.215162401.8204801.8244961.8224883XX塘大桥2224882204802184722.220122404XX路分离立交1.22081601.8222445桥式通道1.21212144三、机械配置机械名称数量型号挖掘机2Pc220LC-6装载机2ZL50自卸汽车2CQ3260冲击钻52电焊机5BX-50弯曲机5GW6-40切断机5CQ40-1调直机5GJ-4/14套丝机2四、本段桩基工程管理及施工人员组织安排施工负责人：技术负责人：技术员：安全员：测量员：五、施工进度计划本合同段内混凝土拌和站已经投入生产，桩基的施工准备工作均已完成，各相关专业技术人员及机械设备均已到位，具备开工条件，计划工期为2012年11月20日开始----2013年4月30日完成，如有其它因素影响变化，根据实际情况进行适当调整。六、施工方法及工艺要求本标段桩基施工采取冲击钻孔的方式成孔。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应避免相邻两孔同时冲击钻孔和邻孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。3移走钻架测量钻孔深度斜度孔径施工准备度等泥浆沉淀池制作运输钢筋笼测量砼面高度试拼检验导管向孔中注清水或泥浆检验砼试块制备砼试块输送砼测沉淀层厚度拨出导管灌注水下砼下导管清孔吊装钢筋笼检孔拨出钢护筒埋设护筒钻进测量放样钻机就位平整场地修筑平台4钻孔桩施工工艺流程图6.1施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须牢固，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。6.2埋设钢护筒护筒内径应根据钢护筒埋置深度来确定，一般控制在大于桩径20-40cm范围，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1.5m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。6.3泥浆制备由于本项目地址条件变化较大，不易确定具体地址情况，所以无论土层土质如何、地下水分布如何，我项目均采用静态泥浆护壁钻进工艺。现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池），一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施，防止泥浆外流。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理经测试合格后重复使用。钻孔中留下的钻渣由装载机和运输车运出施工现场，根据当地地形情况拟将钻渣运到距现场800米处的冲沟内。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%。5胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。6.4.钻孔6.4.1安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻头与孔位中心偏差不得大于50mm。6.4.2钻进开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚以下处处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按不同地质情况以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻头冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并及时检测泥浆指标，遇土层变化应增加检测次数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在沉渣池中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻头经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。6.4.3清孔及检测清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位。清孔的目的是清除钻碴和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉碴而降低桩的承载力。清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就应满足规范要求，否则不应下放钢筋笼。待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重1.03-1.1，含砂率＜2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度不大于5cm。孔底沉碴的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，两者底标高之差为沉碴厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。6成孔质量标准和检验方法序号检验项目允许偏差检验方法1孔位中心偏心（mm）≤50mm检孔器2孔径（mm）不小于设计孔径检孔器检查，测量孔顶、底、中3倾斜度（%）1%4孔深（m）摩擦桩：不小于设计孔深支承桩：比设计深度超深不小于0.05测绳检查5沉淀厚度（mm）摩檫桩复核设计规定。设计未规定时，对于直径≤1.5m的桩，≤200；对桩径1.5m或桩长40m或土质较差的桩，≤300沉淀盒检查支承桩不大于设计规定；设计未规定时≤50沉淀盒检查6清孔后泥浆指标相对密度：1.03~1.10；粘度：17~20Pa.s；含砂率：2%；胶体率：98%用仪器检测6.5钢筋笼制作、安装6.5.1原材料检验钢筋须按不同规格、等级、牌号及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂，立牌以便识别。钢筋应具有出厂质量证明书，使用前需按规范要求抽检，符合规范要求的方能使用到工程中。6.5.2钢筋笼制作钢筋在钢筋加工场下料，运至现场加工。对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼可分节制作（分段长度尽量加长，以减少分节节段），现场进行安装对接。对接可采用镦粗直螺纹套筒连接、搭接焊或帮条焊（采用搭接焊时需在钢筋笼上预留搭接长度）。钢筋笼制作，先按2m间距排列加强箍筋，加强筋与地面接触处垫等高木方，然后在外侧绑扎主筋，最后绑扎螺旋筋，定位筋在钢筋笼骨架上间隔2m沿桩周等距离分布，以保证钢筋笼底居中下放。在钢筋笼箍筋上按3～5m间距套上滚轮砼垫块，同一断面对称布置4个，以确保钢筋保护层厚度。为使砼导管能顺利升降，防止与钢筋笼卡挂，钢筋焊接时，应使主筋内缘光滑，钢筋接头不得侵入主筋内净空，钢筋笼下端用加劲筋全部封住露头，保证下端平齐。6.5.3骨架的起吊和就位砼垫块砼垫块主筋4.515109109定位筋7钢筋笼制作完成后，吊装和安装采用汽车吊，为了保证钢筋笼起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强箍筋处内焊接三角或十字支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在钢筋笼的下部，第二点设在距钢筋笼顶部三分之一处之处。起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面一定高度后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起升。解除第一吊点。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度和刚度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同一垂直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋顶的吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位钢筋支托于枕木上。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±0.5dmm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许偏差（mm）2主筋间距（mm）±103箍筋间距（mm）±204外径（mm）±105倾斜度（mm）0.5%6保护层厚度（mm）±207中心平面位置（mm）2088顶端高程（mm）±209底面高程（mm）±506.6、砼灌注6.6.1灌注准备水下混凝土的灌注采用垂直导管法，导管内径为25～30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的比度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的比度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。安装导管导管采用内径φ25-30cm，壁厚大于6mm的钢管，每节2～3m,另配1节0.5m，1节1.0m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的高度。6.6.2二次清孔浇筑水下混凝土前应检查孔底沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于10cm；摩擦桩不大于30cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管换浆进行二次清孔。6.6.3首批封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。6.6.3.1首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.25）：V≥πD2/4(H1+H2)+πd2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。h1=Hwrw/rC=11×68/24=31.17m9Vr1.25=3.14×(1.25/2)2×（H1+1）+3.14×（0.25/2）2/4h1=3.14×(1.25/2)2×(0.5+1)+3.14×(0.25/2)2/4×31.17=2.23m3对孔底沉渣厚度应再次测定。如厚度符合设计要求，然后立即灌注首批砼。6.6.3.2砍球将首批灌注混凝土放入漏斗并砍球，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计