试桩方案(高资东特大桥)

中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-1-张家坪大桥试桩施工方案1.概述京沪高速铁路JHTJ-5标段，张家坪大桥，桩基础采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土标号为C30，桩径为1m，桩长7.5～23.5m，共124根桩基础，均位柱桩。本桥址内地层上部为第四系全新统及上更新统形成的黏性土及砂类土，下伏燕山晚期花岗闪长岩。2.试桩方法采用技术先进的冲击钻机钻孔，膨润土造浆护壁。根据实际地质情况合理确定泥浆各项指标。试桩采用换浆法进行清孔。试桩钢筋在张家坪大桥钢筋场地集中下料，现场制作，汽车起重机进行安装。混凝土采用十一工区搅拌站集中拌和，混凝土运输车运输，导管法水下混凝土灌注。试验方法采用慢速维持荷载法。具体方法由京沪公司招标确定的桩基试验单位确定。3.试验目的对张家坪大桥5号墩一根桩基进行承载力检验性试桩，并达到工艺性试桩的目的。通过对试桩检验，更精确地设计和验证桩基承载力。工艺性试验验证地层地质情况，检验制定的施工方案、施工工艺、施工机械配置、人员配置、工艺性试验参数和质量控制是否合理。4.试桩地点及桩基设计情况确定张家坪大桥5号墩7号桩为试桩。试桩设计桩径1m，桩长17.5m；桩基配筋符合设计图纸要求。5.试桩组织及安排5.1人员配置人员配置表序号工种人数备注1技术员32测量员23试验员14安全员1中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-2-序号工种人数备注5钻机人员46钢筋工67电焊工38吊车司机19汽车司机510挖掘机司机111杂工1012电工1中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-3-5.2主要施工机械设备计划配置的主要机械设备详见下表：主要施工机械设备表序号机械设备名称型号及规格数量1冲击钻机CZ-3012挖掘机CAT32013自卸车东风16t14装载机ZL50B15泥浆泵22KW16全站仪拓普康GTS-332W17水准仪精度1mm28电焊机BX2-500410钢筋切断机CQW40111钢筋弯曲机WJ40-1112钢筋调直机TQ-14mm113汽车吊车25114混凝土搅拌站HZS-100215混凝土运输车8m355.3试桩施工计划时间2008年5月27日中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-4-6.试桩施工工艺6.1试桩施工工艺流程见下图试桩施工工艺流程框图6.2施工准备对试验桩场地清除杂物，平整场地，平整压实。场地满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运输车等协调工作的要求。进场便道已修筑完成。对进场的导管进行水密试验。在试桩的两墩之间挖泥浆池及沉淀池。泥浆池容积140m3，深1.5m，钻机安装、精确对位钻进检查孔深和沉渣厚度吊放钢筋笼并固定钢筋笼制作检查验收安装灌注支架平台监理工程师检验确认复测孔深和沉碴厚度测量钻孔深度安装导管灌注水下砼砼试件静载试验交工验收强度评定测量砼面高度原材料检验测量放样桩基检查(超声波)场地平整中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-5-坑壁修理平顺，衬垫一层塑料膜。在池内配制泥浆。桩基水下混凝土灌注前抽出池内泥浆，钻孔桩孔口至泥浆池之间的循环槽开挖畅通，便于灌注过程泥浆顺利排至池中。6.3桩位放样利用全桥加密布设的导线控制网，使用全站仪放样墩中心及钻孔桩桩位。并采用在另一控制点架设仪器，放样进行核对。利用加密的水准点，采用自动安平水准仪测量桩基施工钢护筒顶标高，控制桩基施工标高。6.4钢护筒埋置在桩位上开挖埋置钢护筒。护筒顶面高出地面0.2m，护筒外侧及底部用粘土夯实。护筒用6mm的钢板卷制而成，其内径1400mm，高2m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。埋设护筒时，护筒四周及底部回填黏土并分层夯实。6.5泥浆的制备在两墩之间设置泥浆池、沉淀池。钻孔弃碴外运于弃土场，以减少对周围环境的污染。在砂类土或粉质黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁；在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮碴能力满足施工要求时，将利用孔内原土造浆护壁。制浆前，先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。将粘土原料投入孔底，利用冲击钻头上下冲击，搅拌成泥浆。为提高泥浆粘度和胶体率，在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量通过试验确定。钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。6.6钻机就位及钻孔基本要求钻机就位前，底架垫平，保持稳定，不产生位移和沉陷。钻机就位后，测量护筒顶标高，用于钻孔过程中进行孔深测量基准。开孔的孔位准确，使成孔壁竖直、圆顺、坚实。中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-6-钻孔作业连续进行，因故停钻时，将钻头提出孔外，孔口加护盖。钻孔过程中经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，定期测定泥浆的各项指标，并做好检测记录。随时测定孔深、孔径及斜度，若出现异常现象，及时停钻并采取有效措施处理。钻孔到达设计深度后，对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不大于5cm。孔径、孔深、孔位及倾斜度采用自制笼式检孔器入孔检查，笼式检孔器用φ20钢筋制作，外径等于设计桩径，长度为5米。检查时，将检孔器吊起，使笼中心与孔位中心对准，吊绳保持位置不变，缓慢放入孔内，检孔器上下通畅无阻表明钻孔合格，如中间遇阻，则采取措施对桩孔进行处理。孔深采用标准测绳检测。6.7冲击钻机钻孔本桥选定试桩采用冲击钻机施工。根据地质情况，选用与设计孔径φ1.0m同直径十字钻头。钻机安装后调整好桅杆的垂直度和钻机的水平度，在钻孔过程中，检查钻头是否对中。钻机钻进中，随时观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象及时停机处理。6.8清孔钻进成孔，对孔径、孔深、倾斜度进行检查确认合格后，经监理工程师认可，即进行清孔。孔深和孔底沉碴采用标准锤检测。测锤采用锥形锤，锤底直径13cm，高20cm，质量4kg。测绳经检校过的钢尺进行校核。清孔采用换浆法。换浆过程中及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。清孔达到以下标准：泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。灌筑水下混凝土前孔底沉渣厚度柱桩不大于5cm。坚决禁用加深钻孔深度方法代替清孔。中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-7-6.9钢筋笼制做及安装在专用模具上制作钢筋笼。下料前，对盘条钢筋先进行拉直，然后对号加工下料，并分类标识排放。主筋的间距采用模具和定型固定夹具配合定位并焊接加劲箍圈。钢筋笼主筋与加强箍筋全部焊牢并清除焊渣，主筋与箍筋联接采用点焊。在加筋箍圈四周对称焊接4个定位钢筋，确保钢筋笼与孔壁的保护层厚度。声测管采用内径50mm，壁厚3mm的钢管。在钢筋笼加工场预先安装在加劲箍内侧并与加劲箍钢筋焊接在一起。声测管接缝处采用大一个型号的接头钢管套接并焊接。声测管下端钢板焊接封闭，上端焊接钢板加盖。钢筋笼采用分节制作，孔口焊接接长吊装入孔。入孔时对准钻孔，保持垂直，慢放入孔。钢筋场加工钢筋笼节段长度标准节为18m，辅以调整节适应试桩长度。节段钢筋笼主筋长度相互错开1m，以满足同一截面的主筋接头率要求。节段钢筋笼成型并经检查合格后，由吊车吊起第一节钢筋笼，下至最后一根加强筋断面时，用两根钢管平等对穿其中，压在孔口两侧枕木上，再将第二节钢筋笼稳定吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合，使计算好的两主筋接头对正，接头采用双面搭接焊连接或直螺纹机械连接。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，在清孔前进行吊放。吊装时，严防孔壁坍塌。钢筋笼伸入承台部分主筋采用塑料膜包裹。6.10水下混凝土灌注钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径采用管径30cm。导管管节长度，中间节为2m等长，底节为4m，另配0.5m、1.0m、1.5m的管节各一节。根据桩长调整导管长度。导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管底距孔底40cm。导管接头采用螺丝扣连接。导管位于钻孔中央，在灌注混凝土前，进行升降试验并将导管松至孔底，以便对孔底标高、导管长度相互核对。在灌注水下混凝土前，填写检查钻孔桩钻孔和钢筋笼工序质量验中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-8-收记录，并经监理工程师验收签认。同时，对孔底沉渣厚度再进行一次测定，如沉渣厚度超过规定，利用水封导管进行二次清孔。灌注水下混凝土前和过程中，按规定时间检测高性能混凝土的坍落度、含气量和入模温度，并做好记录。待检测指标符合要求后，开始灌注混凝土。混凝土的初灌量满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不小于1m并且不大于3m；初灌采用体积为1.5m3的漏斗配合混凝土运输车高速供料的方式。采用拔钢塞盖的方式进行初灌。用钢塞盖封住漏斗底部与导管接头位置，卸料至漏斗内装满混凝土后，用吊车将钢塞盖提出，伴随漏斗内混凝土的高速从导管灌入，混凝土运输车加大出料速度及时补料，完成初灌。在灌注水下混凝土过程中，采用在水中泡透，经合格钢尺校正后的测绳测量孔内混凝土顶面位置，并控制拔管速度保持导管埋深在2～6m范围。当混凝土灌注面接近设计高程时，缓慢提升导管，并用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面灌注到桩顶设计高程以上。在灌注水下混凝土过程中，如实填写混凝土灌注记录。水下混凝土灌注时连续，中途不停顿。并尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的灌注时间在首盘混凝土初凝前灌注完成。混凝土灌筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒在混凝土初凝前拔出。为防止灌注过程中钢筋笼上浮，采取将钢筋笼上端主筋焊在护筒上或将适当数量的主筋延长至桩底，并设置1～2道加强环形筋。当混凝土面接近钢筋笼底时，保持较大的埋管深度。放慢灌注进度，以减少混凝土向上的冲击力，当混凝土面超过钢筋笼底2m左右时，减少导管的埋深，使导管底口处于钢筋笼标高附近，并加快灌注速度，以增加钢筋笼的埋深。当混凝土面高于钢筋笼底2～4m后可正常灌注。6.11桩头破除及桩基试验混凝土灌注完毕达10天以上后，开挖桩头土，采用空压机带风镐对桩头进行破碎。破碎至桩顶设计标高后，采用手动砂轮磨具，在钢筋笼内侧呈等边三角形布置打磨出三块直径不小于15cm的平面，联中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段张家坪大桥试桩方案中铁三局京沪高速铁路土建工程五标段项目经理部-9-系由业主委托的第三方检测机构，对桩基进行无损伤探测。并进行静载试验。7.试桩总结7.1钻进过程中泥浆配置的总结。7.2各种地质条件下冲击钻机功效的总结。7.3钢筋笼加工质量及加工工艺的总结。7.4高性能混凝土运输灌注过程中坍落度损失、现场含气量、混凝土初凝时间的总结。7.5桩基成孔检测方法的总结。7.6桩基经慢速维持荷载法检验，承载力情况报告总结。7.7高性能混凝土搅拌站生产控制的总结。8.施工注意事项8.1钻孔中防止塌孔8.1.1护筒的埋设深度要确保穿透淤泥质软土层，做好护筒底部密封。8.1.2现场钻孔操作人员，要仔细检测泥浆比重及粘度，尤其是含砂率的检测，不同地层必须按要求进行相应调整。8.1.3控制钢筋笼安装垂直度，安放钢筋笼时，需对准钻孔中心竖直插入，严禁触及孔壁。8.1.4紧密衔接各道工序，尽量缩短工序间隔。8.1.5当出现灾害性天气无法施工时，需提起钻头，调整泥浆比重，孔内灌满泥浆。8.2注意清孔当地层富含粉砂类土，终孔后粉砂、粉细砂快速沉淀，给清孔带来困难，为降低孔底沉淤采取以下措施：8.2.1采用双泥浆泵并联供应泥浆，增大泵量，提高泥浆循环速度，增强泥浆携带钻渣的能力。8.2.2用优质膨润土和化学外加剂提高泥浆粘度，减缓砂粒沉淀速度。8.2.3及时排除废弃泥浆，