北段二期沿海滩涂桩基施工控制要1

-1-沿海滩涂桩基施工控制宋秀国二0一0年十二月-2-沿海滩涂桩基工程特点1.地质情况复杂：海相沉积层为主，年代近，淤泥、粉砂等薄弱层多，易造成塌孔。2.孔深、桩长：孔深80—105米，桩长80米左右，最长94米，停钻后泥浆沉淀快、厚，泥浆比重要求大。3.钢筋制作量大，连接难度大：钢筋数量多（一般每根桩55根主筋），钢筋直径大（Φ28螺纹钢）连接以机械连接为主，控制难度大，连接时间长，尤其是竖向连接。4.钢筋笼安放时间长：一般16小时左右，竖向连接难度大。5.砼灌注控制那难度大：时间长，压差变化大，易造成卡管、爆管，有问题时处理难度大。监理工作重点：1、水中及软基段桩基施工应注意护筒埋深（一般6-15米），确保稳定。2、从材料准备、设备配置（包括必要的备用设备）、人员配置、施工工艺各环节审查，清孔后尽快浇筑砼、确保砼连续进行，监理应密切配合，及时检查。3、钻孔前检查钻机固定情况，钻孔过程中应检查桩孔位置，防止偏孔。4、检查料斗容量和料斗高度，满足首批砼导管埋深大于2m和后期砼浇筑压力差的要求。5、逐节检查钢筋笼长度、钢筋直径和数量，钢筋笼下放后检查孔口安放位置，并采取措施防止砼浇筑时钢筋笼上浮。6、钢筋笼下放和水下灌注砼是重要的隐蔽工程，应加强检查及全过程旁站。7、督促做好钻孔、水下砼灌注等各项记录，确保数据准确、全面、确保数据真实。8、砼浇筑应按规范要求预留桩头长度，在桩检测前凿除。9、按要求的频率委托有资质的单位进行桩基检测。-3-天津海滨大道沿海滩涂桩基施工控制一、工程概况海滨大道北段二期工程起自永定新河河口南侧的海滨大道疏港三线立交，向北先后跨越疏港四线和规划的永定新河主河道,沿线以高架桥的方式接海滨大道北段高速公路主线收费站。利用海滨大道北段高速公路与河北省沿海高速相接。本段路线全长9.12公里，其中桥梁长8.6公里，道路0.52公里，合同工期24个月，工程造价17.8个亿。本项目采用BT建设模式，监理费中标价1277万元，建设单位为天津一航海滨大道建设项目管理公司（业主单位：海滨大道建设发展有限公司），施工单位为中交一航局一公司和四公司。二、地质情况本工程大部分处于现状海挡以外的沿海滩地之中，区域气候为暖温带大陆性气候，季风显著，四季分明，春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季湿暖适中，冬季寒冷少雪。勘察最大钻孔深度120m，所揭示地层均属于第四纪全新统和更新统，按地质成因主要分为八个地质成因层，各土层时代成因及无力力学性质详细阐述如下：第Ⅰ海相层（Q42m）本层土为浅海相沉积，在本场地分布连续。根据工程性质可将本土层分为两个亚层：①-1层淤泥、淤泥质土：层厚1.00-10.00m，层底标高在1.44m-8.26m。①-2层粉土：层厚4.60m-18.00m。第Ⅱ陆相层（Q41al）本层土为河流相沉积，在本场地分布连续，主要由粉质粘土组成。-4-②层亚粘土：4.00-10.80m，层底标高在-19.43m-23.56m。第Ⅲ陆相层（Q3eal）本层土为河床-河漫滩相沉积，层厚6.00m-13.10m，层底标高在-29.28m～-33.29m。第Ⅱ海相层（Q3bm）本层土为滨海-潮汐带相沉积，在本场地分布连续，层厚10.30m-18.00m。第Ⅳ陆相层（Q3cal）本层土为河床-河漫滩相沉积，在本场地分布连续，层厚9.40m-17.00m，层底标高-55.94m~-60.08m。主要由粉细砂组成。第Ⅲ海相层（Q3bm）本层土为浅海~滨海相沉积，在本场地分布连续，本层土仅在ck2、ck3、ck4、ck5、ck5+、ck9、ck12、ck15、ck17、ck20、ck23、ck26、ck28、ck32、ck36、ck40、ck42号孔处揭穿，最大揭示厚度13.3m，在所揭示的深度内，主要由粉质粘土、粉细砂、粉土组成。第Ⅴ陆相层（Q3caal）本层土为河床~河漫滩相沉积，本层土仅在ck2、ck3、ck4、ck5、ck5+、ck12、ck17号孔处被揭穿，最大揭示厚度为17.00m，在所揭示的厚度内主要由粉质粘土、粉细砂组成。第Ⅳ海相层（Q23mc）本层土为滨海三角洲相沉积，在本场地内均为揭穿，最大揭示厚度为37.60m，在所揭示的深度内主要由粉质粘土、粉细砂组成。三、基础结构形式本工程桥梁工程采用钻孔灌注桩基础。特大桥8#、9#中墩桩径φ1.8m，8#墩桩长88m，9#墩桩长82m；7#、10#边墩桩径φ1.5m，7#墩桩长72m，10#-5-墩桩长68m。主线高架桥除特殊位置外，均采用单排桩接墩柱的布置形式，中墩桩径有φ1.5m，φ1.8m，φ2.0m三种桩径，桩长70～94m，且桩之间均有承台或系梁连接。四、桩基施工控制要点1、定位放线由于沿海滩涂地质不稳定，控制点易变动，所以控制点的选择至关重要，施工过程中还要经常复测。根据控制点进行桩基定位时最好应用GPS定位系统定位，钻具准备好开挖前再用钢尺现场量测检验，确保桩基定位无误。2、钻具的选择和泥浆制备本工程一开始选用的钻机有正循环钻机、反循环钻机、旋挖钻机三种。针对沿海滩涂的地质情况，通过试桩淘汰了反循环钻机，优先选用稳定性好的正循环大型回转钻、旋挖钻成孔，在钻进过程中合理控制钻进速度，确保泥浆护壁良好，泥浆池大小应能够满足钻孔需要，并设沉淀池进行掏渣，在钻进或清孔后及时检测泥浆各项指标是否满足规范要求，优质的泥浆能够减小孔内的沉淀厚度。特别注意旋挖钻成孔时要提前制备足够数量的合格泥浆，成孔后优先下放钢筋笼灌注砼，旋挖钻成孔的特点时速度快、沉淀少，缺点是容易产生缩颈或坍孔。3、护筒的选用根据大桥所处位置的地质情况，护筒的入泥深度特大桥不低于10米，其他墩位6-8米，采用导向架定位，震动锤打拔，顶标高同栈桥桥面标高或略高于平均高潮位，防止海水倒灌（护筒的制作标准及埋设位置偏差应满足设计和规范要求，又不能照搬规范，开始因为埋设4米护筒造成坍孔，护筒倾斜，险些造成事故）。施工过程中严格控制护筒内水头，避免因水头过低而引起坍孔，发现水头偏低时要及时补浆。护筒的拔除要在桩基混凝土灌注完毕后及时进行，当-6-砼初凝后，护筒的拔除就变得相当困难了。由于护筒长度的加大，相应的刚度要求也要提高，制作要求工厂化，板材要求达到8-10毫米，现场拼装时对焊缝的要求高，避免在打拔过程中开裂。4、钻孔过程中的质量控制。对于正循环钻机钻孔时要采用悬吊法钻进，既钻头、钻杆的重量要靠钻机本身承重大部，控制钻进速度的目的是有利于孔壁的稳定，防止或减少坍孔的发生。因本桥位地层含有大量粉砂，需要足够大的泥浆池进行沉淀、滤出，在泥浆池布设受限的特大桥，通过试验在泥浆循环过程中串联小型离心机作为泥沙分离器，将泥浆中的砂分离出来，效果非常明显，二次清孔前的沉淀厚度从4-6米降到2-3米，甚至更低。另外，钻孔过程中泥浆比重控制在1.2-1.4之间，以提高泥浆的悬浮力和携带泥砂的能力。（钻进过程中常见的事故是钻头、钻杆等钻具的掉落，严重影响施工进度甚至造成重大经济损失，在钻具无法打捞的情况下还需进行设计变更）。5、二次清孔的控制指标。二次清孔泥浆比重：1.15-1.2，粘度：17-20s，含沙率小于：2%（钻孔过程中最好用泥沙分离器），严禁使用超钻代替二次清孔，沉渣厚度不大于15cm。6、钢筋笼的制作与安装的控制。受施工场地的影响，钢筋笼需要在加工场地分节制作完成后运至现场进行安装，在运输过程中要采取必要措施防止钢筋笼变形，在加强箍筋处增加“十字”支撑，在吊点处加木扁担，“十字”支撑在起吊安装后再行切除，钢筋笼变形后势必延长连接安放时间，增加孔内沉淀厚度，同时也增加了坍孔的机率，对桩基的质量构成潜在的威胁，应加强协调管理，从每一个环节入手缩短成孔到砼灌注之间的时间。海滨大道北段二期工程钢筋连接有焊接和机械连接两种形式，其中机械-7-连接中以直螺纹连接为主。由于本工程桩深、直径大，钢筋笼的连接接头多，下放时间较长，为节省钢筋笼的安放时间，降低坍孔机率，项目部对桩基钢筋笼主筋全部采用直罗纹连接工艺。下面主要介绍直螺纹连接方案和技术要求以及检验方法。为加强控制直螺纹连接钢筋的质量，必须对套丝进行严格的合格性检验，因此在钢筋套丝加工场地，施工单位必须配备专用的套丝质量检验工具环规、塞规（四件套）。直螺纹加工又分为剥离法和辊轧法，剥离法对钢筋原材的损伤比较大，辊扎法容易产生端头毛刺影响连接，综合比较我们选择辊扎法施工，施工过程中对毛刺及时进行打磨，辊扎刀具及时调整更换以满足技术规范的要求，要求施工单位对进场的原材料必须及时进行报验，对钢材必须按规范要求进行下垫上盖，对钢材成品、半成品，在运输时保证不变形，在使用前存放时场地要整平，下垫上盖，保证成品、半成品不变形、不锈蚀。（1）、施工前准备1）、设备调试a、根据所加工的钢筋规格、直径选用滚压轮型号；用调整试棒调整滚丝头内孔最小尺寸，然后更换相应规格的涨刀环，并调整好直径尺寸。b、调整挡块及滚压行程开关位置，保证滚压螺纹的长度。并检查限位器是否灵敏。c、打开润滑液开关，保证水流能够平稳流出（不能用油）。d、设备安装必须平稳，机床主轴轴心线应处于水平位置。2）、技术准备a、凡参与接头施工的操作工人，技术管理和质量管理人员，均应参加技术培训；操作工人应经考核合格后持证上岗。-8-b、做好技术交底。3）、材料选择a、材料的品种规格，套筒的规格、型号以及钢筋的品种规格必须符合设计要求。b、操作人员须对每批进场钢筋，按不同规格进行施工前的接头连接检验（试连接），合格后方可在工程中进行施工。（2）、套筒检验1）、基本要求a、连接套筒宜选用45号优质碳素结构钢或其它经检验确认符合要求的钢材。供货单位应提供质量保证书，并应符合有关钢材的现行国家标准及JGJ107的有关规定。产品合格证应包括以下内容：型号、规格；适用钢筋的品种；连接接头的性能等级；产品批号；检验日期；质检合格签章；厂家名称、地址、电话；当有特殊要求时应表明相应的检验内容及指标。b、连接套筒尺寸应满足产品设计要求。套筒尺寸的允许偏差套筒外径D(mm)外径允许偏差(mm)壁厚(t)允许偏差(mm)长度允许偏差(mm)≤50±0.5＋0.12t－0.10t±2＞50±0.01D＋0.12t－0.10t±2c、连接套筒应按照产品设计图纸要求制造，重要尺寸(外径、长度)及螺纹牙型、精度应经检验。本工程连接套筒主要应用在Ⅱ32钢筋，经试验确定套筒长取7.8cm。d、钢筋连接套筒内螺纹尺寸宜按GB／T196确定；螺纹中径公差-9-宜满足13B／T197中6H级精度规定的要求。e、连接套筒装箱前套筒应有保护端盖，套筒内不得混入杂物。f、连接套筒上应标明生产厂家标志。g、连接套筒的保护盖上应标志被连接钢筋的规格。h、连接套筒在运输过程中应妥善保护，避免雨淋、沾污或损伤。2）、质量要求a、外观质量：螺纹牙型应饱满，连接套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。套内无铁屑及杂物，连接套表面应有明显的规格标识。b、内螺纹尺寸的检验：用专用的螺纹塞规检验，其塞通规应能顺利旋入，塞止规旋入长度不得超过3P。螺纹检验示意图见附录c。3）、检验方法及频率a、连接套筒的外观质量检验应逐个进行。不合格的不准使用。b、连接套筒的内螺纹尺寸检验按连续生产的套筒每500个为一个检验批，每批按10％随机抽检，不足500个也按一个检验批计算。连接套筒的抽检合格率应不小于95％。当抽检合格率小于95％时，应另抽取同样数量的产品重新检验。当两次检验的总合格率不小于95％时，该批产品合格。若合格率仍小于95％，应对该批产品进行逐个检验，合格者方可使用。c、连接套筒质量检验要求序号检验项目量具名称检验要求1外观质量目测螺纹牙形饱满，表面无裂纹和影响接头质量的其它缺陷。2外型尺寸卡尺或专用量规长度及外径应满足尺寸公差要求3螺纹尺寸通端螺纹塞规能顺利旋入套筒并达到旋合长度-10-止端螺纹塞规允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不超过3p。d、检验完成后应填写连接套筒质量检验记录（见附表：1）（3）钢筋检验1)、进场钢筋必须有出厂质量证明书，进口钢材需