改建铁路阳安线增建第二线铁路站前工程钻孔桩施工方案

改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案1阳安线增建第二线铁路站前工程YAZQ-5标段牧马河特大桥钻孔桩施工方案编制：复核：审查：改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案2牧马河特大桥钻孔桩施工方案一、编制依据及范围1、编制依据1.1、中铁第一勘察设计院集团有限公司下发的阳安二线施桥参04《桥梁承台桩基参考图》及阳安二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥设计图。1.2、国家、铁道部颁发的现行施工、验收规范、技术安全质量的标准及有关文件。1.3、审批后的牧马河特大桥施工组织设计。1.4、集团公司发布的中铁七技【2009】263号《施工技术管理办法》。2、编制范围改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标DyK215+750.95～DyK216+300.71牧马河特大桥钻孔桩施工。二、工程概况1、设计概况改建铁路西安至安康增建二线XKS-1标牧马河特大桥共91根钻孔灌注桩，直径分别为1.25m及1.5m，桩长为8～29m不等。桩基型号除2、3号墩采用摩擦桩外，其余均采用柱桩。根据桥址地质情况，采用冲击钻机成孔，吊车吊装钢筋笼入孔，导管法浇注混凝土（混凝土采用水下C30砼），风镐和人工辅助凿除桩头，低应变法及超声波法检测桩基完整性。2、工程地质桥址范围内涉及地层主要为第四系全新人工填筑碎石土、坡积膨胀土，冲积粗圆砾土，第四系上更新统冲积膨胀土，细砂，细圆砾土，晋宁期辉长岩。3、水文地质牧马河发源于米仓山北麓大坪附近，于陕西省西乡县杨家梁入汉江，流域面积2464km2，河流全长105km。河流弯曲，河谷较狭窄，属于山区河流，流域内改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案3植被良好。桥址处百年流量为5430m2/s,桥址处两岸地形较陡，植被茂密，该处桥位位于牧马河河湾处，常年水深3~5米，雨季水深约为8米。桥址大里程侧为多节台地。Dyk216+838～+845处为204县道，路宽7m，沥青路面。道路小里程侧，基岩裸露，坡面较陡。桥址范围内水系发育，地表水主要为牧马河流水，地表水水质良好，对圬工无腐蚀性。4、地震动参数地震动峰值加速度0.05g（相当于地震基本烈度六度），地震动反应谱特征周期0.45s。6、技术标准序号项目标准1铁路等级I级2正线数目单线3设计荷载中-活载4设计行车速度120km/h5牵引种类电力6本桥主体结构设计使用年限100年三、冲击钻机钻孔工法特点1、冲击钻机通过电力使卷扬机升起钻头冲击土层，将土层粉碎，再通过循环泥浆带出孔口，这样不断地冲击土层，直至钻至设计深度。2、护壁泥浆一般为桩体自身土质，遇到砂性土加些粘土或膨润土即可。3、钻头通过冲击成孔，每钻进一段时间钻头磨损，需焊接加宽，速度较慢、效益低。4、自身稳定性和垂直度依靠垫在钻机下面的方木和楔块通过人工来调整，成孔垂直度只有在成孔后可测设。5、吊装钻头、护筒等均需吊车配合。改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案46、从钻孔桩的类型来讲，只可以钻直孔。7、从施工空间来讲，需要提供平整的工作面进行作业8、从对地层的适宜性来讲，适用于粘性土、砂性土及岩层，在碎石类土岩层中宜用十字形钻头，在黏性土砂类土层中宜用管形钻具。四、施工工艺原理冲击钻机采用吊车及人工辅助就位，通过电力使卷扬机升起钻头冲击土层，将土层粉碎，再通过循环泥浆带出孔口，这样不断地冲击土层，直至钻至设计深度。护壁泥浆一般为桩体自身土质，遇到砂性土加些粘土或膨润土即可，成孔达到设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌注水下混凝土。五、工艺流程1、钻孔桩施工顺序示意图：注：①上图为钻孔桩平面布置示意图。②根据钻孔孔距的要求，每台冲击钻同时对周围2-4个墩进行跳跃施工，如施工局限在同一个墩施工时，施工顺序为：1#桩→4#桩（4#桩灌注砼24小时后）→3#桩→2#桩，施工中其他承台桩基分布不同时，由现场技术员确定桩基施工顺序。2、冲击钻机施工工艺流程见下图：1#桩2#桩3#桩4#桩改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案5冲击钻机钻孔桩施工工艺流程图六、施工方法施工前先进行试桩，以确定施工工艺参数，钻进中对不同孔深捞取钻渣，待钻至设计深度后上报设计单位进行地质核对，以确保摩擦桩承载力。1、平整场地：钻机设备进场前，对整个施工场地采用人工和机械进行平整，为钻孔作业提供所必需的场地，并根据桩顶设计标高和地面标高等情况进行局部平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻进制作护筒加工钻头中间检查终孔清孔测孔安装钢筋笼安装导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、沉淀池泥浆制备泥浆循环、滤碴、补浆测孔深、泥浆比重、钻速测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表、监理工程师签认填表、监理工程师签认检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件清理、检查测孔深、孔径钢筋笼制作桩基检测改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案6填挖。场地面积要满足施工及机械作业的需要。施工过程中，现场负责人根据墩台桩位布置以及现场技术交桩，保证施工平面控制在承台边向外2米以上。钻孔桩施工范围地面有积水或位于浅水中时，采用筑岛围堰施工，筑岛顶面需高出可能出现的最高水位50cm以上，筑岛外围采用双层草袋围堰，草袋内装松散的粘土，并用麻线缝口，堆码时草袋上下左右错缝，内外层草袋间填筑粘土。2、根据设计坐标及现场导线控制网，用经过检验的全站仪，定出孔位中心桩，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。桩位用木桩打入地面30cm，用钉子作为孔位中心点，然后在桩位周围插小旗等方式进行标记，现场施工人员应对桩位负保护责任，确保桩位便于寻找又要防止机械移位时破坏桩点。3、埋设护筒：根据测定的孔位中心桩，埋置护筒，护筒的作用为固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水流入孔内，保证孔内水位高出地下水位或施工水位2m，增加水头高度，保护孔壁不坍塌，确保成孔质量。护筒的埋设采用人工开挖来完成，程序如下：3.1留桩位开挖护筒位土方，并埋设护筒。3.2埋设护桩：验证桩的中心标志，确定桩位后在桩四周埋设4个护桩，护桩使用60cm长φ20钢筋，埋入地下20cm，周围用砂浆围护。3.3按照孔位中心桩和护筒高度，将护筒固定，护筒外堆填粘土。挖弃中心留土。3.4护筒采用5～10mm厚钢板制作，护筒内径应大于钻孔桩设计直径，当使用冲击钻机时应大于40cm，护筒接头处要求内部无突出物，能耐拉、压，不漏水。3.5护筒顶端至少应高出地面0.3m。护筒埋设在粘土中不少于1米，砂性土中不少于2米，当表面土层松软时，宜将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5米，水中筑岛时，护筒宜埋入河床面以下1米左右。护筒顶面中心与放样桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。4、钻机就位：钻机就位时，要认真验证桩的中心标志，正确对准桩心。钻机沿场内便道自行就位后，要使其底座平稳、水平，钻架竖直，且保持钻机顶部的钻杆、钻头与桩位中心在铅垂位置，以保证钻孔的垂直精度。孔口处钻杆中心与桩位中心的平面偏差控制在1cm以内。5、钻孔：改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案7钻孔作业采用三班倒连续作业。按钻进工艺、机械技术要求及钻孔操作要点进行，钻进过程中，要随时根据钻进地质情况，及时改变钻孔方法，及时排除钻渣，并添加粘土造浆。同时，钻孔班组负责人认真填写钻孔记录表。5.1入孔泥浆性能指标入孔泥浆性能指标5.2护筒内的泥浆顶面应始终高出筒外水位或地下水位至少1.5-2m。5.3泥浆池的位置待开工后根据现场情况确定。泥浆性能指标应符合规范要求，钻孔泥浆应经常检测，对不符合规定的泥浆，必须及时调整。5.4临桩钻孔时，在距该桩的中心距离5m以内的其他任何桩的混凝土浇注完成24小时以后，混凝土强度达到2.5Mpa抗压强度后才能开始。5.5正常钻进时参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻碴取样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对。根据核对判定的土层及时调整钻机的转速和进尺。若钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有明显差别时，及时上报，待批准后再行施工。5.6为保护环境，泥浆经沉淀处理合格后应将钻渣及时运往指定地点。5.7钻孔应连续操作，不得中途停止。钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。6、清孔、检孔、成孔验收清孔：根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，成孔后进行清孔。采用换浆清孔法清孔。目的是降低孔内泥浆比重，便于灌注水下砼。不得用加深孔底的办法代替清孔。检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用φ20圆钢筋加工制作，以1.25m直径钻孔桩为例，探笼外径为125cm，长度为6m。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的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，则需重新钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度（Pa.s）含砂率(%)胶体率(%)酸碱度（pH）冲击岩石1.216～22≤4≥95＞6.5改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案8下钻头处理，如遇阻隔，可在探笼内加少量配重下沉检孔笼。成孔验收：成孔达到要求质量标准后，即可进行下一到工序的施工。7、加工、安放钢筋笼：钢筋笼制作除按设计图纸进行下料绑扎以外，还应按有关规范进行施工，并应注意以下事项：7.1钢筋骨架的安装：7.1.1钢筋笼采用现场加工，工程开工或每批钢筋正式焊接前，必须有原材料合格证，并进行现场条件下的钢筋焊接性能试验。雨天、大风天气不得在现场进行施焊，必须施焊时，要采取有效的遮蔽措施。焊后热处理完毕，让其在环境温度下自然冷却。钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊及单面搭接焊（单面搭接焊用于孔口两节钢筋笼焊接），要求主筋平直，箍筋圆顺，尺寸准确，主筋接头互相错开，保证同一截面内（35d长度范围内，但不少于500mm）的接头不多于主筋总数的50%，加强箍筋与主筋连接全部点焊（箍筋两侧）。在施工过程中，电焊工必须持证上岗。钢筋笼的制作采用加强箍筋成型法，具体方法是：制作时，按设计尺寸做好加强箍圈，将加强箍筋固定在平整的工作平台上，并用石笔标出每个加强箍筋上主筋的位置。焊接时，将主筋穿入加强箍筋内，并使主筋位于加强箍筋上的标记处，扶正主筋，用木制直角板尺校正加强箍筋和主筋的垂直度，然后点焊。焊好部分主筋后，人工转动钢筋骨架，将其余主筋逐根穿入点焊固定。然后再焊接绑扎一般箍筋，以完成整个钢筋笼的绑扎焊接工作。7.1.2为使钢筋笼达到图纸要求的保护层，在钢筋笼主筋上按设计位置对称焊接四个耳筋。7.1.3钢筋笼根据设计要求分节加工，钢筋笼下端应整齐，使混凝土导管和检孔器加工大样图8φ20加强筋19φ20主筋12注：本图标注单位为厘米。改建铁路阳安线增建第二线站前工程YAZQ-5标牧马河特大桥钻孔桩施工方案9吸泥管能顺利升降，防止与钢筋笼卡挂。7.1.4桩长大于等于40m或设计有要求的桥梁桩基，安装声测管进行超声波检测。在加工桩基钢筋笼时布置声测管，以每桩3根声测管按120度的位置均匀绑扎或点焊在钢筋笼内侧。检测管每节长度一般为8m，采用套管连接，下端用钢板封底焊牢，要求不漏水；安装声测管的钢筋笼在孔口完成钢筋笼对接后，用比声测管外径大2mm的钢管上下套住声测管，然后焊接套管，焊接焊缝必须饱满且不得烧穿声测管，并对检测管内充水，看其水位是否下落，以判断检测管的严密性；浇注混凝土时，将检测管灌满水，上口用塞子密封。7.2钢筋笼的运输及安装：7.2.1成型的钢筋笼用专用平板车运至孔口。7.2.2钢筋笼的吊装用16t吊车来完成，孔口焊接接长。吊装采用二点起吊的方法。第一吊点设在钢筋笼顶部的加劲箍处，第二吊点设在骨架长度的中部偏下。起吊时，先起第一吊点，使骨架稍提起，再与