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1、某某城市圈环线高速公路洪湖段第HHTJ-2合同段桥梁桩基施工组织设计 目 录1、概述11.1工程概况11.2沿线基本情况11.3主要工程项目及工程量12、编制依据及原则22.1编制依据22.2编制原则23、工程地质、气候、水文条件33.1工程地质条件33.2气候、水文条件34、施工总体规划45、施工总体布置45.1施工用水45.2施工用电45.3泥浆循环系统布置45.4钢筋加工场布置56、施工工艺及方法56.1施工准备56.2施工工艺流程66.3施工场地及平台66.4测量放样66.5护筒及护桩埋设86.6泥浆池、沉淀池设置86.7钻机就位96.8旋挖钻机钻孔106.9回旋钻机钻孔136.10冲
2、击钻钻孔146.11钻孔记录及渣样收集156.12清孔及检孔156.13钢筋笼制作与下放166.14声测管安装176.15导管安放176.16二次清孔186.17水下砼浇筑186.18桩基检测197、常见问题及处理措施208、断桩处理应急预案228.1断桩原因228.2预防措施238.3处理断桩的几种方法249、混凝土灌注应急预案2410、施工进度安排及强度分析2711、资源配置2711.1组织机构2711.2作业人员配置2911.3设备配置2912、质量管理及保证措施3012.1质量保证体系3012.2质量职责范围3112.3质量保证措施3513、安全管理及保证措施3613.1安全生产管理体
3、系3613.2安全保证措施3714、文明施工管理3815、环境保护管理3916、附图及附表391、概述1.1工程概况 某某城市圈是国家发展和改革委员会批准的全国“资源节约型和环境友好型”社会建设综合配套改革试验区,使某某市与其周边的鄂州、黄石、孝感、咸宁、仙桃、潜江等8个城市组成“某某城市圈”。某某城市圈环线高速公路是除某某之外的八城市之间的互联环线,属于城市圈交通规划中要求打造的辐射交通圈。环线高速公路总里程560公里,其中西环为“仙(桃)嘉(鱼)咸(宁)”高速公路,涉及仙桃、荆州(洪湖)、咸宁(嘉鱼、咸安)等行政区。嘉鱼长江公路大桥是城市圈环线高速公路的重要标志性工程。“某某城市圈环线高速
4、公路洪湖段”(本项目)即嘉鱼长江公路大桥北岸接线工程,属西环路段组成部分。 本项目起点位于洪湖市新滩镇车路村,对接在建的某某城市圈环线高速公路仙桃段,途径洪湖市新滩镇、大沙湖农场、燕窝镇,终点位于燕窝镇团结村,对接拟建的嘉鱼长江公路大桥公路,路线全长19.703公里。一期土建工程分2个合同段负责实施,本标段起讫桩号K185.681K195.641,起点为大沙湖特大桥,终点燕窝镇团结村,线路全长9.96公里,采用路基宽度33.5m,设计速度100km/h。1.2沿线基本情况 本项目地处我国中部,位于长江中游地段的江汉平原东南部,在洪湖市境内,自西向东现有城镇布局依次为新滩镇、大沙湖农场和燕窝镇。
5、 路线与省道S103、新大公路、省道S329交叉,还多次与其他乡镇公路、地方道路相交。线路通过互通式立交和省道S329交叉,与在建的城市圈环线仙桃市境段和拟建的嘉鱼长江公路大桥对接。区内与铁路、燃油管道、天燃气管道无交叉,无民航机场。1.3主要工程项目及工程量 本工程桥梁基础均为钢筋混凝土灌注桩基础,采用桩径为1.2m、1.5m和1.8m摩擦桩,其中主线高架标准段桩基桩径为1.8m,渐变段桩基桩径为1.5m,匝道桩基桩径为1.2m。桩长4050m,桩身混凝土强度等级为C30,桩基总计1416根,总长8.08万m。表1.3-1: 桩基工程量统计表桩径(m)桩总长(m)1.213681.1.03合
6、计80864.032、编制依据及原则2.1编制依据 某某城市圈环线高速公路洪湖段第HHTJ-2合同段招标文件、设计图纸及其他补充文件等。 公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004) 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004); 公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011); 建设部、交通部颁布的现行设计规范、施工规范及其他相关文件。 国家及有关部委颁布的相关法规及标准。 类似工程的施工经验、技术成果和施工工法。2.2编制原则 按照招标文件的质量、安全、环保及进度要求编制,实质性地响应合同文件要求。 坚持实事求是的原则,根据工程的实际特点,在充分满足工程使用价值的基础上
7、,力求达到技术先进、工艺合理、经济适用。 建立全方位质量保障体系,坚持事前控制为主、过程中严密监控的质量原则,以科学的管理方法和手段实现质量动态最佳管理目标。实行项目法管理,实现资源的最佳优化配置、施工周期短、施工质量好的管理目标。 积极响应建设单位对本标段工程提出的有关要求,替业主分忧解难,主动为业主服务。 以“与人方便,自己方便”为原则,加强与相邻标段施工配合,处理好与当地居民的关系,充分尊重当地民风民俗。 严格贯彻“安全第一,预防为主”的方针和原则。 严格执行地方建设行政主管部门对本项目的文明施工、环保、安全、卫生及健康等有关管理条例的要求,树立良好的工程形象、企业形象和社会形象。3、工
8、程地质、气候、水文条件3.1工程地质条件3.1.1区域内的地质构造 本项目属扬子准地台下扬子台褶带。区域构造线以北东东-北东西向占优势,晚燕山至喜马拉雅运动时期,沿走向断裂带发育一系列断陷盆地。新近纪以来,本带以继承性次级边缘块差异轰动或坳陷差异活动为主;皖中、赣北相对较强,江夏至黄石近东西向构造带次之,低频度中等地震活动的总体格局与此一致。3.1.2与桩基施工有关的地层及岩性特征 拟建道路区域内与桩基施工有关的地层主要有四层,自上至下依次为:粘性土层、淤泥质土层、粉细沙层、砾砂圆砾层和强风化泥质砂岩层。 粘性土、淤泥质土层:本层以粘性土为主,局部为淤泥、淤泥质土代替,厚度一般为10m20m,
9、在粘性土层中局部夹有粉细沙和淤泥质土透镜体,本层强度低,易钻进,适合回旋钻机施工。 粉细沙层:本层为区内第四系主要沉积层,总厚度在20m30m之间,层位稳定连续,局部在其下部发育有薄层中粗砂(K189+230K190+500,厚度1.0m2.0m)。本层比较松散,在钻进过程中容易引起塌孔,为防止塌孔事故,在钻进过程中泥浆比重应增大,清孔过程中不能将泥浆比重降得太低,适合回旋钻机施工。 砾砂圆砾层:本层在施工区内普遍存在,厚度有几米至十几米不等,是桩基底部主要持力层之一,砾石成分主要为脉石英,其次是硅质岩、变质辉绿岩,砾径一般为12cm,依据设计图纸,个别桩基进入本层近10m左右,本层采用回旋钻
10、机难度较大,适合采用旋挖钻机或冲击钻机施工,本层在K187+500K188+470段、K188+978K189+180段、K192+130K195+641段缺失。 强风化泥质砂岩层:本层为泥质砂岩和砂质泥岩的强风化层,层位稳定,岩质较软,易软化,在砾砂圆砾层去时段往往利用该层作为桩底持力层,适合采用冲击钻和旋挖钻机施工,因强度较高,回旋钻机钻进相对困难。3.2气候、水文条件 工程所在地属于华中亚热带季风气候,具有大陆气候特点:热量丰富,光照适宜,雨水充沛,光温水配合协调,一年四季分明,春季冷暖多变、阴雨连绵,夏季酷热多雨,秋季气候干燥,冬季寒冷干燥,区内全年平均温度16.9,年均日照1863小
11、时,年均积温5172。气温季节性变化很明显,一月份气温较低,极端最低温低-12.0,七月份气温最高,极端最高气温39.7,月平均最低气温1.2,月平均最高气温33.3。 根据洪湖气象站资料分析,项目多年平均降雨量1400.3mm,年内降水分配很不均,多集中在58月间,历年最大降雨量1812.8mm,历年最大日降雨量212.5mm,无霜期从3月11月约250天。 拟建道路沿线内雨量充沛,水系发育,河溪纵横,库塘星罗密布,主要有东荆河、内荆河、四湖总干渠及大沙湖等。 4、施工总体规划 本标段全长9.960km,主要为桥涵工程,路基工程量小,主要集中在洪湖服务区和燕窝互通处,根据线路里程长度及桥梁主
12、要工程数量,拟将本标段工程划分为两个施工区段,设两个分部分别实施,各分部根据工程项目及数量配置专业施工队进行施工。各施工区段起讫里程及主要工程内容见表4-1。 表4-1 施工工区划分表分区编号起讫里程(km+m)项目分部长度(km)备 注施工一区K185+681K190+841项目一分部5.16包括特大桥1座施工二区K190+841K195+641项目二分部4.80包括特大桥3座、大桥1座,互通1处、服务区1处 5、施工总体布置5.1施工用水 本工程沿线水系发达,分布多条沟塘,拟采用抽水泵站就地取水,配备IS80-50-200型水泵12台,保证施工生产用水供应。 在预制场和混凝土拌合厂设置取水
13、井取水,设置蓄水池,保证生产施工用水。5.2施工用电 电力供应拟在沿线高压线T接分别供应各施工营地、拌和站、预制场、桥梁等用电部位。现场根据施工负荷配备变压器,沿线每1KM布置500KVA变压器一台,另外配置4台160kW、2台50kW柴油发电机组作为桩基施工备用电源。5.3泥浆循环系统布置 因本工程钻孔桩数量多,占线长,泥浆循环系统沿线布置。泥浆池、沉淀池布置在跨中空地范围内,每隔一跨设置储浆池一个,采用挖掘机开挖,长12m,宽13m,深1.5m。 5.4钢筋加工场布置 钢筋加工厂主要承担本工程桩基钢筋、钢材加工和存放任务。根据施工安排及现有场地条件,钢筋加工在沿线选择合适位置布置4个下构钢
14、筋厂,用于桩基钢筋的加工与制作。保证桩基施工生产需要。另1#钢筋厂和2#钢筋厂补充加工,平板车运输至施工部位,现场拼装。 6、施工工艺及方法6.1施工准备 新进场的人员数量满足工程施工需求,资质符合要求,证件齐全,并上报监理工程师审批。 新进场的设备、材料数量满足工程施工需求,检验及检测符合要求,并上报监理工程师审批。 测量控制网及加密网点精度满足设计及规范要求,测放桩位及护桩精度及设置方式满足设计及规范要求,并上报监理工程师审批。 工地实验室建设标准、试验检测仪器配置数量及标定、管理办法等符合要求,并上报监理工程师审批。 临电、临水、钢筋加工厂、泥浆系统等临建设施生产能力满足工程施工需求,建
15、设标准符合规程规范要求,并经监理工程师检查认可。 工区安全文明环保施工标准及措施符合要求,并经监理工程师检查认可。 新进场人员在从事作业前,进行技术交底及安全技术交底。 组织参施人员熟悉现场情况,了解周边环境,熟悉地质资料,使每位管理人员尽快熟悉工程特点。 组织参施人员进行设计标准、施工规范、质量标准、施工组织设计、项目管理质量计划的学习,使全体参施人员明确本项目的质量方针和目标。 做好与政府相关部门的协调工作,办好各类必须的施工手续。 导管使用前,先进行预拼装,并进行水密试验,导管长度、质量及水密性均需符合要求。进行水密试验的水压不应小于水深的1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌
16、注混凝土时最大内压力P的1.3倍,P可按下式计算: Pchc-wHw 式中:P?导管可能承受的最大内压力(kPa); c?混凝土拌合物重度(取24kN/m3); hc?导管内混凝土柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计; c?孔内水或泥浆的重度(kN/m3); Hw?孔内水或泥浆的深度(m)。6.2施工工艺流程 根据本工程所在地地质条件,桩基工程施工以旋挖钻机为主,正循环回旋钻机为辅(根据现场实际情况进行调整),局部配备冲击钻机辅助成孔,钢筋笼在钢筋加工厂分段集中加工制作,平板车运输至现场,人工配合25t汽车吊分节安装,混凝土采用砼搅拌运输车运输,导管法灌注水下混凝土。施工工艺流程见图
17、6.2-1:6.3施工场地及平台 根据现场测量放样及实地查看,拟建道路桩基桩位位于旱地、鱼塘、水田等区域,结合施工道路的布置进行施工作业平台的处理和设置,采用液压反铲进行场地平整,采用30cm厚碎石土料或石渣料填筑碾压形成桩基施工平台; 对于地处鱼塘、水田等地的桩基施工场地采用吹砂筑岛法施工,根据鱼塘深度和淤泥厚度铺设高强砂袋23层,沉积以后在砂袋顶部采用石渣填筑碾压形成桩基施工平台,确保桩基平台稳定及桩基顺利施工。6.4测量放样 钻孔灌注桩基础施工之前,对提供的导线点、水准点首先进行测量复核及相邻标段的点位进行联测,确认无误后才能使用。桩基础中心位置桩采用“十字交叉”法测放,按照设计图纸所提
18、供的桩位坐标,采用全站仪测出钻孔桩的桩位中心及控制桩。进行标定,打入标记,并标出高程,作为控制护筒及钻机对位和施工时测桩深度的依据。桩位中心及控制桩必须经过监理复核后才能使用。 图6.5护筒及护桩埋设 护筒埋设采用机械配合人工挖埋,防止孔口塌落,保证孔内水位。护筒一般采用8-10mm钢板制作,内径一般应比桩径大2040cm。采用十字中心吊锤法将护筒垂直固定于桩位处进行校正,护筒中心轴线与设计桩位中心偏差不得大于5cm,达到要求后方可埋设,埋设护筒时底部及周边应超挖20-30cm,并回填粘土分层夯实,确保护筒在钻进中不漏失泥浆,不位移。护筒位置应平直、稳固,护筒顶部高出地面30cm或水面1.02
19、.0m。当钻孔内有承压水时,应高于稳定后的承压水位2.0m以上,并应采取稳定护筒内水头的措施。 为保证后续的钻机就位、正常钻进及下放钢筋笼对中的准确性,每桩必须埋设护桩。护桩采用十字交叉法布置在护筒四周外2m以上,埋设护桩时应根据现场地形及实际施工情况选定最佳位置,防止机械或人为破坏。护桩上钉入铁钉,交叉拉线,两根线的交点即为桩心。6.6泥浆池、沉淀池设置 泥浆循环系统由泥浆流槽、沉淀池、储浆池、泥浆泵、泥浆管组成。流槽用薄铁板制作成3030CM的断面,长度根据现场施工现场确定,一般不应小于5米。沉淀池尽量布置在跨中空地上,平面大小1210米,深1.5米,储浆池22米,深1.5米,储浆池与沉淀
20、池一定要分隔开,中间由一宽深各0.5米的沟连通。钻碴沉淀后及时进行挖除,堆在场地内初步沥水后运至弃土场。泥浆尽量考虑循环利用,施工中严禁将泥浆排至水渠、鱼塘及农田内,避免淤塞河道、污染农田及造成环境污染。 泥浆循环系统泥浆必需采用粘土调制,泥浆质量的好坏直接关系到孔壁的稳定和钻进速度。为了提高护壁功效和排渣能力,冲孔钻进时。泥浆相对密度可以适当放大,第二次清孔时再调低,混凝土灌注前控制在1.151.2之间。泥浆性能指标及泥浆循环系统具体详见表6.6-1泥浆主要性能指标要求。表6.6-1 泥浆主要性能指标要求(正循环钻孔)地层情况泥浆性能指标相对密度粘度含砂率胶体率酸碱度Pa.s%Ph一般地层1
21、.051.2016228496810易坍地层1.201.4519288496810 备注:造浆后应检测其全部性能指标,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。 泥浆循环利用示意见下图:图6.6-1:泥浆循环示意图6.7钻机就位 钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维护。安装钻机必须水平、稳固,确保施工中不发生倾斜、移动,底座必须支垫坚实平稳,防止位移或沉陷。钻机就位复核准确无误后将钻架进行固定,钻架就位后确保纵横向水平(即钻架底盘的纵横向水平),用
22、水平尺校正施工平台水平度和转盘的水平度时保证转盘中心与护筒中心的偏差不大于20mm。同时用线坠校对垂直线,确保钻杆中心、转盘中心、护筒中心在同一铅垂线上,做到三点一线,以保证钻孔竖向垂直度偏差1%。 钻机就位后,设置桩基施工标识牌,注明机号、墩号、桩基参数、现场管理人员姓名等信息,并悬挂安全操作规程。6.8旋挖钻机钻孔 旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计孔底标高,其主要优势有以下几点: 成孔速度快:与传统的循环钻机相比优势明显,这样就有效地保证了工程的进度。 环保特点
23、突出:与传统的循环钻机相比,旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆,而传统循环钻机是不断地产生泥浆。 行走移位方便:旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么繁琐。 桩孔对位方便准确:这是传统循环钻机根本达不到的,在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态,有效的保证了成孔的各项指标。 采用旋挖钻机钻孔时对黏结性好的岩土层,采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。6.8.1钻进过程 旋挖钻机的设置及调整 施钻时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻
24、机的显示器显示旋挖钻机标记画面,按任意键进入工作画面。首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置,在此过程中,旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号,通过数学运算,输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号,对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。 在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位5范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;而钻杆超出
25、相对零位5范围时,只能通过显示器上的电动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态,使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。 钻孔作业 钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。在作业过程中,主界面的三个虚拟仪表同时显示动力头压力、加压压力、主卷压力,操作人员可实时监测液压系统的工作状态。开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度
26、,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置,用装载机将钻渣装入土方车,清运至适当地点进行弃方处理,以免造成水土流失或农田污染。完毕后,通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置,或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。 钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度,由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进
27、效率;砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。 如在实际施工过程中出现卵石层,则采取以下措施: 对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进,粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣,如此往复,直至穿过卵石层;对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。 在整个施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度,确保成孔质量。钻渣要及时运出工地,弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。 钻孔过程中孔内事故的预防及处理 卡埋钻具 卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的,也是危害较大的事故,因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防,
28、一旦出现事故,要采取有效措施及时处理。 发生的原因及预防措施: a较疏松的砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻遇此地层前,应提前制定对策,如调整泥浆性能、埋设长护筒等。 b粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量,一次钻进深度最好不超过40cm。 c钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻。所以,钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上,边齿、侧齿应加长,以占钻斗筒长的2/3为宜,同时在使用过程中,钻头边齿、侧齿磨损后要及时修复。 d因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长,导致钻头筒壁四周沉渣太多或
29、孔壁缩径而造成卡埋钻。因此,平时要注意钻机本身的及时保养和维修,同时要调整好泥浆性能,使孔底在一定时间内无沉渣。 处理卡埋钻的方法主要有: a直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。 b钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法,清理钻筒四周沉渣,然后再起吊。 c高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔小孔中心距钻头边缘0.5m左右然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内,即可回转提升被卡钻头。 d护壁开挖法,即卡钻位置不深时,用护筒、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣。 动力头内套磨损、漏油 发生这一现象的原因除了钻机设计上存在欠缺外,主要是超钻机
30、设计能力钻进所致,所以要注意旋挖钻机的设计施工能力,不要超负荷运行。6.8.2地质情况记录 旋挖钻机钻进施工时及时填写钻孔记录表,主要填写内容为:工作项目,钻进深度,钻进速度及孔底标高。钻孔记录表由专人负责填写,交接班时应有交接记录,根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录,绘制孔桩地质剖面图,每处孔桩必须备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认,由设计单位确定是否进行变更设计;钻孔时要及时清运孔口出渣,避免妨碍钻孔施工、污染环境;钻孔达到预定钻孔深度后,提起钻杆,测量孔深及沉渣厚度(沉渣厚度等于钻深与
31、灌注前孔深的差值)。6.8.3终孔 钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。通过钻渣,与地质柱状图对照,以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符,及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求,立即对孔深、孔径、孔型进行检查(采用测孔仪进行检测)。 孔深及沉渣厚度检测:成孔后,根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1,利用测绳测量孔深L2,两者对比,如果L2小于L1,更换清底钻头,进行清底,并重新测定孔深。6.8.4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渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。清孔分两次进行,
32、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。 表6.8-1 成孔检测标准 编号 检查项目 允许偏差 1 孔经mm 不小于设计桩径 2 孔深mm 符合设计要求 3 倾斜度 1% 4 沉渣厚度mm 不大于设计与规范要求 备注:换浆清孔使泥浆指标和孔底沉淀物达到验收标准,拆除钻机钻头后,用长度为4倍桩孔直径的锥形检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准,孔径不小于设计孔径,倾斜度1%孔深。6.9回旋钻机钻孔 采用正循环回旋钻机开钻前,应检查钻机的水平度及钻杆的垂直度,钻杆要有导向装置,钻具中心对准桩位后方可开钻。对不同的地层和深度按不同的方式操作:刚
33、开钻时,要轻压慢钻,回转速度不能太快,以免钻杆过分抖动,造成孔位偏斜;在砂层中,控制钻进速度,加强泥浆护壁。 钻进过程中,安排实验员全程跟踪、每钻进34m检测一次泥浆比重、粘度、含砂率等性能指标,泥浆性能指标:泥浆比重1.021.1,粘度1822s,含砂率4%。也可根据现场地质条件,经试验确定泥浆指标。 安排专人进行泥浆管理,随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度,以确保钻进需要,性能不合格的泥浆不得使用,对于施工中产生的废浆均输送到储浆池中储存,再利用排污车外运排放。 钻孔过程中,每天采用全站仪对桩位及护桩进行复核一次,并采用护桩拉十字经常检查钻孔中心位置是否偏移。 正常钻进时,应合理控制钻进
34、参数,要严防各类事故,并要防止扳手、管钳等金属掉落孔内,损坏钻机钻头。钻进作业必须保持连续性,拆除和加接钻杆时力求迅速。操作人员必须认真贯彻执行操作规程和施工规范。钻孔达到设计深度后,对孔位、孔深、孔径及垂直度等情况进行自检合格后向监理工程师报验,合格后进入下一道工序。6.10冲击钻钻孔 钻机就位,底座和顶端要平稳,不得产生位移和沉陷。利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确,然后调整钻架,使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上,其偏差不得大于20mm。钻机精确就位后,固定好钻机,启动卷扬机吊起冲击锥,把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进,冲孔之前,对主要机具及配套设备需进行检查
35、、维修。 桩机就位并调整好位置,开始冲击成孔,钻进时,不得中断。开始钻进时护筒刃脚部位低档慢速钻进,钻进每冲击0.30.5m时,护筒跟进。采用泥浆正循环浮渣工艺成孔,提钻头除泥等情况而停钻时,保持孔内水位高出孔外水位11.5m以上。钻孔时及时填写钻孔记录,在土层变化处取渣样,判明土层,以便与地质剖面图像对照。当与地质剖面图严重不符时,及时向发包人汇报,并按发包人的指示处理。 钻进注意事项: 冲程要根据地层土质情况来定,一般在通过厚的土层时,用高冲程,通过松散、砂砾石土层时,用中冲程,在易坍塌或流砂地段用小冲程。冲程过高,对孔底扰动大,易引起塌孔,冲程过小,则钻进速度较慢。为正确提升冲击锥的冲程
36、,须在钢丝绳上进行标志。 通过漂石或岩层时,如孔底表面不平整,须先投入小片石将表面垫平,再用十字型冲击锥进行冲击钻进,防止产生斜孔、坍孔故障。 要注意均匀放松钢丝绳的长度,否则松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架、钢丝绳受到较大意外冲击荷载,遭受损害。松绳过多,容易引起钢丝绳纠缠事故。 经常检查泥浆的浓度及排渣情况。泥浆太浓,将吸收大量的冲击能,并妨碍冲击锥的转动,使冲击进尺明显下降,或形成梅花孔、偏孔。 冲击锥起吊时要平稳,避免冲撞护筒和孔壁,进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生撞人事故。 按照设计图纸要求,经常捞取渣样,判断地质情况并与图纸对照,做好钻孔进尺和地质情况记录,留存影像资料
37、,如不符及时上报。 钻孔达到要求深度后,对孔深、孔位、孔径、孔形和倾斜度进行检查,并将检查结果填入终孔检查表。确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证书,并经监理工程师签认,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。孔径、孔形和倾斜度采用检孔器吊入钻孔内检测。6.11钻孔记录及渣样收集 钻孔记录从开钻到桩基混凝土浇筑完成由班组作业人员依次详细填写,其中钻孔按照每换一根钻杆进行填写记录一次,记录内容包括:墩号、桩基设计参数、护筒顶及转盘顶标高、起止时间、接钻杆数、钻进深度、泥浆性能检测指标等。交接班时交待钻进情况及注意事项,并在记录上签字,要求钻孔记录全面详细,并妥善保管。 钻孔过程中密切注意土
38、层变化,在土层变化处捞取渣样,判明土层,并如实记录,贴好标签,填写好时间、深度及描述。渣样应保证真实性,严禁事后补取,所取渣样妥善保存,以便于地质剖面图核对。在单根桩未施工完成前,所取渣样必须存放在钻机旁边以便监理、设计随时查看,施工完成后将渣样封存。6.12清孔及检孔 钻至设计孔底高程后,为保证钢筋骨架顺利安放,应立即进行清孔,本工程正循环钻机清孔时采用换浆清孔法:可在终孔后停止进尺,稍提钻头离开孔底1020cm空转并保持泥浆正常循环以中速压入优质泥浆,把钻孔内悬浮钻渣的泥浆置换取代。清孔过程中严禁超钻,不得加深孔底深度代替清孔。终孔验收标准如下表:表6.12-1: 钻孔灌注桩成孔质量检验标
39、准检测项目规定值或允许偏差孔的中心位置(mm)群桩:100单排桩:50孔径(mm)不小于设计桩径倾斜度(%)1孔深(m)摩擦桩:不小于设计规定沉淀厚度(mm)摩擦桩:200mm清孔后泥浆指标相对密度:1.03-1.10; 粘度:17-20Pa?s含砂率:98% 注:清孔后泥浆指标是对嵌岩桩及大直径桩的要求。 桩基终孔后采用检孔器进行检测,检孔器长度宜为桩径的46倍,主筋用22的钢筋14根,等间距布置,笼内采用22的钢筋焊5道加强箍,间距为100cm,两端钢筋向内弯曲。检测过程中不可采用加重压或强插检孔器的方法检孔。当检孔器不能正常下放时,要考虑可能发生了斜孔或缩孔等情况,如不严重时,可调整钻机
40、位置继续钻孔,检孔合格后进行一次清孔。6.13钢筋笼制作与下放6.13.1钢筋笼制作 钢筋的规格和质量应符合设计要求,并附有质保书,原材料和焊接质量按施工规范要求取样送检。本工程桩基钢筋笼在各区段钢筋加工厂统一加工制作,平板车运输至施工部位安装成型。 钢筋笼采用分节制作,钢筋笼每节长度912m,采用加强筋成型法。先根据设计图纸要求,确定加强筋的尺寸,然后根据尺寸制作加强箍的模具,用模具弯曲加强箍。制作前应将主筋校直,清除表面污垢等,钢筋下料准确,控制下料长度。焊接采用单面焊焊缝长不小于10d,双面焊焊缝长不小于5d(d为钢筋直径)。主筋均匀布置,确保同一断面接头不大于50%,且相邻两断面间距不
41、小于1m,加强筋自身搭接部分采用双面焊,制作时加强筋焊在主筋内侧,校正好加强筋与主筋的垂直度,然后点焊牢固,布好螺旋筋并点焊或绑扎于主筋上,为了保证保护层厚度,每根加强筋四周均匀焊接4根定位钢筋或绑扎穿心圆形砂浆垫块。成型后的钢筋笼保证平整,不坍腰,焊点牢固。钢筋骨架制作和安装质量要求下表: 表6.13-1: 钢筋骨架制作和安装质量标准项目允许偏差项目允许偏差主筋间距(?)10保护层厚度(?)20箍筋间距(?)20中心平面位置(?)20外径(?)10顶端高程(?)20倾斜度(%)0.5底面高程(?506.13.2钢筋笼下放 钢筋笼采用25t汽车吊分段吊装入孔,钢筋笼下放过程中应保持垂直缓慢放入
42、孔中,防止硬撞孔壁,并随时校正,保证吊放位置准确无误。吊装过程中必须轻提缓放,注意防止变形,如有变形必须调整加强,否则不许入孔。为了吊装时有足够的刚度,吊点主筋与加强箍筋必须焊接牢固,并设置十字支撑钢筋,防止钢筋笼变形。如放入困难,应查明原因,不得强行插入。第一段放入孔内用钢管临时固定在护筒口,再起吊另一段,分段处采用搭接焊,焊缝应饱满平顺,避免烧伤钢筋,接头错开,同一断面的接头、焊接长度、质量必须符合施工规范要求。对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高,下放完毕后采用两根16钢筋将钢筋笼顶部与护筒对称焊接连接进行固定,防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮。 钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计
43、要求,其误差不得大于5cm。钢筋笼下放后,将声测管注水并封闭管头,避免浇筑混凝土时漏浆堵管。6.14声测管安装 为确保灌注桩质量,本工程桩基均要求沿钢筋笼内侧等间距预埋3根(150桩基)、4根(180桩基)523热轧无缝钢管供超声波检测用。预埋钢管时需保持钢管竖直接触孔底,各段需绑扎紧密,使浇筑混凝土时不堵孔、不漏浆。钢管需焊接接长时,应采用大直径钢管套接,并用密封圈包裹密实,确保对全路段所有桩基逐根进行混凝土质量检测。钢筋笼下放后,将声测管注水,同时用木塞或盖子封住声测管口,防止异物进入堵塞声测管,声测管长为桩长+0.5m。6.15导管安放 当钢筋笼下放完毕后,应尽快安放导管,导管采用壁厚5
44、mm的无缝钢管制作,直径30cm,内壁应光滑、顺直、无局部凹凸,并经密水性试验合格。最下节长4m,中间节长2.6m,最上节配置0.5m、1m、1.5m非标准段。 导管接头采用法兰盘螺栓连接法,法兰盘端面用O型密封圈密封。导管安装时应仔细检查连接丝扣,变形和磨损严重的不得使用,导管长度按实际孔深确定,吊放导管时,应位置居中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。 每套导管需进行水密性试验,水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊接出水管接头,另一端焊接进水管接头,并与压水泵出水管相接,启动压水泵给导管注入压力水,当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时,稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格,施压方法如下: 导管安装时应逐节量取导管实际长度并按序编号,做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。并应检查橡皮圈是否安置和每个导管两头丝扣有无破丝等现象,以免灌注过程中出现导管进水等现象。 导管安装注意事项: 导管长度应按孔深和工作平台高度决定。漏斗底至钻孔上口段,宜使用非标准节导管。 导管下放应竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼。下放时要记录下放的节数,下放到孔底后,理论长度与实际长度进行比较,是否吻合。 下放导管到孔底后,经检查无误后,轻轻提起导管,控制底口距离孔底0.250.4m,并位于钻孔中央。6.16二次清孔 安放导管后,为确保清孔质量,须进
