一、 工程概况
XX市XX工业区2号路工程,在K8+489.446处下穿规划铁路,地道桩号为K8+339~K8+651,全长共计312m。桩位处为新近吹沙填海形成,土质松散、含水量高,地基土软弱,本桥基础为600mm灌注抗桩拔桩配地道底板,依该处地层确定采用回旋钻机钻进成孔。共32排,每排6根,共192根:桩长在27.81m~29.58m之间。
二、 编制依据
1、 下穿规划铁路地道施工图-桥梁工程图纸2007区64(地道部分);(上海市政工程设计研究总院2008.06)RC201B-02-06-00-01 2、 《施工图技术交底大纲》(3018-1A) 3、 《建筑桩基技术标准》 JGJ94-94 4、 《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-2000 5、 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002 6、 本工程施工组织设计 CFD-02-01
7、《XX市XX工业区2#路结构工程岩土工程补充勘察报》
三、 试成孔及试桩施工
(一)、目的及意义
根据本工程设计要求及相关规范的规定,钻孔灌注桩施工前,必须试成孔,数量不少于2个。试成孔桩号选在K8+393、K8+597两处,试桩桩长28m。
1、试成孔目的,通过试桩确定合理的钻孔灌注桩施工工艺,确保施工
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方案的经济可行,以便核对地质资料,检验所选设备、施工工艺及技术要求是否适宜,确定施工参数,用以指导施工;
2、试桩则是按设计的参数将桩施工完,待强度达到设计要求后(不少于10~15天),进行桩的竖向抗拔静载试验,在现场采用接近于竖向抗拔桩的实际工作条件的试验方法,确定基桩的抗拔极限承载力。 (二)、施工方法
1、根据本施工方案确定的施工工艺,要指定位置进行试成孔施工,达到规定深度后,根据试验所得的参数及施工情况,邀请设计方及监理、业主等到现场确定试成孔是否成功,如该施工工艺可行,则按些工艺进行试桩施工,试桩数量也暂定为两根。
2、在试桩两侧施工支座桩,注意试桩与支座桩的中心点处于一条直线上,试桩与支座桩的距离要大于2.5米以上,且试桩及支座桩与待施工的基准桩之间的距离也要大于2.5米以上。试桩及支座桩相关参数如下:
A、 试桩抗拔承载力要求值:U=1.6N=1.6×550=880KN. B、 要求支座桩最最低抗压承力:考虑到施工临时荷载,要求不分
低于1000KN,即每根桩要求承载力大于500KN以上. C、 支座桩深度l计算:根据式Ra=Qsk+Qpk=upΣqsiali+qpaAp,
计算l=23.5米,取桩总深度为25米。 式中:Ra—单桩竖向承载力特征值;
Qsk—单桩总侧阻力特征值; Qpk—单桩总端阻力特征值;
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up—桩身周长,为1.885米;
qsia—桩侧第i层土的侧阻力特征值,根据该处的地质资料,分别取22,31,50,42kPa;
li—桩穿越第i层土的厚度; qpa—极限端阻力特征值,取150kPa; Ap—桩端面积,为0.283M2;
3、 抗拔试验时采用千斤顶加载,将千斤顶放置于反力架上,反力
架置于两支座桩上,荷载测定采用放置于千斤顶上的应力传感器直接测定,或采用联于千斤顶的标准压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载,试桩上拔变形采用百分表测定。 4、 试验加荷时采用慢速维持荷载法(逐级加载,每级荷载达到相
对稳定后加下一级荷载,直到试桩破坏,然后逐级卸载到零)。也可采用多循环加卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。
5、 按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)规定的荷载分级进行加载,
同时进行变形观测,同时作好记录。
6、 终止加载条件:当出现下列情况之一时,即可终止加载:
(1) 桩顶荷载为桩受拉钢筋总极限承载力的0.9倍时; (2) 某级荷载作用下,桩顶变形量为前一级荷载作用下的5
倍;
(3) 累计上拔量超过100mm。
7、对试验数据进行整理,判定单桩竖向抗拔极限承开力。如试验得
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出的结果符合设计要求,即可大规模的进行抗拔桩施工;如试验结果不得满足设计要求,则上报设计单位,进行相应修改,直到得出合理的方案。
四、 施工安排
1、机具计划
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 设备名称 钻机 砼拌合机 泥浆运输车 钢筋弯曲机 钢筋切割机 电焊机 电焊机 钢筋对焊机 钢筋调直机 发电机 千斤顶 插入式振捣棒 规格型号 CYT-150型 JS750 东风改制 GWJ-40 FQ40-1 BX-500 BX-300 UN75 P30 120型 恩派克 Ф50 功率 26KW 10KW 10KW 4.5W 120KW 75T 279KW 数量 8 2 5 3 3 8 5 1 1 2 12 10 1 汽车式混凝土输送泵 SY5370THB
2.人员计划
现场安排有多年施工经验的人员负责技术管理工作。 测量工程师1人,测工2人 现场工程师1人,现场技术员2人
现场工长2人,技术工人4人,普通工人10人 安全员2人
质检工程师1人,质检员2人
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五、 施工方案
5.1场地准备
1. 钻孔前清除作业面一切障碍物,搞好三通一平工作。
2. 钻孔机具进场,齐备处理施工故障的机具设备,如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。
3. 确定混凝土搅拌场地,准备所需的混凝土搅拌、运输机具和充足材料。
4. 挖制好沉渣池、泥浆池,制备充足的、符合施工要求的优质泥浆。 5. 按要求采用5mm-8mm钢板制作好成品护筒。为保证其刚度,防止变形,在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。制作和埋设护筒,制作钻孔架,准备等。
6. 采用挖埋法,即先在桩位处将路基填筑的山皮石层挖除,挖至原地面高程处,挖出比护筒直径大100-110cm的圆坑,然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土,分层夯实,然后通过控制桩放样,把钻孔的中心位置标于坑底,再把护筒吊放进坑内,用十字线在顶部找出护筒的圆心位置,移动护筒,使护筒中心位置与桩位中心位置重合,平面允许误差50mm,使护筒竖直,随后即在护筒周围对称,均匀回填最佳含水量的粘土,分层夯实,使其达到最佳密实度,夯填时要防止护筒偏斜,护筒顶面至少应高出地面0.3m,以防杂物,地面水落入或流入井孔内。 5.2施工放样
1、严格审核图纸,对钻孔桩设计坐标、高程进行复核计算,确认
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无误后采用总监办批复的控制点使用全站仪进行测量放样。 2、桩基础的桩位放样前,对测量控制点进行检查和测量仪器精度 标定、检校,以确定满足精度要求的桩位。
3、建立满足精度要求的施工控制网,并进行平差计算。 4、补充施工需要的桥梁中线桩和水准点,测定基础桩纵横向中线 位置 5.3机械就位
1. 钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。
2. 钻机安装处事先整平夯实,使之有足够的承载力,以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。
3. 钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移或沉陷。 4. 钻机安装就位必须做到天车中心、转盘中心、钻孔中心在一垂直线上 5.4成孔
1、在首段慢速钻进,泵量适中,钻机启动形成正常正循环后再开始正式钻进,为避免坍孔,采用“低钻压、快转速、大泵量”的方法成孔。
2、钻头刃口在钻井中不断磨损,直径磨耗不得超过1.5cm,每班开钻前检查钻头直径、及时补焊,不宜中途修补,以免卡钻。准备备用钻头,轮换使用和修补。
3、成孔过程中应保证钻渣沉积不高于30mm,地层变化,随时捞取渣样,判明后记入记录表并与地质剖面图核对,发现异常,立即停机进行分析,根据地层情况调整钻进工艺和泥浆指标。
4、经常钻孔泥浆进行检测和试验,保证泥浆的性能指标,不合要
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求应补充优质泥浆,并注意观察孔内泥浆面的变化情况、调整钻孔内泥浆高度。
5、钻孔至设计标高后,对孔径、孔深、孔形、竖直度是否与设计相符合进行自检,经监理工程师检查合格后,进行清孔。 6、为了防止坍塌,清孔排渣时必须高度重视保持孔内水头。 5.5钢筋笼制作与安装
1. 钢筋进场必须具有合格证,每批材料、每种规格均需抽样检查合格后方可使用。
2. 钢筋笼制作主筋接头应错开,同一截面内接头不超过50%。 一般钢筋笼用焊接方法,钢筋笼的加强箍筋必须与主筋焊牢,以保证钢筋笼焊接质量;个别连接点用绑孔,钢筋绑扎过程中应严格遵守规范。为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求,在其上下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋垫块,钢筋笼顶端要焊吊挂筋,高出钢护筒。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确,其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差,均不大于20mm.
3. 钢筋笼吊装之前,先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符,主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物,如突出尖石、树根等,以确保钢筋笼的安装。 4. 钢筋笼一次性使用一台吊机,钢筋笼在安装过程中不能变形。钢筋笼吊装时对准孔位,尽量竖直轻放、慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落,无效时,立即停止下落,查明原因后再安装。不允许高起猛落,强行下放,防止碰撞孔壁而引
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起坍塌。入孔后牢固定位,容许偏差不大于5cm,并使钢筋笼处于悬吊状态
5. 钢筋笼就位后,吊挂筋支承在护筒顶的枕木上,不能直接放在护筒上。
6. 超声波检测桩的钢筋笼要安装镀锌钢管与箍筋连接,要保证检测钢管不漏水。 5.6砼浇注
1、组成砼的碎石、砂的级配良好,最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸,钢筋间距及砼拌和、装卸、浇注及操作为准。
2、用直径20cm导管灌注水下砼。导管每节长度3-4m。导管使用前试拼,仔细检查导管的焊缝,做封闭水试验(0.3Mpa),15分钟不漏水为宜。
3、钻孔桩灌注前计算准备好初灌砼方量,确保首灌能封住导管底口,并埋置导管一米以上;料斗同导管接头处采用阀们或钢球隔离并做好密封,防止砼砂浆损失初灌不顺畅。
4、导管安装时底部应高出孔底30-40cm。导管埋入砼内 深度2-3m,最深不超过4m,最浅不小于1m,导管提升速度要慢。 5、浇灌的桩顶标高应高出设计标高2m以上,砼灌注工作开始后,必须连续不断地进行并且每斗砼灌注,间隔时间不超过30分钟,拆除导管所耗时间严格控制,一般不超过15min,不能中途停工。 6、为使桩枯周围不受外力影响,混凝土浇筑采用53M的“三一牌”汽车式混凝土输送泵在路基侧直接将混凝土泵送至桩基处导管
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上的储料斗内,避免因机械的振动使桩基处的地基状况发生改变。 5.7灌注工作中注意的几个问题
1、 在一切工作就绪,经量测孔底沉淀层超标时,采用射水(射风)
管冲射3-5min。
2、 严禁导管漏水或导管底口进水(即封不住底)而造成断桩事
故,保证施工质量。
3、 当砼灌注完毕后,待桩上部砼开始初凝,解除对钢筋笼固定
措施,保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩,避免粘结力的损失。 4、 钻机移位,成桩待检。
灌注完毕,拔出导管,拆除护筒钻孔机具移至下一桩位处。
六、 质量缺陷控制
6.1成孔定位和成孔垂直度
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分,应在孔口埋设护筒,以起定位、保护孔口、维持水头等作用。护筒用钢板制作,内径应比钻头直径大l00mm,埋入土中深度不宜小于1.5m,在护筒顶部应开设1~2个滋浆口。护筒与坑壁之间应用无杂质的粘土填实。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm,护筒位置应保持稳定。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。 6.2泥浆护壁技术
泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之一。泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。泥浆稠度过大会影响钻进速度,而泥浆过
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稀则不利于护壁和排渣。排出泥浆的比重控制在1.2-1.4 g/cm3左右;当穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层时排出泥浆的比重可增大至1.3-1.5 g/cm3。泥浆除控制比重外,定期测定它的粘度,在不同的土层中钻孔,泥浆粘度要求是不同的,在混有砂土的淤泥层中,合适的泥浆粘度为20-23s;在砂土中为23-45s;在沙砾层中大于45。 6.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度
在每次钻孔前应该重新复核该桩位及标高,确保无误;参照地质勘探报告,检查是否已经达到设计持力层以及进入持力层的深度。施工中如果遇到地质变化,进入持力层深度不能满足设计要求时,应根据具体情况适当加深0.5m~1.5m,以保证达到设计承载力。 为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生塌孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除塌落的沉渣。因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题,因其最大收缩率达1.2%,为提高测绳的测量精度,在使用前要预湿后重新标定,并在使用中经常复核。为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还根据不同土层情况对比地质资料,随时调整钻进
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速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降,在软粘土钻进最快200mm/min左右,在细粉砂层钻进都是15mm/min左右,两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过l0mm就要及时调换钻头。检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。 6.4、清孔施工
本施工工艺采用换浆清孔,根据不同地层配制不同性能指标的泥浆,按规范规定,清孔后孔底残留的沉渣厚度不得大于10cm。清孔完毕后,从孔底提出泥浆试样进行泥浆性能指标试验,达到相对密度:1.03~1.10;粘度:17~20Pa.s;含沙率:<2%;胶体率:>98%。清孔分两次进行,既在钻孔结束后清孔一次,待钢筋笼、导管安放完毕后再清一次孔。第二次清孔后马上灌注混凝土,不使中间耽搁时间过长。 6.5、钢筋笼吊放
钢筋笼按要求制作后进行吊放。要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的。因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,按标准安装好保护层垫块,下放
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时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成塌孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,如果是因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔斜而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短下放时间。 6.6、灌注混凝土
钻孔灌注水下混凝土的施工采用导管灌注,良好的配合比可减少离析程度,根据现场的水泥品种、砂、石料规格及含水率进行配合比的合理调整。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。混凝土坍落度采用180mm~200mm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m~4m,不宜大于5m和小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m~l0m时,应及时将坍落度调小至120mm~160mm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m左右测一次混凝土面上升的高度,核算灌注混凝土方和灌注高度是否一致,确定每段桩体的充盈系数,《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于1,同时本工程设计规定不得大于1.3。
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七、 桩基检测
待桩基施工完毕,龄期及强度达到要求后,即邀请有资质的检测单位到现场进行成桩质量及完整性检测,全部参数达到设计要求后,即可进行下一个工序的施工。 八、 质量保证措施
1、 严格按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000及《建筑桩基技术规范》JGJ94-94进行施工。
2、 采用“三验一督”制,进行每一环节的质量控制。“三验”指现场施工、技术员进行第一道验收,质检员进行第二道验收,技术负责人进行第三道验收,“一督”是请驻地监理作监督签证证验收,以确保工程质量的万无一失。
3、 每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg,当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时,可不少于300kg。浇筑前须进行砼配合比试验,选用合适、可靠、经鉴定的外加剂,以确保砼强度。 4、混凝土浇筑时不应超过26℃,当中午温度过高时可安排在夜间浇筑。
5、灌注砼时应保持足够的流动性,其坍落度宜为180~220mm。水泥的初凝时间不宜早于2.5h,混凝土的初凝时间为6~8小时。 6、灌注桩的桩顶标高应比设计高出0.5m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,残余桩头应无松散层。 九、 施工安全保证措施 1、安全生产保证体系
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组长:
副组长: 组员:
2、安全生产保证措施
(1)严格执行国家及河北省有关安全生产标准及规定。 (2)建立安全生产责任制和安全保证组织体系,严格履行体系要 求,并对参施人员进行安全教育。
(3)施工机械须挂好安全操作牌,操作人员持证上岗,现场职工 应佩带各色安全帽及职别标志。 (4)建立安全检查和奖罚制度。 3、安全生产注意事项
(1)除遵守安全生产的规定和有关技术措施、安全操作规程外,根据工程特点还必须注意用电、中小型机具、防火等问题。 (2)施工现场要平整压实,做好排水措施。 (3)夜间施工,工地应有足够的照明。
(4)施工中如遇地下障碍物时,立即暂停施工,及时报告经理部及上级单位,待妥善处理后方可继续施工。
(5)施工人员要认真检查使用机具,关键部位重点检查,经试运转,符合安全施工要求,方能正式投入生产施工中。 (6)遇雷雨和六级以上大风,应暂停施工。
(7)施工现场内电线,电缆均要埋设或架空,避免碾压。 (8)本工程防火负责人应全面负责施工现场的防火安全工作,履行
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《中华人民共和国消防条例实施细则》。
(9)施工现场的动火作业,必须执行审批制度。施工现场用电应严 格执行《施工现场用电安全管理规定》,加强电源管理,防止发生电器火灾和人伤亡事故。
(10)机械操作人员要正确操作各类机械,杜绝误操作损伤施工人员。
十、 文明、环保施工保证措施
1、文明施工措施
(1)施工中严格执行河北省及XX市有关施工现场文明施工的规定。 (2)根据场地实际情况,设施设备按现场布置图规定设置堆放,施工现场设立临时围挡,场区外安放施工标志牌、安全警示标志。 (3)道路畅通、平整不积水,建筑垃圾集中堆放。 (4)进入施工现场的人员必须戴好安全帽。
(5)工地始终做到整洁有序、文明施工、工完料尽,保护当地水资源和建筑物,避免造成损失。 2、环境保护措施
(1)施工中认真贯彻《建设工程施工现场环境保护基本标准》,履行ISO14001环境管理体系。
(2)健全组织,专人负责环保工作的检查、监督,发现问题及时处理。
(3)现场施工注意粉尘、废气、废水、噪音污染,降到最低限度,达到环保要求,注意控制噪音,以免影响附近其它施工及生活人员的
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正常工作及休息,注意控制扬尘,以免对大气造成污染。
(4)生产生活垃圾必须倒在指定专设垃圾堆放地进行消纳,施工垃圾做到每天清运。
(5)施工现场及时完成“三通一平”创造良好的施工环境,建设文明工地。
(6)施工中注意检查机械油料的“跑、冒、滴、漏”现象,避免污染环境。
(7)抗拔桩施工中的泥浆排放要按环保规定执行,为了不给环境带来污染,本工程的泥浆最终统一用自卸车运输至K8+000处两侧的吹沙填海施工处,用于吹吹填施工造地。
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