高速公路桥梁工程桩基施工方案

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高速公路桥梁工程桩基施工方案

2.1工程地理位置、规模 2

2.2主要设计技术标准 2

2.3工程地质、水文和自然条件 2

2.4主要工程数量表 3

JGT247-2009 混凝土碳化试验箱.pdf2.5工程特点和重难点 4

3钻孔灌注桩主要施工方案 5

3.1施工工艺流程图 5

3.2.1施工场地整理 6

3.2.3孔口护筒 6

3.2.4护壁泥浆 6

3.3钻孔灌注桩施工步骤 8

3.3.1冲击钻机成孔 8

3.3.2成孔检查 11

3.3.4钢筋笼制作与安放 13

3.3.5二次清孔 14

3.3.6水下砼灌注 14

3.4施工工期安排 16

4.1安全技术保证措施 16

4.1.1安全管理制度措施 16

4.1.2安全管理组织措施 17

4.1.3施工机械作业安全措施 17

4.1.4用电作业安全措施 17

4.1.5防溺水防坠坑安全措施 17

4.2质量技术保证措施 17

4.2.1思想保证措施 17

4.2.2技术保证措施 17

4.2.3制度保证措施 18

4.2.4人员和机构的保证 18

4.2.5、质量保证措施 18

4.3环水保技术保证措施 19

4.3.1临时占地生态环境保护 19

4.32水环境的保护措施 19

4.3.3大气环境的保护措施 19

4.3.4降低噪音措施 19

4.3.5绿色植被、土地资源和公用设施的保护措施 19

4.4工期技术保证措施 20

4.5职业健康技术保证措施 20

1.1编制依据应为设计图纸、桥梁相关《规范》、《工程质量检验评定标准》、国家有关施工安全的法律法规。

《工程建设标准强制性条文》(桥梁部分)

《混凝土质量控制标准》(GB50164—2011

《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18—96)

依据以上规范、标准、文件及工程实地勘察情况,结合现有技术装备、施工能力、管理水平,针对本工程施工特点,以“科学管理、先进技术、信守合同、优良品质、顾客满意”为质量方针,根据施工任务特点,合理安排受洪水季节影响的周公河大桥工程的基础施工,充分发挥施工队伍特长,合理部署施工力量,做到均衡施工。搞好安全,文明工地建设,编制本专项方案。

桥梁包括:坪石互通立交桥、澄清村大桥及中桥等本标段所有桥梁。

2.1工程地理位置、规模

工程为XX高速XX标段,整个工程处于雅安雨城区南郊周公山上和周公河上,标段起止里程为K7+500~K12+063.5,全长4.564公里,投标总价为2.86亿元。其中有6座桥梁,在坪石设互通式立交1处,中心桩号K11+185.616,互通形式为单喇叭A型,主线上跨S351线。立交处设主线桥1座,匝道桥2座,涵洞88.5m/5道,通道94m/3道,澄清村左右线大桥各一座,中心桩号分别为ZK9+541.00,K9+569。澄清村中桥一座,中心桩K10+296。

2.2主要设计技术标准

表1.1线路主要技术标准

路桥同宽,24.5m(整体式),12.25m(分离式)

特大桥1/300,路基、大、中小桥1/100

2.3工程地质、水文和自然条件

雅安市气候属亚热带湿润季风气候类型,除高寒山地外,一般冬无严寒,夏无酷暑,春季回暖旱,降水集中于夏季。降雨量多在1250~1750mm之间,临近的雅安市有“雨城”之称。

项目区不良地质以崩塌(岩堆)、危岩、滑坡、泥石流、煤矿采空区、岩溶、顺层边坡、软弱地基为主。

CK0+208.674

柱式墩、肋板台、桩基础

K11+618周公河大桥

EKO+882周公河大桥

2.5工程特点和重难点

2.5.1由于前期拆迁问题,工程开工时间明显滞后,在以后的施工过程中合理安排调整工期,加强完善质量安全保证制度从而加快进度保质保量以按期完成结点工期。该处将工期作为重点,后面应将工期安排单独作为一大项,每座桥详细推算桩基施工时间

2.5.2周公河大桥桥梁基础施工时正处于夏季山洪多发季节,在施工时应做好防洪安全措施。

可将沙卵石层作为一大难点

3钻孔灌注桩主要施工方案

可写施工部署:钻机型号,台数,人员,电力线路,施工用水及临时道路,便桥设置等等

可先写钻孔桩作业顺序:根据架梁计划及洪水季节影响。首先施工周公河主线桥,完成后分成2个桩基班组分别施工E匝道和C匝道桥。完成后调到澄清村大桥。最后才施工澄清村中桥(受房屋拆迁影响,将该中桥考虑在最后)

根据本标段工程项目的特点、工期要求及难点项目,充分考虑现场施工条件,桩基施工安排6台冲孔桩机,作业人数约60人。施工测量人员3人。开工前,平面控制和高程控制均与相邻标段联测闭合。全标段沿线路纵方向设置导线,进行平面放样。高程从设计水准点直接引用。构造物和桥梁施工地段均设置导线点和水准点,便于施工放样。具体放样方法均按常规测量作业操作和校核

3.2.1施工场地整理

平整场地,清除杂物,换除软土,夯打密实,钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。

位于河中桩基采用围堰筑岛后搭设水中工作平台后钻机定位施工,把水中桩造成陆地条件。作为实施性方案,应简要介绍怎么筑岛

泥浆池通常设两个,一个沉淀池,一个泥浆池,泥浆池容量必须保证钻孔中冲洗液水头高度和排量。水上平台可将两桩护筒串联作泥浆循环系统。

无论采用何种钻进方法,必须采用泥浆悬浮钻渣,保证孔壁地层稳定,根据地层情况除履盖层粘土层能在钻孔中形成合格泥浆外,开孔前应准备足够数量优质粘土或膨润土,以供调制泥浆,在钻进中泥浆应掺入一定量的外加剂,如纯碱聚丙烯酰胺等,钻进时严格控制泥浆主要性能指标(相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、酸碱度),钻进时应注意泥浆池的净化,终孔后应及时换浆。

泥浆的制备及泥浆循环系统

该工程钻孔必须采用优质泥浆,优质泥浆的固相采用优质澎润土泥粉,再加入适量的泥浆外加剂改善泥浆性能,配制成性能优异的化学泥浆,具体配制方法如下:

在泥浆池中加入一定方量的清水,然后边搅拌边向水中加入澎润土泥粉,搅拌均匀后,浸泡24小时,搅拌均匀后制成了基浆,在基浆中加入适量的添加剂搅拌均匀后,便制成了化学泥浆,即可使用,泥浆配比可按如下公式计算:

式中:G—所需泥粉数量(t)

V—所需泥粉体积(m3)

R1—泥粉相对比重,取2.5

R2—所需泥浆比重,基浆一般取1.1

优质的泥浆,其排渣能力强,使岩渣沉淀相对较难,因此,在设置泥浆循环系统时应充分考虑排渣效果,选择较长的循环槽。泥浆循环系统的设置如下图:

制浆池:4m长×2m宽×2m深,主要是配制泥浆

泥浆池:4m长×2m宽×2m深,存放泥浆

沉淀池:3m长×2m宽×2m深,沉淀岩渣

循环槽:0.5m深×0.6m宽,沉渣及泥浆循环回路

为了保持施工现场清洁,两个墩台只配备一个泥浆池。泥浆经过处理后可重复使用,不影响其性能。废弃的泥浆应按相关规定进行外运或就地处置。

3.3钻孔灌注桩施工步骤

根据本施工场地地层特点,持力层为泥岩,其裂隙较为发育,为了确保施工进度和质量,钻进采用冲击钻机成孔。

3.3.1冲击钻机成孔

冲击钻机一般都备有钻架。在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后,将钻机就位,对准桩孔中心,拉好风缆绳,就可开始冲击钻进。

开钻时应先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。

开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5m~2.0m,并低于护筒顶面0.3m,以防溢出,掏渣后应及时补水。

护筒底脚以下2m~4m范围内,一般比较松散,应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。

在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时,可按1∶1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锤以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击2~3次。

开孔或钻进遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石的比例,按上述方法进行处理,力求孔壁坚实。

㈢、正常钻进时,应注意以下事项

⑴、冲程应根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程(100cm),在通过松散砂、砾类土或卵石类土层中时宜采用中冲程(约75cm)。冲程过高,对孔底振动大,易引起坍孔。在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时,宜采用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。

⑵、在通过漂石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石,将表面垫平,再用十字形钻锤进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故。

⑶、要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可送绳5cm~8cm,在密实坚硬土层每次可送绳3cm~5cm。应注意防止送绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏。松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。

破碎的钻渣,部分和泥浆一起被挤进孔壁,大部分靠掏渣筒清除出孔外,故在冲击相当时间后,应将冲击锤提出,换上掏渣筒,下入孔底掏取钻渣,倒进钻孔外的倒渣沟中。管锤本身兼作掏渣筒,无须另换掏渣简。

当钻渣太厚时,泥浆不能将钻渣全部悬浮上来,钻锤冲击不到新土(岩)层上,还会使泥浆逐渐变稠,吸收大量冲击能,并妨碍钻锤转动,使冲击进尺显著下降,或有冲击成梅花孔、扁孔的危险,故必须按时掏渣。

一般在密实坚硬土层每小时纯钻进小于5cm~10cm、松软地层每小时纯钻进小于15cm~30cm时,应进行掏渣。或每进尺0.5m~1.0m时掏渣一次,每次掏4~5筒,或掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。

在开孔阶段,为使钻渣挤入孔壁,可待钻进4m~5m后再掏渣。正常钻进每班至少应掏渣一次。

在松软土层,用管锤钻进比十字型冲击锤快,故掏渣应较勤。一般锤管内装满钻渣后,应立即提锤倒渣。管锤装满状态,可根据实际测定。

掏渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度。投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锤、卡锤。

钻进中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4~6倍。每钻进4m~6m,接近及通过易缩孔(孔径减少)土层(软土、软塑粘土、低液限粘土等)或更换钻锤前,都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锤时,应先用检孔器检孔到底后,才可放入新钻锤钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。

当检孔器不能沉到原来钻达的深度,或大绳(拉紧时)的位置偏移护筒中心时,应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况,如不严重时,可调整钻机位置继续钻孔。

不得用钻锤修孔,以防卡钻。

冲击锤起吊应平稳,防止冲撞护筒和孔壁;进出孔口时,严禁孔口附近站人,防止发生钻锤撞击人身事故,因故停钻时,孔口应加盖保护,严禁钻锤留在孔内,以防埋钻。

根据钻探资料来看,该区域主要存在不同发育程度的裂隙:

遇到此类情况一般表现为孔内泥浆面缓慢下降,通常抛填粘土即可解决问题,严重时可加入片石,沉淀后再用小冲程反复冲击,情况稳定后继续钻进。

如若现场施工中出现溶洞,可用以下方式处理:砂泥岩地层可不考虑溶洞

出现溶洞时,要及时通知监理工程师,请监理工程师确定处理方案及确认工程量。如现场情况紧急,在通知监理工程师的同时,现场还要及时对溶洞进行处理,以免延误处理时机,造成塌孔等其它不良影响。现场施工中出现溶洞的情况有钻孔中出现和浇注砼时出现两种情况,分别有不同的处理方式。

第一种情况:对于钻孔中出现溶洞时的处理方式

主要是采取投片石及粘土处理。一般钻孔中出现溶洞时,采用的是抛填片石处理。出现溶洞后,提起锤头,根据溶洞的大小,将片石抛填至溶洞顶面以上,根据需要加投粘土,然后继续冲击,如遇溶洞过大,需要往复投石、投粘土,直至孔内泥浆面不再下降,锤头停止晃动摇摆,钻机进尺速度恢复正常为止。

投石时要注意锤头倾斜的方向,锤头向哪个方向倾斜,就往哪个方向投石,以保证石头能顺利快速落到溶洞中。如果孔内泥浆面下降过大,必要时要补抽泥浆到桩孔内。片石直径不宜过小,一般在50cm~70cm之间。

另外,有的溶洞,采用投石方法往复处理后,仍然不能使钻孔正常。可能溶洞孔内出现一个大的探头石(或孤石),石质坚硬,比抛填进去的片石的强度还要高,处理时只将抛填的片石冲击下去,没有将探头石(或孤石)和抛填片石一起冲击下去。

该溶洞处理方法经过讨论研究,决定采用素砼处理,素砼采用C25砼,按正常水下混凝土浇注方法将素砼浇灌下去,混凝土顶面超出溶洞顶面80cm。浇灌完成后将钻机先行撤走(钻其它桩孔),保持孔内水头,待十四天后素砼达到一定强度,再移钻机过来,重新冲孔。

第二种情况:对于浇注水下砼时出现溶洞的处理方式

有的桩基钻孔时成孔范围内没出现溶洞,但在浇注混凝土时,混凝土面上升极缓(根据孔径及混凝土浇注数量计算比较),有时孔内泥浆面还伴有轻微的下降,此时可判断为出现溶洞。该溶洞可能靠近孔壁,钻孔时由于孔内泥浆护壁等原因,对溶洞没有产生扰动和挤压,到浇注混凝土时,混凝土对孔壁的冲击和挤压使该溶洞显现出来。

此时除通知监理工程师外,如没有及时得到处理意见,混凝土应继续浇注,对混凝土面勤测,拆除导管时要确保混凝土的埋深(埋深最好>6m),必要时须对导管加长;同时仔细观察孔内泥浆面,如泥浆面下降过快,则需进行补浆。

钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。为了方便施工作业和满足规范的需要,成孔检查在不同的施工阶段和不同的作业方式的情况下,可采取不同的检查器械与手段。在钻孔的钻进过程中,可采用笼式测孔器直接丈量,在终孔后则应使用尽可能先进的测孔仪器,在灌注混凝土前主要检查沉淀层厚度。各种成孔检验项目的检测方法、数值、频率等都必须满足现行的技术规范及其它法定标准的要求。

孔径检查是在桩孔成孔后、下入钢筋笼前进行的,是根据设计桩径制做笼式井径器入孔检测。笼式井径器用φ8和φ12的钢筋制做,其长度等于钻孔的设计孔径的4~6倍。其长度与孔径的比值选择,应根据钻机的性能及土层的具体情况而定。检测时,将井径器吊起,使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径;若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或孔斜现象,应采取措施予以消除。

㈡、孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣普遍采用标准测锤检测。测锤一般采用锤形锤,锤底直径13cm~15cm,高20cm~22cm,质量4kg~6kg。

钻孔桩的实际桩位,受施工中各种因素的影响会偏离原设计桩位,因此要对全部桩位进行复测,并在复测平面图上标明实际桩位坐标。复测桩位时,桩位测点选在新鲜桩头面的中心点,然后测量该点偏移设计桩位的距离,并按坐标位置,分别标明在桩位复测平面图上,测量仪器选用全站仪

㈠、清孔的目的目的可2句带过,主要用简洁的语言描述清楚怎么清孔就可以了

清孔的目的是置换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标,清除钻渣,减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。特别是随着施工工艺的发展,采用大直径钻孔桩已趋于普遍,在施工中彻底清除孔底沉淀土对充分发挥桩底原土层的支承力、提高大直径钻孔桩竖直承载力尤为重要。

清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件,使测深正确、灌注顺利,确保混凝土质量,避免出现断桩之类重大工程质量事故。

终孔检查后,应迅速清孔,不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多,造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔后应在最短时间内灌注混凝土。

清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机械设备和土质情况而定,采用的主要方法是换浆法清孔、掏渣法清孔。

㈢、清孔的质量要求及检查方法

①、孔底沉淀土的厚度不大于设计规定。

②、清孔后的泥浆性能指标:含砂率不大于2%,相对密度为1.05~1.08,粘度为17s~20s,胶体率≥98%。各项指标在钻孔的顶、中、底部分别取样检验,以其平均值为准

⑵、沉淀土厚度的检测方法

沉淀土厚度的测算基准面

①、用平底钻锤和冲击、冲抓锤时,沉淀土厚度从锤头或抓锤底部所到达的孔底平面算起。

②、用底部带圆锤的笼式锤头时,沉淀土厚度从锤头下端的圆锤体高度的中点标高算起。

检测方法应明确现场谁去检测

测锤法是惯用的简单方法。使用测量水下混凝土灌注高(深)度的测锤,慢慢地沉入孔内,凭人的手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉淀土厚度。

3.3.4钢筋笼制作与安放在前面施工部署中,应明确钢筋笼的制作人员,设备。

㈠、钢筋笼制作偏差应符合下列规定:

主筋间距:±10mm箍筋间距:±20mm直径:±10mm

长度:±50mm倾斜度:±0.5%

保护层厚度:±20mm中心平面位置:20mm。

⑴、根据设计图纸和设计要求计算箍筋用料长度、主筋用料长度、吊筋长度、螺旋筋长度。将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。

⑵、在钢筋圈制作台上制作钢筋圈(加劲筋)并按要求焊好。

⑶、钢筋笼成形。用钢管支架成形法:根据加劲筋的间隔和位置将钢管支架和平杆放正、放平、放稳,在每圈加劲筋上标出与主筋的焊接位置,然后按设计要求间隔放两根主筋置于平杆上,间隔绑焊加劲箍筋,按标记焊其余主筋,最后按规定螺距套入螺旋筋,绑焊牢固。

⑷、为确保钢筋笼的保护层厚度,在钢筋笼制完成后,在钢筋笼上焊接定位钢筋(“耳朵”钢筋)。定位钢筋用断头钢筋弯制成,长度不少于16cm,高度不少于5cm,按2m一组,每组4个焊接在钢筋笼主筋外侧。

㈢、钢筋笼安放桩基长度达30多米,应明确怎么分段,吊车设备也应在前面机械计划表中有所体现

⑴、钢筋笼在吊放时采用双吊点,吊点位置应恰当,一般在加劲钢筋处为保证钢筋起吊时不致变形,吊头应采取措施予以加强,吊放入孔时应对准钻孔中心缓慢下放至设计标高。

⑵、对分段制作的钢筋笼,当前一段放入孔内后即用型钢穿入钢筋笼中的加劲筋下面,临时将钢筋笼支在护筒口上,再吊起另一段,对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高。

⑶、钢筋笼全部入孔后,按投计要求检查安放位置并作好记录,符合要求后,将主筋焊于孔口护筒上,固定钢筋笼。如桩顶标高离孔口距离较大,则必须在主筋上焊接4根吊筋,吊筋上部也要焊于孔口护筒上。

⑷、下放钢筋笼时,应防止碰撞孔壁,下放过程中要观察孔内水位变化。如下放困难,应查明原因,不得强行下放,一般采用正反旋转,慢起慢落数次逐步下放。

钢筋笼安装完毕后,利用导管和3PN泵进行第二次泥浆清孔。以保持孔底沉渣满足设计要求。清孔后泥浆性能标应为相对密度1.03~1.10,粘度17~20秒,含砂率<2%。

导管下口距孔底距离应小于50cm,导管接头严格密封,导管应有足够的强度和刚度,保证初灌注量。在第一次砼灌注前,每组导管必须做水密实验,满足规范要求的导管组才能用施工。

成孔和清孔质量检验合格后,才开始灌注工作。

㈠、安装导管,导管下口距孔底小于50cm,以30~50cm为宜;利用导管进行二次清孔,清孔后2小时内必须灌注砼;

㈡、先拌制0.1-0.3m3的水泥砂浆置于导管内隔水塞的上部,在向漏斗内倒入水泥砂浆时要将隔水塞逐渐下移,使砂浆全部进入导管,然后再向漏斗内倒砼。储足了初存量后,剪绳,将首批砼灌入孔底后,立即测量孔内砼高度,计算出导管的初次埋深,如符合要求,即可正常灌注。如发现导管大量进水,表示出现了灌注事故,应按有关事故处理方法进行处理。

利用吊车或砼输送泵将砼送至储料斗,待储料斗装满后(保证初灌量),拨塞,利用混凝土自重下压导管内泥浆,冲起孔底沉渣,保证导管初灌埋深达到0.8m以上;

㈢、首批砼灌注正常后,应紧凑地、连续不断进行灌注,严禁中途停工。在灌注过程中要防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,使测深不准确。灌注过程中,应注意观察管内砼下降和孔口反水情况,及时测量孔内砼高度,正确埋深以2-4米为宜,最深不要大于6米。

㈣、导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升,如果导管法兰卡挂钢筋笼,可转动导管,使其脱开钢筋笼后,移到钻孔中心。随着孔内唯其的上升DB21/T 3134-2019 辽宁省燃煤电厂大气污染物排放标准,需逐节(或两节)拆除导管,拆除导管的动作要快,时间不宜超过15分钟,拆下的导管应立即冲洗干净。

㈤、在灌注过程中,当导管内砼不满,导管上段有空气时,后续砼要徐徐灌入,不可整斗灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间橡皮垫,从而造成导管漏水。

㈥、为确保桩顶砼质量,在板顶设计标高以上加灌一定高度,一般不宜少于50cm,以便灌注结束后,将上段砼清除。

㈦、在灌注砼的过程中,要有专人进行详细的记录,填好水下砼灌注记录表。 

㈧、在灌注砼时,每根桩应制作不少于1组(3块)的砼试件,同时做一次砼坍落试验。

㈨、砼灌注完毕,要及时将护筒拔出地面建筑工程安全专项施工方案编制要求,并在桩位处做好标记。

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