水上及陆上钻孔灌注桩施工方案.docx

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1、水上及陆上钻孔灌注桩施工方案大桥主桥桩基共24根180cm钻孔灌注嵌岩桩（主墩A15#、A16# 各8根,边墩A14#、A17#各4根），桩长最短为10. 15m,最长为23. 95m, 桩身采用C25水下碎。一、水上桩基础施工本桥14#17#墩桩基础施工都在水上进行，需要搭设施工平台和 栈桥。13#16#墩位于仙村涌中，根据现场情况可知，河上有船只通 过，故栈桥搭设分两段，在15#和16#墩中间保存水道通航，以便船 只通过。第一段栈桥由岸边12*墩桩位置至15#墩桩位置，第二段栈桥 由岸边17#墩桩位置至16#墩桩位置。栈桥和施工平台采用钢管桩、型 钢、钢板等架设而成，具体见一一图3. 3：

2、水上栈桥和施工平台示意 图。A15#、A16#墩的16根桩拟安排在11月中至1月初的一个半月内 完成，工作量较大，时间很紧，准备安排2台GDJ-1500旋转式钻机, 4台JK10 （D1800）冲桩钻机同时进驻主桥施工。A15#、A16#墩的桩 基完工后，即将桩机转至A14#、A17#边墩。桩基础具体施工工艺流程见一一图3. 4：主桥水上钻孔桩施工工 艺流程图。1、栈桥和施工平台搭设1）、钢管桩沉放沉放前先计算出每条钢管桩的坐标，在岸上针对各墩分别布置一 条平行于墩轴线的基线，基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其 坐标位置，并用水准仪测出其高程；然后计算出每个墩中每一根桩上 观测点的坐标及交

3、会角，并汇总成表供观测沉桩使用。沉放时在正面第1页共16页C、导管导管选用壁厚9mm,直径30cm的无缝钢管。导管在使用前和使 用一个时期后，除应对其规格、外观质量和拼缝构造进行认真地检查 外，还需做拼接、过球、承压及水密性试验。导管分节加工，分节长段应便于拆装和搬运，并小于提升设备的 提升高度，每节长度以24m,适当加工两节1米为宜。导管在开始浇筑碎前离开孔底面2040cm左右。D、灌注方法：桩基混凝土由拌和站统一供应，全部采用混凝土 泵输送到施工现场，利用栈桥布设混凝土管道将混凝土输送到要浇注 碎的墩上。桩基混凝土中掺入缓凝型外加剂以确保初凝时间不少于 12个小时，坍落度控制在1620cm

4、。灌注首方混凝土时，导管下口离孔底2040cm,硅集料漏斗要 满足首批税需要量要求，保证首批碎灌注后导管埋深1m以上后。如图3. 6：首批首的数量计算图式,首批碎需要量：图3. 6：首批税的数量计算图式V(nd2hl+JrD2Hc) /4式中：V首批硅所需数量，m3；hli井孔碎面到达He时，导 管内碎柱体平衡导管外泥浆压力所需 的高度，即 hlHwyw /ye, m；He灌注首批碎时所需井孔内 碎面至孔底的高度，Hc=h2+h3, m；第10页共16 jHw井孔内碎面以上水或泥浆的深度，m； d导管直径，取d=0.30m；D桩孔直径（考虑1. 1的扩孔系数），m；yw、yc为水（或泥浆）、碎

5、的容重，取yw=l. lKN/m3 ,yw=2. 4KN/m3 ；h2导管初次埋置深度（h2N1.0m）, m；h3导管底端至钻孔底间隙，约0.4m, m；由上式计算可知，对180cm孔径首批碎需要量为4. In?左右。 提前按该要求加工一个4. 5n?的碎集料漏斗。当吊灌内的混凝土满足首批灌注后导管埋深1m以上后，立刻进 行剪球，开始灌注。首批碎灌入孔底后，立即探测孔内碎面高度，计 算导管埋置深度，确信符合要求后即可正常灌注。砂浇注过程应注意 以下事项：（a）、灌注开始后，应紧凑连续进行，并注意观察管内碎 下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内碎面高度，正确指挥导管的 提升和撤除。导管在碎内埋

6、深控制在2nT6m左右。混凝土灌注应连续 进行，并保证在首批混凝土初凝前完成。（b）、碎浇筑面上升到钢筋 骨架下端时，为防止钢筋骨架被碎顶托上升，浇筑速度适当放缓，而 当碎进入钢筋骨架45m以后，适当提升导管，减小导管在钢筋骨架 下的埋置深度。（c）、在硅灌注过程中，后续砂要沿导管壁徐徐灌入, 以免在导管内形成高压气襄。另外，为保证桩基础的密实，要定时抽 插振动导管，到达振捣效果。（d）、为确保桩顶质量，碎浇筑标高应第11页共16页 比设计桩顶标高高出1m,在浇筑完成后清理走泥浆、沉渣、挖除多 余碎，但留出80cm左右在桩基础到达强度后用风镐凿除至设计标高, 以保证桩顶碎强度。E、碎浇筑过程可

7、能遇到的问题及其处理：、首批碎灌注失败：用带高压射水的300mm吸泥机将已灌碎 吸出，重新按要求浇筑。、导管进水：如因导管埋深缺乏而进水，那么将导管插入砂中， 用小型潜水泵抽干导管内的积水，再开始灌注；如因导管自身漏水或 接头不严而漏水，那么应迅速更换已经拼接检查好的备用导管，然后按 前面做法处理；如上述两种方法处理不能奏效，那么应撤除灌注设备， 用带高压射水的300nmi空气吸泥机将已灌注碎吸出，清孔后再重新 浇筑碎。、卡管：初灌时隔水栓卡管，或因碎自身卡管，可用长杆冲捣 导管内碎，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器使隔水栓 下落。如仍不能下落，那么将导管连同其内碎提出钻孔，另下导管

8、重新 开灌。如因机械发生故障或因其它原因使砂在导管内停留时间过大， 孔内首批砂已初凝，宜将导管拨出，用吸泥机将孔内表层砂和泥渣 吸 出，重下新导管灌注。灌注结束后，此桩宜作断桩予以补强。、埋管：假设埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拨。 如仍拨不出，已灌表层碎尚未初凝时，可加下一根导管，按导管漏水 事故处理后继续开灌碎。当灌注事故发生处距桩顶碎面小于3m时，第12页共16页 可考虑终止灌注碎，待护筒内抽水后按施工缝处理，接长桩柱。(6)、桩基检测主桥所有桩基需预埋3中50nini的钢管，以备作超声波检测用。水 下硅浇筑结束至少15天后才能进行桩基检测。检测合格可立即进行 下部结构施工。假

9、设检测出桩基存在缺陷，视缺陷情况采取适当的处理 方法。一般假设有桩身碎夹泥、断桩、空洞、桩底沉渣等缺陷可以考虑 在桩身用地质钻机钻孔、缺陷段高压水切割、气举排渣、缺陷段注压 水泥浆的处理方法。待处理结束、水泥浆到达设计强度后再次对桩基 进行检测。如此直到检测合格为止。二、陆上桩基础施工仙村大桥南边墩A17#墩位于十字上，共有四根直径1.8米的桩 基础，均按陆上桩基础的方法施工。陆上桩基础施工工艺流程见图 3.7：陆上桩基础施工工艺流程图施工前进行场地清理：在现场确定清理、掘除、撤除的工 作后，按施工规范和设计要求进行清理。土及草皮在较干硬的地主要用推土机、人工配合、装载机 铲除，自卸车运输弃于

10、指定弃土区。低洼潮湿的地方主要用挖 掘机清除，机械无法清除的地方那么用人工挖除。需要清除树根 的用挖掘机挖除，人工配合清理干净。对于水塘及水沟等必须排干水后(假设水塘没有被全部征 用，那么在红线范围内围堰排水)，推土机或挖掘机清除淤泥成 堆，再用挖掘机配合机械运至指定弃土区堆放。场地清理完后用平地机将桩基施工范围内的土地整平。桩基采用的钢护筒设计直径根据桥梁施工规范要求，护筒第13页共16页 直径应比桩径大2040cm,综合考虑此处的施工条件，其钢护 筒直径采用200cm。钢护筒用10mm厚A3钢板卷制而成，委 托专业厂家加工，用汽车运至工地。钢护筒在下放前再次准确 检查直径及其椭圆度，其直径

11、误差不超过5cm,否那么矫正或重 新加工。钢护筒的沉放采用人工挖埋，施工前先测量定出桩位，再 放出钢护筒边线，然后进行人工挖孔，达设计标高后放入钢护 筒、测量定位，钢护筒与孔壁之间空隙回填粘土压实，注意钢 护筒偏位不大于5cm,垂直度误差小于0.5%。图3.7：陆上桩基础施工工艺流程图第14页共16页施工过程中，泥桨循环采用在墩位附近砖砌泥浆池，泥浆池考虑 各墩桩基共用，就近布置，保证总容量在30nl3以上并配备储浆池进行 泥浆的储存。泥浆循环采用正循环工艺，为保护环境严禁把泥浆及废 渣直接排入河道，由运输车运往指定的弃土区排放。泥浆循环系统详 见图3 8：陆上钻桩泥浆循环系统示意图。第15页

12、共16页图3. 8：陆上钻桩泥浆循环系统示意图桩基钢筋笼用汽车吊起吊安装，采用扁担起吊，同时使用吊机主 副钩（或用两台吊车抬吊）先将钢筋笼水平吊起，离开地面后再一边 起主钩、一边松副钩，在空中将整节钢筋笼吊至竖直，严禁单钩吊住 钢筋笼一头在地上拖曳升高来吊直钢筋笼，以防止骨架变形；钢筋笼 竖直后，检查其竖直度，进入孔口时扶正缓慢下放，严禁摆动碰撞孔 壁。钢筋笼边下放边撤除内撑。钢筋笼的连接采用焊接或冷挤压连接, 保证各节钢筋笼中心在同一竖直轴线上。钢筋笼下到设计标高后，定 位于孔中心，将主筋或其延伸钢筋焊接在护筒上，以防骨架在浇筑碎 时上浮及移位。其它钻进成孔、碎灌注的施工工艺与水中桩基础施工

13、相同，参看 前节水上桩基础施工。第16页共16页 设置一台全站仪观测定位，侧面设置二台经纬仪校核。钢管桩沉放使用我公司45KW振动沉桩机（振动锤）可以满足本 工程的要求。起吊设备采用吊船。钢管桩上部先用吊船吊住，然后依 靠钢管桩重力插入淤泥质泥质粉砂层中，待桩身有一定稳定性后，再 利用吊船吊住振动锤夹住钢管桩，开动振动锤振动下沉钢管桩到位。 钢管桩逐跨沉放，一跨沉放到位后在钢管桩中灌砂至管口以下约1m 处，以增强钢管桩的刚度和稳定性。钢管桩沉放应注意：振动锤重心和桩中心轴应尽量保持在同一直 线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力 恢复，继续下沉困难；沉放过程加强观测，钢管

14、桩偏位不得大于10cm, 垂直度不得低于l%o钢管桩每天施打完毕后，马上用14a焊接钢管桩纵、横向联系, 以防水流冲击倾斜，保证平台的抗扭能力。第2页共16页图3. 4：主桥水上钻孔桩施工工艺流程图。2）、栈桥和施工平台搭设一跨钢管桩沉放完毕后，采用型钢和钢板焊接铺设栈桥，吊船配 合，该跨栈桥完成后再进行下一跨的施工。平台的搭设也一样。施工平台采用巾600X 8 10mm钢管桩作为平台竖向受力杆件，钢 管桩上架设145a作为平台的承重横梁，136a作荷载分配梁，铺以10 和木板或钢板形成桩基工作平台。钢管桩按每根摆放一台冲机来验算第3页共16页其单桩承载力，其长度要综合考虑桩位处水深、洪水冲刷

15、及平台钢管 桩和桩钢护筒阻水引起局部冲刷的影响，其桩底标高进入覆盖层 8. Omo其施工步骤为:各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头一-安装已 拼接好的工字钢横梁，与钢管桩（开口）壁点焊一- 浇筑各钢管桩 桩头C20碎,使工字钢横梁嵌固在桩头中一- 安装工字钢分配纵梁, 并与横梁焊接（设加劲板）- 相邻分配梁用槽钢焊接使各纵梁形 成“井”字架一一在“井”字梁上铺设6二6nlm厚花纹钢板，加设安 全栏杆。平台施工开始时即设置航标，悬挂夜间红灯示警等通航导向标 志，以策平安。2、桩基护筒的制作与埋设水上局部的桩基础直径均为中180cm,采用直径为200cm的桩基 钢护筒，采用A3钢板卷制而

16、成。钢护筒制作委托专业的加工厂家加 工，用汽车运至工地。护筒成形采用定位器，设置台座接长，确保护 筒圆、接逢严。护筒底脚处在外边加设等厚30cm宽的钢带作为加强 刃脚。钢护筒加工成一节，长24. 5m。焊接采用坡口双面焊，所有焊 缝必须连续饱满，以保证不漏水，沿焊缝四周布设8道20cmX20cm X 10mm加强板，以保证焊缝质量。钢护筒加工过程须设“ ”或“米” 字型内支撑，每隔5nl设置一道，以保证钢护筒在储存、起吊、运输 过程中不因自重发生变形。钢护筒在下放前再次准确检查直径及其椭 圆度，其直径误差不超过5cm,否那么矫正或重新加工。钢护筒下沉采用90KW振动锤振动配以护筒内用空气吸泥机

17、吸泥 下沉，必要时可在护筒外壁辅以高压射水下沉。钢护筒下沉步骤如下:第4页共16页在平台桩位处焊设护筒下沉定位架一- 安装第一节钢护筒对 准第一节护筒，校正后将两节护筒连接处焊牢并加强一-割除第一节 护筒与导向架焊接处，用吊车下放第一、二节护筒一-吊装45KW振 动锤与护筒上口连接牢固一-开动振动锤振动下沉一- 利用300nlm 空气吸泥机，按先中部后四周再中部的顺序吸砂，吸到桩底下四周约 10cm,中部约50100cm为止一- 利用振动锤振动，再接长第三节钢 护筒，如此反复直至钢护筒振动不下去为止。钢护筒沉放应注意：桥墩钢护筒沉放前将桩位处清理干净，不得 有影响钢护筒下沉和钻孔施工的杂物如大

18、块石、钢材等；钢护筒焊接 接长时应保证护筒顺直，焊缝饱满；振动锤重心和护筒中心轴尽量保 持在同一直线上；开动空气吸泥机同时须往钢护筒内加水，护筒内水 位不能低于江面水位；在护筒下沉过程中，当护筒沉入土中一定深度 后，要及时撤除护筒导向架，以免影响护筒下沉；钢护筒沉放必须全 过程测量，保证护筒偏位和倾斜度在容许范围内。3、钻孔灌注桩施工(1)设备配置考虑到场地条件及工期要求，15#与16#墩各安排1台GJD-1800 型回旋钻机和2台JK10 (2200)冲机同时进行施工，分别完成15# 与16#墩桩基施工后再进行14#与17#墩的桩基施工。每台桩机配备 2台3PNL泥浆泵(1台作为备用)，设备

19、用驳船运往现场浮吊装卸。 具体施工时，要考虑到减少两台钻机施工时的相互影响，方便钻机移 位，两相邻孔不同时施工及保证刚浇注混凝土的桩的成桩质量。(2)泥浆循环系统第5页共16页本工程桩基础施工局部使用优质膨润土泥浆（用膨润土、工业碱、 聚丙烯酰胺按适当的比例配制而成）护壁，以保证施工平安和质量。施工过程中，泥桨循环主要在平台上的桩基护筒之间进行，将钢 护筒顶用40X60cm泥浆槽分区分片连通，泥浆循环采用正循环。为 保证泥浆的储藏及便于多余泥浆外运，每个墩配置一艘泥浆船。为保 护环境严禁把泥浆及废渣直接排入河道，应由泥浆船运往指定的弃土 区排放。施工完成后，护筒内的泥浆由泥浆船清理运走至指定的

20、地方 排放。泥浆循环系统详见图区5水上钻桩泥浆循环系统示意图。泥浆船图3. 5：水上钻桩泥浆循环系统示意图。桩孔中的泥浆指标将严格控制，好的泥浆不但有利于保证孔壁稳 定，而且有利于悬浮起岩渣加快施工进度。在钻进过程中定期每班检 测桩孔中泥浆的各项指标。在成孔后清孔时在孔底注入优质泥浆，以 保证孔底干净。净泥浆性能指标如表3. 5：表3. 5：净泥浆性能指标表第6页共16页施工工程泥浆性能指标如表3. 6：泥浆配比净泥浆性能水：膨润土(重量比)比重(r)粘度(s)静切 力 (Pa)含砂率觥)胶体率 (%)失水率(ml/30min)酸碱度PH600:1001.06517.81. 34219921.

21、 69. 2表3. 6：施工过程泥浆性能(3)成孔工艺比重(r)粘度(s)静切力 (Pa)含砂率 (%)胶体率 (%)失水率 (ml/30min)酸碱度PHi. ri.4518281. 3428N9520811A、造浆：正式钻进前，往要施工的桩及循环用的护筒孔底供泥 浆，换出原孔内清水。泥浆制备采用优质膨润土，钻进过程中，要根 据不同的土层制备不同浓度的泥浆，使泥浆既起到护壁及清洁的作 用，又不至于太浓而影响钻(冲)进速度。B、钻(冲)孔：钻(冲)机就位后，进行桩位校核，复测纵、 横间距以及跨度，保证就位准确无误，钻进前尚应探明桩孔深度范围 是否有地下管线，探桩深度为2-3米。造浆完毕后低速开

22、钻，待整个第7页共16页 钻头进入土层后进入正常钻进。在护筒脚部位必须慢速钻进。当回旋 钻机钻进至岩层面后移位改用冲机冲孔。整个成孔过程中分班连续作 业，专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况，发现异常 马上采取措施。泥浆比重控制在1.21.25,粘度控制在1822s。 如果发现实际地质情况与设计提供的资料不符，那么马上通知监理工程 师汇同设计部门协商解决。C、清孔：孔深到达设计标高后，对孔径、深度、垂直度和孔底 嵌岩情况进行全面检查合格后，采用换浆法清孔。当孔底基本无沉渣, 泥浆沟只排出浊水而无泥浆废渣时，即可停止第一次清孔，移机准备 钢筋笼下放。（4）钢筋的制作及下放A、钢筋笼制作

23、：钢筋笼在码头平台上分节进行制作，采用加劲 筋（间距2m）成型法。加劲筋点焊在主筋内侧，制作时校正好加劲 筋与主筋的垂直度，然后点焊牢固，布好螺旋筋并点焊于主筋上。按 设计在主筋上沿圆周方向每5米均匀分布焊接4个保护层耳环。焊接 加工要确保主筋在搭接区断面内接头不大于50%；焊接采用双面焊， 焊缝长不小于5D （D为钢筋直径）。B、钢筋笼安装：加工好的钢筋笼由驳船运往现场采用船吊下放 就位。安装时采用两点起吊，以防止骨架变形；钢筋笼竖直后，检查 其竖直度，进入孔口时扶正缓慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼边 下放边撤除内撑。钢筋笼的连接采用单面焊或长度不小于35d （d为 主筋直径）的搭接，并且

24、保证各节钢筋笼在同一竖直轴线上。钢筋笼第8页共16页 下到设计标高后，定位于孔中心，将主筋或其延伸钢筋焊接在护筒上, 以防骨架在浇注混凝土时上浮及移位。如果有要求，检测管同时固定 在钢筋笼上下放，基上下两端要用钢板封墙，以免漏进泥浆。钢筋笼 下放完成后，马上下放导管进行二次清孔，并做好水下混凝土灌注工 作。(5)水下混凝土灌注A、灌注前准备：当二次清孔的泥浆性能指标和沉渣厚度到达要 求(泥浆相对密度为1.051.2,粘度为1720,含砂率小于4 %, 孔底沉渣厚度小于5cm),并经监理工程师检查合格后，即可进行水 下混凝土灌注。主桥桩基混凝土强度等级为C25,采用导管法灌注。 导管采用内径“200mm的刚性导管，在第一次使用前和使用一定时间 后均按规范对其进行水密和承压试验、检查，防止胶垫老化，以保证 导管接头良好、不漏气。B、硅配合比基本要求桩基础硅标号为C25,考虑到水下砂浇筑的各种因素，在进行碎 配合比设计时要满足以下要求：坍落度：1822cm；坍落度降至15cm的最小时间：2h；砂初凝时间：215h；最大粗骨料直径：30mm；同时於应适合泵送要求。碎采用泵送碎，用搅拌车运至钢栈桥边用碎泵送施工。碎浇筑进 度按230n)3/h控制，应满足设计要求。第9页共16页