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1、钻孔灌注桩基施工方案优秀工程方案 改建工程 K4+746.5裕溪河特大桥 24号 25号 深 水 桥 墩 基 础 施 工 方 案 二一三年十二月 裕溪河特大桥24号、25号深水桥墩基础施工方案 一、工程概况 1、桥型和结构 本标段实施桩号K4+013.1-K5+461.5,为裕溪河特大桥,桥梁全长1454.4米;跨径组合为:525+430+(23.4+425)+9 25+(70+130+75)+2325,按一级公路标准建设,设计速度 80千米/小时,桥梁全宽41米,双幅设置.主桥平面位于4600米的圆曲线上、纵断面纵坡为+2.48%和-2.48%,单幅桥面横坡为单向2%. 跨裕溪河主桥长280
2、米(跨径布置:75米+130米+75米),桥面宽度 41米.桩基全部采用钻孔灌注嵌岩桩基础.24号墩(高16米)、25号墩(高17米)位于裕溪河河道内,桥位地处巢湖下游,是巢湖流域的主要入江水道,为III级航道,河底高程为 1.700.60米,相应底宽100110米,堤距约200米,堤顶高程9.8011.40米,最高通航水位10.31米.现场概况为横跨裕溪河、农田、沟塘等.主墩52根桩基(共2墩),桩径2.0米,桩间距3.0米,承台顶面标高2.464米,河道常流水位6.5米. 技术标准 1公路等级:公路I级; 2设计行车速度 : 80公里/小时; 3桥梁设计汽车荷载等级:公路级; 4设计基准年
3、:100年 5桥面宽度 :全宽41.0米,双幅设置,单幅标准宽度 19.0米,桥面布置为:2.5米(人行道)+3.5米(非机动车道)+0.5米(护栏)+12米(行车道)+0.5米(护栏)+3.0米(分隔带); 6环境类别:I类环境; 7桥面铺装:10厘米沥青混凝土+防水层+10厘米C40防水混凝土; 8设计洪水频率:1/300; 9设计水位:300年一遇水位:11.59米,100年一遇水位:11.00米,最高通航水位:10.31米. 10抗震设防标准:地震峰值加速度 0.05g; 11高程系统:国家85高程基准 12最大纵坡:2.48%,桥面横坡:双向2%,竖曲线:4600米. 1.4地形、地
4、貌 桥位区地貌单元为沿江丘陵低山平原区,微地貌单元为平原,地面标高一般在5.08.0之间. 1.5水文地质 本次勘察见有一潜水,勘察期间地下水埋深在0.01.0之间.根据区域水文地质资料和工点水质分析可知,地表水和地下水对混凝土和钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性. 1.6工程地质 桥位区地层覆土层第层为第四系全新统冲积层,下伏基岩为白垩系宣南组泥质粉砂岩、粉砂岩及砂岩. 4、通航资料 桥位处裕溪河主河段为III级航道,通航孔为1个,通航最高水位10.31米,通航净宽为112.0米,通航净高21.5米,通航等级为2000 吨级货轮. 5、工程地质 裕溪河特大桥24号、25号桥墩位于江中,均为钻孔桩
5、基础,其桩基结构形式见表2.钻孔桩穿过地层依次为软土(Q4al)、粉质粘土(Q4a)、中砂(Q4a)、卵石土(Q4a)、强风化粉砂岩(K2xn)、中风化粉砂岩(K2xn). 表2 24号、25号桩基结构形式表 序号桥墩号 桥基承台标高(米) 桩数 (个) 桩径 (米) 桩长 (米) 长 (米) 宽 (米) 高 (米 ) 河床承台底 施工 水位 平均 潮位 1 24号26 2.0 49 40.5 13.5 4 -0.21 -1.354 6.5 1.2 2 25号26 2.0 44 40.5 13.5 4 3.85 -2.354 6.5 1.2 二、大临设施 1、栈桥、码头 裕溪河北岸修建临时栈桥
6、1处,南岸修建临时栈桥1处,其中北 岸临时栈桥计划长度 50米,修至24号墩承台外边缘,南岸临时栈桥 计划长度 50米,修至25号墩承台外边缘,具体情况如下: 临时栈桥桥面宽6.0米,长50米,主要供汽车运输材料、设备至 桥墩处;辅助功能是铺设砼输送泵管及输电电缆. 临时栈桥顶面标高+11米.栈桥主要用于钢护筒、钢筋笼、钢模 板等的中转,也作为混凝土运输的平台.栈桥基础采用双排711米 米钢管桩,桩顶布设28型钢用作垫梁,钢管桩间用16作剪刀撑连接,再在垫梁顶面架设贝雷梁片,贝雷梁片之间相互连接固定,桥面铺 设30b槽钢. 钢管桩进场后根据其长度及设计所需的长度进行配料,钢管分节长度根据吊机的
7、起重能力及作业半径每节长度为1224米,首节长度 14米以上,钢管桩端部加设10米米厚、30厘米宽的钢带,钢管对接时在外侧加设10米米厚20厘米宽的缀板以加强钢管桩的整体刚度 . 在物资、机械设备按照要求进场,钢管桩加工完毕,并与航道、海事部门联系取得水上作业施工许可后开始栈桥施工.根据现场实际 情况采用浮吊起吊振动打桩机插打钢管桩.为保证插打时桩基符合设计位置,每排桩施工时先施工靠近两侧的桩,而后焊接连接系形 成桩基定位架,再插打中间桩,最后按要求焊接钢管桩纵横向连接系,在钢管桩顶面焊接安装型钢分配梁,之后由吊机将运至作业面的贝雷梁吊装拼接延伸. 2、混凝土生产 根据本工程特点,水中钻孔桩及
8、承台砼用量很大,具体工程数量见表3,为此,在北岸设立一座自动计量拌合机JS1000,在南岸设立一座自动计量拌合机JS750,进行砼拌制,1台JS1000拌合站每盘出料1.0米3,每盘连续拌合时间3米in,每小时实际生产能力为1603=20米3,北岸砼混凝土生产工厂每小时实际生产能力为20米3,南岸砼拌合站的生产能力为20米3,满足桥梁基础及连续梁施工的砼需求. 表3 水中桩基及承台砼数量 砼运输方案 :24号、25号墩基础及承台施工时,南北岸各设一台砼输送泵供水中桩基础施工,各配备3台砼输送车进行砼运输.由砼输送车将砼运送至砼输送泵,通过便桥上敷设的砼输送管进行24号、25号墩桩基施工. 3、
9、钢筋笼的加工及运输 钢筋笼在岸上钢筋加工厂绑扎制作,炮车运送至24号、25号墩处,汽车吊吊送入桩孔中,钢筋笼的长度由浮吊的起高度和起吊能力决定,钢筋笼的接长采用套管连接和焊接相结合. 4、施工用电 本桥用电采用10KVA专用输电线路接入,在南北两岸各设立500KVA和400KVA变电站各一座,供引桥及主桥水中桩基及墩台施工用电.水中桩基及墩台施工用电通过在施工临时栈桥上铺设的专用电缆提供,同时备用2台200KVA发电机组,以保证停电时施工用电. 5、施工用水 生活用水由就近村庄的自来水管道引入.施工用水采用打井取水的办法解决.用水以前,要首先进行水质化验,满足需要后方可使用. 6、生产及生活设
10、施 项目部生活和生产房屋采用彩钢板活动房屋,生活及生产设施共占地58830米2. 7、其它 航道维护.根据设计提供的资料裕溪河主河道为III级航道,施工中我们将与航道、港监积极联系采取可靠的施工防护措施,如在水上设置通航标志、栈桥墩身上设置警示灯、发布施工通告、设置防撞桩等措施保证航道的通航安全. 通讯联络采用当地电信网络和移动通讯,并与当地电信部门联系无线上网或其它形式的宽带网便于与各方的信息交流,主要施工调度人员采用手持式对讲机进行现场施工调度 . 三、施工方案 一)钻孔桩基础施工 基础施工尽量利用枯水期施工.24、25深水桩基础在固定平台搭设完成后,利用振动打桩机埋设钢护筒,护筒与钢管桩
11、共同受力形成固定钻孔平台,在固定平台上采用千克P-3000气举反循环钻机成孔.本桥水中墩施工拟搭建2个钻孔平台,每个钻孔平台上布置6台钻机,共采用8台钻机进行平行、流水作业.通过合理安排工序,保证钻孔平台及钻机的周转.24墩砼施工由北岸砼拌合站通过砼输送泵直接泵送入模,25砼墩由南岸砼拌合站通过砼输送泵直接泵送入模. 二)承台施工方案 桩基施工完毕后,开始进行承台施工.根据裕溪河的实际情况,我部拟采用钢板桩围堰施工方案 . 1、钢板桩进行承台围堰施工 利用履带吊、振动锤和运输船,采用振动沉桩法插打钢板桩进行承 台钢板桩围堰,钢板桩围堰施工采用钢板桩(拉森, L=19.0米),打封底砼后,进行承
12、台施工. 三)墩身施工方案 承台施工完毕后,在其上安装塔吊,进行墩身施工.墩身分段进行施工,第一节出水面后,拆除围堰,继续上部墩身施工. 四、施工方法 一)水中钻孔桩施工方法 1、搭设固定平台 在大堤上利用贝雷梁、型钢组拼成打桩导向架.待钢管桩插打完毕,吊装组焊导向架.然后用将钢管桩运至墩位,收缆定位.50t履带吊起吊打桩锤插打钢护筒,使其沉放至河床面以下一定深度 .最后在钢护筒上焊接钢牛腿及桩间联结系,从而形成稳固水中钻孔平台. 50t履带吊配振动打桩锤插打钢管桩、钢护筒.钢管桩为壁厚9米米 的610钢管,直接采购成品,钢护筒采用16米米钢板,在工地加工厂卷制,直径比桩径大25厘米,内径为2
13、25米米.为了保证钢管桩和钢护筒的入土深度 ,首节钢管桩的长度不小20米,首节钢护筒的长度要保证进入土中不小于2米,以保证钢护筒准确定位. 2、钻机就位 每个平台布置冲击钻机各6台,泥浆制备分离系统一套,泥浆池设在大堤外,用管道连接,满足泥浆循环、钻渣外运需要.钢筋笼在岸上集中加工,用炮车送至墩位处,吊车起吊接长安装就位. 因为桩的垂直度偏差不大于1%,因而钻机顶部起吊滑轮轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上,其偏差不大于10米米,因此,水上平台应牢固、平稳. 3、泥浆护壁 钻孔采用泥浆护壁,以保持孔壁在钻进过程中不坍塌.水中用钻孔护筒作为泥浆循环池,用管道接岸上沉淀池.采用合格的粘土
14、悬浮泥浆作为钻孔泥浆.先将粘土加水浸透,然后加水以搅拌机拌制,现场试验检测泥浆指标.若泥浆指标不合格,应予以调整.钻进过程中,护筒内泥浆应始终高出孔外水位1-1.5米.对于易坍孔的地层,应适当调整泥浆各项性能指标,确保不坍孔. 4、钻孔 钻机就位后,对钻头位置进行复测,将偏差控制在允许范围之内,底座和顶端应平稳,在钻进施工中不应产生位移或沉陷,否则应找出原因,及时处理.回旋钻机顶端的起吊滑轮缘、钻盘中心和桩中心在同一铅垂线上,严格控制钻孔的倾斜度在1%以内,并在钻进过程中随时用经纬仪校正钻杆,以保证垂直度达到设计要求.出现偏差及时调整.钻进过程中,泥浆经过循环池及沉淀池后,流回孔中,注入孔口泥
15、浆比重控制在1.20-1.25之间,粘度 18-25S,含砂量小于4%,钻进过程中随时注意记录地层变化情况. 在砂层中钻进时,要适当降低成孔钻速,成孔过快易坍孔,必要时添加外加剂如厘米C、纯碱等,以确保孔壁稳定. 5、检孔及清孔 当钻机进尺达到设计要求以后,即可开始清孔.可采用泵吸反循环出渣,大部分钻渣在钻进过程中从孔底直接由砂泵排出,沉渣厚度不大于5厘米,清孔后,对泥浆各项性能指标及孔内沉淀物进行检测,达到规范规定标准后方可提钻,再使用长度和外径符合施工技术规范要求,用级钢筋制作的检孔器吊入孔内,检查孔径大小及垂直度等. 另在钢筋笼、导管安放完毕后,若沉渣厚度和泥浆指标有变化,用导管进行二次
16、清孔. 清孔时,保持孔内水位在河流水位以上1.01.5米,防止坍孔. 6、钢筋笼制作及吊装 钢筋笼在加工场统一加工,制作时均需在型钢焊制的骨架定位平台上进行,以保证制作的钢筋笼的整体直度及主筋接长时的对位度 ,每节长度 20米,用自制炮车运至现场.采用吊车安装.当底节骨架下降到孔口上只有一个箍圈时,用钢管将骨架临时支承于孔口,此时可吊来第二节骨架进行连接,连接完毕后,稍提骨架,抽去临时支承,将骨架缓慢下放.不要碰撞孔壁,如此循环,直到全部连接完毕.钢筋笼顶部通过钢筋与护筒口焊接相连,以预防钢筋笼在砼灌注过程中上浮. 7、水下砼灌注 灌注砼前,检测孔底沉淀厚度 ,符合设计要求.混凝土采用拌和站集
17、中拌和,输送泵灌注. 砼灌注时应连续进行,导管为直径30厘米壁厚10米米的无缝钢 管,浇注前要复核导管长度 ,进行必要的水密、承压和接头抗拉试验.同时对导管以试验时的拼接顺序进行编号,导管用高密封快插接头连接,用卡子固定好后,安设漏斗,导管底部至孔底有40厘米的距离,且漏斗首批砼的储量由计算确定,满足导管初次埋置深度1.0 米的需要. 灌注时,先将漏斗用水湿润,向内灌一盘1:2的水泥砂浆,再用砼将漏斗装满,使下去的砼确保能埋住导管至少1米以上,然后拨球,在导管内砼顺管下落的同时,随即迅速向漏斗内注入砼,以增加导管的埋深,防止导管内进水.为防止钢筋笼被砼顶托上升,在灌注下段砼时应尽量加快,当砼进
18、入钢筋笼12米后,应减少埋入深度 .灌注过程中不得停顿,一气呵成,以保证桩的质量.最后灌注时导管不要急于拆卸,要尽量加大长度 ,增加砼压力,确保砼质量. 灌注过程中,经常用测锤检测孔内混凝土面位置,管底应在混凝土面下24米,最深不得超过6米,且溢流出的泥浆应引至泥浆池,水中桩灌筑时泥浆应用管道排到岸上泥浆池中,禁止向江中排放,防止污染环境. 灌注到桩顶,应使桩顶标高高于设计标高80厘米100厘米,为防止顶部浮浆较多,出现“虚桩”,因此施工中按超灌1米控制,且要由技术人员用捞碴器证实.混凝土终凝后,人工凿除桩头松散混凝土. 8、注意事项 1)实际施工过程中,随时检测地质情况,当与钻孔资料有较大出入时,及时书面上报设计、监理及业主单位,及时采取措施处理.