G01～G08鉆孔樁施工方案.doc

中鐵二局股份有限公司杭州灣跨海大橋X合同 鉆孔樁施工方案及施工工藝杭州灣跨海大橋X合同中鐵二局股份有限公司杭州灣跨海大橋X合同項目經(jīng)理部二00四年五月G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁施工方案及施工工藝一、編制依據(jù) 1、杭州灣大橋合同段工程施工設(shè)計圖2、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-20003、杭州灣跨海大橋?qū)Ｓ檬┕ぜ夹g(shù)規(guī)范4、公路工程國內(nèi)招標文件范本5、杭州灣跨海大橋?qū)ｍ椆こ藤|(zhì)量檢驗評定標準二、工程概況508050m及450m連續(xù)梁基礎(chǔ)為1.5m鉆孔灌注樁，共計76根/6552米。其中，G01、G02、G08橋墩的樁長為85m，其余均橋墩的樁長為87m。G02和G03墩單幅橋采用7根鉆孔樁，梅花形布置，分布半徑為4.0m；450m連續(xù)梁及80m連續(xù)梁邊墩采用4根鉆孔樁，分兩排布置，順橋向、橫橋向間距均為4m。三、施工部署1、施工總平面布置根據(jù)G01G08現(xiàn)澆段所在區(qū)域的地形情況，擬在橋軸線西側(cè)設(shè)置專門的生產(chǎn)區(qū)域，該區(qū)域主要包括60m3/h拌和站一座(4136m2)、鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)加工區(qū)域(352m2)、泥漿池及泥漿沉淀池(12600m2)，并預(yù)留有提梁站設(shè)置區(qū)域。整個生產(chǎn)區(qū)域按當?shù)厮忠蟮倪h離十塘20m布置。施工總平面布置的詳細情況見附件1：G01G08現(xiàn)澆段施工總平面布置圖。2、主要施工設(shè)備配置計劃由于G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁具有樁長、地質(zhì)情況較復(fù)雜、海工耐久混凝土灌注難度大等特點，因此，擬選擇扭矩大的鉆機進行成孔，并配置相應(yīng)的泥漿泵、泥漿處理器，形成完善的泥漿循環(huán)系統(tǒng)?；炷良颁摻钍┕ぴO(shè)備按常規(guī)設(shè)備配置。G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁施工機械設(shè)備配置的詳細情況見下表。3、主要施工人員配置計劃根據(jù)G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁工程量和施工設(shè)備配置情況，現(xiàn)場施工作業(yè)擬配置施工員1人、質(zhì)檢員1人、安全員1人、測量人員3人(與其他施工作業(yè)測量共用)；每臺鉆機按兩班制配置鉆工8人，6臺鉆機共48人；鋼筋工和混凝土工按一班制配置，各配置10人；其他機械設(shè)備操作人員為整個合同段工程共用，此不列入。主要施工機械設(shè)備配置表序號機械名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備 注1鉆機GY-25、AS500臺62泥漿泵3PN,30kw臺63泥漿處理器臺64振動錘DZ40臺15混凝土攪拌站HZN60,60m3/h臺16混凝土輸送泵車HBT60臺17混凝土攪拌運輸車6 m3輛28汽車起重機QY25,25t臺19壓漿機3SNS臺110輪式裝載機ZL50,3m3臺111鋼筋調(diào)直機GJT4/14臺112鋼筋切斷機GQ40臺113鋼筋彎曲機GW6/40B臺214鋼筋對焊機UN1-100,100KVA臺114直流電焊機ZX5-400,34KVA臺315鋼筋擠壓機22臺116真空泵WSD-7.5臺14、施工進度計劃根據(jù)本合同段工程的總體施工計劃要求，G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁施工計劃開工日期為2004年6月16日，2004年10月6日完成。單根鉆孔樁成樁施工周期表序號項目名稱工期（天）1234567合計71鉆機就位及工前準備12鉆孔、清孔43鋼筋籠（含壓漿管、探測管）14灌注水下混凝土1四、施工方案根據(jù)本合同段工程的總體施工施工安排要求，G01G08現(xiàn)澆段鉆孔樁施工首先進行G03、G04、G05墩的鉆孔施工，每個橋墩配置2臺鉆機；待該部分鉆孔樁完成后，鉆機按照以下順序調(diào)轉(zhuǎn)：G03G02、G04G07G08、G05G06G01，以便盡快的為承臺及墩身施工提供工作面。鉆孔灌注樁施工主要施工方案如下：1、鉆機及配套設(shè)備選擇根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)及地質(zhì)特點，成樁質(zhì)量要求高、地質(zhì)復(fù)雜，選用5臺GY25型和1臺AS500型鉆機，鉆頭選用雙腰帶三翼刮刀鉆頭。同時配齊與鉆孔及鉆機相對應(yīng)的配套設(shè)備：6臺3PN泥漿泵、6臺泥漿分離器、1臺DZ40振動錘等設(shè)備?；炷良颁摻钍┕ぴO(shè)備按常規(guī)設(shè)備配置。2、鉆孔平臺方案由于G01、G02橋墩位于灘涂區(qū)，我部擬采用筑島方案形成鉆樁平臺(該方案已經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理工程師和地方政府有關(guān)部門批準，批準材料見附件2)，已加快鉆孔樁的施工進度。G01、G02鉆孔樁平臺四周采用砂袋碼砌、中間填宕碴，盡量減少對海洋的污染；承臺處填砂作為鉆機施工平臺，填筑厚度3m，平臺頂標高約5.6m。G01、G02橋墩區(qū)域筑島方案詳見附件3。十塘內(nèi)G03G08橋墩處于陸地區(qū)，在原地面填石渣碾壓整平，承臺處填砂作為鉆孔平臺，填筑厚度1m。3、水下混凝土施工方案鉆孔樁混凝土為海工耐久混凝土，為保證工程質(zhì)量，采用方案為：中鐵四局拌和站集中生產(chǎn)、4臺6m3混凝土運輸車運輸，現(xiàn)場采用導(dǎo)管法灌注。4、鋼筋籠施工方案鋼筋籠在加工場集中加工、分節(jié)制作，專用運輸車運至施工現(xiàn)場，然后利用25t汽車吊配合人工將其放入孔內(nèi)并按設(shè)計圖紙和施工技術(shù)規(guī)范要求接長。5樁底壓漿方案壓漿管路嚴格按照設(shè)計圖要求進行安裝，混凝土灌注完成后2448小時用高壓水對壓漿管進行初裂。樁底壓漿工作在樁檢合格且混凝土灌注完成10天后進行?，F(xiàn)場壓漿工作采用ZJ-400型渦流制漿機制漿、3SNS型往復(fù)式三柱塞泵壓漿。五、施工方法及施工工藝1、鋼護筒埋設(shè)鋼護筒埋設(shè)深度的確定灘涂區(qū)G01、G02墩護筒頂標高按高出施工平臺0.4m考慮，即6.0m，十塘堤內(nèi)G03G08墩護筒頂標高較平臺高出0.3m。其底標高和壁厚將嚴格按照設(shè)計圖有關(guān)要求確定：G01、G02墩為永久性鋼護筒，長度為12米；G03G08墩為臨時性鋼護筒，長度為4米。鋼護筒埋設(shè)待樁位準確確定后，用汽車吊將鋼護筒吊裝就位后，采用DZ40振動錘下沉鋼護筒至標高。護筒中心線與樁中心線重合，平面允許誤差為100mm，豎直線傾斜度不大于1%。2、鉆孔鉆機安裝：鉆機安裝時確保底座平穩(wěn)，在鉆進過程中不發(fā)生位移、傾斜或沉陷。鉆機頂部的起吊滑輪緣與轉(zhuǎn)盤中心的連線豎直，鉆頭中心與孔樁中心重合，偏差不大于2cm。開鉆前用水平尺矯正轉(zhuǎn)盤，保證水平，每次交接班都要檢查水平、及時糾正。開始鉆進時，適當控制進尺，在護筒刃腳處采取低檔慢速正循環(huán)鉆進，使刃腳有堅固的泥皮護壁。鉆至刃腳下1m后，以正常速度鉆進。鉆進2030m后（避開地質(zhì)變化地段），再轉(zhuǎn)換成氣舉反循環(huán)鉆進。采用減壓鉆進及雙腰帶鉆頭，保持重錘導(dǎo)向作用，經(jīng)常檢查鉆機的水平，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，確保成孔豎直度。及時地控制地質(zhì)變化地段的鉆進速度，防止縮孔、坍孔的產(chǎn)生。隨時撈取鉆渣，判斷地層并檢驗?zāi)酀{指標，根據(jù)地層變化情況適時調(diào)整泥漿性能。定時檢查調(diào)整泥漿性能，嚴格控制泥漿性能指標。在不同地層鉆進時，根據(jù)進尺情況及時更換鉆頭。粘土層中鉆進，由于泥漿粘性大，鉆錐所受的阻力也大，易糊鉆，將選用尖底鉆錐，中等轉(zhuǎn)速、大泵量、稀泥漿鉆進；在砂土層和淤泥質(zhì)亞粘土層鉆進時，容易出現(xiàn)坍孔和縮孔現(xiàn)象，擬選用平底鉆錐，控制進尺，采用低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進。鉆進過程中始終保持孔內(nèi)液面高于孔外水位1.52.0m，加強護壁，保持孔壁穩(wěn)定。在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時，始終保持孔內(nèi)的水位和泥漿的相對密度和粘度。樁的鉆孔和開挖，在鉆孔中心距離5m內(nèi)任何混凝土灌注樁完成24h后才能開始施工，以避免干擾新灌混凝土的凝固。鉆進過程中如遇淺層氣，減速鉆進，加大泥漿比重（或向孔內(nèi)投入粘土塊），提高孔內(nèi)水位和泥漿的相對密度、粘度和膠體率，加強泥漿護壁作用，保證成孔質(zhì)量。密切觀察地面沉陷引起的平臺高程變化、鉆機位移，并及時采取措施。鉆孔時認真填寫鉆孔記錄，在土層變化處撈取渣樣，判明土層，以便與地質(zhì)剖面圖相核對，及時調(diào)整鉆孔工藝。鉆孔連續(xù)進行，當遇特殊情況需停鉆時，則提出鉆頭，并采取措施保持孔壁穩(wěn)定。為減少孔壁暴露時間，在鉆孔連續(xù)作業(yè)中，充分做好各種準備工作及應(yīng)急預(yù)案，使鉆孔時間控制在72小時內(nèi)。 正、反循環(huán)流程見下圖。3、固孔泥漿制備及循環(huán)凈化系統(tǒng)由泥漿循環(huán)槽、制漿池、儲漿池、沉淀池、泥漿分離器等組成。護壁泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿，淡水進行孔外拌制，專用儲漿池儲存，經(jīng)凈化池凈化后循環(huán)使用。殘渣與泥漿按環(huán)保要求排放。施工時定期對泥漿的相對密度、粘度和膠體率進行測試，其性能指標見下表。泥漿性能指標鉆孔方法泥漿性能指標相對密度(g/m3)粘度（Pa.S）含砂率（%）膠體率（%）失水率（ml/30min）泥皮厚（mm/30min）靜切力（Pa）酸堿度（Ph）正循環(huán)1.201.45192849615235911反循環(huán)1.061.10182849520312.59114、清孔鉆孔達到設(shè)計深度，且成孔質(zhì)量（鉆孔中心位置、孔徑、傾斜度）符合要求，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準后進行換漿清孔。清孔時，孔內(nèi)水位保持高出孔外水位1.52.0m，以防止鉆孔塌陷；應(yīng)將孔底鉆渣及泥砂等沉淀物清除，不得用加深孔底深度代替清孔；沉渣厚度滿足設(shè)計及規(guī)范要求。清孔后從孔底提出泥漿試樣，其指標應(yīng)符合下表規(guī)定：泥漿性能指標清孔后泥漿指標相對密度1.031.10粘度1720 S含砂率2%膠體率98%5、鉆孔質(zhì)量檢查鉆孔樁在終孔和清孔后，對孔徑、孔深和傾斜度，采用專用超聲波儀器測定。經(jīng)檢驗確認成孔滿足要求時，立即填寫成孔檢查單，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認后，即可進行下道工序施工。鉆孔偏差應(yīng)符合下表規(guī)定：鉆孔樁成樁質(zhì)量標準序號檢查項目規(guī)定值或允許偏差1混凝土強度（MPa）在合格標準內(nèi)2孔的中心位置（mm）1003孔徑不小于1.5m4傾斜度1%5孔深符合圖紙要求6沉淀層厚度（mm）2006、鋼筋籠制作、安裝鋼筋籠采用鋼筋加工場集中制作，分節(jié)長度為18m，接頭區(qū)段長1m，鋼筋籠在特制模具上加工，主筋采用閃光對接焊。對各節(jié)段進行編號，以保證鋼筋籠順利有序吊裝。鋼筋籠存放在加工棚外的場地上，用專用運輸車運至作業(yè)平臺。為防止鋼筋籠在運輸、起吊和就位時變形，采用多點支撐、起吊，并在鋼筋籠上設(shè)置加強鋼筋。在鋼筋骨架上安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距的混凝土墊塊，沿樁長間距不超過2m，橫向圓周不少于4處。聲測管、壓漿管除底節(jié)焊接在鋼筋籠上外，其余均用套環(huán)固定在鋼筋骨架上（并綁扎牢固），便于管材之間的對接。鋼筋籠采用吊車起吊，緩慢下入孔內(nèi)，若下放遇阻則轉(zhuǎn)動方向后再行下入，禁止強拉猛放，鋼筋籠在孔口用冷擠壓套筒接長。通過采用新工藝、新技術(shù)，以達到鋼筋籠的快速安裝。鋼筋籠下放前檢查其豎直度，不滿足要求時及時調(diào)整，確保對接時上、下節(jié)鋼筋籠中心線保持一致。鋼筋籠安裝到位后及時固定，樁頭鋼筋與鉆孔平臺焊接牢固，防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架偏位、上浮。鋼筋骨架制作和安裝的允許偏差見下表。鉆孔樁鋼筋骨架制作與安裝質(zhì)量要求項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方式和頻率1主筋間距（mm）10用尺量、每段2個斷面2箍筋或螺旋筋間距（mm）20用尺量、每段510個間距3鋼筋骨架外徑（mm）10用尺量、每段2個斷面4鋼筋骨架長度（mm）10用尺量5傾斜度（%）0.5超聲波儀器測量6骨架保護層厚度（mm）20用尺量7骨架中心平面位置（mm）20用全站儀檢查8頂端高程（mm）20水準儀測量9底面高程（mm）50按頂端高程和骨架長度推算7、水下混凝土灌注水下混凝土采用導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管采用內(nèi)徑280mm并裝有密封圈的螺紋連接導(dǎo)管，分節(jié)長0.52.5m，最下節(jié)長5.0m。導(dǎo)管在使用前組裝編號，并進行水密、承壓、接頭抗拉試驗，確保導(dǎo)管的良好狀態(tài)。導(dǎo)管下放過程中保持其位置居中，軸線順直，平穩(wěn)沉放，防止卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁，導(dǎo)管安裝時做好記錄。灌注水下混凝土前，再次檢測孔底沉淀厚度，超過200mm應(yīng)進行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合規(guī)定。自檢合格后，報請監(jiān)理工程師檢驗，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，進行混凝土灌注施工?；炷吝\至灌注現(xiàn)場后，檢查其和易性和坍落度，符合要求后，立即開始混凝土灌注，并快速連續(xù)進行，不得中斷，灌注速度每小時不少于50m3。首批混凝土灌注采用6m3儲料斗，導(dǎo)管下口至孔底距離控制在2540cm，導(dǎo)管初始埋置深度大于1.0m。在整個灌注時間內(nèi)，出料口應(yīng)埋入先前灌注的混凝土內(nèi)26m，以防止泥漿及水沖入管內(nèi)。吊車配料斗灌注完成首批封底混凝土后，6m3儲料斗換成1.5m3儲料斗，采用混凝土罐車直接灌注混凝土，以加快水下混凝土的灌注速度。灌注過程中經(jīng)常用測錘探測孔內(nèi)混凝土面的高度，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管緩慢提升，以免掛撞鋼筋籠。為保證樁頭質(zhì)量，混凝土灌注標高比樁頂設(shè)計值高0.51.0m,在承臺施工前鑿除。施工時，指定專人填寫水下混凝土灌注記錄。灌注混凝土時，溢出的泥漿引入適當?shù)攸c處理，防止污染環(huán)境。8、鉆孔樁成樁質(zhì)量檢測鉆孔樁成樁質(zhì)量檢測在樁身混凝土灌注完成后3至30天內(nèi)完成，由業(yè)主委托的檢測單位對鉆孔樁的完整性進行超聲波檢測。9、樁底壓漿樁底壓漿是提高樁底承載力和減少沉降的重要措施。樁底壓漿嚴格按照設(shè)計要求進行。壓漿管路的安裝根據(jù)設(shè)計要求，每根樁設(shè)置3根壓漿管及3根聲測管。3根50mm聲測管，前期用于聲波法檢測樁身混凝土的灌注質(zhì)量，后期作為樁底壓 漿回路。壓漿管與聲測管通過彎頭連接，3根25mm壓漿管用于樁底注漿以增加樁底承載力減少樁底沉降，改善結(jié)構(gòu)受力。鋼筋籠按設(shè)計圖綁扎成型后，在鋼筋籠內(nèi)側(cè)沿圓周均勻布置3根聲測管和3根壓漿管。每節(jié)鋼筋籠內(nèi)聲測管和壓漿管都用套環(huán)焊接或用套絲接頭連接。聲測管和壓漿管與鋼筋籠用綁扎絲連接牢固。每根壓漿管與相鄰的聲測管（底部用彎頭連接）組成一個壓漿回路，每個壓漿回路底部鋼管上設(shè)置3個直徑為6mm被橡膠套筒緊密包裹的出漿孔，孔口朝下。樁底管路平面布置如下圖所示：為避免灌注水下混凝土時，沖壞管路，在彎頭上面用75x75角鋼將壓漿管路保護起來；在彎頭下面用25mm鋼筋焊成井字框保護壓漿管路，保護筋與鉆孔樁主筋焊接在一起。主要壓漿設(shè)備注漿泵注漿泵采用3SNS型往復(fù)式三柱塞泵。主要技術(shù)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速91r/min，理論排量76L/min，壓力12Mpa，進道口徑64mm，排道口徑32mm，額定功率22Kw，外形尺寸（長寬高）1800945705mm，整機重量930Kg。制漿機制漿機采用ZJ-400型渦流制漿機，主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱容量400L，額定功率7.5Kw，轉(zhuǎn)速1440r/min，重量450Kg，外形尺寸（長寬高）140011301585mm。壓漿前準備壓漿管初裂樁身混凝土灌注完畢后2448小時，將對壓漿管進行初裂。先對所有管路接頭進行檢查，壓力表、閥門等均連接牢固、密封后，開始對U形管道進行高壓注水，出漿管口出水后，關(guān)閉出漿閥繼續(xù)加壓，使套筒包裹的壓漿孔開裂；此時水壓降低，立即停水。參照有關(guān)壓漿資料：東南大學試樁間隔27h進行初裂，裂開壓力為2Mpa；輝固公司試樁間隔29h進行初裂，裂開壓力為1Mpa。初裂間隔時間取27h。根據(jù)其他單位的施工情況，初裂壓力一般為25Mpa。漿液制備壓漿漿液由普通硅酸鹽水泥(52.5R)、膨潤土、水、減水劑按比例配制，其7天最小抗壓強度5Mpa，漿液流動性好，壓力泌水小，初凝時間約23小時。試驗室根據(jù)現(xiàn)場原材料情況，進行壓漿液的配合比選定試驗，初步確定配合比為：水泥：水：膨潤土：減水劑 = 1：0.65：0.1：0.01，施工時將根據(jù)具體情況進行調(diào)整。壓漿終止條件根據(jù)工程樁的前期壓漿經(jīng)驗及試驗樁資料，確定壓漿管路布置、工藝及壓漿終止條件：a、 壓漿量25003000L；b、 壓力34MPa,并持荷35分鐘；c、 樁身上浮量超過5mm。滿足以上條件中的b條件和a、c的任一條件即可終止壓漿。但根據(jù)其他單位的壓漿情況及深長樁的現(xiàn)實，樁身上浮可能性極小，故壓漿終止條件基本上采用a、b兩個條件進行雙控。壓漿工藝鉆孔樁孔底壓漿在鉆孔樁檢測且澆注混凝土完成至少10天后，進行樁底壓漿。壓漿前工作a、壓漿前檢查確認制漿機、注漿泵、壓力表、漿液分配器、溢流安全閥、球形閥、儲漿箱、水泵等設(shè)備工作狀態(tài)良好。水泥、膨潤土、緩凝劑等準備充足，運抵現(xiàn)場。b、壓漿管路按編號順序與漿液分配器連接牢固，并掛牌標明壓漿回路序號。c、壓漿前再次用清水將所有的壓漿管路清洗疏通。壓漿a、根據(jù)試驗樁資料，鉆孔樁澆注完成10天后，泥漿拌制后應(yīng)放足15min，才能進行壓漿，以消除泥漿中空氣含量。壓漿分三個循環(huán)進行，利用壓漿管壓漿，第一個循環(huán)每個回路的壓漿量300L，第二輪壓漿每回路壓漿量400L，第三輪壓漿以壓力進行控制，同