深水鉆孔灌注樁施工方案

/深水鉆孔灌注樁施工方案一、主橋9#、10#、11#、12#、13#墩樁基施工方案（一）基本狀況1、本合同段主橋有五個主墩，每個主墩由8根Φ150cm鉆孔灌注樁組成，均為摩擦樁，樁長分別為9#墩51m，10#墩51m，11#墩49m，12#墩49m，13#墩49m。。2、樁位處水文地質(zhì)狀況（1）9#墩處，上層為粗砂層，厚度約6m，其下為礫石層，枯水季節(jié)水深約10m左右。（2）10#墩處，上層為中粗砂層，厚度約8m左右，其下礫石層，枯水期水深約6m左右。（3）11#墩處，上層為為中粗砂層，厚度約7m，然后是礫石層，厚度約7m，枯水季節(jié)水深約5m。（4）12#墩處，上層為中粗砂層，厚度約5m，然后進入砂礫層，厚度約6m，其下為礫石層，枯水季節(jié)水深約4m。（5）13#墩處，上層為粘土層，厚度約5m，然后進入砂層，厚度約6m，其下為礫石層，枯水季節(jié)無水。二、施工方案依據(jù)設計狀況和水文地質(zhì)特點，接受氣舉反循環(huán)泥漿護壁鉆孔施工方案，其中13#、墩屬陸上樁，擬在枯水期施工，9#~12#水位較深，擬接受搭設水上工作平臺方式施工。（三）施工方法1、鉆孔前的準備工作1）施工平臺及其搭設本橋9#~12#墩墩位處水深流急，為了平安牢靠，依據(jù)以往施工閱歷，對于水中樁基接受水中固定平臺方法施工。水中樁基礎施工平臺是為鋼護筒埋設、鉆機鉆孔、灌注水下混凝土等施工須要而搭設的水上工作平臺，這樣可以大大地簡化施工。平臺擬接受有足夠強度和剛度的鋼管樁來承受豎向荷載，并依鋼管樁間的多道縱橫向聯(lián)結以及鋼管樁和鉆孔鋼護簡之間的聯(lián)結來保證其縱橫向穩(wěn)定。鉆孔樁平臺，接受壁厚10mm的φ80cm鋼管樁為支承，鋼管樁內(nèi)每隔1.5m用角鋼加十字撐一道，預先在工場加工和接長到預料長度。按要求打入至設計標高后，在鋼管樁內(nèi)填中砂至密實；此外，在樁頂1m高度的范圍灌注混凝土，以承受平臺上部傳來的局部荷載。平臺橫聯(lián)為在兩側(cè)的鋼管樁的樁頂用角鋼焊制的桁架進行聯(lián)結，順橋向側(cè)在上、下游共二排鋼管的樁頂加以高1.5m的桁架聯(lián)結系，以減小支承鋼管的自由長度增加平臺穩(wěn)定性。在鋼管樁上架設貝雷桁架或六四軍用梁作為平臺承重結構，以Ⅰ56工字鋼作荷載支配梁，5cm木板做平臺鋪面。水上鉆孔樁工作平臺的搭設方法是：在岸上架設全站儀，測出鋼管樁位，由300KN浮吊吊起鋼管樁下沉，利用導向船導向，接受160KW振動沉拔樁錘振動下沉，直至設計標高。完成鋼管樁的打設后，架設水準儀測出標高，割平鋼管樁，并一邊安裝縱橫向聯(lián)結，一邊往鋼管樁內(nèi)填砂并灌注樁頭混凝土，如此逐條打設全部鋼管樁。然后由浮吊吊起事先在平板船上組拼好的承重橫梁安裝，并將其和鋼管樁聯(lián)接。最終鋪設平臺工作面板，設置航標等通航導向裝置。為保證平臺不被過往船只撞擊，在本項工程（32墩樁基）起先搭設平臺至施工完畢這段時間，報請航道部門發(fā)布通航公告，對施工水域進行臨時管制。水上平臺搭設時，一般可限制鋼管樁傾斜率在1%以內(nèi)，位置偏差在30cm以內(nèi)，平臺面必需要平整，各連接處要堅實，平臺鋼管樁四周視須要拋設砂包以削減洪水的沖刷，并定期測量鋼管樁四周河床標高以監(jiān)測河床沖刷程度，以防沖刷超過允許限度而發(fā)生事故。平臺嚴禁任何施工船只的碰撞，夜間開啟平臺首尾的示警紅燈，并在平臺周邊掛放確定數(shù)量的救生圈，以防不測。2）鋼護筒的制作及下沉鋼護筒的制作護筒內(nèi)徑接受1.9m，接受厚度為10mm的A3鋼板卷制。在制作場用卷板機卷成筒后，在焊接平臺上焊接。為加強鋼護筒的整體剛度，鋼護筒的焊接接頭處均在外加設12mm，厚15cm寬的鋼帶，護筒底加設12mm厚、50cm寬的鋼帶作為刃腳。護筒在加工場分段制作，一般每段長度5~6m。鋼護筒加工標準，垂直度偏差不超過1cm/1m，橢圓度不大于2cm，焊接接受坡口雙面焊，全部焊縫連續(xù)，以保證不漏水。鋼護筒的埋設在平臺搭設完成后，即起先埋設護筒。首先在平臺上精確測量，定出橋墩的縱橫向軸線，然后據(jù)此安裝護筒導向架，導向架的內(nèi)空比護筒外徑大3Cm。同時把分段制作好的護筒段在平臺現(xiàn)場平板船上接長。接長的長度依河床標高和河床地質(zhì)而定，最少應保證該護筒入土確定深度后，項部露出水面1m以上，以便能續(xù)接其他節(jié)段。有些護筒要分兩次下沉，即第一次打設護筒后，用回轉(zhuǎn)鉆清除護筒內(nèi)土芯，然后其次次再振動下沉和接長。護筒的安裝擬接受30T浮吊吊起已拼接好的第一節(jié)護筒，通過導向架內(nèi)空下放著床，并懸掛鉛錘測量其傾斜度，以保證不大于1%。護筒依自重著床并臨時聯(lián)結到平臺后，松開吊機，并立刻用160KW振動沉拔樁錘下沉。事實上由于樁位處搭設平臺鋼管樁和下沉護筒等，局部沖刷較大，松散覆蓋層沖刷殆盡，振動下沉護筒后的埋置濃度往往達不到要求，致使保持水頭等有困難時，需把護筒內(nèi)渣土清除后復振。2、鉆孔本合同段地質(zhì)狀況較困難，鉆孔較深，施工難度大，在施工中必需嚴格駕馭以下幾點：1）河床面至粉細砂層屬亞粘土或淤泥質(zhì)土層，進尺時接受Ⅱ檔二泵二馬達低速時尺，進尺速度不超過1m/h。2）密切留意礫石層的位置，在離礫石層1~0.5m時，更要留意進尺速度，一般限制在0.5m/h，確保減壓狀態(tài)鉆進，并要視察護筒內(nèi)泥漿位置變更狀況，假如有漏漿現(xiàn)象立即補漿，確保泥漿水頭壓差。3）進尺至卵石層位置時，不管有沒有漏漿現(xiàn)象，停鉆（但泥漿循環(huán)接著進行）4~8h，讓泥漿充分滲透進礫石層，讓泥漿充分護壁，避開漏漿和塌孔，4）在礫石層段，接受Ⅱ檔低速進尺速度限制在0.5~0.2m/h，確保減壓狀態(tài)鉆進，否則進尺過快，泥漿護壁時間不充分，簡潔造成漏漿和塌孔，用反循環(huán)鉆機成孔，在孔深達到設計標高后，接受抽漿換漿法清孔，鉆頭提起離孔底20~30cm，接受稍高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動鉆頭，一邊接著反循環(huán)，把孔底泥漿、鉆渣混合物排出孔外，一邊向孔內(nèi)補充儲漿池內(nèi)凈化后的泥漿，始終至（約4h左右）測量出漿口的泥漿達到以下要求為止：相對密度1.04~1.08，粘度16~18s，含砂量小于4%，膠體率小于98%。鉆孔操作留意事項1）護筒內(nèi)的泥漿面應比護筒外水面高出2~4m，確保內(nèi)外水頭壓差。2）經(jīng)常檢測泥漿性能指標，如發(fā)覺泥漿性能不能滿足要求時應剛好調(diào)整，直至滿足要求為止。3）要有足夠的備用泥漿，一旦發(fā)覺孔內(nèi)仙漏漿應剛好補充，直至滿足壓差要求為止。4）開鉆時應先啟動冷卻系統(tǒng)，然后逐個起動主機泵組，使泵空載運轉(zhuǎn)后再開鉆。5）開鉆前，應先送風后再進給，鉆頭略微提起，鉆進過程中，應保持個別頭懸吊狀態(tài)。6）因故中斷鉆進時應立刻將鉆頭提起至平安位置（一般0.5~2m）,并送氣10~15min，讓砂石完全排出鉆桿，再鉆進時應先送氣10~15min。讓泥漿充分循環(huán)，直至泥漿正常之后慢慢放下鉆具鉆進，要特別留意停鉆時應先提鉆，停主機泵組等排出的泥漿中無渣時方可停風，否則將會造成埋鉆事故。7）各鉆孔孔位要用木板蓋好孔口，嚴禁工具、鐵件等雜物掉進孔內(nèi)，否則掉入鐵件將造成損壞鉆頭以致影響施工進度。8）鉆進過程中，若發(fā)覺鉆桿有偏斜，應嚴格限制速度接受掃孔方法訂正。9）鉆進過程中，若鉆桿卡死，溢流閥溢流時應立刻提升鉆桿，再緩慢下放改為輕鉆壓慢鉆進，解除故障后正常鉆進。10）為消退水龍頭的單側(cè)排渣膠管偏載造成對水龍頭密封裝置的不良影響，致使鉆桿的法蘭盤螺栓孔對不上水龍頭下法蘭盤螺栓孔，水龍頭可接受吊或墊的方法使下法蘭保持水平。11）依據(jù)本橋的地質(zhì)狀況，嚴格限制鉆進速度。12）從鉆桿排出的泥漿中，每小時撈取鉆渣樣和地質(zhì)資料比較，并作好鉆孔記錄，當記錄和地質(zhì)資料之間有明顯不符時，立刻向監(jiān)理工程師報告以便剛好處理。當孔深接近孔底時，留意撈取巖渣，請監(jiān)理工程師推斷并確定嵌巖深度和孔底標高。13）鉆機鉆進過程中，要嚴格限制鉆進速度。14）依據(jù)施工技術規(guī)范要求，一根樁的鉆孔，必需在樁的中距5m范圍內(nèi)的其它任何樁的混凝土澆注完成24h以后才能起先，以免擾動正在凝固的鄰樁混凝土。5、鋼筋籠加工、安裝和二次清孔1）鋼筋籠加工：在鋼筋制作場內(nèi)，按圖紙要求放樣制作主筋，加強箍筋和螺旋箍筋，然后分節(jié)綁扎、焊接，鋼筋骨架的愛惜層通過在螺旋筋上穿入中心開孔、厚5cm、直徑14cm的圓形25號水泥砂漿塊來保證，砂漿塊按豎向每隔2m設一道，每道沿圓周對稱穿入6個布置。最終視須要固定聲測管。2）鋼筋籠安裝：本橋主墩樁基較長，鋼筋籠接受分段制作，分節(jié)安裝。一般分4~7節(jié)，分節(jié)長度為9~12左右。在施工中對深水基礎擬全部用30T浮吊來安裝。鋼筋籠安裝時為保證不變形，接受兩吊點起吊。鋼筋籠豎直后，檢查骨架是否豎直。如有彎曲變形加以訂正，骨架進入孔口后，應將其扶正緩緩下放，嚴禁搖擺碰撞孔壁。當最終一道加勁箍筋接近孔口時，在主筋上焊接吊環(huán)，并用4根Ⅰ20工字鋼從吊環(huán)內(nèi)穿過，將骨架通過工字鋼支承在孔口鉆機軌道上，再吊起其次節(jié)骨架，使它們在同一豎直軸線上對接齊焊接。先焊接順橋方向相對的各三根接頭，接頭焊接好后，再吊起骨架，抽出支承工字鋼，割去吊環(huán)，下放骨架。如此循環(huán)，使骨架下至設計標高為止。最終用8根同直徑的鋼筋籠接長固定于護筒上，并把鋼筋籠放正于孔位中心，鋼筋骨架底面高程限制在±50mm以內(nèi)。3）二次清孔：鋼筋籠安裝好后，即下放灌注混凝土的導管及供氣管至孔底。在澆注混凝土前20min開動空壓機向孔底送風，接受氣舉法通過除渣管將孔底沉渣吸出，以達到設計孔底沉淀厚度小于20cm的要求。經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格并簽證后，解除除渣后，即進行水砼的灌注。6、灌注水下混凝土1）主要機具和設備導管：選用壁厚10mm厚的無縫鋼管制造，內(nèi)徑30cm，底節(jié)長度定為7m，標準長度為1.5m，另有長度為0.5~1.0m的幫助導管。導管接頭用法蘭聯(lián)接，設置有8m20螺栓。法蘭處設置必要的導向裝置，防止掛住鋼筋籠。接頭有互換性，接頭處設置止水膠墊，導管制作完成后要按1.5倍孔底水壓進行水密性試驗，以保證混凝土灌注過程中不漏水和爆裂。漏斗、儲料槽：用8mm厚的鋼板和型鋼加工漏斗和儲料斗。據(jù)計算首批混凝土數(shù)量需6m3左右，儲料斗容積6m3，漏斗容積1.5m3，達到確保首批混凝土數(shù)量能使導管埋入1米以上。2）混凝土拌制和運輸機具：水下混凝土擬接受兩臺混凝土拌和樓拌制，產(chǎn)量均為50m3/h左右，每座配置有混凝土輸送泵，將拌制好的混凝土泵送至儲料槽和漏斗中，供灌注樁基水下混凝土。此外還擬配備兩臺250KW備用柴油機發(fā)電機組，隨時待命調(diào)用。3）水下混凝土的灌注：灌注水下混凝土時，在導管和漏斗之間設置貓頭鷹閥門。先將閥門關好，并將導管提離孔底30~40cm左右，然后將灌注漏斗和儲料斗裝滿混凝土，打開閥門灌注首批混凝土。孔內(nèi)翻起的泥漿則用泥漿泵抽往后備泥漿沉淀池，此后由混凝土輸送泵將拌制好的混凝土混合料送入儲料斗和漏斗。至導管埋入混凝土5~6m后，即視狀況拆去1~2節(jié)導管，如此循環(huán)，直至混凝土頂面高出設計系梁底面0.8~1.0m左右為止。最終拆去灌注混凝土的導管、漏斗等設備。以后待混凝土強度達到70%設計強度后用人工鑿除超出部分砼，以保證樁頭混凝土質(zhì)量良好。灌注水下混凝土留意事項a、剪球前導管底離孔底的距離一般不能超過30~40cm，首批混凝土確定要足夠數(shù)量，以滿足灌注后導管埋入混凝土面夠1米以上的要求。灌注后剛好測量混凝土面的高度，以確定首批混凝土埋管深度，如不符合要求，應立刻用空壓機通過導管吸去已灌注混凝土，清理干凈，符合要求后重新剪球灌注。b、混凝土導管運用前確定要進行水密性和承壓試驗，并檢查止水膠墊是否完好，有無老化現(xiàn)象，以保證灌注過程中不漏水、不裂開。c、在混凝土灌注過程中，設專人測量孔深，精確駕馭混凝土面上上升度，以便嚴格限制導管埋深在2~6m之間，防止導管埋入過深，上層部分混凝土初凝，導管提不起來，或?qū)Ч苈袢胩珳\而脫空的事務發(fā)生。同時作好混凝土灌注記錄備查。d、試驗人員值班，確?；炷涟幢O(jiān)理工程認可的協(xié)作比拌制，并按施工技術規(guī)范規(guī)定的頻率全面檢查混凝土的溫度、含氣量及塌落度等指標，嚴禁不符合要求的混凝土送入漏斗灌注。e、砼起先灌注后，不得中途停頓，需連續(xù)灌注。為此砼灌注前必需全面嚴格檢查各種機械，解除故障隱患，灌注過程中電器和機械修理人員跟班作業(yè)，配備必要的配件，出現(xiàn)故障時能剛好搶修。f、混凝土灌注前應和供電部門聯(lián)系以防灌注過程中突然斷電，另外備用發(fā)電機組應保證在斷電時能立刻投入運用。g、混凝土灌注過程中應將孔口遮蓋，避開混凝土拌入孔內(nèi)，一業(yè)增加混凝土面頂托的重量，二來使泥漿性能下降，還簡潔造成測量孔內(nèi)混凝土面標高發(fā)生錯誤?；炷凉嘧⑦^程中被混凝土頂起流入沉淀池的池漿。應運用泥漿泵抽往準備開鉆的下一循環(huán)系統(tǒng)的護筒內(nèi)。h、灌注首批混凝土前，在保證水頭壓差不小于2m的前提下最好將孔內(nèi)泥漿面適當降低，以提高混凝土的壓力，使首批混凝土灌注順當進行。i、測量