一、 工程概况
堤角~汉口北地方铁路工程汉北河至汉口北停车场标段,线路从跨汉北河南开始,跨过汉北河,沿规划泵站河西侧前行,至巨龙大道北侧设汉口北站。里程范围:CK3+300~CK5+720(=RZK0+025) ~RZK0+650,正线高架桥长度3.105km,出入场高架桥长度0.685km;高架车站1座,为汉口北站。
施工工艺 1、场地处理
本标段桩位所在的地形、地址条件,选取循环钻机、旋挖钻机、冲击钻机进行钻孔桩的施工。
开挖前,将桩基周围的浮土、杂物及一切不安全因素清除后,采用就近粘土进行压实整平,其标高应比地表标高高出20-30cm,并在四周开挖排水沟便于排水,整平面积应能满足相关施工机械的操作空间即可。 2、桩位测设
用全站仪,按设计定出孔位中心位置并做好护桩。在护筒四周设置四个护桩,护桩十字交叉点即为孔位中心,用护桩来校核桩位。要注意保护好桩位标记,经常对护筒及桩位进行检查。
3、钢护筒的制作及埋设
钢护筒内径大于桩径30cm,护筒用人工配合机械开挖埋设,就位对中。护筒可用钢或混凝土制作,应坚实、不漏水。当使用旋转钻时,护筒内径应比钻头直径大20cm;使用冲击钻时,护筒内径应大
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40cm。钢护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%。在岸滩上的护筒埋设深度:黏性土、粉土不得小于1米;砂性土不得小于2米。当表面土层松软时,护筒应埋入迷失土层中0.5米以下,护筒顶面高出地面0.3m以上,且高出桩顶标高50cm以上。护筒底部和四周回填的粘质土应分层夯实。
4、泥浆制作
在左侧红线处开挖泥浆池和沉淀池,在泥浆池内投入一定数量粘土,注入淡水,用挖掘机抓斗进行搅拌造浆,粘土采用优质粘土。
在泥浆制备过程中,安排试验人员检测泥浆比重、粘度、含砂率等性能指标,直至各项指标达到下表要求即可。 相对密度 1.05~1.20 粘度(Pa°s) 含砂胶体失水率率率(ml/泥皮厚(mm/30min) 静切力酸碱度(%) (%) 30min) (Pa) (pH) 1.0~2.5 8~10 16~22 8~4 ≥96 ≤25 ≤2 5、钻机就位
钻机就位前,对钻孔各项准备工作进行检查,桩机平台填土夯打密实,并搁置水平尺检查机座平台是否平整,利用汽车吊将钻机吊装就位,立好钻架并调整、安设好起吊系统,要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上,钻杆位置偏差不得大于2cm。
6、钻进
6.1钻进施工要点
①开始钻进时,起落钻头应均匀,不得过猛或骤然变速。孔内出
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土,不得堆积在转孔周围。钻孔应一次成孔不得中途停顿。钻孔达到设计深度后应对孔位孔径孔深孔形进行检查。
②在粘质土中钻进,由于泥浆粘性大,钻锥所受阻力也大,亦糊钻。宜选用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。对于亚粘土层,采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进。
③在砂类土钻进时,对于砂层,采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进,每小时进尺不大于0.5m,以免孔壁不稳定,发生局部扩孔或局部坍孔,并充分浮渣、排渣,以防埋钻现象。
6.2钻进注意事项
钻进过程中,经常检查钻机的位置和状态,使钻机平面位置偏差小于20cm,垂直度偏差小于1/150。经常检查钻具及连接件,防止机械事故发生。钻进应连续进行,因故必须中途停钻时,应将钻头提至护筒底口以上,以防埋钻。
钻孔过程中随时进行桩位复测,检查孔径、倾斜度,防止孔位偏斜,并做好钻孔记录。钻孔时要高度重视泥浆护壁,适时测泥浆相对密度、粘度、含砂率等主要指标。经常对钻孔泥浆进行试验,不合要求时,及时调整;随时捞取渣样,检查土层是否有变化,当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中,且与地质剖面图核对。当钻至设计标高时,立即报请监理工程师检孔,包括孔位、孔深、孔径、垂直度等。监理工程师认可后方可进行清孔并进行灌注前的准备工作。 为了避免或减少斜孔、塌孔、弯孔、扩孔现象,钻进时还应注意以下几点:
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① 桩的开钻,只有在其相邻桩的混凝土浇注完24小时后才能进行。
② 机架基础的安装要牢固,稳定,并经常用水准仪检测,及时调整。
③ 严格控制泥浆的比重、粘度等性能指标,泥浆性能好,护壁效果好、孔壁泥皮薄而密,孔底沉淀少;泥浆性能差,在孔壁会造成较厚而散的泥皮,并且在孔底形成很厚的沉淀。
7、检孔
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的成孔检查。成孔检查分孔径检测和孔深、孔底沉渣检测。
7.1孔径检测
孔径的检测采用井径仪进行检测,井径仪可直接显示被测孔的直径。根据测得的孔径曲线可判断孔径是否满足要求,并且能够判断孔壁塌崩的位置。
7.2孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣检测采用标准测锤检测,检测时,将测锤缓慢放入孔底,读取数据与设计孔深相比较,得出孔深,在成孔清孔后至灌注混凝土前两次检测的长度差值即为孔底沉渣厚度。
8、清孔
钻孔到位后采用检孔器进行孔深、孔径的检测,经监理工程师验收合格签认后,开始进行首次清孔。采用钻机换浆法清孔,使清孔后泥浆的含砂率小于 2%,粘度为17s~20s,相对密度为1.03~1.10,摩
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擦桩沉渣厚度不大于300mm端承桩的沉渣厚度不大于100mm,即可终止清孔。
在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
严禁用超深成孔的方法代替清孔。 9、钢筋笼的制作及安装 9.1钢筋笼制作
钢筋笼在加工场分段制作,根据运输、起吊设备性能,单节钢筋笼长度为9m。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号。为防止钢筋笼吊装运输过程中变形,每节端头进行加强,同时在钢筋笼内环加强圈处用Φ25mm钢筋加焊“△”字形支撑,待钢筋笼起吊至孔口时,将“△”字形支撑割去。
9.2钢筋笼运输及安装
根据现场需要,钢筋笼通过平板车从钢筋加工场运至现场。运输过程中应使钢筋笼全部支撑在平板车上,防止运输过程变形。
钢筋笼的接长时间尽量缩短,以避免操作时间过长,造成塌孔。主筋采用双面焊连接,搭接长度不小于5d。应注意焊缝错头,每个断面接头数量不大于50%。
钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:主筋间距±10mm;箍筋间距不大于20mm;骨架外径±10mm;骨架倾斜度±0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm;
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骨架底面高程±50mm。
10.混凝土灌注 10.1导管
混凝土灌注导管采用内径Φ250mm,壁厚12mm型的螺纹接口管,在使用前进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作,并经监理工程师检查合格后下放导管,导管底口至桩孔底端的间距控制在0.4m左右。
水密试验采用的水压为孔内水深的1.3倍压力(孔深55m时,为0.7MPa),承压试验的水压不小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。试验方法是将拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊输风管接头,输入计算的风压力。导管需滚动数次,经过15min不漏水即为合格。导管检验合格后,在导管外壁用明显标记逐节编号并标明长度,同时,导管应配备总数的20%~30%的备用导管。
导管在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用。导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。吊放时,应使导管位置居于孔中,轴线顺直,稳步沉放,防止挂卡钢筋笼。在安装导管时应注意长导管在下,短导管在上。
10.2首批混凝土灌注
钻孔灌注桩混凝土灌注需要设置漏斗、储料斗。储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作要求外,并应在灌注到最后阶段时,不致影响导管内混凝土柱的灌注高度。漏斗及储料斗均采用5mm钢板加工
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制作,漏斗加工成圆锥形,上口直径为1m,高为1.2m,插入导管的长度为15cm。储料斗的容量根据首批混凝土的储备量进行加工。
首批混凝土灌注时,采取剪球法施工。开始灌注前,将球置于孔内水面以上0.3m左右的导管内,用粗麻绳悬吊固定,当储料斗中的混凝土存量满足达到4m3,同时停留在施工现场的混凝土罐车内存储4m3混凝土后,剪断吊绳,开始混凝土的灌注。剪球采用篮球球胆,每根桩首批混凝土灌注完成后,剪球会浮出水面,捡捞重复用于其他钻孔桩的施工。
10.3混凝土灌注
钻孔桩混凝土采用砼运输车从混凝土拌和站水平运输至施工现场,采用串筒和漏斗进行灌注。混凝土拌合物运至灌注地点时,应检查其均匀性和塌落度等,混凝土灌注过程中,应随时探测泥浆面以下所灌注混凝土面的高度,以控制导管埋深及桩顶高度。探测方法采用测深锤法,以测绳系住测锤,吊入孔中进行检测。灌注混凝土时,导管埋入混凝土的深度控制在2m~6m范围内,以及混凝土浇筑的连续,避免间隔时间过长。在拔管前需仔细探测混凝土面的深度,由2个人用2个测锤进行测深并相互校对,防止误测。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升,采取以下措施:
a、尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。
b、当混凝土面接近和初进钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋
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笼底口3m以下和1m以上处,并徐徐灌注混凝土,以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。
c、当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减少导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌50cm,并在灌注结束后混凝土终凝前将超灌的混凝土清除。掏桩高度至桩顶以上10cm,在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
在灌注混凝土时,每根桩按要求制作试件,试件采取标准养护,强度测试后填写试验报告单。混凝土灌注过程中,应对灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除等进行及时记录。
11.施工记录
钻孔桩施工过程中,及时填写钻孔记录、钻孔桩终孔后灌注混凝土前检查记录、钻孔钢筋检查记录、水下混凝土浇筑记录及成桩质检报告单,所有报告单均需得到监理工程师签认。
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钻孔桩施工质量要求标准
钻孔灌注桩实测项目: 项检查项目 次 按混凝土强1 度(Mpa) 附录D检查 用全站仪:每桩2 桩位(mm) ≤50 检查 检孔器:每桩检3 孔径 ≥设计值 查 测绳量:每桩检4 孔深 钻孔倾斜5 度 中等风化或微风化岩层时,桩底标准测锤:每桩6 沉淀厚度 沉淀土厚度要求小于5cm,其他土质检查 时,要求小于20cm。 钢筋骨架7 底面高程(mm)
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规定值或允许偏差 检查方法和频率 在合格标准内 JTGF80/1-2004≥设计值 查 垂直法:每桩检≤1%桩长,且不大于500 查 水准仪:测每桩±50 骨架顶面高程后反算 附图1 钻孔桩工工艺框图 制作运输钢筋笼 测量砼面高度 灌注水下砼 输送砼 试拼检验导管 下导管 制备砼试块 吊装钢筋笼 检验砼试块 移走钻架 测沉淀层厚度 清 孔 检 孔 测量钻孔深度斜度孔径泥浆沉淀池 钻 进 向孔中注清水或泥浆 钻机就位 埋设护筒 测量放样 平整场地 拨出导管 凿除桩头
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