钻孔桩施工组织设计(参考)

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钻孔桩施工组织设计(参考)

由于受到桅杆吊作业半径的限制,中间系梁处的14#桩和25#桩桅杆吊无法作业。因此,采取桅杆吊、吊架相互配合的方法施工。方法如下:

桅杆吊配合浮吊吊立第一节钢筋笼,并将其直接吊入孔内,然后吊立第二节钢筋笼,浮吊的吊高能满足要求吗?提升钢筋笼至吊架顶以上,从吊架内将钢筋笼下放到下面一节钢筋笼连接部位,将吊架吊钩上的钢丝扣拴在离钢筋笼底口7m位置处的吊耳上,开动卷扬机,提升大钩,直到四个大钩均匀受力,同时浮吊落钩、脱钩,通过四台卷扬机的调整吊钩的位置,从而达到调整钢筋笼的位置,最终将二节钢筋笼准确对接,利用管钳旋转直螺纹套筒将两节钢筋笼连接好,绑扎好连接处的螺旋箍筋,焊接好管道,按照吊架沉放钢筋笼的方法将钢筋笼沉放到位,按照此方法完成各节钢筋笼以及吊筋的连接和下沉。

增加压浆管道、声测管道在桩底部“U”处理方法,以及对管道的保护方法,施工注意事项等。

2.2水下混凝土的灌注

水下砼浇注是钻孔灌注桩施工的主要工序之一,也是影响成桩质量的关键。灌注前需要测量沉渣厚度,若沉碴厚度超过设计要求,须进行二次清孔,然后重新测量沉渣厚度,满足设计要求DB22/T 5128-2022 超低能耗公共建筑节能设计标准(附条文说明).pdf,并经现场监理工程师认可后,才能灌注水下砼。

2.2.1水下混凝土浇注设备

导管采用无缝钢管制成,快速螺纹接头,导管接头处设2道密封圈,保证接头的密封性。

根据首批封底混凝土方量的要求,我们选用13.0m3大集料斗和1.0m3灌注小料斗,能够满足混凝土浇注的需要。

由于D13墩每根钻孔桩的混凝土理论方量为802m3,混凝土浇注采用混凝土生产、输送能力达到160m3/h的“航工1601”水上搅拌船。该船能够储备1250m3混凝土的原材料。

2.2.2混凝土配合比设计

桩身砼标号为C30,混凝土配合比按海工混凝土进行设计,并通过试配确定,单独报批。砼除满足强度要求外,还应符合下列要求:

1)粗集料采用级配良好的碎石,粒径5~25mm。

2)细集料宜采用级配良好的中砂,细度模数应控制在2.6~2.9。

3)胶凝材料宜不小于400kg/m3,改善混凝土的和易性、流动性。

4)混凝土初凝时间大于20h。

5)混凝土的坍落度控制在18~22cm,2小时后混凝土坍落度不小于18cm,流动度不小于50cm。

6)混凝土具有良好的和易性、流动性、泵送性,掺入适量的矿物掺合料及外加剂。

7)水泥中氯离子含量小于0.03%,骨料要求做碱骨料潜在活性试验。

2.2.3砼浇注前的准备工作

本工程水下砼浇注导管选用壁厚δ=9mm,φ外=273mm的无缝钢管,连接为T型螺纹的快速接头。导管须经水密试验不漏水,其容许最大内压力必须大于Pmax。本工程导管可能承受的最大内压力计算式如下:

式中:Pmax——导管可能承受到的最大内压力(kpa);

rc——砼容重(KN/m3),取24.0kN/m3;

hxmax——导管内砼柱最大高度(m),取128.0m;

rw——孔内泥浆的容重(KN/m3),取11.0KN/m3;

HW——孔内泥浆的深度(m),取6-(-120.0)=126.0m;

 =2191.8kpa取2200kpa

水密性试验方法是把拼装好的导管先灌满水,两端封闭,一端焊接出水管接头,另一端焊接进水管接头,并与压水泵出水管相接,启动压水泵给导管注入压力水,当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时,稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。

V≥(πd2/4)h1+(πD2/4)(H1+H2)

=(π×0.2542/4)×57.1+(π×2.82/4)×(1.0+0.40)

扩孔系数按照1.1考虑,

则V=11.5×1.1=12.65m3,取13.0m3

式中:V——首批砼所需数量(m3);

H1——桩底至导管底的间距,一般取0.40m;

H2——导管初次埋置深度,一般不小于1.0m;

d——导管内径(m)。

即加工集料斗容积为13.0m3,另加工一个1.0m3的小漏斗,加工两只带橡胶皮的盖板(一只备用),以及其它相关设备、工具。

每根钻孔桩的混凝土理论方量为802m3,混凝土采用一艘“航工1601”水上搅拌船拌制,通过2台TB60型拖泵泵送至平台上容积为13.0m3的大集料,然后经溜槽进入小料斗和导管进行灌注。

混凝土封底灌注采用隔水拴(15cm厚泡沫板制作)、拔塞法施工,即在漏斗的底部、导管的顶口安装泡沫隔水拴,再用盖板(盖板下面用螺拴固定一块隔水胶皮)封住导管口。盖板通过钢丝绳挂在起重设备吊钩上,漏斗也通过另一套钢丝绳挂在起重设备吊钩上,两套钢丝绳长度不同,首批混凝土灌注时可提升盖板至一定高度,而小料斗不受影响。当混凝土堵塞导管时可提升漏斗,从而提升导管,增大压差便于混凝土下落。当集料斗内混凝土方量达到13m3(经计算,首批混凝土的灌注方量为13m3)后,开启集料斗的放料口通过溜槽给漏斗供料,当漏斗内灌满混凝土后立即吊出盖板,使混凝土沿导管下落,同时保持集料斗内的混凝土不间断地通过溜槽、漏斗和导管灌注至水下,从而完成首批混凝土的灌注。首批混凝土灌注成功后,随即转入正常灌注阶段。混凝土经泵送,不断地通过集料斗、浇筑料斗及导管灌注至水下,直至完成整根桩的浇筑。正常灌注阶段导管埋深控制在4~10m,每次拆除导管后,导管底口的埋置深度不应小于3.0m。在混凝土灌注的过程中应经常测量混凝土面标高,以确定导管埋深、拆除导管的时机。另外还应该在拆除导管之前询问已经泵送至现场的混凝土方量,以便与现场根据实测标高计算的混凝土方量进行比较,防止出现差错。在混凝土灌注过程中应始终保持护筒内泥浆水头高度在1.5m左右。当混凝土灌注临近结束时,再一次核对混凝土的灌入方量,以确定所测混凝土的高度是否准确,当确定混凝土的顶面标高到位后,停止灌注,及时拆除灌注导管。灌注完成时,砼面应不小于设计桩顶标高0.5~1.0m,以保证桩头砼质量。

在灌注过程中,由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至其他待钻护筒内回收利用,对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵至排渣驳上,运送至指定的位置进行处理。

2.2.4桩基砼灌注过程中应注意的问题:

①砼灌注前必须准备充足的砂、石料、水泥、外加剂等原材料;设备必须维修保养、调试运转,并备足够的易损件;漏斗、集料斗每次灌注砼前均应清理干净,检查阀门是否灵活。

②漏斗底部与导管连接的短导管上开设1个φ10的出气孔,混凝土灌注前清理出气孔保持通畅,封底混凝土灌注时,发现出气孔堵塞时及时的进行疏通。

③严格控制进入储料斗内砼的坍落度。坍落度太小,砼流动性差,易造成堵管;坍落度太大,砼容易泌水离析,也会造成堵管。发现砼有异常应停止灌注,处理不合格混凝土,同时查明原因处理后才能继续施工。

④导管连接时,接头须清洗干净、涂上黄油,并加上密封圈,对于破损的密封圈进行调换,接头的螺纹要旋转到位,以防漏水。使用前应做水密试验,每次砼浇注拆管后应及时清洗导管,以免水泥砂浆附着凝固后下次浇注时造成堵管。

⑤必须落实每罐砼外加剂的添加数量,以免砼提前初凝造成堵管。

⑥在灌注过程中,若发生意外而导致暂停,应不时地上下缓慢提升导管,以免导管埋置太深而提升不动或砼假凝而堵管。

⑦认真监测砼面上升高度、导管埋深,并和已灌入的砼数量校核,以便确定扩孔率或砼面上升是否正常。

⑧应配备足够的混凝土泵管,以便泵管堵塞或破裂时及时更换。

①、混凝土质量的检查和验收,应按设计和规范规定的要求进行。

②、每根桩均按设计要求进行超声波无破损法检测。

③、应按规范要求对钻孔桩进行钻芯取样检查,以检验桩的混凝土灌注质量。

采用桩底后注浆法目的是改善地层受力性能,提高基桩承载能力和基础的整体刚度。

钻孔灌注桩后注浆施工工艺的机理:当钻孔桩成孔后,将注浆套管绑扎在钢筋笼上,随钢筋笼一起被放入到孔里。待桩身混凝土灌注完毕24h后,先用高压水将注浆套管上的覆盖注浆孔的橡胶套冲碎,并在灌注的混凝土和土体中形成裂隙,方便浆液注入其中。在钻孔桩混凝土质量超声波检测完成后,用全液压注浆泵和注浆软管将配置好的高强度、无污染的水泥浆液注入桩体的灌浆部位。

2.4.2注浆管道的分布及安装

1)每根桩布设8根管道4个回路,每一根Φ33.5×3.25的钢管与一根Φ60×3.5的钢管(声测管)构成一个回路,共计4个回路,沿钢筋笼内侧均匀布置,并固定在钢筋笼上,每根进浆管和溢浆管之间用“U”型管连接起来。

2)固定在钢筋笼上的注浆管随钢筋笼一起放入孔中,注浆管连接采用承插式焊接连接,即在注浆管连接处用大一型号的钢管套住两接头,接头处焊接。针对刮刀钻头是锥形的特点,注浆管底端比钢筋笼底端长20cm,U型管顶上固定2道δ16钢板圆环,90°角钢架一边与圆环焊接一边与主筋焊接,固定U型管并减轻U型管的承重量。注浆管上安装高压止浆阀,在溢浆管上安装溢浆安全阀。(根据苏通大桥的图片介绍)

3)注浆孔在U型管上距90°弯头35cm处,两端各5cm处设置两个φ8mm的注浆孔,中间位置设置1个φ8mm注浆孔,孔口朝桩底;在孔中钉一枚图钉,再套上厚1.5mm、长25cm、φ24mm的橡胶管,外缠4层粘胶带,防止泥浆侵入。

注浆管道布置图见图17

2.4.3注浆浆液配制

a、采用42.5普通硅酸盐水泥、性能较好的膨润土以及高效减水剂

b、水灰比:0.85~0.90

c、初凝时间4~6小时

d、7天强度不小于5Mpa(专用规范中有规定)

e、桩底压浆用水泥浆的配合比由试验室单独上报。

2.4.4桩底注浆的控制条件

注浆量的大小与桩身的承载力有密切关系,注浆施工的压力控制应以压水试验的稳定压力作为初始注浆压力,根据注浆量的进展逐渐增大浆液浓度,加大注浆压力,直至注浆量满足设计要求。桩底注浆的控制条件:

每根桩压注水泥量不少于设计数量;

b、压浆量控制为主,注浆压力≥设计压力值;

c、桩身上抬量不大于设计要求。

我认为按照此种固定压浆管的施工方法可行,又比较简单。

为达到精确记录注浆量和注浆压力的要求,根据“桩底压浆原始记录(表E227)”要求,在注浆的各个阶段将记录以下参数:

①各循环阶段的开始和终止的日期和时间;

③每个回路的注浆量以及累积总注浆量;

④在各循环阶段中各注浆管的压力,以及最终注浆压力;

⑤最后一个循环阶段中每个回路的持荷时间;

⑥各阶段的桩身上浮量,以及最终桩身总上浮量;

根据现场施工需要以及注浆工程量投入以下设备;

注浆泵采用3SNS型往复式三柱塞泵,主要的技术参数如下:转速91r/min,理论排量76L/min,压力12Mpa,额定功率22KW;

图18注浆施工工艺流程

根据杭州湾大桥专用规范要求,在钻孔桩浇注混凝土完成至少10天,每根钻孔灌注桩声测检验完成后,才可以进行孔底注浆施工,注浆施工分三次循环进行,每次循环的压浆量按设计要求进行控制,上一轮循环压注完成后不少于6小时才能进行下一轮压注。每个回路在每次循环结束后用清水进行回路管道的清洗和循环,以防管道的堵塞。

首先在混凝土浇注完毕24h以后,开始压水,出浆管出水后关闭出浆阀,继续加压,是套筒包裹的注浆孔开裂。

制浆机拌制的浆液通过金属纱网进入储浆桶和压浆桶,开动事先已经安装好注浆管道和进浆管道的压浆机,对第一个回路进行第一个循环的压浆,当溢浆管的出浆浓度与拌制浆液的浓度相同时,关闭溢浆阀门,匀速加压注浆,压浆完成时缓慢减压,撤除压浆软管,进行第二个回路的压浆。每次压注完成后用清水彻底冲洗管路,从进浆管压入清水,并将出浆管排出的浆液回收到储浆筒。必须保持管路畅通,以便下次压注顺利进行。按照这种方法完成前面两次循环压浆施工。最后一个循环压浆时对每个回路进行持压控制,终止压力和总压浆量满足设计要求后才能停止压浆。压浆结束后用水泥浆进行压浆管道的填塞,清洗压浆设备。

2.4.8施工注意事项

安装注浆管时应注意压浆孔的方向应朝向孔底,管道上作好标记以防施工中造成安装方向的错误达不到因有的施工效果;

钢筋笼要做到准确定位,沉放过程中要注意对压浆管道的保护,钢筋笼定位不准可能会导致压浆回路被挤压变形而损坏,无法进行压浆施工;

注浆管道的加固要可靠,防止在混凝土灌注时由于冲击力太大造成管道的损坏和包裹的破裂导致灌注浆液的进入,最终使管道堵塞无法灌浆;注浆管道的焊接连接质量要牢固可靠,注浆管焊接质量不高,则在高压力下,浆液会在接缝处逸出,压力骤变,导致注浆失败;

串孔现象:由于地层空隙率及持力层缝隙的存在,在A桩进行注浆时可能会有水泥浆从邻近B桩已开塞但未注浆的管中喷出,造成注浆管堵塞,致使B桩今后可能注浆失败。这种串孔扩散现象还可能引起周边土体固结,造成邻近桩基钻进困难。为避免因串孔而造成注浆失败,拟采用分片开塞,分片注浆的施工流水作业。

注浆施工顺序:先外侧,后内侧。每根桩压浆时,应确保在其周围20m半径范围内的桩已经灌注混凝土完毕在不影响工期的条件下,尽量做到待群桩混凝土浇筑较多后,再由外侧到内侧顺序压浆。

2.4.9注浆效果检查

在测试单桩承载力试验中,可进行注浆前后的承载力对比,检验注浆效果,确认注浆对桩承载力的贡献度;

缺少质量控制标准,按照杭州湾大桥专用规范及质量检验评定标准添加

第七章质量、安全、环保措施

1.钻孔灌注桩施工质量、安全保证措施

、防止出现斜孔、扩孔、塌孔措施

a、钻机底座牢固可靠,钻机不得产生水平位移和沉降。同时钻进的过程中经常性进行钻机基座检测调平。

b、钻杆直径φ325mm。

c、采用大配重减压钻进。施钻时,始终采取重力导向,减压钻进(钻压小于钻具扣除浮力后重量的80%)、中低速钻进,严禁大钻压、高速钻进,保证钻孔垂直度。

d、钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度,尤其在变土层位置采用低压慢转施工。

e、钻孔的垂直度偏差控制在1/150,斜孔后及时进行修孔。

f、选用优质泥浆护壁,钻孔施工中选用不分散、低固相、高粘度的海水泥浆进行护壁,同时加强泥浆指标的控制,使泥浆指标始终在容许范围内,控制钻进速度,使孔壁泥皮得以牢靠形成,以保持孔壁的稳定。

g、在施工过程中,根据不同的地层情况,选择合理的钻进参数。同时注意观察潮涨潮落以及孔内泥浆液面的情况,孔内泥浆液面应始终高于海水面1.5m~2.0m左右,并适时往孔内补充新制备泥浆。

h、由具有丰富施工经验的技术工人参与施工,强调预防为主的指导思想,避免塌孔事故的发生。

i、一旦发现塌孔现象,应立即停钻。如果塌孔范围较小时可通过增大泥浆粘度及比重的办法稳定孔壁;如果塌孔较为严重时,可对钻孔采用粘性土回填待稳定一段时间后再重新钻进成孔,或增加护筒的埋置深度重新钻进。

桩孔缩径现象可能出现在软塑状亚粘土地层中,在该地层中施工时拟采取以下措施:

a、使用与钻孔直径相匹配的钻头以气举反循环工艺钻进成孔,采用高粘度、低固相、不分散、低失水率的膨润土泥浆清渣护壁。

b、在软塑状亚粘土层采用小钻压、中等转数钻进成孔,并控制进尺。

c、根据试桩时钻孔的钻进参数、孔径检测情况,适当调整钻进参数,以期达到设计要求。

d、当发现钻孔缩径时,可通过提高泥浆性能指标,降低泥浆的失水率,以稳定孔壁。同时在缩径孔段注意多次扫孔,以确保成孔直径。

钻孔施工时,密切注意泥浆面的变化,一但发现有漏浆现象,分不同情况及时采取控制措施。

a、增大泥浆比重和粘度,停止除砂,停钻进行泥浆循环,补浆保证浆面高度,观察浆面至不在下降时方可钻进。

b、如果漏浆得不到控制,则需在浆液里加锯末,经过循环堵塞孔隙,使渗、漏浆得以控制。

c、在采用上述措施后,若漏浆得不到控制,要停机提钻,填充粘土,放置一段时间后,再进行施钻。

掉钻的主要原因是因为钻杆与钻杆或钻杆与钻头之间的连接承受不了扭矩或自重,使接头脱落、断裂或钻杆断裂所至。防止吊钻措施为:加强接头连接质量检查,加强钻杆质量检查,每使用一次就全面仔细检查一次,避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中,同时钻进施工时要中低压中低速钻进,严禁大钻压、高速钻进,减小扭矩。

如果不慎发生掉钻事故,根据以往施工经验,采用偏心钩打捞,速度快,成功率高。打捞要及时,不可耽搁,以免孔壁不牢,出现塌孔。

、防止沉渣过厚或清孔过深措施

防止沉渣超标的一个重要方法是成孔后,孔内泥浆指标要达到规范要求,严格控制泥浆的粘度、胶体率及含砂量。在钻进过程中要求采用泥浆净化装置循环去砂,降低含砂率。

、防止声测管孔底堵塞、超声波检测不到位的措施

在声测管接长过程中,每一节焊接完成后,声测管内要灌自来水。因为海水不但浑浊、含泥量高,而且还有腐蚀作用,所以不能使用。同时声测管内灌入清水可以减小其内外的压力差,即使声测管对接过程中有小的缺陷,泥浆也不容易进入管内。

、防止钻孔桩混凝土浇注时出现堵管、断桩现象的措施

a、堵管现象主要分为两种,一种是气堵,当混凝土满管下落时,导管内混凝土(或泥浆)面至导管口的空气被压缩,当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象,解决气堵现象的措施有:首批混凝土浇注时,在泥浆面以上的导管中间要开孔排气,当首批混凝土满管下落时,空气能从孔口排掉,就不会形成堵管。首批过后正常浇注时,应将与导管连成整体的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗,使混凝土小于满管下落,不至于形成气堵;另外一种堵管现象为物堵,混凝土性能不好,石子较多,或混凝土原材料内有杂物等,在混凝土垂直下落时,石子或杂物在导管内形成拱塞,导致堵管。物堵现象的控制为:由于孔深达128.0m左右,混凝土自由落至孔底时速度较大,易形成拱塞,要求混凝土有较好的流动性、不离析性能和丰富的胶凝材料,同时加强现场物资管理,使混凝土原材料中不含有任何杂物,并在浇注现场层层把关。确保混凝土浇注顺利。

b、断桩主要是导管埋置深度不够,导管拔出了混凝土面(或导管拔断),形成了泥浆隔层。防止措施为:对导管埋深进行记录,同时用搅拌站浇注方量校核测深锤测得混凝土面标高,始终保持导管埋深在4米以上,舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管,确保导管有一定的强度。

c、确保混凝土搅拌站的生产能力,钻孔桩混凝土浇注连续也是保证不发生断桩的必要条件。

2.人员、设备安全措施

安全责任重于泰山,在施工过程中,坚决自始至终坚持“安全第一,预防为主,科学管理,狠抓落实”的安全工作方针,并从技术上、制度上、思想上、组织上加强安全管理,制定并落实好安全预控措施,防患于未然。具体如下:

2)钻孔平台应保持足够强度和稳定性或使用保证。并经常检查,严格按操作规程办事。

3)钻孔平台四周应设栏杆,并放一定数量的救生圈,平台上部随时将杂物、工具清理整齐,所有结构应牢固,夜间应有足够的照明设施。

4)加强与当地水文,气象部门的联系,及时掌握水文,气象动态,合理安排生产,确保施工安全

5)对事故易发部位进行重点控制,防患于未然。

6)经常检查钻机钻杆、钻头以及泥浆浓度,防止掉钻、埋钻、塌孔。

a、设置并保护水上施工标志,加强水上暸望,防止意外撞击事故发生。

b、合理安排劳动力、机械和船舶的使用,禁止不符合生产安全规定要求的设备、人员进入现场。

c、严格执行安全技术操作规程,组织有关人员对机械设备、设施进行定期检查。

d、水上施工船舶严格执行项目经理部的各项安全制度,执行当地海事部门的规定和交通部规定的船舶管理制度。

f、认真做好防台工作,风力7级以上应停止作业。

g、施工过程中所有船舶接受统一管理,统一指令。

h、施工船舶的抛锚定位由专人负责。

a、起重用工索具严格按相关规范要求取用安全系数,保证其使用安全。

b、定期对工索具进行检查。

c、在起吊中应严格执行安全操作规程,指挥起吊时,信号必须统一,手势明显,哨音清晰,不得含糊。

d、吊物时,吊臂与被起吊物下严禁站人,对违反操作规定和不安全的作业及时加以纠正或制止。

a、严格执行安全规定,严格执行穿好救生衣、戴好安全帽、不准穿拖鞋的规定。

b、施工过程中应严防铁件、钢丝绳等杂物坠落,已沉放好的钢护筒顶口应及时封盖。

c、认真执行氧气、乙炔的防爆安全规定,并进行严格管理。

d、电焊机的设备必须符合安全要求,防止潮湿漏电。

e、随时检查用电线路、工用具是否完好,确保生产安全。

f、严格执行电器安全操作规程,经常安排有关人员对整个施工现场的电器设备进行安全检查,值班人员值班时不得离开岗位,确保用电安全。

a、施工现场要求各类工具、材料按类整齐摆放。

c、钢筋堆放要整齐,割下的内撑要及时转回后场。

d、砼浇注过程中,应对浇注作业范围内场地进行及时冲洗,浇注完后应对浇注工具清洗。

JJF 1238-2022标准下载1)钻孔桩施工所产生的钻渣和废弃泥浆的处理

钻机反循环钻进所产生的带钻渣的泥浆,经过施工平台上的泥浆净化器,将粒径大于0.075mm的钻渣截取,净化后的泥浆流入泥浆池循环使用。钻渣装入驳船上,废弃泥浆泵送至驳船,然后运输至指定地点排放。

2)水泥、膨润土等掺和料,应安全堆放,妥善遮盖。

3)生产用油料必须严格保管,防止泄漏,造成污染。

、固体、废弃物的处置措施

第九章主要机械设备使用计划

DB13(J)/T 222-2017 人民防空工程建筑面积计算规范(GPY3000型、KP3500型)

从别的地方复制过来的东西要仔细考虑是否符合本工程实际情况,不能盲目的照搬、照抄,要加进去属于自己的东西。

施工进度计划与原来上报的总施工进度计划统一起来

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