鑽孔灌注樁試樁施工方案

2021-12-22 15:55:34 字數 4618 閱讀 3475

一、工程概況

本專案是安徽省規劃高速公路網「四縱八橫」中「縱一」部分。專案的建設將構成有一條連線山東、蘇北、皖東北地區與長三角地區的便捷通道,有利於加強中部欠發達省市與東部沿海發達地區、特別是長三角經濟圈的經濟聯絡,對促進中部地區崛起、實施安徽省東向發展戰略、加速融入長三角、構築和諧社會、全面建設小康社會等具有重要的意義和作用。對促進沿線市(縣)經濟發展,充分發揮農業、勞動力、礦產等資源,大力推進工業園建設,構建農副產品深加工產業集群,鞏固發展輕紡產業集群,扶持建設新型建材產業集群,提供該區域的對外開放水平等具有重要意義。

本標段位於泗縣長溝鎮境內,里程樁號k52+175~k53+975,主要為長溝樞紐互通立交,與泗宿高速公路連線,主線全長1.8公里,匝道總長7809.978m(不含變速車道和三角漸變段長度)。

主線橋互通立交橋1座,527m;涵洞8座,249.02m;通道9座,248.52m;鋼筋(預)砼現澆連續箱梁橋5座,長1147m;空心板橋8座,長341.

46m;匝道橋10座(不含拼寬橋),長831m。各種標號混凝土總量4.29萬方。

二、樁基礎施工方案

本標段橋梁鑽孔灌注樁均按摩擦樁設計,灌注樁直徑規格分別為φ1.0m、φ1.2m、φ1.

3m、φ1.5m、φ1.6m、φ1.

8m,樁長17m~45m不等,共計278根。根據工程地質縱斷面圖可知,本標段橋位區土質自上而下分別為耕植土、亞粘土、亞砂土、粘土,均不入巖。施工時擬採用旋挖鑽機進行成孔,該種機型對上述土層適應性強,鑽進速度快。

由於地下水位普遍較高,施工時應採取可靠的排水、護壁和通風方式,確保施工安全。本次試樁選取ek1+114匝道橋0#-1樁基。

1、鑽孔前的準備工作

(1)、樁位的測量放樣:採用全站儀逐樁座標法來進行樁的中心位置放樣,放樣後四周設護樁並複測,誤差控制在5mm以內。樁位用10mm、長度35-40cm鋼筋打入地面30cm(四周填以水泥砂漿或混凝土來保護)作為樁的中心點,然後在樁位周圍做上標記,既便於尋找又可防止機械移位時破壞樁點。

(2)、埋設護筒:護筒的作用為固定樁位,引導鑽頭方向,隔離地面水流入孔內,保證孔內水位高出地下水位或施工水位,增加水頭高度,保護孔壁不坍塌,確保成孔質量。護筒選用整體式鋼製護筒,壁厚5—8mm,高度3m,內徑一般比樁徑大20~30cm。

為了增加護筒的剛度,防止周轉使用中的變形,在護筒的上口和中部的外側各焊一道加勁肋。

在埋設護筒前,首先對場地進行平整,墊高、清除雜物。施工中,護筒的埋設採用旋挖鑽機靜壓法來完成。首先正確就位鑽機,使其機體垂直度、鑽桿垂直度和樁位鋼筋條三線合一,然後在鑽桿頂部帶好筒式鑽頭,在鑽頭的端部臨時連線一擴孔器,使成孔直徑比設計樁徑略大15~20cm,深度略小於護筒的埋深,然後用吊車吊起護筒並正確就位,用旋挖鑽桿將其垂直壓入土體中,從鑽頭連線擴孔桿至鑽進挖深到安放好護筒僅需15分鐘。

在埋設護筒時,護筒的頂端均高出地下水位2.0m以上,以增加孔內水頭壓力。護筒埋設後再將樁位中心通過四個控制護樁引回,使護筒中心與樁位中心重合,並在護筒上用紅油漆標識護樁方向線位置。

經確認護筒平面位置的偏差不大於50mm,傾斜度的偏差不大於1%,則將其四周用粘土填實,準備下一道工序的施工。

(3)、鑽機就位:旋挖鑽機底盤為伸縮式自動整平裝置,並在操作室內有儀表準確顯示電子讀數,當鑽頭對準樁位中心十字線時,各項資料即可鎖定,勿需再作調整。鑽機就位後鑽頭中心和樁中心應對正準確,誤差控制在2cm內。

(4)、調製化學泥漿:化學泥漿調製的好壞是鑽孔樁施工是否順利的乙個關鍵性指標,一般採用優質膨潤土、燒鹼、纖維素製成,其各組成成分效能和用量如下:

①膨潤土:主要成分為蒙脫石,分鈣土和鈉土,使用時加入純鹼改造成鈉土用於配漿。他具有相對密度低、失水量少、泥皮薄、穩定性強、固壁能力高、鑽具迴轉阻力小、造漿能力大等優點。

②燒鹼(na2co3):調整泥漿的ph值,使其保證在8—10的偏鹼性範圍內,以保證水化膜的厚度,提高泥漿的膠體率(穩定率)和穩定性,降低失水量,同時避免了因ph值過小而引起鑽頭鏽蝕和粘土顆粒難於分解而降低粘度,也避免了ph值過大而引起粘土顆粒凝聚力減弱而造成裂解使孔壁坍塌。

③纖維素(cmc):增加泥漿粘性,使土層表面形成薄膜而防護孔壁剝落並有降低失水量的作用。

旋挖鑽孔選用的化學泥漿效能指標和用量如下:

(5)、泥漿迴圈系統的布置:根據現場實際情況,在橋位區中間場地設定乙個造漿池和泥漿淨化、迴圈系統,並應在監理工程師同意的指定範圍內設定專用泥漿收集池,將所有樁基廢棄泥漿通過溝渠流入收集池,集中沉澱處理。不允許在橋位區隨意排放泥漿,更不允許泥漿汙染橋位區以外農田、水系等。

2 、試成孔

鑽孔灌注樁正式成孔之前應先進行試成孔,以便核對地質資料、檢驗所選的裝置、施工工藝及技術措施是否適宜。如出現縮徑、坍孔、回淤等不能滿足設計要求時,應擬定補救措施或重新考慮施工方案或工藝。同時根據試成孔施工所需時間與總進度計畫的對比,基本可以定出為滿足進度計畫要求所需的機械裝置數量,若裝置不足應考慮及時增加施工力量。

試成孔結束後應向監理工程師提交試成孔成果總結報告,經監理工程師批准後方可進行其它樁基施工。

3 、鑽進

當鑽機就位準確,泥漿製備合格後即可開始鑽進,鑽進時每回次進尺宜控制在60cm左右,剛開始要放慢旋挖速度,並注意放斗要穩,提斗要慢,特別是在孔口5~8m段旋挖過程中要注意通過控制盤來監控垂直度,如有偏差及時進行糾正,而且必須保證每挖一斗的同時及時向孔內注漿,使孔內水頭保持一定高度,以增加壓力,保證護壁的質量。同時,做好整個過程中的鑽進記錄,隨時根據不同地質情況調整泥漿指標和旋挖速度。在鑽孔過程中,根據不同的地質情況,主要配備以下四種鑽頭以供選擇:

挖土鑽頭、挖砂鑽頭、筒鑽、螺旋鑽頭。其成孔效能如下:

(1)、挖土鑽頭:是最常用的鑽頭,在鑽頭底部有兩扇僅可向斗內方向開啟的合葉門。當鑽進時,鬥齒切削孔底土,經合也門將土壓入鬥中,當回次進尺完成提公升鑽頭時,斗內的土在自重作用下將兩扇門關緊,防止土掉入孔內。

出孔口後,通過鑽桿上壓盤擠壓鑽頭上彈簧螺桿,使合葉門開啟到出鬥中土。

(2)、挖砂鑽頭:用於鑽進砂性土地層,也可用於孔底清渣。整體結構與挖土鑽頭基本一樣,只是在底部為雙層,雙層底可以相對旋轉乙個角度,實現進土口的開啟與關閉。

鑽進時進土口為開啟狀態;進尺結束,鑽頭反向旋轉乙個角度,進土口關閉,鑽頭成完全密封狀態,將土取出。這主要是基於砂性土無粘結力而設計。

(3)、桶鑽:整體結構與挖土鑽頭基本一樣,只是底部沒有封口。主要用於施工孔內的兩層膠結岩層,該岩層整體性好,強度大,利用桶鑽的剪壓作用,破壞岩層的整體性,從而達到進尺的目的。

與螺旋鑽配合使用效果更佳。

(4)、螺旋鑽頭:依靠螺旋葉片之間的空間收集從孔底切削的土體,主要用於鑽進膠結層,由小及大,循序漸進,達到破壞膠結層的整體性,從而達到進尺的目的。與桶鑽配合使用效果更佳。

另外,對於粘性土,特別適宜乾法鑽進。

棄渣外運與鑽進同步進行,每從孔內出幾桶鑽渣,就用裝載機及時地外運至棄渣場,以減少現場施工干擾,減少棄渣對樁孔的壓力,確保施工現場的文明和質量安全。

4、 清孔、檢孔、成孔驗收

1、清孔:根據鑽孔樁樁底的設計標高和護筒頂標高,計算出鑽孔深度,用測繩檢測孔深,到位後進行清孔。清孔採用挖斗反覆撈取沉渣,直到其厚度符合規範和設計要求,然後注入純度較高的化學泥漿,置換出孔內的鑽孔泥漿,保證清孔後的各項指標符合現場實際地質情況的需要。

(2)、檢孔:主要檢查孔徑、孔的垂直度和孔深。孔徑用籠式檢孔器檢測,檢孔器用ф22的鋼筋加工製作,其外徑等於鋼筋籠直徑加100mm且不大於設計樁徑,長度等於設計孔徑的4~6倍。

檢測時,將檢孔器吊起,把測繩的零點繫於檢孔器的頂端,使檢孔器的中心、孔的中心與起吊鋼絲繩的中心處於同一鉛垂線上,慢慢放入孔內,通過測繩的刻度加上檢孔器的長度判斷其下放位置。如上下暢通無阻直到孔底,表明鑽孔樁成孔質量合格,如中途遇阻則表明在遇阻部位有縮徑或孔傾斜現象,則需重新下鑽頭處理。

(3)、成孔驗收:成孔達到如下質量標準後,即可進行下一到工序的施工。

成孔質量檢驗標準如下:

5 、鋼筋籠製作安裝

在鋼筋加工場內,按圖紙設計要求放樣製作主筋、加強筋和螺旋箍筋,然後分節綁紮、焊接。鋼筋骨架的保護層按豎向每隔2m設一道,每道沿周圍對稱布置6個。根據鋼筋骨架長度,鋼筋籠分節製作,分節長度一般為8-10m。

鋼筋籠吊裝就位採用16t汽車吊裝就位,吊裝時為保證不變形,採用兩吊點起吊。鋼筋籠豎直後,檢查骨架是否豎直,如有彎曲變形加以糾正。骨架進入孔中後,應將其扶正徐徐下放,嚴禁擺動碰撞孔壁。

當最後一道加強箍筋接近孔口時,用2根型鋼從加強箍筋下穿過,將骨架通過型鋼支承在孔口鑽機上。再吊起第二節骨架,使它們在同一堅直軸線上對接齊焊接,先焊順橋向相對的各兩根接頭,然後吊機稍稍提起,使上、下鋼筋籠在自重作用下順直。然後再焊接其他主筋接頭。

接頭焊好後,再吊起骨架,抽出支承型鋼,下放骨架。如此迴圈,使骨架下至設計標高為止,最後用數根同直徑的鋼筋把鋼筋籠接長固定於護筒上,並把鋼筋籠置於孔位中心。

6 、混凝土配製與灌注

砼配合比設計:砼配合比需通過試驗選定。在經濟合理和節約水泥用量的原則下,所配製的砼拌合物應滿足和易性、流動性、坍落度和凝固時間等效能要求,並應達到設計標號強度及其他特殊要求。

砼拌制和運輸:砼拌和站集中拌和,砼罐車運輸,幫浦送入倉。

砼灌注:灌注砼的漏斗和儲料斗可用3-4mm鋼板製作,要求不漏漿、不掛漿,流動順暢徹底。導管內徑一般為25-35cm,導管使用前應進行必要的水密承壓和接頭抗拉試驗。

導管頂部設定漏斗和儲料斗,漏斗設定高度應適應操作的需要,並應在灌注到最後階段,能滿足對導管內砼柱高度的需要,保證上部樁身的灌注質量。漏斗與儲料斗應有足夠的容量儲存砼。

新投入使用的灌注導管應先在地面進行連線組拼,檢查導管柱是否彎曲,連線的可靠性,丈量核對導管柱的實際長度,進行水密承壓試驗,檢查導管的密實性,充水時壓力宜不小於0.5mpa-0.7mpa。

鑽孔灌注樁施工方案

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