本合同段共有钻孔灌注桩278根,全部为摩擦桩,直径分为120 cm、130cm、150 cm、180cm四种,桩基除了K1+063小泥河中桥3、4号墩在河道中外,其余均在旱地上。干处基础只需平整场地后就可钻机定位施工,位于河道中基础需填土筑岛后再施工。
三、施工组织机构
为了适应许禹高速公路施工的需要,根据的具体情况,成立桩基专业施工队,主要负责本合同段桥梁桩基的施工。由砼集中拌和场施工队、桩基施工队施工队组成,由工程部结构物处统一管理,负责该桩基施工过程中的一切事宜,生产、质检、试验、材料、安全协调等各职能部门加强全面配合、服务及监管,以保障生产的顺利进行。
四、桩基施工
(一)、施工准备
1、生产前,结构工程师、试验工程师、质检工程师、施工员先熟悉图纸,熟悉规范,了解现场工程地质条件,认真做好生产前的各项准备工作。组织对生产小组的技术交底,提出用料计划。
2、料场及材料的准备:抓紧进行材料料场的再证实及优化和取样检测工作,做好各种原材料和砼配合比试验(原材料试验报告、砼配合比批复报告),并根据组织设计制定材料采购供应计划。
3、砼集中拌和站、中心预制场的建设:拌和站设在许昌西互通处,该地场地大,且较平整,完全可以满足工程的需要,在砼施工前,集中拌和站按标准建设好,场地全部硬化,各种材料分块堆放,做好标记牌,各种必要的临时工棚、水池等按要求修建好。检查、维修好各种机械设备,保证场地的水通、电通、路通,确保砼拌和场正常运转。
4、施工现场的建设:场地平整,部分场地硬化,搭好钢筋加工棚,施工便道畅通,保证场地的水通、电通、路通,安装好施工现场各种必要的机械设备及备用设备。
(二)、桩基施工
本合同桥梁基础全部采用桩基础及钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收,所以必须对施工过程中的每个环节严格控制,保质、保量的完成施工任务,我们组建桩基施工专业队伍进行施工,以保证桩基工程的施工质量。本合同段桩基共安排8台钻机进行泵吸式反循环回转法钻孔施工,砼采用拌和场集中拌和,混凝土搅拌运输车运送,钻架卷扬机配合灌料斗进行砼灌注。
工程地质条件:
在本合同段,在勘探范围和深度内,该段地层主要为粘土、亚粘土、亚砂土、粘土、细砂层,地层结构简单,工程地质条件良好。
地下水类型主要为第四系孔隙水和承压水,含水层主要为砂层、亚粘土层,含水量丰富,地下水位较高,水质可满足工程需要。
(1)钻孔
①施工放样
本合同段的桩基采用先进的Topcon GTS-602型全站仪进行坐标定位和检测。
②埋设钢护筒
钢护筒根据钻孔桩直径采用6~10mm厚的钢板卷制而成,护筒长度视埋置深度、地下水位高度等来确定,内径比桩径大20~40cm。同时壁外要用肋板加固。护筒安装必须准确,平面位置的偏差一般不超过5cm,倾斜度的偏差不超过1%。护筒埋置深度视土质情况而定,本合同段桥桩大都处于旱地,地表为粘质土或亚粘质土,在埋筒时,对于砂类土应将护筒周围0.5—1.0m范围内土挖除,夯填粘质土至护筒底0.5m,位于河道中的桩基在筑岛后,钢护筒应尽可能深入到不透水层粘土内1-1.5m。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度,使护筒内水头产生20Kpa以上的静水压力,同时必须超出施工平台线或地面0.3m以上,保证孔口水压力,防止地表水进入。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒,为防止钻孔过程中上部孔口处土层的塌陷,钢护筒顶部高程应高出地下水位2.0m以上。
③泥浆池的设置和泥浆制备
在钻孔灌注桩附近根据需要设置一定尺寸的泥浆池和沉淀池,供泥浆循环时使用。水中钻孔桩无位置布设泥浆池时,采用泥浆船作为泥浆循环池。
钻孔桩泥浆由水、粘土或粘土加添加剂按适当配合比配制而成,其性能指标应符合规范要求。泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔作用。根据地质情况和钻孔方法,在钻进过程中产生的泥浆可满足施工要求,或采用粘土加NOM\CMC等添加剂的优质泥浆,泥浆的相对密度在一般地层如粘土、亚粘土以1.02—1.06范围为宜,在易坍塌地层以1.06—1.10范围为宜,保证不出现塌孔和桩底无泥浆沉淀。
④钻孔
待钻机安装就位后,采用钻机进行钻孔,泥浆通过泥石泵循环,排至沉淀池内。本合同段地质较为单一,桩位地层强度不大,拟采用泵吸式反循环钻孔施工为主。
用泵吸式反循环开钻时,钻头应距孔底20~30cm,防止堵塞吸渣口。将真空泵中加足清水,关紧出水控制阀和沉淀池放水阀使管路封闭,打开真空管路阀门使气水畅通,然后启动真空泵,抽出管路内的气体,产生负压,把水引到泥石泵,当水充满泥石泵时关闭真空泵,立即启动泥石泵,当泥石泵出中真空压力达到0.2Mpa以上时,打开出水控制阀,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循环后,启动钻机慢速开始钻进。在接长钻杆时,应注意使接头紧密,防止漏气、漏水和钻杆松脱。在硬性粘土中,宜用低速钻进、自由进尺;在普通粘性土中,宜用中速或高速钻进、自由进尺;在砂土及含少量砾卵石的碎石土中,宜低速或中速钻进,并控制进尺,防止陷没钻头或吸渣速度跟不上;遇地下水丰富易坍孔的粉质土,宜用低档慢速钻进,减少钻锥对粉质土的搅动,同时应加大泥浆相对密度的提高水头,以加强护壁,防止塌孔。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。。
在钻进时应连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,在钻进过程中不产生位移或沉陷。
在钻进过程中,如遇到卡钻、糊钻、埋钻、塌孔、扩孔、缩孔、孔斜等事故时要即时报告即时处理,防止更大事故的发生;如遇地层不符合勘探资料时也应及时报告,停钻以作进一步处理。
在施工过程中,认真做好现场施工记录和交接班工作,掌握好工程进度。
⑤ 清孔
钻孔深度、直径、位置和孔斜度直接关系到桩质量,因此在钻孔过程中密切观察,在钻孔达到设计要求深度后,用探孔器对对孔位、孔斜度、孔径及孔深进行检查,确认满足要求后,填写成孔“检查表”,并报监理理工程师验收。
成孔检查后,应立即采用抽浆清孔法清孔,提升钻锥距孔底10—20cm,利用钻机的反循环系统的泥浆泵持续吸渣5min—15min左右,使孔底钻渣清除干净,以达到清孔目的。在清孔排渣过程中,必须注意保持孔内水头,防止坍孔。
在清孔过程中,应随时检查孔内泥浆比重和孔底沉淀厚度,在泥浆比重和沉淀厚度达到设计规范要求后,即沉淀厚度不超过0.4D(D为设计桩径),泥浆比重在1.03—1.10范围内,含砂率不大于2%,粘度为17-20S,胶体率不小于98%。报监理工程师验收,合格后再进行下一道工序。
(2)钢筋笼和水下砼施工
钢筋笼的制作与钻孔同时进行,钢筋进场时应具有出厂质量证明书或试验报告单,钢筋的端头应切得正直,表面不得有裂缝、结巴和折叠,钢筋使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆放,不得混杂,且应设立识别标志。钢筋运输过程中应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆放在仓库(棚)内,露天堆放时应垫高50cm以上并加遮盖。钢筋加工应与地面隔离,钢筋切断前应按设计图纸尺寸进行配料,按设计及施工规范要求焊接和绑扎好,主钢筋的边接采用焊接,钢筋焊接应符合规定要求,焊缝要饱满,单面焊长度不小于10d,双面焊长度不小于5d,钢筋接头应设置在内力较小处,并错开布置,焊接接头区段不小于35d(同时不得小于50cm),在接头长度区内同一根钢筋不得有两个接头;配置在接头长度区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总截面面积在受拉区内不得超过50%。在上面将钢筋笼分节加工好,同时安装声测管,待清孔完毕后,立即用吊车将加工好的钢筋笼分节吊入孔内,节与节钢筋采用单面焊接将钢筋笼联成一个整体,同时也将声测管焊接好,按桩中心将整个钢筋笼固定好,防止在砼灌注过程中钢筋笼上浮或偏移。在吊装钢筋笼前,应检查钢筋骨架各部尺寸,入孔后应检查钢筋骨架各部位的偏差值(应在在容许范围内)。在监理工程师验收认可后,将管径25 cm或30cm的 砼导管各节栓接好后插入孔内,同时填写钻孔灌注之前检测表。
在水下砼灌注前还应检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如达不到要求,应用抽浆法进行第二次清孔,符合条件后方可灌注水下砼。
水下砼浇筑(导管法):砼浇筑采用砼搅拌运输车配吊斗浇筑,导管在浇筑前进行水密、泵压和接头抗拉实验,在灌注砼开始时,导管底部到孔底保证有25cm到40cm 的空间,在整个灌注时间内,应保证漏斗底口距桩顶或水面不小于4—6m,导管漏斗保持充满的砼,保证导管埋入砼最小埋置深度不小于2m ,并不大于6m,以防泥浆冲入管内,导管下端管口与砼表面的相应位置,始终予以严密监视,保证导管在无空气和水进入的状态下填充,砼连续浇筑至并超出设计标高至少80cm,以保证截面以下的砼质量。在砼灌注后初凝前可拔出护筒,砼浇筑过程中随时测量并记录导管埋置深度和砼表面高度。
在灌注过程中要注意:首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部间隙的需要,经计算1.2m直径的桩基首批砼的数量应不小于3m3; 1.3m直径的桩基首批砼的数量应不小于3.5m3;1.5m直径的桩基首批砼的数量应不小于4m3;1.8m直径的桩基首批砼的数量应不小于5m3;灌注时间不得长于首批砼初凝时间,若长于首批砼初凝时间,则应掺入缓凝剂;在砼面按近钢筋笼时应减慢灌注速度,防止钢筋笼上浮,待砼面进入钢筋笼一定深度后方可加快灌注速度;在浇筑时,要避免砼产生离析现象。
水下砼是成桩的关键工序。施工时,统一指挥、密切配合,做到快速连续施工,同时配备各种应急措施,以防止在雨天或机械发生故障时造成断桩事故。
(3)砼养护:浇筑完成之后,及时清理现场,清除桩头浮浆,待砼强度达2.5Mpa以上时,凿除桩头浮浆砼露出纯净的砼面为止,凿除浮浆砼时,要注意不要振动影响桩身砼,护筒最好是浇筑完砼后立即拔出,不要在砼开始凝固时拔出,以免损坏桩头砼。
(4)钻孔灌注桩的泥浆排放:在施工前在合适的位置开挖设置一些泥浆循环池或泥浆船供钻孔灌注桩泥浆循环及处理,浇筑砼过程中,将孔内溢出的泥浆直接引流到泥浆池,以沉淀硬化。水排入水沟或河流,泥渣废弃到弃土场,要防止泥浆溢出污染农田、堵塞河道。
(5)位于河道中的桩基应尽早施工,在雨季来临之前施工完毕,即时清除河中的填土,疏通河道,恢复河道原状,如有要求可对桥下河道边坡进行护坡,保障河道畅通。



