青岛海湾大桥六合同非通航孔桥钻孔灌注桩施工技术方案

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1、青岛海湾大桥第同土建工程非通航孔桥钻孔灌注桩施工技术方案路桥集团国际建立股份青岛海湾大桥同工程经理部二七年七月 目 录第一章 工程概况11.1 工程简介11.2 气象、自然条件1气象1水文地质11水文1地形地貌与工程地质21.3 施工根据2第二章 资源配置32.1 人力资源配置32.2 主要施工设备配置3主要船机设备配置3主要测量设备配置5主要试验设备配置5第三章 施工方案安排73.1 根底及下部构造施工顺序73.2 施工周分析73.3 非航道桥详细施工方案安排8第四章 施工技术方案94.1 钻孔桩施工技术方案概述94.2 钻孔桩钢护筒设计94.3 钻孔平台的设计114.4钻孔平台的搭设14临

2、时钢桩的插打15平联焊接17临时钢桩桩头割平18钢护筒插打19钢护筒牛腿位置放样、焊接21平台上部构造整体制作、安装214.5钻孔平台的维护保养224.6钻孔平台的撤除234.7钻孔灌注桩施工23泥浆制备与循环23钻孔施工26钢筋笼制作与安装28水下混凝土施工31桩头预留与凿除34桩基质量检测34声测压浆34钻孔桩施工主要风险及对策34第五章 钻孔桩施工质量保证措施385.1 严格控制钢护筒质量385.2 严格控制钢护筒平面位置和垂直度395.3 严格控制钢筋笼的加工质量395.4 严格控制钢筋笼的安装质量405.5 严格控制水下混凝土质量40第六章 工保证措施406.1 工保证承诺406.2

3、 制定科学的施工组织理制度努力进步理程度406.3 组织保证措施41第七章 平安保证措施417.1 平安理目的417.2 平安施工组织保证427.3 平安施工制度保证427.4 平安施工资金保证427.5 平安施工措施保证437.6 思想保证437.7 应急保证措施43第八章 环境保护措施448.1环保组织机构448.2组织措施458.3技术措施45青岛海湾大桥第同土建工程非通航桥钻孔灌注桩施工技术方案第一章 工程概况1.1 工程简介青岛海湾大桥第同段非通航孔桥位于青岛海湾大桥红岛航道桥西侧里程桩为：RK22+550RK24+830根底采用钻孔灌注桩合计钻孔灌注桩312根详细的设计情况如下表1

4、-1所示： 非通航孔桥桩基设计情况一览表 表1-1序墩桩径桩长(m)数量根砼标桩底地层、桩型1引桥D类墩241269160cm最长70.3m232C35角砾岩、摩擦桩2引桥E类墩236240270274180cm最长69.3m80C353基桩总数量312根1.2 气象、自然条件 气象本工程区域一年四季均有灾害性天气发生主要灾害性天气有大风、冰雹、干旱、台风、寒潮、霜冻、浓雾和高温、暴雨、倒春寒等。对大桥施工影响的主要是大风和大雾。各影响因素出现超标的天数初步根据根底资料确定如下表1-2所示： 作业天数统计一览表 表1-2影响因素影响天数大风8级57大雾能见度1000m3050暴雨50mm3严寒

5、00C15波浪H1/100.8m或T 6s影响很少1.2.2 水文地质胶州湾海水水质类型为CLNa型水海水对混凝土构造中钢筋长浸水具弱腐蚀性对钢构造具中等腐蚀性。1.2.3 工程场地的根本烈度为度。1.2.4 水文胶州湾属规那么半日潮类型两次高潮的高度根本一致但低潮位有日不等现象两次低潮的高度略有差异。潮汐周约为12小时25分涨潮时间相对较短落潮时间相对较长两者相差1小时10分钟左右见表1-3所示： 红岛潮汐特征值一览表 表1-3潮 汐 特 征 值红 岛 1月资料统计备 注平 均 海 平 面 (m0.19参考值来自青岛港长验潮站近30年统计资料以及9月7日10月8日红岛站一个月同步观测资料分析

6、结果。最 高 高 潮 位 (m2.69最 低 低 潮 位 (m-2.26平 均 高 潮 位 (m1.72平 均 低 潮 位 (m-1.37平 均 潮 差 (m3.10最 大 潮 差 (m4.681.2.5 地形地貌与工程地质桥位地貌类型主要为堆积地貌：山前堆积区、滨海堆积区、山前冲积平原区。桥位区揭露为前第四纪中生界白垩系地层桥位处揭露地层主要特征如下：上层：软土层；全新世滨、浅海相沉积主要为青灰色淤泥、淤泥质亚粘土、淤泥质粘土、粉砂、细砂；红岛航道桥位主要为淤泥及淤泥质土厚度5.09.0m。中层：粘土层、砂层；晚更新世冲洪积成因主要岩性为灰亚粘土和中、粗砂、砾砂；厚度1.6015.70m底板

7、标高-8.25-35.30m。下层：岩层；红岛航道桥桥位内沉积岩的主要岩性为泥岩、泥质砂岩、角砾岩部分夹玄武岩。1.3 施工根据、青岛海湾大桥土建工程施工?、青岛海湾大桥?施工图设计?、执行、：?公路桥涵施工技术?JTJ 060-?钢筋机械连接通用技术规程?JGJ107-?钢构造工程施工质量验收?(GB50205-)?钢构造设计?(GB50017-)?全球定位系统GPS测量?GB/T18314-?水运工程混凝土施工?JTJ 268-96?水运工程混凝土质量控制?JTJ 269-96?港口工程混凝土设计?JTJ26798?港口工程桩基工程?JTJ25498?海港工程混凝土构造防腐蚀技术?JTJ2

8、75?公路工程施工平安技术规程?JTJ 076-95?建立工程施工现场供电平安?GBJ 50194-93?海上交通平安法?第二章 资源配置2.1 人力资源配置 表2-1 工 种人 数工作内容现场技术员4现场技术指导、监视现场调度2现场施工调度现场平安员2现场平安理测量人员8现场测量试验人员6现场试验钻孔技术工240钻孔施工吊装工30钻孔平台搭设、撤除及钢护筒插打电焊工15钻孔平台搭设钢筋工40钢筋笼加工、下放电工4各工序施工用电理总计人数351人未包括各施工船舶配员2.2 主要施工设备配置 主要船机设备配置 表2-2 编机械设备名称型数量1全回转浮吊150t艘12多功能作业船t艘23拖轮HP艘

9、14砼拌和船240 m3/h艘15起锚艇700HP艘26运输船800t艘47泥浆船600m3艘48粉料船800t艘19交通船184kw艘110交通船700HP艘111钻孔设备含GPS-20HA型气举反循环钻机及泥浆别离器、空压机等配套设备套1612柴油发动机组300KW套813砼输送泵60m3/h台214履带吊50t台315龙门吊30t台616振桩锤90KW台217振桩锤135KW台118振桩锤200KW台1 主要钻孔设备性能简介：、钻机结合本工程引桥桩根底实际的地质条件所选钻机的型和主要技术性能表如表2-3所示： GPS-20HA型钻机技术参数 表2-3钻孔直径(m)2.0m钻孔深度(m)8

10、0扭矩(T.m)4提升力(T)18钻孔转速(r/min)856孔内钻杆直径(mm)194163000 mm主机自重(t)15总功率(kw)55传动方式机械传动规格长宽高7.32.409.35、空压机一台钻机装备1台空压机作为钻孔排渣设备其性能如下标表2-4所示： 型技术参数英格索兰佳力士规格长宽高mm31241587190523001600功率KW 110160电机转速r/min14602975冷动风机w300022002接收口径(mm)PC 2112机组重量kg202550排气量m3/min1720、泥浆别离器为了钻孔施工高质、高效、经济、文明地进展通过同类比选结合实际施工需要一台钻机配一台

11、泥浆净化器选用宜昌黑工程机械消费的ZX-200型泥浆净化装置其相关设备的性能参数如下表2-5所示： ZX-200型泥浆净化装置技术性能表 表2-5 型技术参数ZX-200处理才能m3/h200分率程度(UM)74除砂率()90脱水率()80总功率(kw)48外形尺寸(cm)330220270重量(kg)3700 图2-1 ZX-200型泥浆净化装置主要测量设备配置 表2-6 序仪器设备名称规格型数量1GPS天宝5800套32GPS手簿天宝TSC2套23全站仪莱卡TCR1201台14全站仪莱卡TC1102台15水准仪NA2台2主要试验设备配置表2-7序仪器设备名称规格型数量力学试验仪器1万能材料

12、试验机WE-1000A台12压力试验机NYZ-D台13万能材料试验机30吨台14钢筋拉力试验夹具8-32套15钢筋冷弯冲头8-32套16钢筋标距仪台1水泥试验仪器1电动抗折机KZJ-500台12水泥胶砂搅拌机新行星式台13水泥胶砂振实台新台14水泥净浆搅拌机NJ-160台15水泥负压筛析仪FYS-150B16水泥稠度凝结时间测定仪套17雷氏费煮箱FZ-31台18雷氏夹个109电热恒温枯燥箱550*550*450台110水泥恒温恒湿养护箱HBY-40B台111水泥胶砂试模40*40*160只1012水泥胶砂抗压夹具只213李氏比重瓶只3三、混凝土试验仪器1砼单卧轴搅拌机60L台12砼振动台1平方

13、米台13砼贯入阻力仪台14砼回弹仪ZC3-A只15砼坍落度筒、捣棒、标尺套46砼养护设备HWB-6套17砼弹性模量测定仪TM-2套18砼抗压试模150*150*150只1809砼弹性模量试模150*150*300只1210砼抗冻试模100*100*400只1211砼电通量测定仪套112砼氯离子扩散系数测定仪RCM套113砼含气量测定仪台214混凝土平板抗裂仪台115水灰比测定仪台116洛氏硬度仪台1四、集料试验仪器1砂石筛套22针片状规准仪套13石子压碎仪套14容量瓶500ml只45容量筒1-20L套16摇筛机台17量筒100-1000ml套2五、衡器、测量类仪器1电子天平2Kg/0.01g台

14、12电子天平6Kg/0.1g台13电子天平20 Kg/1g台14分析天平200g/0.1mg台16静水力学天平SJ2KG-1台17磅秤100Kg台18案秤10 Kg/5g台19标卡尺0-200mm把110钢板尺500 mm把1六、泥浆性能试验仪器1泥浆比重计个22泥浆含砂率测定仪台23泥浆稠度计个2第三章 施工方案安排3.1 根底及下部构造施工顺序、引桥墩根底及下部构造的施工顺序由236墩开场往274墩推进即是从青岛侧向黄岛侧进展施工。、引桥基桩施工作业总共拟投入钻机16台。3.2 施工周分析、钻孔平台搭设一个钻孔平台搭设的施工时间约为18天施工周分析如表3.3-1所示： 一个钻孔平台搭设施工

15、周分析 表3.3-1序工 序时 间天备 注1临时钢桩插打3天2钢桩间平联焊接6天包括大扁担梁安装3钢护筒插打3天包括钢护筒间平联焊接4平台上部构造安装4包括辅助设施安装5龙门吊安装218有效作业天数、钻孔桩施工一根基桩的施工时间约为16天施工周分析如表3.3-2所示： 一根钻孔灌注桩施工周分析 表3.3-2序工 序时 间小时备 注1准备工作1天包括钻机就位等2钻孔10天70m桩长3清孔、提钻等164孔径、垂直度、孔底等检测8成孔检测5下钢筋笼66下导47二次清孔68混凝土灌注8包括灌注前准备9钻头修补、机械保养、维修等1天10不可预见因素2天施工时间合计天16有效作业天数、钻孔平台撤除一个钻孔

16、平台撤除的施工时间约为10天施工周分析如表3.3-3所示： 一根钻孔平台搭设施工周分析 表3.3-3序工 序时 间天备 注1设备清理、辅助设施撤除2天包括龙门吊撤除2平台上部撤除2天平台构造整体撤除3桩间平联割除2天4临时桩拔除4天10有效作业天数3.3 非航道桥详细施工方案安排、钻孔桩平台搭设及基桩施工方案投入钻孔桩平台8座投入16台钻机以保证度方案的实现和基桩任务的按时完成。6月至9月方案完成236#-245#共10个钻孔桩平台的搭设7月15日开场钻孔桩施工施工至12月份16台钻机平均施工时间有4个月的时间每台钻机每月施工基桩两根共16台2根4个月=128根任务127根。、钻孔桩施工7月至

17、7月方案完成236-274#共计312根基桩。第四章 施工技术方案4.1 钻孔桩施工技术方案概述本合同段非通航孔桥桩根底全部为钻孔灌注桩在施工中采用搭设海上钻孔平台进展钻孔灌注桩的施工。钻孔平台根底由临时钢桩和钢护筒组成互相间采用平联连接其中上层平联钢兼做钻孔施工的泥浆循环连通。临时钢桩采用浮吊插打然后在临时钢桩上设置导向架承重梁和导向架利用浮吊插打钢护筒。由于引桥钻孔平台面积较小采用全型钢构造平台的主体框架采用整体加工和安装的方式。钻孔施工采用气举反循环排渣法成孔在钻孔桩施工过程中特别注重海域环保设置围堵、导流设施防止钻孔泥浆流入海中所有弃浆、弃渣均利用泥浆船运输到指定地点排放。桩基钢筋笼在

18、陆上基地采用长线法制作分节运输接长下放。在钻孔施工的过程中除利用平台侧面的浮吊作为吊装设备外也可利用龙门吊作为吊装设备。钻孔桩混凝土由拌和船供给布料杆布料泵送灌注。在电力供给方面钻孔施工采用自带动力设备钻机统一进展油料供给。海上作业人员生活安排方面在各施工大型船舶设置生活区以满足需要。4.2 钻孔桩钢护筒设计综合考虑地质情况引桥钢护筒采用浮吊配合振桩锤插打综合考虑钻孔平台的构造形式、防止钢护筒变形、防止塌孔、漏浆、确保钻孔平台受力平安以及经济性等各种因素进展钢护筒设计并在设计时考虑钢护筒插打时临时设施的设置设计情况如下：、钢护筒材质及要求钢护筒采用Q235-A钢材Q235-A钢材必须符合GB/

19、T 159194的有关规定Q235-A最小屈从强度为225MPa最小抗拉强度375MPa弹性模量Eg=2.1105MPa。、钢护筒几何参数 直径1.8m钻孔灌注桩采用外径2.1m钢护筒壁厚14mm使用直缝焊；直径1.6m钻孔灌注桩采用外径1.9m钢护筒壁厚12mm使用直缝焊；钢护筒顶标高均为5.50m由于分布广地质条件不一钢护筒长度在18m24m不等。、加劲方式在钢护筒底口30cm范围内外包10mm厚Q235-A钢板加劲箍外包加劲箍钢板两端与钢护筒主体外壁焊接详细焊接方式如图4.2-1所示(E类墩为例)：图4.2-1钢护筒底部加劲示意图、钢护筒防变形内支撑布置为防止钢护筒在存放、运输过程发生变

20、形在钢护筒内布设直径10cm壁厚3mm的钢“米字内支撑钢护筒顶、底口各布置一道在钢护筒内布置等间距布置两道详细布置如图4.2-2所示：图4.2-2 钢护筒内支撑、钢护筒吊点设置、吊点位置设置如图4.2-3所示： 图 4.2-3、吊点构造形式吊点的构造形式如图4.2-4所示其中吊点焊缝全部要求满焊焊缝应饱满无气孔、砂眼焊缝厚度应满足焊接有关的要求。吊点位置如假设遇到钢护筒焊缝往桩底方向挪动。 图4.2-44.3 钻孔平台的设计、根底钻孔平台根底采用临时钢桩及钻孔桩钢护筒均为直桩材质均为Q235A钢。临时钢桩桩径0.8m壁厚10mm。钢护筒分为D类和E类：D类钢护筒直径1.9m,壁厚12mm；E类

21、钢护筒直径2.1m壁厚14mm。钢桩与护筒之间利用平联进展横向连接以增加整体稳定性,在支点的设置方面：直接利用临时钢桩的桩顶型钢作为上部构造的支点同时在钢护筒的外侧壁焊接的钢板牛腿作为支点。、平联为增加平台桩根底的整体稳定性设置两层桩间程度联络并在程度联络内设置斜撑。平联采用直径32cm、壁厚6mm钢斜撑采用20a。、型钢扁担梁平台型钢扁担梁采用双拼H600200或H500200顺桥向搁置在临时钢桩桩顶。、主梁平台主梁采用双拼H400200型钢焊接成整体框架。、分配梁平台分配梁采用I20a间距按50cm布置。、桥面系平台面板采用8mm厚钢板铺设面板接缝之间采用焊接封或采用封材料封在钢护筒位置、

22、平台面板的四周焊接围堵钢板使整个钻孔平台形成一个封的“槽以防止钻孔施工过程中泥浆落入海中。同时在面板上设置溜槽使落在平台面上的泥浆能回流到钢护筒中或泥浆船上。平台两侧护栏高1.2m采用小直径钢焊制竖杆采用直径48mm钢间距3m底部焊接在I20a分配梁的端头程度横联采用直径48mm钢设置两道竖杆顶部及中间各一道。 钻孔平台的构造形式如下列图4.3-3所示详细的设计图纸附后构造验算书详见青桥六标5文。图4.3-3-1 非通航孔桥钻孔平台设计图图4.3-3 非通航孔桥钻孔平台设计图为满足在平台上施工时的吊装需要在平台上设置龙门吊作为起吊设备。为充分利用龙门吊将左右幅钻孔平台连接起来由一台龙门吊效劳两

23、个钻孔平台的吊装作业如图4.3-4所示：图4.3-4-1 龙门轨道布置图 图4.3-4 龙门吊立面布置图4.4钻孔平台的搭设 钻孔平台搭设流程图如下列图4.4-1所示：图4.4-1 引桥平台搭设流程图4.4.1临时钢桩的插打临时钢桩采用浮吊作为吊桩设备利用振桩锤进展沉桩详细的施工流程如下列图4.4-2所示：图4.4-2 浮吊插打临时桩流程图、临时钢桩导向架固定底座定位将导向架底座固定在泊船的一侧如图4.4-3所示：履带吊钢桩固定底座钢桩固定底座立面布置图导向架导向架平面布置图图 4.4-3、运桩船就位运桩船根据现场要求相应的选择靠船位置和时间在运桩船将船固定好后测量人员要及时在钢桩的桩顶标识出

24、相应刻度以便于沉桩过程中桩顶标高的控制。履带吊运桩船就位平面图运桩船图 4.4-4 运桩船就位、测量定位在运桩船固定好之后开场钢桩平面位置的定位。测量人员取临时钢桩导向架顶面的平面中心作为钢桩的平面中心位置。根据测量数据指导浮吊操作人员对船位做相应的调整当到达设计要求的位置后将所有锚缆带紧保持浮吊位置。最后测量人员再对平面位置进展复测。、临时钢桩起吊将桩顶钢丝绳、抗风缆挂好之后利用履带吊将钢桩从运桩船上吊起。、钢桩下放将钢桩吊至导向架的顶部当钢桩的底部距导向架50cm左右时微调钢桩位置使钢桩中心对准导向架中心然后吊钩缓缓下放使钢桩沿着导向架垂直插入土中。过程中应注意钢桩下放速度要缓慢并保持吊钩

25、的位置始终处于钢桩中心的上方保证钢桩竖直下放。、钢桩振沉在钢桩位置、垂直度满足要求后履带吊卸掉钢丝绳然后起吊振桩锤并夹锤启动振桩锤开场振桩。在钢桩振至设计标高后停顿振沉将振桩锤撤离将导向架提出翻开导向架底座上的闸门将船顺着闸门开口方向退出。在沉桩过程中假如受潮水高度的影响钢桩无法钢桩振沉至设计标高时暂停振沉将振桩锤撤离将导向架提出墩位处履带吊重新吊起振桩锤将钢桩振至设计标高。、钢桩平面位置、垂直度复测钢桩振到位后对其平面位置和桩顶标高进展复测以为后续施工提供相关数据。4.4.2平联焊接钢护筒和临时钢桩之间的平联采用直径32cm壁厚6mm的钢斜撑采用单根20a下料长度由桩位测量数据计算确定并提早

26、下料。平联的标高由沉桩测量定位确定的桩顶标高向下量取。为方便平联的现场焊接在平联的一端套接一根内径为33cm壁厚6mm长50cm的钢套筒。平联的焊接采用浮吊作为起吊设备倒链葫芦配合平联焊接主要的步骤如图4.4-5所示：图4.4-5 平联安装流程图4.4.3临时钢桩桩头割平浮吊驻位后由测量人员测出桩顶标高并用白油漆标识在桩身上然后由作业人员沿刻画线利用程度将标高加再将桩头割除浮吊吊开。如图4.4-6、图4.4-7所示。为满足扁担梁的安放在钢桩顶沿扁担梁方向开槽口如图4.4-8所示桩头割除时利用挂梯和吊篮配合施工。 图4.4-6 临时钢桩桩头抄平 图4.4-7 桩头割除 图4.4-8 扁担梁槽口放

27、样4.4.4钢护筒插打临时钢桩之间的平联焊接完毕后进展临时钢桩桩头的抄平然后安装固定横向大扁担梁2HN600200并在扁担梁底部钢桩的两侧用1cm钢板焊接支撑牛腿。然后在大扁担梁上部安装固定钢护筒导向架的承重梁2I32a接着安装钢护筒插打所用导向架测量定位后使之上部与I32a型钢焊接固定底部与其附近的临时桩、平联连接固定如图4.4-9、图4.4-10、图4.4-11所示：图 4.4-9 导向架轴线放样图 4.4-10 导向架横梁安装加固图 4.4-11 导向架安装平面示意图导向架安装完毕后浮吊在平潮、流速小的时段起吊钢护筒使钢护筒沿着导向架下放、入土就位待测量复测满足要求后浮吊起吊振桩锤振沉钢

28、护筒振沉到设计标高后振桩锤撤离解除导向架的固定措施然后导向架吊离并安装至下一个桩位。浮吊插打钢护筒示意图如图4.4-12所示：图4.4-12 浮吊插打钢护筒4.4.5钢护筒牛腿位置放样、焊接牛腿的焊接位置由测量人员在测量放样割桩标高时一起放样并将牛腿的中心线位置标注于护筒外壁之上以便于整个平台牛腿标高的控制。牛腿焊接要求焊缝厚度不小于10mm由专业焊工进展焊接以确保焊接质量。焊接完毕后做彻底检查满足要求前方可进展下道工序施工。 4.4.6平台上部构造整体制作、安装钻孔平台上部构造由主梁2HN400200、分配梁I20及8mm厚面板组成在施工中将主梁2HN400200互相连接形成框架将I20分配

29、梁焊接于HN400200主梁之上将面板铺设焊接于I20分配梁之上使钻孔平台的上部构造形成一个整体然后由浮吊整体起吊安装就位后与桩顶的横向大扁担梁2HN500200、2HN600200焊接连接。浮吊整体安装平台上部构造示意图如图6.1-31所示：图6.1-31 浮吊安装平台主梁整体框架平台主体构造施工完毕后可进展其它辅助设施施工主要包括钻孔平台四周的护栏和平安备用设施、平台横桥向处的靠船护舷人员上下的爬梯等。4.5钻孔平台的维护保养为确保施工平台的平安使用需要定员、定对平台进展全面的检查、维修、保养应做好以下几点：、做好施工检测定测量平台标高假如出现相邻临时钢桩发生不均匀沉降沉降量超过限值时停顿

30、在平台上的全部施工对其进展综合评价采取有效措施后再投入使用。、定测量平台临时钢桩、钢护筒的冲刷情况对冲刷过大位置采用抛砂袋、片石的措施对其进展维护。、定检查主梁和其它构件的定位、固定设置的焊接情况并作及时的维护、加固。、检查平台警示标志、警示灯以及照明线路的完好情况发现损坏及时修复。、对桥面板发生翘曲或损坏的部位及时进展修复或更换。4.6钻孔平台的撤除平台撤除利用浮吊和履带吊作为起重设备。平台撤除与平台搭设时的顺序相反详细为：清理桥面施工机具及其它物件龙门吊撤除主梁整体撤除型钢扁担梁撤除钢护筒牛腿的割除平联的割除临时钢桩的拔除假设能或割除。假如出现钢桩出现不能拨出或拔断现象那么采用潜水员水下切

31、割方案回收海床面以上露出部分钢桩。施工工中应注意的是投入使用的材料除钢护筒外均为周转重复使用材料应尽可能的作好回收和保护。同时所有作业人员必须严格遵照海上施工平安规定进展施工。4.7钻孔灌注桩施工4.7.1泥浆制备与循环本工程钻孔灌注桩均处于海中而且距岸线较远淡水供给非常困难。我们借鉴以往成功经历在本工程钻孔灌注桩施工中采用海水泥浆钻孔工艺。、海水泥浆的配合比由于海水中Cl、Mg2+、Ca2+含量高泥浆悬浮功能差出渣困难钻进效率受到制约甚至不能很好地起到护壁作用。假如仅采用普通膨润土等造浆材料仍难以使泥浆到达使用要求。针对这个问题根据本工程的实际情况结合本工程以往海上施工经历拟定出海水泥浆的根

32、本配合比其施工配合比在钻孔过程中根据实际情况和需要再行调整。 海水泥浆配合比 表4.7-1材料名称膨润土钠质纯碱碳酸钠PAC增粘剂海水掺量kg/m31206.51.601000、钠质膨润土钠质膨润土泥浆是一种带有电荷的亲水胶体通过颗粒静电斥力保持稳定的悬浮状态。具有相对度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁才能高、钻具盘旋阻力小、钻进率高、造浆才能大等优点。建议：山东潍坊龙凤钠基膨润土。 钠基膨润土物理、化学指标一览表 表4.7-2工程粒度pHSiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2O烧失量数值200目通过968.271.958.230.541.051.582.1

33、01.7512.8、碳酸钠Na2CO3碳酸钠作为一种分散剂主要作用是使进入水中的膨润土分散开来形成外包水化膜的胶体颗粒提供钠离子和碳酸根离子可使pH值增大到10使粘土颗粒分散、外表负电荷增加更好地吸收外界的正离子增加水化膜的厚度进步了泥浆的交替率和稳定性降低失水率并且使钢筋处于弱碱性环境中对钢筋的锈蚀起到保护作用。掺入量为膨润土的0.30.5。、聚阴离子纤维素PACPAC是一种增粘剂是羧甲基纤维素CMC的衍生物是一种阴离子型线性高分子物质能在海水中不降粘具有增稠性、保水性、抗盐性及较好的薄膜成型性。PAC有高粘度和低粘度两种。粘度越高增稠效果越好但粘度过高会影响其在泥浆中的溶解性。A、海水泥浆

34、的各项技术指标根据钻孔施工的各阶段情况和需要以满足最容易坍塌的土层孔壁稳定为主要条件我们拟定不同性能技术指标的海水泥浆的根本配合比详细参数： 海水泥浆技术指标一览表 表4.7-3技术指标施工阶段检测新配制泥浆循环再生泥浆清孔泥浆相对度g/ml1.061.151.10泥浆相对度计粘度s222520251822漏斗粘度计失水量ml/30min172020失水量仪泥皮厚度1.521.5钢尺胶体率1009698量杯含砂率0.53.01.0含砂率计PH值810810810PH值试纸B、海水泥浆的各项技术指标的检测泥浆技术指标的检测按照JTJ041?公路桥涵施工技术?附录C-2进展。其根本原理如下所述：a

35、.相对度x：可用泥浆相对度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯加盖并洗净从小孔溢出的泥浆然后放置于支架上挪动码使杠杆呈程度状态即气泡处于读出码左侧所示刻度即为泥浆的相对度。b.粘度s：工地用漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆通过滤网滤去大砂粒后将泥浆700ml均注入漏斗然后使泥浆从漏斗流出流满500ml量杯所需时间s即为所测泥浆的粘度。c.含砂率：工地用含砂率计测定。量测时把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计然后再倒450ml清水将仪器口塞紧摇动1min使泥浆与水混合均匀再将仪器竖直静放3min仪器下端沉淀物的体积由仪器上刻度读出乘以2就是含砂率。d.胶体率：将100m

36、l的泥浆放入干净量杯中用玻璃板盖上静置24h后量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水量杯底部可能有沉淀物。以100水沉淀物体积即等于胶体率。e.失水量ml/30min和泥皮厚度:用一张120120的滤纸置于程度玻璃板上画一直径30的圆圈将2ml的泥浆滴于圆圈中心30min后量算潮湿圆圈的平均半径减去泥浆坍为泥饼的平均半径即失水量。f.净切力可用浮筒切力计测定其测定是将约500ml泥浆搅匀后立即倒入切力计中将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时轻轻放下当它下降到静止不动时即静切力与浮筒重力平衡时读出浮筒上泥浆面所对的刻度即为泥浆的初切力。取出切力筒擦净粘着的泥浆用棒搅动筒内泥浆后静止10min用上述

37、量测所得为泥浆的终切力。同时在滤纸上量出泥饼厚度即为泥皮厚度。泥皮厚度愈平坦、愈薄那么泥浆质量愈高一般不宜厚于23。、海水泥浆的制备正式施工时结合桥位处详细的地质水文条件根据拟定的泥浆根本配合比进展泥浆配制试验对海水泥浆的各项技术指标进展检测根据检测结果对根本配合比进展修正、调配后最后确定泥浆施工配合比。钻孔泥浆的配制采取在钢护筒内钻机自行造浆。钻机就位后将钻头提升至孔底以上10cm左右连接好气以及泥浆循环回路开动钻机；根据孔内的水量和泥浆根本配合比计算出膨润土及外加剂的用量人工逐袋参加膨润土外加剂逐步投入通过钻机的转动搅拌孔内混合物制造泥浆；开动空气压缩机孔内泥浆通过气举经过钻杆和泥浆进入泥

38、浆别离器通过泥浆别离器把直径大于0.074以上的颗粒从泥浆中别离出来钻渣装入储渣筒内净化后的泥浆进入泥浆池通过钢护筒与泥浆池之间的连通槽流入正在钻进的孔内经过气举反循环调配孔内上、下层的泥浆；在泥浆调配过程中对孔内和泥浆池出口处的泥浆技术指标进展检测根据检测结果对泥浆进展调整即调整海水、膨润土及两种外加剂的用量直到满足所设计的根本配合比为止。、海水泥浆的循环钻孔泥浆循环系统由钻机的钻杆系统、泥浆净化机、泥浆池、泥浆连通槽、空压机气举等组成泥浆循环通过钻机钻杆气举携渣孔道吸出进入泥浆净化机再由泥浆净化机输入泥浆池经过沉淀由泥浆池内通过泥浆连通流入相邻钢护筒内经过周围相连护筒循环回到原护筒内以此循

39、环自始至终。、泥浆制备与循环中应注意的事项、由于海水的度为1.04g/ml海水泥浆的相对度较值稍大施工中应加强检测控制做到定时检测及时添加PAC和纯碱改善泥浆的稳定性。、钻进过程中需要排掉部分的泥浆因此添加PAC和纯碱应在排浆之后进展以免造成浪费。、置换的泥浆必须经过沉淀、排渣、检验合格前方可使用。、增粘剂PAC较难溶解集中投放容易结团难以发挥效应应采取屡次、少量投放的方式进展。4.7.2钻孔施工图4.7-1 钻孔施工流程图、钻机就位平台搭设完毕后通过测量放样出桩根底的设计中轴线十字线标注于平台之上根据桩基的中轴十字线和钻机的地盘平面尺寸定出钻机的位置钻机布置原那么是底座必须落在钻孔平台的纵横

40、杆件上。当钻机的位置确定后利用浮吊将钻机从运输驳船上吊到平台上然后利用履带吊将其准确地安放到指定的位置上。再开场对钻机进展调平处理保证钻机的机台转盘程度钻头钻杆的中心与桩基的设计中心重合最后设钻机的限位装置使钻机保持平稳以保证在钻进过程中不产生位移及倾斜。、钻孔在开钻之前用电磁铁对护筒内进展扫吸去除孔内的铁质杂物。钻机就位后先进展护筒内的钻进由于有护筒的防护护筒内地层采取高转速、海水进展钻进施工。护筒内钻进在海水补充速度及风包漂浮比可以满足要求的情况尽量加快进尺速度为缩短成孔周争取时间。护筒内钻进的最终标高是护筒底口以上2.0m3.0m进展控制然后在护筒内进展海水造浆。当护筒内泥浆的各项技术指

41、标符合要求后才能开场正式进尺。在护筒外地层内钻进采用刮钻头、优质海水泥浆护壁、气举反循环、减压钻进的施工工艺。在护筒底口附近慢速钻进形成稳定孔壁。然后根据不同土层特点选择不同的钻速和进尺。对于淤泥质土层采用低档慢速、稠泥浆钻进以免发生先扩孔后缩孔现象；对于亚粘土层采用中快速、优质泥浆、大气量钻进的钻进；对于砂层采用轻压、低档慢速、大气量、稠泥浆钻进以免孔壁不稳定发生部分扩孔或部分坍孔并充分浮渣、排渣以防埋钻现象。钻孔过程中及时填写钻孔施工记录交接班时由当班钻机班长向接班班长交待钻进情况及下一班应考前须知。由于钻孔作业分班连续进展经常对钻孔泥浆的性能进展检测发现不符合要求时及时调整；随时捞取渣样

42、与地质剖面图核对检查、判断土层是否有变化当土层变化时及监理工程师并做好记录。由于基桩钻孔施工由于受潮水涨落影响高潮降临前半个小时此时应增加护筒内的泥浆使泥浆面标高高于潮位1.5m2m保证护筒内外水头差满足要求。因故停顿钻进时孔口须加护盖严禁将钻头留在孔内以防埋钻。、清孔清孔是逐步将孔内泥浆中钻渣、包括粒径大于0.074的颗粒等悬浮物别离出来并将泥浆稀释成为一种稳定性好相对度到达清孔阶段泥浆根底配合比的状态同时保证混凝土灌注前孔底沉淀层厚度满足设计要求10是循序渐进的过程是泥浆技术指标不断检测和调整优化的过程。清孔分两个阶段进展第一阶段是成孔后清孔第二阶段是钢筋笼下放后清孔详细如下所述：当钻至设

43、计标高时即开场进展首次清孔。清孔时将钻具提离孔底约15cm左右缓慢旋转钻头通过气举吸出孔底钻渣同时流入稀释泥浆进展泥浆调整通过反复循环使孔内泥浆相对度、粘度、含沙率、胶体率等指标到达清孔泥浆指标。在泥浆指标和沉淀厚度到达设计要求之后采用超声波检孔器进展孔深、孔径和垂直度的检测经监理工程师验收合格签认后开场钢筋笼的下放。在钢筋笼和导安装好混凝土浇注之前进展孔底沉渣厚度测量假设沉渣厚度超出规定值10cm时要进展二次清孔。二次清孔采用水下混凝土灌注用的刚性导配合20m3/min空压机将压缩空气通过5.0cm无缝钢高压输送至孔底同样采用气举反循环法对孔底沉渣进展清理排出孔外后立即开场水下混凝土灌注施工

44、。清孔时考前须知：、在清孔排渣时注意保持孔内水头防止坍孔。、严禁用超深成孔的代替清孔。、采用优质泥浆在足够的时间经屡次循环将孔内的悬浮的钻渣置换、别离出来。4.7.3钢筋笼制作与安装本标段桩基钢筋笼定尺长度为12m钢筋笼在陆上基地制作因底节为喇叭口故长度调整节定为底节其它小节段长为12m整个钢筋笼接长以镦粗直螺纹接头连接。钢筋笼采用“长线法在钢筋棚内将各小节绑扎、连接成型然后按2小节作为一个吊装节段进展分解存放待用。“长线法钢筋笼制作如下所述：、钢筋笼制作的与步骤、根据设计图纸使用弯筋机将环向加劲箍筋弯曲并焊接在加劲箍筋的内侧设置防止变形的并在环向加劲箍筋上标识出主筋的焊接位置。钢筋笼的中间各

45、分节竖向主筋的两端螺纹丝头长度不一样向下一头的螺纹丝头长度与直螺纹接头套筒的长度一致使用时拧上直螺纹接头套筒到刚露出丝头为止向上一头的螺纹丝头长度等于直螺纹接头套筒长度的一半。、在加工场地上预先设置加工底座沿钢筋笼长度方向上每隔3m设置一个底座预计铺设30个底座沿钢筋笼长度方向排列整齐、顺直每个底座均垂直于钢筋笼处于同一程度面上确保钢筋笼主筋的连接顺畅、平直。安装、检查合格后对加工底座进展固定防止在加工过程中产生位移影响钢筋笼主筋的垂直性。然后用10mm钢板按外圈钢筋笼外径加工成半圆的定位架在定位架上按主筋间距焊接5根主筋限位作为准确定位主筋位置的基准钢筋。、底座加固完毕后开场钢筋笼的制作。首

46、先在钢筋笼的最底节的底座限位位置上摆好钢筋笼的5根主筋其底部弯头抵住端头定位钢板调好弯头的正确位置将其临时固定该工序完成之后开场焊接加劲箍筋加劲箍筋的位置按照设计图纸进展在施工过程中亲注意加劲箍筋的垂直度并保证加劲箍筋的搭接焊接头不会处于同一平面内。加劲箍筋与5根基准主筋焊接好之后在其外侧标识出其余主筋位置。主筋下料时考虑了在长度方向上接头按50错开布置错开间隔 按11235d考虑。如图4.7-2所示：图4.7-2、按照标识出的位置开场安装主筋先焊接上部主筋并用连环挂钩来布设其余的主筋主筋位置调整好后再进展仔细检查准确无误后开场进展加强箍筋和主筋之间的焊接焊接时保证主筋和加强箍筋贴紧并保证焊接

47、结实、焊点饱满不出现“咬筋现象。如图4.7-3所示：图4.7-3、钢筋笼底节的主筋和加劲箍筋焊接完毕后一方面开场本节钢筋笼的螺旋箍筋的绑扎另一方面进展第二分节主筋的安装。如图4.7-4、图4.7-5所示：图4.7-4图4.7-5螺旋钢筋绑扎时要求作业人员站在钢筋笼内绑扎确保铅丝头朝向桩芯。第246偶数个节头钢筋笼连接位置的螺旋钢筋不绑扎以便于节段撤除。安装第二分节主筋时将套有直螺纹接头套筒的一端与底节主筋端头一一对好然后将套筒往下拧直到底节主筋端头处的螺纹丝头全部进入套筒内为止即完成竖向主筋的连接。然后又开场绑扎第二分节钢筋笼的螺旋箍筋的绑扎进展第三分节主筋的安装。其后各分节钢筋笼的绑扎工序依

48、此重复进展直到钢筋笼制作成型。在钢筋笼绑扎的同时按照设计图所示位置安装、固定好超声波检测。超声波检测采用套焊接连接即向上的一头在声测下料时预先焊接好连接套在现场连接时上面子插入接头套内即可焊接。、整个桩基的钢筋笼钢筋笼绑扎完成后从底部开场按2分节作为一个吊装节段来分解逐一做好互相连接的醒目的识然后存放待用。、在钢筋笼的制作绑扎过程中适时进展声测602.0的安装。 、在钢筋笼制作好之后要进展混凝土保护层垫块的安装在安装和运输过程中要做好混凝土垫块的保护工作。保护层垫块采用混凝土垫块详细安装方式如图4 .7-6所示： 图4.7-6 混凝土保护层垫块、钢筋笼的下孔安放钢筋笼节段采用运输船由岸上加工场

49、运送至施工平台旁利用或浮吊将节段钢筋笼吊放至孔旁在二次清孔完毕后利用吊机起吊至空口处对接后放入孔内。在钢筋笼的对接过程中同时进展声测的对接对声测底口连接仔细检查并对其做好有效的保护。采用龙门吊 (或浮吊)进展钢筋笼的下放,在下放过程中要注意做好钢筋笼内支撑的割除工作。 图4.7-7 履带吊下放钢筋笼实例4.7.4水下混凝土施工、导连接混凝土灌注导由外径为32.5壁厚8的热轧无缝钢制作如图4.7-8所示采用螺纹套环接头接头与接头之间设一道橡胶封圈。导分节制作底节长度按6m制作节长度为2.5m每套还需加工1节1.5m和2节1m长的子作为长度调节用。灌孔时调整长度的导放在整根导的顶部。图4.7-8

50、导导连接前首先要检查导和封圈是否完好导是否清洁或是否存在混凝土残渣附着发现问题要及时更换或清理。导连接时必须保证整根导的顺直套环必须用专用扳手大力拧紧。导连接完成后再次对其长度进展确认并记录好节的组成情况。按?公路桥涵施工技术?要求在导下放前进展水承压和接头抗拉试验进展水试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力也不应小于导壁和焊缝可能承受灌注混凝土时内力P的1.3倍压力。在本工程孔深为78m海水泥浆灌注前的设计相对度为1.1g/cm3。、孔内水深压力：1100kg/m39.8N/kg80m0.8624Mpa、混凝土灌注时内力按照?公路桥涵施工技术?公式计算:Pc-wHwP24KN/m3 87

51、m-11KN/m380m=1.208Mpa那么导的水试验的水压取1.3p,为：1.31.208=1.5704Mpa因此导水试验的水压为取1.6 Mpa在水试验过程中假设发现有渗水现象那么必须对渗水之处进展重新连接或补漏然后再次进展水试验直到满足要求为止。在进展水试验时请监理工程师旁站、监视。、导下放在导下放前根据孔深进展节配置组合在下放过程中做好记录。导采用履带吊或浮吊下放考虑到本工程桩孔的深度大导不能整根一次下放到位必须采用分节下放那么每分节的长度取5m。导下放前在孔口布设一个专用夹板前一节导下放后顶部夹在夹板中间后一节起吊后再与之连接此时的连接与安装前的连接工序一致必须确保导连接质量。导下

52、放完成后安装首批混凝土储料斗时使导底口至桩孔底面的间距悬空量控制在0.4m左右。、水下混凝土灌注、混凝土灌注的根本参数考虑到孔深大且测得的孔内泥浆的相对度仅仅是抽样值为确保混凝土灌注成功首批混凝土下去后导首次埋置深度取2.0m左右那么根据?JTJ041-公路桥涵施工技术?第条中提供的参考公式：VD2/4H1H2d2/4h1可知 混凝土首灌方量如表4.7-4所示： 表4.7-4桩径cm桩长m首灌混凝土方量 (m3)18069.38.6516070.37.472钻孔灌注桩混凝土由海上拌和站或拌和船供给。为防止混凝土输送道堵塞使灌注中断施工时同时使用两套输送设备确保混凝土的供给。同时安排道工现场值班

53、假设遇故障及时排除。为满足水下混凝土灌注需要水下混凝土坍落度按1820cm控制初凝时间不小于20小时。在灌注混凝土前再次检查孔底沉淀层厚度如不满足要求那么利用导、空压机等施行气举反循环法二次清孔直至孔底沉淀层厚度满足设计10的要求。当一切准备就绪并经监理工程师检查合格后即可进展水下混凝土灌注。、混凝土灌注的工艺一旦得到监理工程师同意灌注混凝土的指立即撤除导上的泥浆和气举设施在孔口旁安放首批混凝土大储料斗在孔口处安放小料斗并与导连接。首批混凝土用漏斗顶塞法灌注即在混凝土小料斗中的漏斗口处安装一个钢塞子钢塞子引出的钢绳挂在履带吊小钩上当混凝土装满大储料斗10m3时翻开大料斗的闸门混凝土通过闸门流入

54、小料斗中当小料斗中混凝土即将储满时履带吊立即提起钢塞子那么首批混凝土通过导灌入孔底。当大料斗的混凝土根本放完时立即检测孔内混凝土面高度计算导埋置深度确认符合要求后即可继续泵送混凝土进展正常灌注。在混凝土灌注过程中应注意以下几个事项：、灌注开场后应紧凑、连续进展并注意观察内混凝土下降和孔内水位升降情况及时测量孔内混凝土面高度正确指挥导的提升和撤除。导在混凝土内埋深控制在2m6m左右即拆后导在混凝土内的埋深不小于2m埋深不超过6m。、导撤除应注意协调和配合做到一气呵成指挥有序忙而不乱保证拆速度。、在混凝土灌注过程中后续混凝土要沿导壁徐徐灌入以免在导内形成高压气囊而导致堵。另外为保证桩根底混凝土的实要定时抽插、抖动导但提升幅度不宜过大到达振捣和防止粘的效果。、在混凝土灌注过程中泥浆通过泥浆泵抽至施工平台旁的泥浆船上。、混凝土浇注过程中假设遇到异常情况或现象及时向监理工程