桥梁试桩方案样本.doc

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204国道立交桥灌注桩试桩技术方案
根据招标文件、 施工合同、 设计文件要求及本工程的施工特点, 现上报该工程灌注桩基础试桩技术方案如下:
一、 工程概况
204国道立交桥位于城北大桥东侧, 城北大道与204国道市区段、 长泰路、 马躺路桥南接线五路交叉口, 该五路交叉处以城北大道东西方向和204国道与城北大道西段方向采用高架桥连接, 其余交通采用地面转盘进行转向的立交方案。立交桥部分总长1935.9米,有三种直径的灌注桩共260根。其中φ120灌注桩200根、 φ100灌注桩56根、 φ150灌注桩4根。对三不同直径的灌注桩均须进行灌注桩全面施工前的试桩。
二、 试桩方案及布置
设计要求该工程灌注桩基础试桩共四根。其中: φ120两根, 长66米、 62米, 分别布置在D5+826—D5+946间和A2+013—A2+118。φ100一根, 长48米, 布置于A道11号台与C道12号台之间。φ150一根, 长75米, 布置于C道16号墩位置附近。根据业主指示和现场实际情况, 仅做三根试桩, 即: A2+013—A2+118间φ120一根( D5+826—D5+946间一根在现204道路施工段, 现场无法施工) , 长62米, 桩位定于B道7号墩与8号墩间的右侧与C道的空档处; φ150一根, 长75米, 桩位定于D道9号墩位置附近与B道间的空档处; φ100一根, 长48米, 定位于A( B) 道11号台外侧附近。计划于 11月24日始试桩( 具体见桩位平面布置图)
三、 试桩目的
1、 检验桩机及其各附属设备的性能, 检验选择合理的施工工艺方法和机具设备 。
2、 检验施工人员的组织及其符合性。
3、 检验泥浆指标的符合性, 选择合理的钻进速度, 以决定桩基部分的施工进度计划及单桩成孔的速度。
4、 检测不同土层的成孔性能, 以获取特殊层的施工要求。
5、 检验清孔的方法及效果, 检验是否出现扩孔, 坍孔等现象。
6、 检验钢筋骨架成型方法、 质量状况及下放方法的可行性和时间。
7、 检验砼灌注的工艺, 确定合理的浇注速度及砼强度配合比的确定。
8、 检验砼灌注的完整性、 密实性、 缺陷程度。
9、 检验桩的承载能力。
四、 水文地质状况
1、 水文:
南通市位于江苏省东部、 长江三角洲平原北翼, 年平均气温月150C, 平均降雨量1083.8MM, 汛期6-9月降水量占年降水量60%左右。拟建桥梁场地为现有道路及农田, 地面高程为3.1—3.8米( 85国家高程) , 局部分布明、 暗河塘, 现正施工204国道, 城北大道道路高程约4.0米左右。
地下水类型主要为孔隙潜水和第Ⅰ承压水, 孔隙潜水层主要赋存于②、 ③、 ④层亚砂土、 粉砂层中, 补给来源为大气降水、 地表迳流及临近河流的渗流补给。初见水位标高约2.7米左右, 稳定水位在2.5米左右, 水位年变幅在2.0米左右, 一般在85高程1.5—3.5米, 水位随季节及降雨量波动变化, 第Ⅰ承压水水头高程0.5米。
拟建场地环境类别为Ⅱ类, 地层渗透水及土对钢筋砼结构无腐蚀性, 潜水对钢筋砼结构中钢筋长期浸水部位无腐蚀性, 在干湿交替部位具弱腐蚀性, 地下水对钢结构具弱腐蚀性。
2、 地质
工程地质特性如下:
①-1素填土 CK5+725—CK5+925、 DK5+598—DK5+925地段以亚粘土、 亚砂土为主, 夹植物根茎, 松散不均匀。厚0.9米,局部明暗河塘部位夹淤泥质土,其它地段为城北大道路基,已压密,不均匀,厚约1.6米.
①-2淤泥 灰色—黑色,分布于明河塘底部,流塑,高压缩性厚度1.00—2.00米.
②亚粘土夹亚砂土 黄褐-青灰色,软塑,见铁锰质斑痕, 层理清晰, 干强度低—中等, C、 D线5+650—5+875及A、 B线1+660—1+775地段厚度较大, 5.5米—16.60米不等,其它地段1.7—5.00米,τi=30Kpa
③粉砂夹亚砂土 灰色—青灰色,饱和,中密,含云母碎片,层厚0.9—8.50米,局部缺失. τi=45Kpa,σR=400 Kpa
④-1亚砂土夹粉砂 灰色—青灰色,湿—很湿,稍密—中密,局部亚粘土薄层,干强度低,韧性低,层厚1.3—5.9米,局部缺失. τi=32Kpa,σR=350 Kpa
④-2 粉砂夹细砂 灰黄—灰色,饱和,中密,局部夹亚砂土薄层,层厚6.6—14.2米. τi=50Kpa,σR=450 Kpa
⑤淤泥质亚粘土 黑—灰黑色,流塑,局部夹软塑状亚粘土,干强度中等,韧性中等, 层厚7.7—12.4米. τi=22Kpa
⑥-1亚粘土夹亚砂 灰色,塑软,局部流塑,干强度低--中等,韧性低--中等, 层厚0.8—3.5米. τi=28Kpa
⑥-2亚粘土 灰色, 软塑,局部流塑,干强度中等,韧性中等, 层厚5.3—8.5米. τi=24Kpa
⑥-3亚粘土夹亚砂土 灰色, 软塑,局部夹薄层粉砂,干强度低--中等,韧性低--中等, 层厚5.4—13米. τi=30Kpa
⑦粉细砂夹亚砂土 灰黄—灰色,中密为主,局部以中密状亚砂土为主,含云母碎片,颗粒级配差, 层厚5.0—20.7米. τi=55Kpa,σR=1000 Kpa
⑧细砂夹中粗砂 灰黄—灰色,中密—密实,饱和,颗粒级配差, 局部含10—20MM次圆状石英质砾石该层未钻穿.
土层软弱地段, 液化点主要位于④-1层, 场地液化等级为轻微, 液化折减系数为2/3—1。
五、 试桩施工总体安排
试桩工作在项目部的直接领导下进行:
1、 施工人员、 设备组织: 工程技术部、 质量监控部各1人; 试桩施工负责人1人、 施工技术负责人1人; 每桩架钻机操作工2人、 普技工6人、 电工1人, 安全员1人; 相关检测人员2人
2、 机械设备配置: 37千瓦GPS1800正循环钻机一台, 37千瓦BGF1800正循环钻机一台; 35千瓦泥浆泵4台; 3千瓦GQ-40钢筋切断机1台; 3千瓦GW-40钢筋弯曲机1台; 10千瓦400型电焊机4台; 普沅25T吊车一台; 90千瓦发电机组一台; DB80压浆机及制浆机一各一台。
3、 施工用水电: 试桩施工用电接城北大道转盘西南侧500千瓦配电间, 设临时线路。同时工地配一台90千瓦发电机组。施工用水为附近河道汲取。
4泥浆池设置: 设置于城北大道转盘西北侧, 长70米、 宽40米、 深3米, 分泥浆和沉淀池两部分。

六、 试桩施工工艺流程图

钢筋备料
水泥黄砂碎石备料
取样试验
钢筋笼制作
自检成型
监理检验
机
具
人
员
材
料
准
备
测量放样
平整场地
埋设护筒
监理复核
钻进成孔
浆池制作
泥浆制作
取样检验
监理审批
取样试验 附报告
监理
审批
孔深、 孔径检查
清孔
检查沉淀、 泥浆
成孔
下钢筋笼、 导管
二次清孔( 沉淀＞24cm)
灌注水下混凝土
测量混凝土面标高
成桩
超声波检、 压浆、 承载力检
自评估报告
报监理工程师审批

商品砼
拌制
坍落度检查查
商品砼配合比

荷载箱设置

七、 施工工艺方案
1、 钻孔平台及护筒埋设
钻桩平台: 桩位点定出后, 铺设井字枕木、 设置钻架平台, 架设钻架。钻架到位后进行平面位置, 垂直度的检测定位( 中心位置平面偏位小于5cm, 保证孔倾斜度小于1%) , 数据记录在案。
护筒埋设: 选用8-10mm厚直径大于设计桩径20-40cm的钢质护筒, 埋设护筒时先在定位的桩基处开挖直径适宜的圆土坑, 然后下入适量的粘性黄泥, 同时将护筒安装至圆坑中就位, 护筒外侧用黄土拥壁夯实。护筒顶高于地面30cm, 埋深大于100cm。
2、 泥浆制作
本工程拟采购江南的优质粘土制作泥浆( 采用孔内投粘土自造浆工艺) , 造浆用的粘土应符合下列技术要求:
胶体率不低于 96%
含砂率不大于 4%
造浆率不低于 0.006m3/kg-0.008 m3/kg
泥浆性能指标基本应符合下列技术要求; 根据土质情况进行调整。
泥浆相对密度 1.20-1.45
漏斗粘度 18-28Pa.S
含砂率 8%-4%
胶体率 >96%
失水率 ≤15ML/30min
泥浆循环在泥浆池中进行, 施工过程中视泥浆检测状况及钻孔状况, 可加碱或≤0.1%的羧甲基纤维素(CMC)或适量膨润土以改进泥浆性能。
3、 钻进成孔
A、 钻孔采用正循环钻进工艺。由泥浆泵管与钻杆上部接通, 泥浆经过钻杆中心压至钻头底部边旋转切削边护壁, 钻渣经过泥浆浮出, 如此不断循环。在成孔施工中, 经过钻压、 转速、 泥浆指标等参数的调节来控制钻进成孔速度、 防止孔斜、 缩径等现象的产生, 同时利用孔内泥浆的压力来平衡孔壁压力和水压力。
鉴于本次试桩设计中未注明桩顶和桩底标高。仅规定了试桩桩长, 因此本次试桩的所有钻进及桩长控制, 以护筒顶向下50cm为桩顶标高再向下控制桩长。
4、 清孔
在成孔完毕后, 通知监理工程师进行验孔, 合格后立即进行清孔。采用换浆法清孔, 将钻具提离孔底0.1～0.2m空转, 保持泥浆正常循环, 以中速将密度较低( 1.03～1.10) 的较纯泥浆压入, 将密度较大的泥浆及钻渣换出, 直至孔内泥浆指标达到要求, 且孔底沉淀层厚度小于设计及规范要求。下好钢筋笼及导管灌注前, 再次检查泥浆指标及沉淀层厚度, 沉淀层厚度≤24cm后, 即可灌注砼, 若检验不合格, 则必须将泥浆泵连接在导管上部, 经过导管向孔内注入密度较低( 1.03～1.10) 较纯泥浆, 进行第二次清孔, 至直孔内泥浆指标及沉淀层厚度符合要求。
5、 钢筋笼制作、 存放运输、 下放
每根桩开钻前,应预先制作好钢筋笼并验收合格, 钢筋笼分节制作, 一般18m为一吊装节模数, 其余部分按设计钢筋笼长度确定。
A、 钢筋笼制作
加劲筋成型法: 按设计尺寸做好加劲筋圈, 标出主筋的位置, 把主筋摆在平整的工作台上, 并标出加劲筋的位置。焊接时, 使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标志, 扶正加劲筋, 并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度, 然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后, 人工转动骨架, 将其余主筋逐根照上述方法焊好, 然后吊起骨架搁于支架上, 套入盘筋, 按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上, 点焊牢固。
B、 钢筋骨架存放与运输
制作好的钢筋骨架放在平整、 干燥的场地上。存放时, 每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木, 以免粘上泥土。每组骨架的各节段排好次序, 便于使用时按顺序运出。
C、 钢筋骨架的起吊和就位
为减少钢筋笼在运输过程中的变形,准备就近制作, 用25T吊车吊装。采用两点吊。起吊前在骨架内设置临时支撑。骨架起吊后, 检查其是否顺直, 如有弯曲须整直。当骨架进入孔口后, 将骨架扶正徐徐下降, 严禁摆动碰撞孔壁, 同时解除临时支撑。骨架下降到最后一个加劲筋处时, 用型钢穿过加劲筋将骨架临时支承于钻机平台上。吊来第二节钢筋骨架, 使上下两节骨架位于同一竖直线上。
D、 第一根桩用焊接连接, 第二根桩在条件允许的情况下用直锣纹连接器连接, 经监理验收后稍提钢筋骨架, 抽去临时支托型钢, 将骨架徐徐下降, 如此循环, 直到使全部骨架降至设计标高为止。
E、 骨架最上端定位, 由测定的孔口标高来确定吊环筋的长度, 以桩中心来校正骨架的平面位置, 至核对无误后再焊接固定在钻机平台上。
F、 钢筋骨架的焊( 连接) : 钢筋骨架的连接计划采用2种方法: ①焊按连接, 用10倍钢筋直径的单面焊连接②用6cm长外套机械连接。施工前对这两种连接方法均进行抗拉强度检测。
6、 超声波检测管( 压浆管) 和荷载箱的安装
超声波检测管( 压浆管) 按设计要求的长度和定位点焊接安装于钢筋内侧, 随钢筋笼下放。伸入粉质粘土中。为此须先算出具体的位置及长度, 采用9米、 6米、 3米的定型钢管连接, 最下端管底梅花形均匀布置6个直径6mm小孔, 孔内塞图钉, 并用弹性胶皮包装, 以形成单向注浆通道。下端口封死, 上端口用木塞塞住并用塑料布包裹, 压浆管密封要可靠, 既要保证不发生渗漏, 又要保证能在混凝土浇注终凝后, 在2－5MPa泵压下顺利开塞。荷载箱按设计检测的位置焊接于相应的位置。
超声波检测管本次试桩计划用两种①普通钢管焊接连接②加工钢管机械连接。
7、 导管安装
选用250MM内径导管, 导管内壁力求光滑、 顺直、 光洁、 无局部凹凸, 各节导管的内径大小一致。导管安装使用前, 按规定做水密试验合格后投入使用。下导管之前, 对每节导管进行编号、 注明长度。节与节之间的连接紧密不漏水, 导管底部距孔底0.3-0.5m。
漏斗底口高出桩顶4-6m。储料斗的容积为2.0m3,确保砼首盘灌注后使导管埋深在1m以上。正常施工时导管埋深在2m—6m
8、 拌制混凝土、 灌注水下混凝土
砼制备: 砼采用威胜商品砼公司C30水下砼产品, 坍落度控制在18～20CM范围内。在施工前进行砼配合比设计和验证。
灌注: 商品砼运至现场后, 采用砼输送泵将砼泵送至储料斗中。D=1.5 m=4.161 m3; D=1.2 m时=2.978m3; D=1.0 m时=2.179m3。在首盘浇注后, 实施桩基的连续灌注。连续灌注是确保桩基质量的首要条件, 因此灌注前必须认真做好一切浇筑准备工作和应急方案, 确保万无一失。首批砼数量必须确保下料后导管的初次埋深大于1M, 正常灌注时导管埋深控制在2～6米。砼灌注接近钢筋骨架底高程时保持导管较大埋深, 防止因砼冲击造成钢筋笼上浮, 在砼顶面超出钢筋底4米以上时, 提升导管, 恢复正常灌注。在灌注至设计桩顶标高时应严格检测, 控制灌入量, 砼浇注高程高于设计桩顶高程0.5米, 以保证破除桩头后的桩身砼质量。
9、 压浆
A、 桩身混凝土浇筑24-48小时后( 同时要进行超声波检测后) , 连接压浆管和注浆泵, 用清水液把直管上的密封套冲破。第一次测试完毕后, 经过注浆泵把配置浆液压入桩端土层内。
B、 当压入水的压力突然下降时, 表示密封套已裂开。此时可停泵封闭阀门10-20min, 以消散压力。当管内存在压力时不能打开闸阀, 以防止压力水回流。压浆管要防止钢筋笼下放过程中被损坏, 严禁泥浆和水泥浆进入注浆管。压浆管头部高出地面0.2～0.3m。应确保压浆管底贴近桩底。压浆管于安装前应进行清洗, 以清除管内杂物。压浆管应在桩混凝土浇筑完成24-48小时后开塞, 由压浆泵用清水将压浆管底密封套冲开, 确保压浆管管路系统畅通。
C、 压浆控制: 压浆总体控制原则: 实行压浆量与压力双控, 以压浆量( 水泥用量) 控制为主。每根压浆管压入总水泥浆的1/3, 分三批连续从三根压浆管压入。工作压力2.0Mpa, 控制最大压力6.0 MPa;
持荷时间 5min;
压浆流量 <75L/min;
D、 浆液配置: 压浆水泥采用Po42.5MPa普通硅酸盐无结块的双检水泥。强度要求: 7天强度不小于5.0 Mpa。浆液的水灰比0.5-0.7, 随着压浆的进程先稀后浓; 严格控制浆液配比, 搅拌时间不少于2min, 浆液进入储浆桶时必须用16目纱网进行2次过滤, 防止杂物堵塞压浆孔及管路。掺入2-3%U型微膨胀剂。
八、 试桩施工过程中的检测与控制
1、 泥浆初制作时和施工过程中的每一节杆、 成孔后、 清孔后进行泥浆指标的检测记录。
2、 对每一节杆、 不同的土层进行认真详细的钻进速度检测记录。
3、 认真记录钢筋骨架的下放及连接时间。
4、 清孔的时间及效果检测记录和桩深测量检测记录。
5、 探孔器探孔, 以检测成孔状况
6、 导管的安放时间及深度检测记录
7、 灌注过程砼灌注的速度, 导管埋置深度, 砼方量检测记录。
8、 异常情况的描述。
9、 每根桩制作砼试压块4组
10、 验证砼运输是否满足现场实际施工要求
九、 超声波检测
超声波检测由专业单位进行, 以测定桩的完整性、 密实性。
十、 承载力检测
承载力检测由专业单位进行, 以测定桩的承载力。
十一、 试桩的质量保证措施
1、 充分做好各项准备工作。
2、 严格执行图纸、 进行技术交底, 使施工人员在按图纸施工的过程中明确知道本工序的设计及规范要求和质量检验标准。
3、 在施工过程中, 项目部由工程技术部和质量监督部安排相关人员进行全过程的检测控制工作。
4、 加强对原材料的事先试验、 检测, 杜绝不合格材料进入工地, 凡未经检测合格的原材料坚决不予使用。
5、 严格对测量仪器、 试验仪器实行定时、 定量标定检查制度, 确保所测数据和结果的正确性。
6、 砼由项目部专人驻厂控制, 现场专人进行试压块制作。
十二、 试桩安全措施
1、 落实安全责任制。
2、 加强职工的安全意识教育, 上岗前做好安全交底工作。
3、 严格遵守各项安全操作规程, 杜绝违章施工。
4、 专人负责吊装设备、 机械的安全检查、 维修工作。
5、 加强施工机械设备的定期检查和维修。
6、 进入现场的施工人员必须戴安全帽, 严禁酒后作业。
7、 电器设备由专职电工作业、 管理, 非专职人员不得擅自运用。
在试桩完成后, 针对试桩目的对施工机械, 人员组织, 材料性能( 包括泥浆) , 施工过程工艺进行评估。在超声波、 承载力检测后对成桩进行相关评估。在28天砼试压报告后对桩身强度作出评估。

204国道立交桥

灌

注

桩

试

桩

技

术

方

案

南通市港闸市政工程有限公司
204国道立交桥项目经理部
二00八年十一月十八日