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宕石大桥边墩桩基施工工艺

一、 概述
北边墩共3个, 全部位于北主塔( N1) 北侧的浅海水中, φ1.8m钻孔桩各4根; 南边墩共3个, S3、 S4位于沙滩上, φ1.8m钻孔桩各4根, S2位于浅海水中, φ1.8m钻孔桩8根。各桩设计数据见下表:
墩号
N2
N3
桩号
1#
2#
3#
4#
1#
2#
3#
4#
护筒底标高m
-38
-40
-38
-40
-40
-40
-40
-40
桩底高程m
-45
-52
-43
-46
-56
-52
-54
-48
墩号
N4
S4
桩号
1#
2#
3#
4#
1#
2#
3#
4#
护筒底标高m
-40
-40
-40
-40
-40
-40
-40
-40
桩底高程m
-65
-62
-60
-65
-53
-53
-68
-63
墩号
S2
桩号
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
8#
护筒底标高m
-42
-40
-42
-40
-48
-45
-48
-45
桩底高程m
-63
-63
-63
-63
-63
-63
-63
-63
墩号
S3
桩号
1#
2#
3#
4#
护筒底标高m
-41
-39
-41
-44
桩底高程m
-56.5
-54.5
-54.5
-59.5
地质状况: 北岸侧边墩地质覆盖层厚为34~37m, 主要为第四系海相~海陆交互相的淤泥质土及砂层, 基岩为燕山期火成岩, 岩性主要为花斑岩及混合花网岩。南岸侧边墩地质则较复杂: 覆盖层为30~40m, 一般厚为33m。共分三层: 第一层为淤泥层厚14.4~27.59m, 底层标高为-16.41~30.2m, 为极易触变的不良土层: 第二层为砂( 粘) 土层: 为砂砾层与粘土层互层, 以砂砾层为主, 其总厚为4.85~25.m, 一般约8~19m, 底层标高为-30.26~-46.95m; 第三层为残积土层: 由花岗岩或煌斑岩风化而成, 层厚4.4~15.5m, 层底标高-43.36~-51.11m, 其特性遇水易崩解。基岩主要为花岗岩, 强风化带厚6.4~45.49m, 底层标高为-47.2~-88.35m; 中风化带厚0.8~7.85m, 一般2~3m, 底层标高为-49.22~-86.81m; 微风化带厚2.5~13.85m, 层顶标高为-49.22~-83.06m。桩基施工方案: 水中墩S2、 N2、 N3、 N4桩基采取海上平台法施工, 并以十字钻头冲孔, 岩层冲孔, φ1.8m十字钻头5t, φ1.5m十字钻头3.4t, 并以10~12t电动卷扬机吊锤。南岸沙滩上S3、 S4墩覆盖层以旋转钻机钻孔。旋转钻机用RBM一2型。
编制依据: 设计图纸, 〈公路桥梁施工技术规范〉, 〈公路施工手册〉, 〈公路工程质量检验评定标准〉, 〈公路桥梁基本作业〉, 〈公路工程监理规范〉。
施工场地布置见〈汕头宕石大桥南北边跨边墩施工组织设计〉。
二、 准备工作
1、 材料机械准备
① φ80mm平台桩进场, 按施工计划制作或订购φ1.7m、 2.0m钢桩;
② 冲孔钻机、 旋转钻机准备;
③ 水电管路安装;
④ 吸泥、 射水设备的检修备用;
⑤ 振动打桩机检修备用;
⑥ 进厂原材料及半成品应有合格证技术证书, 钢筋、 水泥及砂、 石应按批量及时抽检;
⑦ 购进优质粘土。
2、 钻孔前的准备
① 认真阅读设计图及特殊要求;
② 充分研究、 了解、 掌握各桩位地质特征并制定适当施工方法;
③ 填写开工报告;
④ 测量定位并插打φ80平台桩;
⑤ 建立水中施工平台;
⑥ 安装钢护筒定位导向架( 见施工设计图”宕石一086”) 。
三、 钻孔桩施工流程图
四、 冲、 钻孔要求
因地质复杂, 钻孔桩全部采用泥浆孔。
1、 钢护筒埋设、 下沉
① 钢护筒进厂前应联合建设、 总包、 监理及分包单位进行检验签证, 并有合格证书;
② 钢护筒大致分为三节, 长度应遵循底节长, 中、 顶节次之的原则;
③ 钢护筒插打前应采取经纬仪交会及测距仪复核的方法定位;
④ 采用单台中250型振动打桩机对钢护筒进行振动下沉;
⑤ 钢护筒接长应要求严格, 作到焊缝饱满、 上下顺直;
⑥ 钢护筒插打遇阻时, 应判明原因并采取适当措施, 不能盲目蛮打;
⑦ 当护筒不能直接插打到设计位置时, 应在抓泥或钻进的过程中跟进;
⑧ 钢护筒在接长、 跟进、 到达设计位置时应严密测量其偏差情况( 平面位置、 倾斜) 并以书面形式报告。
⑨ 钢护筒顶应作纵横中心线标志并定期观测。
2、 护筒内应抓土到护筒底。
3、 采用一次性全断面成孔, 钻头中心要对准护筒底口中心。
4、 冲孔过程应严格执行五勤:
① 勤测量: 测量护筒位置、 孔深、 孔的倾斜、 孔径、 钻头直径、 对中偏差。
② 勤检查: 检查钻头状况、 大绳连接状况及卷扬机状况。
③ 勤投片石、 粘土: 对软土、 强风化岩及软硬不均的桩孔要重复加投片石、 粘土。
④ 勤取渣: 用取渣筒取渣, 并对照地质图进行分析。
⑤ 勤换钻头: 钻头摩损时应加焊, 以保证钻头直径准确。
5、 冲孔到护筒底3m段应重复投片石、 粘土冲砸, 以护牢护筒底口。冲程2~3m。
6、 软土、 强风化岩要加投片石, 以防吸钻, 且冲程2~3m适宜。
7、 投片石后桩锤应轻击, 其冲程1~1.5m为宜, 冲挤后再加大冲程, 正常时冲程3~4m。经常观察大绳变化, 禁止打空锤。
8、 冲孔过程中应经常投放粘土造浆, 其指标应符合规范要求, 其比重宜1.2~1.3t/m3,
胶体率不小于90%, 以确保达到浮渣、 护壁效果。
9、 钻孔作业应分班连续进行, 每班必须填写钻孔记录, 且在交接时应交待钻进情况及下一班注意事项。
10、 经常对泥浆进行试验, 结合地质层的变化, 不合要求时, 随时调整更改。
11、 经常捞取渣样, 判明地质层, 并记录, 以便与地质剖面图核对。
12、 水中钻孔应经常注意孔内外水头差变化, 应做到孔内保压, 孔内水高出孔外水3~4m。
13、 因故停钻时, 孔口应加盖。并严禁钻头停留孔内, 以防埋钻。
14、 随着地质层的变化, 应改变钻进压力和钻进速度。
15、 当钢护筒未到设计位置并在钻进过程中跟进时, 应严密观察其偏差情况。
16、 遇孔身偏斜、 弯曲时, 应分析原因, 立即进行处理。
17、 冲击表面不平整的弧石、 硬岩时, 应投入粘土夹小片石后, 再行冲击。
18、 冲击钻孔时, 为防止邻孔成孔后被振动后坍塌或影响正在浇注的砼的凝固, 应待邻孔砼灌注完毕达一定强度后方可开钻。
19、 正、 反循环钻机均应采用减压钻进, 即钻机的主要吊钩始终承受部分钻具的重力, 以避免或减少斜孔、 弯孔或扩孔。
20、 遇有坍孔, 应仔细判明原因及位置后再处理。
21、 钢护筒倾斜≤1%; 中心偏差: 单排桩≤5cm; 群桩≤10cm。

五、 清孔要求
1、 清孔方法应根据设计要求、 钻孔方法、 机具设备和土层情况决定。
2、 用取渣筒重复取渣, 直致无较大颗粒。用沉渣盘滤渣, 并搅动泥浆。
3、 南岸砂滩土钻孔桩用正循环钻孔换浆清孔清渣, 应设置泥浆池、 沉淀池、 过渡池及造浆系统。
4、 精密测量孔底标高。
5、 安装钢筋笼后, 再次检查孔底, 若有沉淀, 仍须清渣。
6、 孔底沉渣要求≤5cm。
六、 钢筋笼制作及安装要求
1、 钢筋应有出厂合格证, 进场的应分批进行机械、 物理性能检验。
2、 钢筋弯钩按规范处理。
3、 钢筋制作节段长度视钢筋长度及运输能力、 起吊高度而定。φ25mm主筋接长应采用闪光对焊。当采用搭接电弧焊时, 尽量采用双面焊缝。只有当不能作成双面焊缝时, 才允许采用单面焊缝。
4、 接头双面焊缝的长度≥5d, 单面焊缝长度＞10d。
5、 两节钢筋笼在孔内接长时, 拴牢下节钢筋笼并尽量使用双面焊缝。
6、 预制成的钢筋笼必须具有足够的刚度及稳定性, 以便运送及吊装。必要时某些连接点处加以焊接或增设加强钢筋。钢筋交叉点可绑扎, 亦可点焊焊接。
7、 一段钢筋笼制作完成后, 应检查钢筋数量、 钢筋笼尺寸及焊接、 绑扎情况。总长度应满足设计要求。
8、 每段钢筋笼应加设牢固吊点, 并设加强环, 千斤绳应设水平支撑, 以确保吊装变形。
9、 钢筋笼安放时, 应考虑孔位偏差情况, 作适当调整。
10、 钢筋笼制作及安装容许误差。
主筋间距 ±10mm 箍筋间距 ± 20m
圆形截面尺寸 ±5mm 保护层厚度±10mm。
七、 灌注桩身砼
1、 砼生产及运输
北岸侧: 由两台1000L砼搅拌机生产砼, 由牵引车运送, 用20t吊船或TN112塔吊吊灌。
南岸侧: 由2台1000L砼搅拌机生产砼, 由两辆6m3搅拌车送至栈桥并倒入船上吊斗, 用吊船吊灌。沙滩上墩则用H180履带吊机吊灌。
2、 灌注桩身砼流程图
3、 灌注砼要求
① 砼设计为水下30号, 应提高一个等级。
② 导管上口联接好漏斗后, 使导管底口落到河床面再提升30~40cm。
③ 为首批灌注砼的数量能满足导管初次埋深1.0~1.5m的要求, 首次拔球的砼数量为5m3。
④ 拔球后, 导管节段拆除时, 应置灯光照射导管内, 以察看有无积水。下灰时如遇导管堵塞, 应采取长杆冲捣或震动器震动下灰。
⑤ 灌注顺利时应适当加大埋深, 以减少砼的冲击力; 不顺利时则适当减小导管埋深。导管埋深应在2~3cm之间。
⑥ 灌注时应测量管内砼标高, 与导管长度对照, 以便调整导管埋入深度。
⑦ 灌注过程中应防止钢筋笼上浮。
⑧ 灌注应连续进行, 并徐徐下灰, 过猛则会产生气囊而堵塞导管。
⑨ 灌注时应保持井孔内外水头大致水平。
⑩ 灌注过程中应认真作好记录, 每下一吊灰, 应测量记录一次。
⑾砼面填充标高应比承台底提高1~1.5m, 待灌注完毕后再掏除浮浆。
⑿成桩质量: 超声波检测或钻芯检验, 无断层、 夹层; 桩底砼及新鲜岩面夹层＜5cm, 桩位中心偏差: 群桩≤100mm; 单排桩≤50mm, 倾斜≤1%。
八、 注意事项
1、 灌注支架顶面应铺脚手板及防护栏, 水上工作平台应备用救生衣、 救生圈, 并设有灭火器及消防水龙头。
2、 机械电器要加盖防水设施, 防止受潮及漏电伤人。
3、 灌注工作人员一律配带安全帽, 支架顶面下灰人员应配带安全带。

九、 主要施工机械设备见下表:
序号
名称及规格
单 位
数 量
说 明
1
35T吊船
艘
1
南北共用
2
20T吊船
艘
2

3
50T机驳
艘
2

4
TN112塔吊
台
2

5
H180履带吊机
台
1
南岸
6
TMK一20t吊机
台
1
南岸
7
震动打桩机
台
2

8
冲抓钻机
台
2

9
φ1.8m冲孔钻机
台
4

10
φ1.5m冲孔钻机
台
2
南岸
11
φ1.8m旋转钻机BMR一2
台
2
南岸
12
5T电动卷扬机
台
2

13
空气吸泥机
台
2

14
40m3/min压风机
台
2

15
20m3/min压风机
台
2

16
高压射水泵7~9级
台
2

17
φ1.8m冲孔钻头5t

4

18
φ1.5m冲孔钻头3.4t
个
2

19
钢筋调直机
个
2

20
钢筋切割机
台
2

21
钢筋弯钓机
台
2

22
钢筋对焊机
台
2

23
交流电焊机
台
4

24
1000L砼搅拌机
台
4

25
铲车
台
2

26
6m3砼拌合运输车
辆
2

27
水平仪、 经纬仪、 测量仪
套
3×2

28
10~12T电动卷扬机
台
4

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