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马山大桥实施性施工组织设计

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武广客专马山大桥实施性施工组织设计

1.编制依据
1.1新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉到花都段马山大桥施工图( 武广客专乌花施图IV( 桥) -119) 。
1.2现场踏勘调查所获得的工程地质、 水文地质、 当地资源、 交通状况及施工环境等调查资料。
1.3本公司所拥有的技术装备力量、 机械设备状况、 管理水平、 工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。
1.4集团公司经理部全线实施性施工组织设计。
1.5各种相关的标准规范。
2.编制原则
2.1满足指导性和实施性施工组织设计。
2.2在现场详细调查研究的基础上, 优化方案, 坚持科学性、 经济性与实用性相结合的原则。
2.3完善施工工艺, 积极采用新技术、 新工艺、 新材料、 新设备、 新检测。
2.4优化资源配置, 加快施工进度确保与后续工程资源共享的原则。
2.5充分提高施工机械化作业水平, 提高劳动生产率, 减轻劳动强度, 加快施工进度, 确保工程质量。
2.6因地制宜, 就地取材。
2.7保持施工组织设计严肃性与动态控制相结合的原则。
2.8遵守环境保护、 安全生产及职业健康有关的法律、 法规的要求, 围绕把本标段工程建成”三个一流”示范线, 建成客运专线标志性工程为目标。
3.工程概况及主要工程数量
3.1工程概况
3.1.1地理位置及特征
本桥设计为双线连续梁桥, 中心里程DK1813+945.40, 桥全长143.16m。全桥位于直线上, 本桥于DK1813+925处跨越马山公路,斜交角为29度,马山公路宽5m,路面标高146.17,本桥设计孔跨为2×32m+2×32m,线间距为5米。
墩台及基础类型: 本桥桥台采用墩采用矩形墩,桥台采用矩形空心台,本桥全桥墩台基础采用钻孔灌注桩基础,桩径为1.0米。
梁体类型: 本桥梁体设计为2×32m+2×32m预应力混凝土连续箱梁, 连续梁固定支座设在1、 3号墩, 其它为活动支座。
3.1.2气候气象条件
(1)地质资料:
1) 工程地质特征:
A、 地形地貌:
本桥跨越马山公路, 谷地呈西东向展布, 地势较平坦狭长, 武汉台一侧丘坡自然坡度约为10~250, 广州台尾一侧丘坡自然坡度约5~200, 地面标高143.621~157.577m,山头浑圆,植被发育.
B、 地层岩性及地质构造:
根据野外测绘及勘探成果,结合区域地质资料综合分析,马山大桥桥址范围内未见构造迹象,地层均为二叠系上统龙潭组(P2L1)页岩、 硅质岩及灰岩, 并单斜构造。
2)水文地质条件:
( 1) 地下水类型、 埋藏情况及其变化特征: 松散岩类空隙水主要赋存在第四系洪坡积黏土层中, 初见水位埋深1.30~23.40m,稳定水位埋深0.00~27.1m,武汉台~1#墩,广州台附近水位稍深,区内岩溶水的补给来源主要是大气降水和地表水渗入.
(2)地下水对混凝土等建筑材料的侵蚀性:根据化验资料,该桥地下水及地表水具有弱侵蚀性.
3)工程地质条件:
岩土施工工程分级及地基基本承载力:
黏土、 粉质粘土, 硬塑, σ0=180Kpa;
页岩、 全风化, Ⅲ类等级, σ0=200Kpa;
页岩、 强风化, Ⅳ类等级, σ0=300Kpa;
硅质岩, 强风化, Ⅳ类等级, σ0=400Kpa;
灰岩, 弱风化, Ⅴ类等级, σ0=1000Kpa;
3.1.3工程特点及施工条件
(1)本桥广泛采用了大量新技术、 新工艺、 新装备、 新材料、 新检测方法。
(2)本桥混凝土结构按1 使用年限设计, 采用高性能混凝土。对混凝土材料、 配合比设计、 施工工艺、 质量控制提出了更高要求。
(3)本桥斜跨马山公路, 公路上空进行现浇梁作业对安全、 文明施工提出了更加严格的要求。
3.1.4施工要点
(1)本桥位于两隧道之间, 合理安排与隧道施工工序是本桥的一个重点, 特别是两桥台施工;
(2)根据施工进度及总工期的要求, 各墩基础、 墩身施工一定要纵向拉开工序, 形成台阶式流水作业;
(3)承台和墩身实心段均为大致积混凝土, 一次连续浇注, 如何进行混凝土的水化热控制、 防止开裂, 是一个较新的课题。
(4)现浇连续梁体施工对支架稳定性和饶度预留值以及线形控制是本桥的一个控制重点;
(5)现浇梁混凝土浇筑顺序应按照先底版后腹板在顶板的浇筑原则,大面积混凝土摊铺要注意前后衔接时间;
(6)跨公路施工一定要配足各种安全设施并坚持安全员现场值班;
3.1.5拟采用的先进技术、 先进工艺
(1)大致积混凝土施工时, 除在配合比上进行多次优化降低水化热外, 允许时在混凝土内埋置循环冷却水管, 并对混凝土的施工进行全程温控监测, 确保大致积混凝土的施工质量;
(2)墩身采用我公司自行设计的轻型大块子母扣连接钢模施工, 具有体积小、 结构轻、 操作方便的特点;
(3)全桥施工放样时, 采用国内外先进的精密的GPS、 全站仪及电子水准仪进行复测、 控测、 施工放样, 保证现场施工的准确性。
(4)本桥跨马山公路施工拟采用门洞式支架施工.
3.2主要工程数量
详见: 马山大桥工程数量表。
4.施工总体方案
4.1施工机构设置、 队伍安排
本工程由中铁三局武广客运专线XXTJIV标项目经理部组织管理, 由中铁三局武广客运专线XXTJIV标第六总队第一桥梁工程队全面负责施工。此施工队伍为桥梁施工专业队伍, 有成套的现代化施工机械设备和专业管理技术人员。采用先进的施工技术和施工工艺, 充
分发挥施工队伍优势, 科学组织、 精心管理, 保质保量完成本工程建设。
中铁三局集团武广客运专线XXTJIV标项目经理部第六总队负责资源调配、 生产指挥和控制、 内外部协调等工作, 按照现代项目管理的方法组织施工。
4.2大临工程设施规划
4.2.1临时施工便道
施工便道利用部分既有公路并结合在桥位修整一条宽为6米的施工便道, 以满足各种施工机械及载重汽车经过, 但保证生产需要。
4.2.2混凝土搅拌站
混凝土搅拌站位置大约在甘塘里隧道出口, 大约在正线里程为DK1813+400～DK1813+480之间右侧, 搅拌站配备HSZ900( 两套) 大型全自动搅拌站一座, 配用6台7m3混凝土运输车运送混凝土, HBT-60混凝土泵泵送入模, 砂石料场地在搅拌站周边设置。搅拌站布置详见”搅拌站布置图”。
4.2.3施工用水
施工用水主要以钻井取水为主以汇集地表水为辅的原则, 钻井视地下水的富匮情况进行布置( 待钻探了解后再详细进行布置) , 计划设置一口水井供水。
生活用水设置净水装置进行净化、 消毒后饮用。
4.2.4施工用电
本桥施工用电为武广客运专线电力线供电, 自发电作为备用。根据现场实际情况并本着资源共享合理节约的原则,马山大桥计划与两座相邻隧道共用两台500KVA变压器,但在施工的高峰期采用以武广客专电为主, 自发电补不足的方式进行,自发电采用内燃315KVA发电机。
4.2.5施工场地布置
施工场地以满足施工需要为前题, 以尽量压缩临建规模、 少拆迁少占地、 减少生态环境破坏为原则进行布置, 力求经济合理。详见”施工生产、 生活驻地平面布置图”。
4.3施工测量
测量是保证施工必要手段, 是确保工程质量的前提和基础。我总队将采用国内外先进的紧密GPS和DS03完成业主交付的导线网、 水准网及其它控制点检核, 地面平面测量采用导线基线或附合导线基线控制; 高程测量采用加密水准网点控制。并严格贯彻三级测量复核制度, 总公司、 分公司精测组复核并交桩给工程总队测量组, 工程项目部测量组复核并负责施工放样测量, 定期复测确保施工精度。
施工测量主要技术措施包括: 地面控制测量、 联系测量、 施工测量成果的检查和检测、 施工测量组织及管理以及测量仪器的三检制度。

4.3.1地面控制测量
(1)地面平面控制测量
本桥平面控制导线网拟采用总队交付的控制加密点(加密点为利用精密GPS对业主交付的控制点, 从相邻管段的一条导线边起测, 经过施工区域时所加密的控制点), 其详细的报批资料见中铁三局武广客运专线XXTJⅣ标第六总队测量报批资料。在施工期间经常复测。
(2)地面高程控制测量
本桥高程控制网拟采用总队交付的高程控制加密点(加密点为利用精密水准仪对业主交付的水准点, 从相邻管段的一个高程控制点, 经过施工区域时所加密的控制点), 其详细的报批资料见中铁三局武广客运专线XXTJⅣ标第六总队测量报批资料。在施工期间经常复测、 标尺及操作方法精度指标均执行Ⅳ等水准测量要求。
4.3.2施工测量
在完成了总队交付的控制点及主网水平控制点的复测、 布设附合导线及加密水准网后, 随工程进展及需要进行日常测量作业, 日常施工测量由本桥梁队测量组承担, 测量人员及时准确地定出工作面结构的中线、 高程, 并作好放线记录。下道工序开工前, 经过复测并确认无误后才能开工。
(1)施工控制测量成果的检查和检测
为了确保本桥施工精度, 建立严格的检查和检测制度, 对工程的关键测量采取彻底换手测量, 对一般测量采取同级换手测量, 彻底换手测量, 须更换全部测量人员、 仪器及计算资料, 同级换手测量, 须更换测量和计算人员, 检测标准为: 地上导线坐标互差≤±12mm; 地上高程点的高程互差≤±3mm; 检测导线边的边长互差≤±8mm。
(2)施工测量的组织与管理
1) 施工测量的组织
A、 总队成立由专职测量工程师为组长的精测组, 本桥队成立由测量工程师为组长的施工测量组。
B、 执行分级测量复核制度。
①总队精测组负责本桥全部土建工程的控制测量任务和分阶段性控制和复核检查工作, 并向队测量组现场交点、 交桩、 测量资料和成果。
②总队测量组对公司精测组所交的成果进行复核, 并对控制桩、 点进行防护; 承担本标段日常施工测量、 施工放样、 定位桩的埋设及防护等工作。
③现场监理工程师对日常测量工作进行监督和复测。测量监理负责向公司提供有关三角网点、 水准网点及中级控制桩点等基本数据。公司精测组进行复核验算, 队测量组放样后报监理工程师复测确认, 并提前向监理部报送施工测量报审表。工程范围内的全部控制网点, 由各分队部测量组负责保护。
C、 控制测量和施工测量的精度符合国家、 部颁发的相关《测规》的标准和要求, 满足《新建铁路工程测量规范》及《京沪高速铁路测量暂行规定》的相关标准和要求。
D、 测量原始记录、 资料、 计算、 图表保持真实完整, 无涂改, 并由专人妥善保管。
E、 认真贯彻执行测量复核制度, 外业测量资料必须经第二人复核, 内业测量成果必须二人独立计算, 相互核对无误后, 方可交付使用。
F、 建立严格的检查和检测制度, 按规定的等级和精度要求进行检查和检测。
2) 测量仪器的管理
A、 测量仪器实行分级管理制度, 精密测量仪器由公司统一管理, 一般测量仪器由队自行管理, 建立保管、 使用、 维修制度。
B、 各种测量仪器、 量具按计量部门有关规定定期进行检定, 做好日常保养工作, 保证状态良好, 建立测量设备台帐, 准确记载检定维修情况。
4.3.3测量放样完毕后应及时将测量成果整理后对现场领工员和操作人员进行有效技术交底。
4.4内业资料( 收集、 整理、 归档、 移交)
项目经理部、 总队及下属各工程队均建立以总工为首的内业资料组织机构, 设专职资料员, 从工程进场开始, 按专业分工、 归口管理的原则, 做到”三同时”, 即: 布置工程任务与布置竣工文件编制、 工程检查与竣工文件检查、 工程验收交接与竣工文件交接同步进行, 确保内业资料齐全完整;内业资料编制要做到齐全完整、 准确无误、 系统美观。
4.5施工顺序
马山大桥施工根据隧道工程队施工顺序, 总体施工顺序由武汉台向广州台进行, 施工时统筹资源、 合理组织、 拉开工序流水作业。位于山坡上的武汉台和广州台按照先下后上的原则进行施工, 即下坡方向的桥墩基础施工完成后才开始施工上坡方向桥墩基础, 以免上坡施工弃碴对下坡桥墩造成偏压
5.一般工程施工方法、 关键技术、 工艺要求
5.1高性能混凝土施工
本桥混凝土结构按1 使用年限设计, 根据设计的使用年限和长期处于高速列车的作用下这对混凝土各种性能提出了更加高的要求,针对以上要求本桥拟采用高性能混凝土, 高性能混凝土是以耐久性、 抗压强度、 变形性能为主要目标进行设计的混凝土, 为了达到高耐久性、 高强度和变形性能, 混凝土必须具备良好的工作性, 即高流动性而不离析、 不泌水, 水化硬化早期的沉降收缩小、 温升低, 硬化过程干缩小, 硬化后渗透性低, 这对混凝土材料、 配合比设计、 施工工艺、 质量控制提出了更高要求。
5.1.1高性能混凝土材料
高性能混凝土使用材料组成主要为水泥、 砂、 石、 外加剂和矿物细掺料。
高性能混凝土所用水胶比较低, 要满足施工工作性, 水泥用量就要加大, 为了尽量降低混凝土内部温度减少收缩, 又要尽量减少水泥用量, 为了使混凝土有足够的弹性模量和体积稳定性, 因此, 对于高性能混凝土的水泥的流变性比强度更加重要。
在配制高性能混凝土时为了尽量降低水化热需要加入大量矿物细掺料, 而且能够改进工作性, 增加后期强度, 能够提高混凝土的耐久性, 矿物掺料主要为矿渣和粉煤灰, 矿渣混凝土使用量基本按配制强度控制在水泥使用量的20%~70%, 粉煤灰混凝土基本控制在水泥用量的20%~40%。
高性能混凝土外加剂主要为高效减水剂, 减水剂加入后应当延长搅拌时间, 搅拌均匀, 外加剂掺入量应控制0.8%~1.2%之间。
高性能混凝土对骨料较普通混凝土提出了更加高的要求, 粗骨料对混凝土的弹性模量和收缩变形有较大的影响, 对粗骨料的粒径、 形状、 表面状况、 级配和石粉含量提出了明确的要求。细骨料宜为中粗砂, 细度模量应等于3.0,河砂要求0.63mm筛的累计大于70%,0.315mm筛的累积筛余为85%~95%,而0,15mm筛的累计筛余大于98%。
5.1.2高性能混凝土拌和物的配合比
高性能混凝土把混凝土”配合比设计”改为混凝土”拌和物的配合比”, 高性能混凝土的配合比参数主要有水胶比、 砂石比和减水剂用量。
水胶比。低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一, 无论设计强度为多少, 配制高性能混凝土的水胶比都不能大于0.4,水胶比确定后用细掺料调节混凝土强度.
集浆比.当混凝土水胶比确定后,胶凝材料总量就反映了水泥浆和集料的比例,即集浆比,集浆比主要影响混凝土的工作性、 耐久性和强度、 弹性模量和干缩率, 胶凝材料的总量随强度要求应控制在550kg/m3~300kg/m3。
砂石比。在水泥浆量一定的情况下, 砂率在混凝土中主要影响工作性和混凝土强度, 泵送混凝土砂率应控制在40%~50%之间, 在其它高性能混凝土中砂率应控制在34%~50%之间。
5.1.3高性能混凝土施工工艺
搅拌和输送。高性能混凝土的搅拌需使用强制式搅拌机以得到离差较小的拌和物, 各种物料加入前都必须过秤量, 为了减少坍落度损失和提高高校减水剂的效率应采用减水剂后加法, 最后加入石子可使水泥和减水剂充分搅拌均匀, 喂料顺序为: ( 砂、 水泥、 细掺料) +( 拌和水搅拌30s) +( 高校减水剂搅拌60s) +( 加石子搅拌60s) +卸料, 集中搅拌的混凝土, 要用搅拌车进行运输, 搅拌站搅拌时间可缩短1.5min,远距离运输时减水剂可采用后掺法或分次掺法,做法为在搅拌出机前加入部分减水剂,到工地后再加入另一部分减水剂,加入减水剂后至少搅拌1min后卸料,当发现坍落度不够或损失过大时应加入减水剂进行补偿,切忌加水.
浇注和振捣。高性能混凝土应采取泵送,而且连续浇注,为了消除泵管堵塞造成浇注中断,高性能混凝土应有较好的黏聚性,高性能混凝土因有很高的流动性,故振捣不需强振,只需低频振捣,较普通混凝土振捣可加大振点间距,缩短振捣时间,对于不用泵送混凝土时,仍需酌加强振捣.在炎热气候和夏季,浇注的混凝土水分蒸发速度加快,对混凝土性质很不利,失水可造成混凝土结构物的裂缝发展,在下列条件下:
410C,相对湿度小于90%。350C,相对湿度小于70%。240C,相对湿度小于30%
因此应避免在高温或湿度较小浇注混凝土, 而且加强养护, 应选择在高温天晚上浇注混凝土。
拆模和养护。高强混凝土因水胶比低, 早期强度并不比普通混凝土低, 构件拆模时间不能迟于24h, 如参入缓凝剂, 也应在终凝后拆模, 拆模后应采取有水养护, 而且养护时间不得小于7天, 对于大致积构件, 浇注后应立即喷洒养护剂, 或用塑料薄膜覆盖养生, 应使薄膜紧贴混凝土面, 待初凝后掀开薄膜进行有水养生。
5.1.4高性能混凝土质量控制
影响产品的质量因素很多, 有材料、 生产工艺和条件, 以及生产着的技术和素质等, 在生产中对实际操作情况和结果进行观测, 与规定的产品质量指标进行比较, 判断其差异和波动的大小, 当发现有明显差异和波动时应立即采取纠正措施。质量控制包括三个阶段: 试配控制、 生产控制和验收控制, 质量控制内容为: 质量均匀、 体积稳定、 耐久、 强度和经济。
高性能混凝土质量控制技术。混凝土控制技术一般见以控制质量均值变化情况。混凝土质量控制应满足两个基本要求: ( 1) 尽可能快地反映出混凝土质量平均值的变化; ( 2) 尽可能早地查明混凝土质量变化的原因, 并采取相应的对策和调整。
5.2基础施工
由于本桥位处岩溶地区, 桩基施工时如遇岩溶, 参照岩溶地层施工方案, 若在普通地层则采用一般常规钻孔方式进行。施工前, 首先利用挖掘机、 推土机将墩位处平整好场地, 人工配合机械挖埋好钢护筒后, 利用冲击钻机进行钻孔, 如遇岩溶时, 当填充物为密实或软塑状态时, 采用常规泥浆护壁方法; 当填充物为流塑状或无填充物时, 向孔内抛填片石、 粘土或灌注混凝土、 压浆及采用钢护筒跟进措施, 施工时避免掉钻或由于钢护筒变形引起的卡钻。
5.2.1普通地层施工方法
本墩均采用CZ-30型冲击钻机冲击成孔。
(1) 施工准备
在三通一平的基础上, 钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、 制作和埋设护筒; 泥浆备料调制、 泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。
1) 场地准备
钻孔场地的平面尺寸按桩基设计的平面尺寸、 钻机数量和钻机底座平面尺寸、 钻机移位要求、 施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。
2) 测量放样
场地平整完毕后, 首先由技术室精确放样出孔桩中心。
3) 埋设护筒
① 护筒用8mm的钢板制作, 其内径大于钻头直径200mm～400mm。为增加刚度防止变形, 在护筒上、 下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。
② 护筒的底部埋置在地下水位以下1.5m～2.0m左右( 同时高出地面0.5m) , 其高度满足孔内泥浆面的要求。
③ 由于本桥位基本处在陆地上桩基护筒埋设采用挖埋法, 埋设准确、 稳定, 护筒中心与桩位中心的偏差控制在50mm以内, 垂直度偏差控制在1%以内, 保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。
④ 护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m, 保护桩孔顶部土层不致因钻头( 钻杆) 重复上下升降、 机身振动而导致坍孔。
4) 安装钻机
钻机中心对准桩中心, 并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上。钻机定位后, 底座必须平整, 稳固, 确保在钻进中不发生倾斜和位移。在钻头锥顶和提升钢丝绳之间设置保证钻头转向的装置, 以防产生梅花孔, 保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。
5) 泥浆的制备及循环净化
① 根据现场实际情况, 本工程拟采用优质泥浆。各项指标如下: 相对密度: 1.1～1.3、 粘度( s) : 16～22、 含砂率( ％) : ＜4、 PH值: 大于6.5、 胶体率( ％) : ＞95、 失水率( ml/30min) : 14～20。
② 根据桩基的分布位置设置多个制浆池、 储浆池及沉淀池, 并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%, 使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。
③ 采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土, 必要时再掺入适量的改进泥浆性能的外加剂, 保证泥浆自始至终达到性能稳定、 沉淀极少、 护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验, 对全部桩基的泥浆进行合理配备。
④ 施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池, 人工用网筛将石碴捞出。然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内, 形成不断的循环。钻孔弃碴( 废泥浆) 放置到指定地方, 不任意堆弃在施工场地内或直接向水塘、 河流排放, 以避免污染环境。
(2)钻孔施工
1) 开钻时先在孔内灌注泥浆, 泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水, 可直接投入粘土, 用冲击锤以小冲程重复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、 小冲程、 高频率重复冲砸, 使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高后, 方可进行正常冲击。在开孔阶段4～5m, 为使钻渣挤入孔壁, 减少掏渣次数, 正常钻进后及时掏渣, 确保冲击孔底的有效度。
2) 在钻进过程中, 随时注意地层变化情况, 对不同的土层, 采用不同的钻进方法。
冲程根据土层情况分别规定: 一般在经过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程; 在经过松散砂、 砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程, 冲程过大, 对孔底振动大, 易引起坍孔; 在经过高液限粘土, 含砂低液限粘土时, 采用中冲程; 在易坍塌或流砂地段用小冲程, 并应提高泥浆的粘度和相对密度。
在经过漂石或岩层, 如表面不平整, 先投入粘土 、 小片石、 卵石, 将表面垫平, 再用钻头进行冲击钻进, 防止发生斜孔、 坍孔事故; 如岩层强度不均, 易发生偏孔, 亦可采用上述方法回填重钻; 必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。
在砂及卵石类土等松散层钻进时, 可按1: 1 投入粘土和小片石( 粒径不大于15cm) , 用冲击钻以小冲程重复冲击, 使泥膏、 片石挤入孔壁。必要时重复回填重复冲击2～3次。若遇有流砂现象时, 宜加大粘土减少片石比例, 力求孔壁坚实。
当经过含砂低液限粘土等粘质土层时, 因土层本身可造浆, 则降低输入的泥浆稠度, 并采用0.5m 的小冲程, 防止卡钻、 埋钻。
钻进时, 均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次松绳5cm～8cm, 在密实坚硬土层每次松绳3～5cm, 但防止松绳过少, 形成”打空锤”, 使钻机、 钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载, 遭受损坏; 松绳过多, 又会减少冲程, 降低钻进速度, 严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
为正确提升钻头的冲程, 在钢丝绳上用油漆标示长度。
3) 钻孔施工中, 一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm～10cm, 松软地层每小时纯钻进尺小于15cm～30cm时, 再进行取渣。或每进尺0.5m～1.0m时取渣一次, 每次取4～5筒, 或取至泥浆内含渣显著减少, 无粗颗粒, 相对密度恢复正常为止。取渣后及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度, 投放粘土自行造浆的, 一次不可投入过多, 以免粘钻、 卡钻。
每钻进1m, 掏渣时要检查并保存土层渣样, 记录土层变化情况, 遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位, 研究处理措施后再施工。
4) 钻孔作业要连续进行, 因故停钻时, 将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其它原因停钻后再次开钻时, 由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
5) 整个钻进过程中, 始终保持孔内水位高出地下水位( 或施工水位) 至少0.5m, 并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。
(3)成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前, 均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
1) 孔径和孔形检测
孔径检测是在钻孔成孔后, 吊装钢筋笼前进行的, 根据钢筋笼径及桩径制做探孔器, 探孔器用φ8 和φ16 的钢筋制作, 其外径等于孔桩的设计孔径, 长度等于孔径的4～6倍。其长度与孔径的比值选择, 可根据钻机的性能及土层的具体情况而定。检测时, 将探孔器吊起, 孔的中心与起吊钢绳保持一致, 慢慢放入孔内, 上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。
2)孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤, 锤底直径13cm～15cm, 高20～22cm, 质量4kg～6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。
3) 成孔垂直度检测
采用探孔检测仪。
4) 第一次清孔
清孔处理的目的是使孔底沉碴(虚土)厚度、 泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求, 为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后, 经对孔径、 孔深、 孔位、 竖直度进行检查确认钻孔合格后, 即可进行第一次清孔。
采用掏碴法或换浆法清孔, 直至孔内泥浆指标达到以下标准: 孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒, 泥浆比重不大于1.1, 含砂率小于2%, 粘度17～20s。同时保证水下混凝土灌注前孔底沉碴厚度≯5cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
5) 钢筋笼加工及吊放
① 钢筋骨架制作: 钢筋笼骨架在视长度在现场制作。钢筋保护层据设计利用钢筋”耳朵”焊在骨架主筋外侧形成。沿钢筋笼竖向每隔2米设置一道, 每道沿圆周对称的设置4个”耳朵”, 现场制作时必须保证制作台座的水平及线形顺直, 现场制作钢筋笼时应尽量避免出现变形或扭曲, 在钢筋笼吊装前要做好防锈和防污染。
② 钢筋笼的存放与现场吊装: 钢筋笼制作完成后存放在平整、 干燥的临时场地。存放时, 每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方, 以免受潮或沾上泥土。每组钢筋笼的各节段要排好次序, 挂上标志牌。
在安装钢筋笼时, 采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部, 第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。钢筋笼直径大于1200mm, 长度大于6m时, 采取措施对起吊点予以加强, 以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径, 保持垂直, 轻放、 慢放入孔, 入孔后应徐徐下放, 不宜左右旋转, 严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放, 查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。
第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时, 穿进工字钢或钢管, 将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢或钢管上, 再起吊第二节骨架与第一节骨架连接, 连接采用电弧焊连接。连接时上、 下主筋位置对正, 保持钢筋笼上下轴线一致: 先连接一个方向的两根接头, 然后稍提起, 以使上下节钢筋笼在自重作用下垂直, 再连接其它所有的接头, 接头位置按规范并按50％接头数量错开。接头焊好后, 骨架吊高, 抽出支撑工字钢后, 下放骨架。如此循环, 使骨架下至设计标高。
骨架最上端的定位, 由测定的孔口标高来计算定位筋的长度, 为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼, 钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正, 重复核对无误后再焊接定位于钢护筒上, 完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后, 混凝土浇注时间不宜超过8h, 防止坍孔。
③ 声测管的布置及数量按设计要求进行, 与钢筋笼一起吊放。声测管全封闭( 下口封闭、 上端加盖) , 管内在封上盖前加满水, 水下混凝土施工时严禁漏浆进管内。声测管与钢筋笼一起分段连接( 采用套管丝扣连接) , 连接处应光滑过渡, 管口高出超灌桩顶20cm, 每个声测管高度保持一致。
6) 第二次清孔
由于安放钢筋笼及导管准备到浇注水下混凝土, 这段时间的间隙较长, 孔底产生新渣。待安放钢筋笼及导管就序后, 采用空气吸泥机清孔, 以达到清除沉渣的目的, 详见”空气吸泥机构造及原理图”。施工中勤摇动导管, 改变导管在孔底的位置, 保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求, 且复测孔底沉碴厚度在规范允许范围内后, 清孔完成, 立即进行水下混凝土灌注。

空气吸泥机构造及原理图
7) 灌注水下混凝土
① 采用直升导管法进行水下混凝土的灌注。导管用直径250mm的钢管, 壁厚3mm, 每节长2.0～2.5m,配1～2节长1～1.5m短管, 由管端粗丝扣、 法兰螺栓连接, 接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前, 进行接长密闭试验, 试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍, 导管应位于孔中央, 下导管时防止碰撞钢筋笼, 导管支撑架用型钢制作, 支撑架支垫在钻孔平台上, 用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间用钻架吊放拆卸导管。
② 水下混凝土施工采用罐车运输混凝土、 输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18～22cm之间, 并有很好的的和易性。
③ 水下灌注时先灌入的首批混凝土, 其数量经计算, 保证其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并保证把导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要时采用储料斗。
④ 使用拔球法灌注第一批混凝土。灌注开始后, 紧凑、 连续地进行。在整个灌注过程中, 导管埋入混凝土的深度不少于1.0m, 一般控制在3m以内。
⑤ 灌注水下混凝土时, 随时利用测锤探测钢护筒顶面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度, 以控制导管埋入深度和桩顶标高。
⑥ 在混凝土灌注过程中, 防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底, 使泥浆内含有水泥而变稠凝固, 致使测深不准。同时设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升情况, 及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度, 做好详细的混凝土施工灌注记录, 正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细, 同时以灌入的混凝土数量校对, 防止错误。
⑦ 施工中导管提升时保持轴线竖直和位置居中, 逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋管架, 可转动导管, 使其脱开钢筋骨架后, 移到钻孔中心。
当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度, 可拆除1节或2节导管( 视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定) 。拆除导管动作要快, 拆装一次时间一般不宜超过15min。防止螺栓、 橡胶垫和工具掉入孔中, 注意安全。已拆下的导管立即清洗干净, 堆放整齐。
⑧在灌注混凝土时为了防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土灌注速度,当混凝土上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复灌注速度.
⑨成桩检测
对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合《铁路工程基桩无损检测规程》( TB10218) 或设计中的规定。
⑩混凝土浇注顶面应到桩顶设计高程以上1.0米左右。
5.2.2岩溶地层钻孔桩施工
(1)岩溶地层冲孔施工
根据设计资料知, 本桥基础局部穿越岩溶地层, 施工时, 根据岩溶发育程度及溶洞填充物情况选择护筒跟进、 粘土加片石冲击、 预注浆液等工程措施, 以便顺利成桩。
1) 根据溶洞大小备足成孔用水、 粘土、 片石等必备材料, 确保意外情况出现时, 不致发生停工待料及其它严重的事故发生。
2) 在溶洞中钻进, 由于孔桩进入溶洞范围内, 溶洞不是整齐的, 顶板和底板犬牙交错, 高低不平, 钻进溶洞顶板及底板都存在一个斜面开孔问题, 遇此问题时采取相应措施。根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断, 钻进接近顶板0.3～0.5m 时控制冲程在1.0m 以内, 空洞内钻进分层面填粘土坯和片石块( 边长10～15cm) , 经重复冲砸以形成泥壁, 堵塞原洞内填充物的活动通道, 防止孔壁坍塌和泥浆流失。钻头在洞内冲击高低不平的岩面时, 或一面有岩, 一面悬空时, 容易造成卡钻或斜孔事故。纠偏方法依然是抛填片石和粘土坯, 用低冲程打密, 重复循环多次, 保证冲孔质量。
3) 在钻孔进入岩溶地层时, 投入大量潮湿的粘土块和片石并立即补水, 利用钻头冲击粘土块和片石挤入溶洞及其裂缝中, 堵住溶洞和岩溶裂隙, 形成一个封闭的环形壁, 完成钻孔桩施工成桩, 处理方法为:
① 钻至离溶洞顶部1 米左右时, 准备足够的小片石( 粒径为10～20cm) 和粘土, 粘土要做成泥球( 15～20cm 大小) , 对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。
② 钻至离溶洞顶部1 米左右时, 在1～1.5m 范围内变换冲程, 逐渐将洞顶击穿, 防止卡钻。
③ 对于空溶洞或半充填的溶洞, 在击穿洞顶之前, 应有专人密切注意护筒内泥浆面的变化, 一旦泥浆面下降, 应迅速补水, 然后根据溶洞的大小按1: 1 的比例回填粘土和片石, 进行冲砸堵漏, 只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此重复使钻孔顺利穿越溶洞。
④ 对于溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥的溶洞, 进入溶洞后也应向孔内投入粘土、 片石混合物( 比例1: 1) , 冲砸固壁。
⑤ 钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况, 以便判断是否歪钻。若歪钻应按1: 1 的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5 米以上, 重新冲砸。
4) 对于特大型空溶洞或半充填的溶洞, 为了防止孔壁坍塌, 采用用套筒( 小护筒) 跟进, 隔离上部松软地层的方法进行处理。
(2) 岩溶地段注浆施工
注浆施工的目的是对岩溶地层进行加固和堵漏, 使桩位处地层满足钻孔桩施工条件, 注浆施工的部位是桩位四周一定范围内具有漏浆裂隙和漏浆溶洞的地层。岩溶注浆施工中, 若遇空的岩溶通道、 较大溶洞和裂隙处, 视具体情况先灌入中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填, 再采用粉煤灰水泥浆或双液注浆。全充填溶洞拟采用单液注浆。
1) 机具材料的准备
① 根据地质情况选择合适的工程地质钻机施工注浆孔, 每根桩补充1～4个地质钻探孔, 并补充详勘地质资料。
② 选择注浆机及相应注浆设备, 注浆机的注浆压力要在0.2～0.7MPa 之间。
③ 注浆物质采用强度较低的粘土水泥浆或强度较高的纯水泥浆, 比较而言前者分散度和亲水性较好, 且稳定性大大提高。
2) 注浆孔的布设
注浆孔一般布置在钻孔桩中心及桩侧四周一定范围内, 当钻探发现较复杂的地质状况或异常时, 还需补充钻孔。
3) 确定注浆控制标准
根据地质情况或施工经验进行设计计算, 初步确定注浆量和注浆压力等控制标准。
4) 地质钻孔
配备地质钻机钻孔, 采用泥浆循环护壁钻进, 先在孔位垂直打入钢管护筒作为引孔, 并保持一定的泥浆水头压力, 以预防塌孔。如果存在地质松散的砂砾石层, 采用套管护壁, 清水钻孔。钻进过程中一旦发现孔口水头迅速下降则说明钻至漏水的岩溶地层, 需要进行注浆处理。
钻孔顺序按先深溶洞后浅溶洞的顺序, 并按每根钻孔桩中心位置先外围后内侧的顺序进行, 以利用靠内侧的孔检验外围孔位的堵漏效果。
钻孔过程中需详细做好勘探地质情况的记录及检验相邻孔的注浆效果。每个主孔的初见、 未定水位应及时纪录。
5) 注浆
注浆施工的步骤为: 钻孔并观察孔口泥浆→发现漏浆地层→清洗钻屑及钻孔壁上的松软料→进行压水试验以获得相关地层的渗透性等资料→注浆。
注浆施工采用自上而下孔口封闭分段注浆或自上而下栓塞分段注浆法, 而不采用自下而上的注浆方法。自上而下孔口封闭分段注浆即当钻至漏浆地层, 封闭注浆钻探孔的孔口进行注浆, 当浆液终凝后继续向下钻进, 再次发现漏浆地层则重复第一次灌浆的步骤, 直至终孔完成该注浆孔的注浆。这种方法的优点是注浆时