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扬州至绩溪高速公路宁国至绩溪段钻孔桩施工工艺性试验方案中煤矿建安徽开源路桥有限责任公司NJ-15标项目经理部二〇一一年四月二十日安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案1钻孔桩施工工艺性试验方案1.试桩位置及地质概况1.1试桩位置本标段有大桥7座、中桥1座，共有桩基465根，根据我标段桩基的地质报告，结合目前红线内土地交付情况，十里岩大桥选择左线2-1#孔位作为冲击钻孔。大桥左线ZK70+236.3—ZK70+448.621位于R=2600m圆曲线上，余位于Ls=160左偏缓和曲线上，纵断面位于半径R=18000m的凹曲线上，桥面纵坡为-0.895%；右线桥K70+266.300—K70+444.544位于R=2145.777m圆曲线上，余位于Ls=250m左偏缓和曲线上，纵断面位于半径R=18000m的凹曲线上，桥面纵坡为-0.9%。桥梁上部左线桥采用5×25m+5×25m装配式预应力混凝土箱型连续梁，右线桥采用4×25m+5×25m装配式预应力混凝土箱型连续梁，下部采用柱式墩、柱式台、肋式台、钻孔灌注桩基础。1.2地质概况十里岩大桥桥址区微地貌为低山沟谷地貌。桥梁跨越村道及扬之水河。桥址区地面标高在177.0—179.0米之间，相对高差约13米，绩溪岸桥台位于阶地漫滩上，地形较为开阔平坦，宁国岸桥台位于低山斜坡之坡脚部位，地面自然坡角约40°。整体呈现中间低缓，两段缓高之势。根据工程地质调绘及钻孔揭露资料，桥址区主要出露岩性为全新统冲积层（Q4a1）、残坡积层（Q4E1+D1）及寒武纪杨柳岗组（∈2y）泥灰岩。桥址区地表水、地下水隶属新安江水系，根据临近工点水质分析报告，水质为HCO3-Ca▪Na型水，PH≈7.0，无侵蚀CO2，地表水及地下水队混凝土无侵蚀性。桥址区地形相对较平坦，地形起伏不大。上覆第四层松散堆积物薄层，下伏基岩主要为寒武纪杨柳岗组泥灰岩。地层结构简单，岩性较单一，桥基岩土体稳定。2.试验目的1）对设计地质进行验证，取得详细地质参数；2）研究冲击钻机在钻孔施工的适应能力及在各个地层中施工工效；3）对已有的护壁技术进行验证，并得到护壁技术参数；4）确定适于冲击钻孔的清孔方法；5）研究钢筋笼保护层措施的可靠性和下设的最优方法；6）通过试验确定合理的机械、人员配置方案；安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案27）验证钻孔桩混凝土的浇筑方式、工艺的合理性；3.资源配置安排1、施工机械：冲击钻机3台、混凝土拌合站、振捣器、混凝土运输车。2、检测仪器：水准仪、全站仪、坍塌度桶；3、试验人员：试验员3人、技术员4人、施工员7人、机械手6人、辅助工人10人。4.试验施工工艺流程施工准备上报方案批准测量定位陆上钻孔平台河边围堰平台护筒制作埋设钢护筒护筒定位、下沉钻孔机械准备钻机就位、对中制备泥浆钻进、换浆泥浆净化利用钻机自身第一次清孔测量沉渣厚度钢筋原材料试验灌注桩成孔成孔检查钢筋骨架加工制作钢筋笼安装安装灌注导管导管制作、试验砼配合比设计第二次清孔砼拌制、运输灌注水下混凝土制作混凝土试块桩头处理试块检测无损探伤或承载力实验下一道工序施工5.桩基试验施工方案安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案35.1施工准备5.1.1人员准备根据本桥及施工工期要求，选配了具有高素质、有技术、经验丰富的施工管理人员，并已进场。人员分工见下表：项目部主要人员表施工单位：安徽开源路桥有限责任公司合同号：NJ-15序号姓名岗位备注1马林项目经理2黄会彬项目总工3杨利虎项目副经理4徐家邦项目副经理5徐翩翔工程部长6陈金兵计划合同部部长兼副总工李定国实验室主任7许会东财务负责人8王华安全科长9朱友好物资设备部部长10余起富办公室主任11杨前广道路工程师12陈勇结构工程师13胡迪隧道工程师14陈政结构工程师15胡志敏测量工程师16董成俊实验工程师17程卓质检工程师18蔡可合同管理员19袁晓远试验员20姚佳佳试验员21陈浩浩试验员22姜昌良试验员23章波试验员24马帅质检员25杨阳质检员26易迟技术员27彭良技术员安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案428于建民技术员29胡志刚测量员30刘琳琳资料员5.1.2材料的准备凡进场的原材料必须符合设计和技术规范要求,试验合格后方可采用。(1)水泥：水泥采用业主准入的浙江光宇水泥厂生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥。水泥有出厂合格证，在使用前要对水泥标号进行复验，符合规范GB175-2007要求后才能使用。(2)细骨料：采细骨料采用级配良好的中粗砂，细度模数符合中心实验室的强制要在2.6～3.0之间。含泥量及杂质含量必须符合设计及规范要求。（3）粗骨料：粗骨料采用级配良好的三档级配碎石，最大粒径不大于31.5mm；粗骨料应质地坚硬、清洁、级配良好，各项指标符合规范要求。(4)水：采用饮用自来水，无污染。(5)钢筋：进场钢筋必须要有合格证，且表面不得有明显的污垢、铁锈，外表不得弯曲。所有进场钢筋必须经过检验合格后方可使用。钢筋堆放在加工好的工棚内，离地垫高50cm以防锈蚀。(6)用于混凝土中的外加剂其质量应符合国家或行业的规定。根据混凝土配比的选择，通过试验确定外加剂的掺量，并经监理人审批后实施。(7)砼的质量要求a、砼配合比设计混凝土粗骨料采用碎石，其粒径最大不超过31.5mm，细骨料采用级配良好的中粗砂，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，砼的砂率采用44%，水灰比为0.52，坍落度为18cm～22cm。施工前按施工图要求，通过室内试验成果进行混凝土配合比设计，并报送监理人审批。b、砼施工配料开盘前,认真检查计量设备是否准确,水泥的品种以及砂石料的规格是否满足规定要求,同时对现场砂、石料的含水量进行测定。经试验室确认无误后方可开盘。投料时粗细骨料称量允许误差±3%，水泥2%（配料时有专人控制施工）。安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案5c、砼搅拌搅拌前应对机械进行空转的检查，检查时间2-3min。搅拌第一盘时，应减少石子30%，或多用水泥，砂子各15%。严格控制用水量和砼坍落度，经现场试验及技术负责人测试好后，确认用水量后开始拌和且不能改变。d、砼的运输：砼运输采用混凝土罐车运至施工现场（8）制浆粘土的准备:已运粘土到施工现场。5.1.3机械准备根据工期要求组织机械设备进场，包括钢护筒、钻头、5T卷扬机、泥浆泵和起重设备，具体数量见下表，并已按规定时间进场。对钻头的选择，一般重3.5~~5.9T底部带球狐面十字形铸钢实体为宜，钻头直径宜比设计孔径小2~~3cm，并焊￠32cm钢筋环4个，用￠28钢丝绳围绕2~~3圈，以备掉钻头后易于打捞；对钻机起吊绳应选用￠28（6*37）的钢丝绳，检查钢丝绳的质量，要求无死弯、断丝和足够的长度。机械设备安排表序号机械名称数量（台、套)规格型号备注1拌和机2HZS902砼搅拌运输车412m33冲击钻机430型4发电机1150kw5装载机15m36灌注设备2包括导管、料斗及相关工具7吊车125t8钢筋加工设备1包括电焊机、弯曲机、调直机、切断机5.1.4技术准备开工前设计图纸已审查无误，对各个班组已进行施工技术交底工作。钻孔中泥浆的技术指标如下：比重（当为砂粘土取1.3，为卵石层取1.4，为岩石层取1.2），含砂率＜4％，粘度为16~22秒，胶体率＞97％。5.1.5现场准备安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案6(1)、对于陆地桩，应清除范围内的杂物、平整场地，如遇软土，适当处理，防止地面沉陷、保持机械设备稳定。(2)、对于浅水中桩，可用筑岛法施工，结合上部梁板安装的准备，其填土宽度为12m，高出水面0.5－1.0m，并压实。全断面均可作为工作场地。(3)、无论是水中桩还是陆地桩为减少环境污染和回收泥浆，均设置泥浆循环净化系统。5.2桩位测量放样根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。钻机工作平台处理好后，依据设计图纸及复核后的桩位坐标用全站仪进行精确放样，并设置护桩便于护筒埋设控制及钻机就位。测量误差控制在5mm以内，并设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号，放样必须准确，否则由于施工产生误差累计将影响桩位的准确性。此道工序完成后报监理工程师检查认可并签认放样资料。5.3护筒埋设护筒用8mm的钢板制作，直径比设计桩径大20~30厘米，试桩护筒内径为1.70m，高度2m。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，并在上部焊上槽钢“耳朵”。护筒埋设采用挖埋法，即用专用挖机挖除所要埋护筒的土层后，将护筒放入其中，用十字桩拉线较正。埋设准确、水平、垂直、稳固，护筒的四周回填粘土并分层夯实（每层厚度15厘米），护筒顶高出地面0.3m。钢丝绳、钻头中心线和护筒中心线保持在同一直线。护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于10mm，钢护筒垂直度偏差不允许大于0.5%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。5.4钻机就位护筒埋置准确无误后，用汽车吊将钻机就位，钻机就位必须稳固，底架应垫平，保持稳定，使不产生位移和沉陷，必要时顶端应用缆风绳对称栓牢拉紧。同时应详细测量，使钻头铅垂并且钢丝绳轴线或钻头中心对准桩位，施工就位对准按0误差控制，此道工序应报监理工程师认可。5.5钻进5.5.1泥浆的制备及循环净化安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案7采用钻孔自造浆，泥浆池尺寸长度10m、宽度8m、深度2m，容积相当于钻孔中泥浆的1.5~2倍，设1个沉淀池（长3m、宽2m、深2.5m），泥浆槽宽30cm，深20－40cm，在泥浆沉淀处设置过滤网，孔内泥浆和孔外泥浆通过泥浆泵和泥浆池及孔口之间的高差形成自然循环。泥浆造浆材料选用优质粘土或膨润土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，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指标试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。冲击钻进5.5.2钻孔1）待钻机就位准确后开始钻进，开孔前应在护筒内多加一些粘土块，再向孔内注水，小冲程制浆，进尺适当控制，在护筒刃脚处小冲程、高频率反复冲砸，使刃脚处有坚实的泥浆护壁，如土质疏松，还要混入一定数量的小片石，借钻头冲击力把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒忍脚。2）开钻时应低挡慢速，使成孔坚实、竖直、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击，冲程以2~3米为宜。正常钻进时根据地质资料掌握土层变化，及时捞取钻渣取样编号保存，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对，根据核对判定的土层调整冲程。钻进时连续进行，不随意中途停钻。钻进进程中严格控制和保持孔内水头稳定，并注意观察，发现情况及时处理，如实填写钻孔原始记录。孔内水头始终保持在地下水位线以上2m，以加强护壁，防止塌孔。3）在钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位2m左右，同时控制泥浆比重，砂性土或粘土层在钻进时泥浆相对密度为1.2g/cm3，在卵石层及易塌地层中钻进时，泥浆相对密度提高到1.4g/cm3，粘度为22~30Pas，含砂率＜4％，适当降低成孔钻速，必要时添加外加剂如CMC、纯碱等，以加强护壁和防止渗漏，既能获得较高的钻进速度，又能作到不塌孔。4）钻进时起落钻头速度要均匀。不得过猛或聚然变速，以免碰撞孔壁或护筒，或因提速过快而造成负压引起坍孔。安徽开源路桥有限责任公司宁绩高速15标钻孔桩工艺性试验方案85）在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤。正常钻进时要勤检孔、勤清渣，使钻头绳经常冲击新鲜土层；勤测泥浆比重和含砂率，并及时填写钻孔记录表（记录进尺、钻进参数、地层、孔深等，字迹要端正、清楚、数据填写真实可靠）。如发现孔偏、孔斜，用片石回填至偏、斜上方0.3～0.5m处重新冲砸造孔；遇到孤石时，用高低冲程交替冲击，将大孤石击