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中国中铁五局三公司安毛高速公路AME7合同段流水河大桥水中墩基础施工作业指导流水河大桥水中墩基础施工作业指导书一、编制依据1、安康至毛坝高速公路土建工程（AME）招标文件（技术规范）2、公路桥涵施工技术规范JTJ041-20003、公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-20044、AME7合同段施工图设计及总体施工组织设计二、工程概况变更后流水河大桥下行线（左幅）起始里程为K231+399.5～K231+786.5，桥长387米；上行线（右幅）起始里程为K231+398.5～K231+785.5，桥长387米。本桥左线0#台位于R=2000m的左偏圆曲线、其余位于直线段；右线位于R=5000m的左偏圆曲线上。左右线纵面位于i=2.5%纵坡上。桥梁上部结构为30m+（75+140+75）m+2-30m，引桥为30m预应力砼连续箱梁，主桥为（75+140+75）m预应力砼连续刚构箱梁，左右幅分离，其中水中墩2#墩处左、右幅相间约23.15米，承台边间距为24.55米。流水河大桥左幅、右幅2#墩为水中钻孔桩、承台基础，3#墩承台有一半处于流水河边，4～6月最高洪水位为318.0米，最低水位313.37米，水深最深达5.3米。根据设计地质勘探资料，墩位处河床底高程为312.7米，左幅河床墩位处为5米厚、右幅为3.5米厚的角砾泥砂覆盖层,下伏全风化泥质板岩；左幅桥2#墩承台顶设计高程为318.185米、右幅桥2#墩承台顶设计高程为318.160米。左、右幅2#水中钻孔桩基础每承台9根φ1.8m钻孔灌注桩，孔桩中心间距为3.8m，单根长左幅35m，右幅25m；左、右幅3#墩钻孔桩基础每承台9根φ1.8m钻孔灌注桩，孔桩中心间距为3.8m，单根长左幅28m，右幅25m；2#、3#墩合计桩长1017m。2#、3#墩承台平面尺寸为10.6m（宽）×13.0m（长）×4m（高），体积为551.2m3，为钢筋混凝土承台，混凝土设计强度为C30。三、总体施工方案左、右幅2#墩（3#从岸边往水中填筑加宽平台）采用水中筑岛建筑施工平台，在平台上施工钻孔桩及承台的施工方案，从右幅K231+486约50米处填筑施工便道与水中2#墩施工平台相连。根据库区水电部门提供的水文资料，4～6月库区水位在318.0m以下，故设计填筑平台顶高程为319.0m，考虑到施工安全需要，平台尺寸设计为：20.6m×60.5m，左、右幅承台施工平台连成一体。施工便道路面宽6.0m，边坡为1:1，平台边坡为1:1，平台填高平均按6.3m计算，平台及施工便道共需填筑约12000m3，采用李家包大桥与流水河大桥间路基碎石土或块石土夯填。边坡用彩条布覆盖防护，坡脚抛填编制袋（内装土夹石）1米高防护。先填筑右幅2#墩平台，要求4月5日前完成，再填筑左幅2#平台，要求4月10日前完成。右幅2#墩平台填筑完后先上5台钻机，梅花形错位布置，每墩9根桩计划一个月完成，一个承台计划26天完成，墩身计划施工13.5m（施工至331.7m），每4天一个循环。四、钻孔桩施工工艺根据水中主墩实际地质情况及桩基设计情况，采用CZ-30型钻机冲击成孔，汽车吊安装中国中铁五局三公司安毛高速公路AME7合同段流水河大桥水中墩基础施工作业指导钢筋笼，混凝土采用泵送及导管法水下混凝土灌注施工。每个墩平台上配置先上5台钻机，梅花形错位布置，钻机自重170kN/台，钻头自重70kN/台。1、钻孔前的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、泥浆循环系统设置、泥浆备料调制及钻孔机具就位等。①场地准备：钻孔前将场地整平，在夯填密实土层上横向铺设枕木，然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运输、汽车吊等协调工作的要求。②埋设护筒：A．护筒用8mm厚的钢板制作，其内径大于桩径20cm（即2.0m）。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。B．护筒的埋设深度大于2m，并埋入较坚实的地层不小于1.5m；筒顶高出施工水位或地下水位1.5～2.0m，并高出施工地面0.3m。C．桩基护筒埋设采用挖埋法，埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，垂直度偏差不允许大于1%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒外侧和底部用粘土填满夯实。D．护筒内储存泥浆使其高出护筒底脚至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。③安装钻机：冲击钻机：钻机中心应对准桩中心，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。④泥浆的制备及循环净化：A．泥浆各项指标如下：相对密度：1.1～1.3、粘度（s）：18～22、含砂率（％）：＜4、PH值：8～10、胶体率（％）：＞95、失水率（ml/30min）：≤20。B．在两墩桩基之间设置制浆池、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。C．采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土，必要时再掺入适量膨润土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。D．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）经泥浆沉淀池沉淀（或使用泥水分离机）达到标准后弃运到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或直接向流水河排放，以避免污染环境。中国中铁五局三公司安毛高速公路AME7合同段流水河大桥水中墩基础施工作业指导钻孔桩施工工艺流程和施工步骤图：钻孔桩施工工艺流程图2、钻孔施工对准孔位，钻孔前放稳机架，测好垂度。孔内泥浆（水位）应高于护筒脚0.5米以上，并应比护筒顶低约0.3米，以防泥浆溢出，孔内水位要比孔外水位高1.0米以上。钻孔桩过程中，要勤抽碴，抽碴过程中不得过快，若采用抽碴桶进行抽碴时，不得碰撞护壁，以免造成护壁脱落或坍孔；钻孔过程中随时做好进尺记录，由现场技术人员填写“钻孔桩施工记录表”。通过不同地层时要及时取样与设计核对，发现与设计不符时，应及时与设计单位联系，进行变更设计，拆除护筒制作砼试件砼试件试压中间交工验证孔内注清水或泥浆平整场地桩位测量放样埋设护筒钻机就位制作护筒测量孔径、深度及垂直度钻进作业掏渣及整修钻头吊装钢筋笼骨架清孔、检孔测量沉渣厚度输送混凝土灌注水下砼制作导管承压、密封检验安放混凝土导管设置隔水栓制作钢筋骨架测量砼面高度泥浆制备检测泥浆指标安设储料斗凿除桩头、检桩中国中铁五局三公司安毛高速公路AME7合同段流水河大桥水中墩基础施工作业指导采取处理措施。施工过程中要控制好孔内泥浆比重，造浆用的粘土要求质地良好，粉碎过筛（无粘土地区，可采用膨胀土），以起到护壁作用，便于沉碴浮起。终孔后灌注桩身砼前，认真进行清孔，并经监理工程师检查签证，以保证砼桩的质量。施工过程中如遇坍孔，应立即处理。根据坍孔原因，选择适当的处理方法。一般投填片石或灌注砼来增加孔壁和稳定，砂卵层多采用延伸钢护筒。砂土层应多投粘土，使泥浆比重、粘度加大来进行护壁。具体操作方法如下：A．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，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。护筒底脚以下2m～4m范围内土层比较松散，应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，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，正常钻进后应及时掏渣，确保有效冲击孔底。B.在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。冲程应根据土层情况分别制定：一般在通过坚硬密实卵石层之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、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；在通过高液限粘土，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。在通过岩层，如表面不平整，应先投入粘土、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），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击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。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用0.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3～5cm，应注意防止松绳过少，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，则会减少冲程，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，应在钢丝绳上做油漆长度标志。C．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，应进行取渣。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。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护泥浆（水）面高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时，均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，研究处理措施后继续施工。D．钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。中国中铁五局三公司安毛高速公路AME7合同段流水河大桥水中墩基础施工作业指导在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。E．整个钻进过程中，应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。F．在遇溶洞的钻孔措施根据既有地基钻探资料，查明后根据是否存在溶洞，若是空洞或充填淤泥或流砂（若充填土较密实按土层正常进行钻进）则在开孔时将开口段孔径增大20cm，在过溶洞时采用护筒跟进。另施工前需备足片石、粘土和足够的泥浆，以防孔内浆漏后造成坍孔。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桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行的，是根据桩径制做笼式井径器（即检孔器）入孔检测，笼式井径器用φ16和φ22的钢筋制作，其外径等于钢筋笼直径加100毫米，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。检测时，将井径器吊起，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成孔竖直度检测钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录D检查2桩位（mm）群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查排架桩允许50极值1003孔深（m）不小于设计测绳量：每桩检查4孔径(mm)不小于设计探孔器：每桩检查5钻孔倾斜度（mm）1%桩长且不大于500用测壁（斜）仪或钻杆垂线法：每桩检查6沉淀厚度(mm)摩擦桩符合设计规定沉淀盒或标准测垂：每桩检查支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程±50（mm）水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算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。①使用冲击钻钻孔，除用抽渣筒清孔外，也可采用换浆法清孔，直至孔