水上嵌巖灌注樁基礎(chǔ)施工方案

1、第 頁水上嵌巖灌注樁基礎(chǔ)施工方案本橋14#17#墩樁基礎(chǔ)施工都在水上進(jìn)行，需要搭設(shè)施工平臺和棧橋。13#16#墩位于仙村涌中，根據(jù)現(xiàn)場情況可知，河上有船只通過，故棧橋搭設(shè)分兩段，在15#和16#墩中間保留水道通航，以便船只通過。第一段棧橋由岸邊12#墩樁位置至15#墩樁位置，第二段棧橋由岸邊17#墩樁位置至16#墩樁位置。棧橋和施工平臺采用鋼管樁、型鋼、鋼板等架設(shè)而成，具體見圖3.3：水上棧橋和施工平臺示意圖。A15#、A16#墩的16根樁擬安排在11月中至1月初的一個(gè)半月內(nèi)完成，工作量較大，時(shí)間很緊，準(zhǔn)備安排2臺GDJ-1500旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，4臺JK10（D1800）沖樁鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)駐主橋施工。

2、A15#、A16#墩的樁基完工后，即將樁機(jī)轉(zhuǎn)至A14#、A17#邊墩。樁基礎(chǔ)具體施工工藝流程見圖3.4：主橋水上鉆孔樁施工工藝流程圖。1、棧橋和施工平臺搭設(shè)1）、鋼管樁沉放沉放前先計(jì)算出每條鋼管樁的坐標(biāo)，在岸上針對各墩分別布置一條平行于墩軸線的基線，基線上的每一個(gè)觀測點(diǎn)用全站儀精確測量其坐標(biāo)位置，并用水準(zhǔn)儀測出其高程；然后計(jì)算出每個(gè)墩中每一根樁上觀測點(diǎn)的坐標(biāo)及交會角，并匯總成表供觀測沉樁使用。沉放時(shí)在正面設(shè)置一臺全站儀觀測定位，側(cè)面設(shè)置二臺經(jīng)緯儀校核。鋼管樁沉放使用我公司45KW振動沉樁機(jī)（振動錘）可以滿足本工程的要求。起吊設(shè)備采用吊船。鋼管樁上部先用吊船吊住，然后依靠鋼管樁重力插入淤泥質(zhì)泥質(zhì)

3、粉砂層中，待樁身有一定穩(wěn)定性后，再利用吊船吊住振動錘夾住鋼管樁，開動振動錘振動下沉鋼管樁到位。鋼管樁逐跨沉放，一跨沉放到位后在鋼管樁中灌砂至管口以下約1m處，以增強(qiáng)鋼管樁的剛度和穩(wěn)定性。鋼管樁沉放應(yīng)注意：振動錘重心和樁中心軸應(yīng)盡量保持在同一直線上；每一根樁的下沉應(yīng)連續(xù)，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復(fù)，繼續(xù)下沉困難；沉放過程加強(qiáng)觀測，鋼管樁偏位不得大于10cm，垂直度不得低于1%。鋼管樁每天施打完畢后，馬上用14a焊接鋼管樁縱、橫向聯(lián)系，以防水流沖擊傾斜，保證平臺的抗扭能力。棧橋、平臺搭設(shè)樁位放樣埋設(shè)護(hù)筒護(hù)筒制作鉆機(jī)就位鉆/沖孔骨架制作骨架吊運(yùn)導(dǎo)管注水試驗(yàn)測量砼面標(biāo)高供 水向孔內(nèi)注泥漿泥漿

4、船清孔、驗(yàn)收安放鋼筋骨架安設(shè)導(dǎo)管并二次清孔灌注水下砼檢測驗(yàn)收運(yùn)送砼試件制作砼攪拌圖3.4：主橋水上鉆孔樁施工工藝流程圖。2）、棧橋和施工平臺搭設(shè)一跨鋼管樁沉放完畢后，采用型鋼和鋼板焊接鋪設(shè)棧橋，吊船配合，該跨棧橋完成后再進(jìn)行下一跨的施工。平臺的搭設(shè)也一樣。施工平臺采用60010mm鋼管樁作為平臺豎向受力桿件，鋼管樁上架設(shè)I45a作為平臺的承重橫梁，I36a作荷載分配梁，鋪以10和木板或鋼板形成樁基工作平臺。鋼管樁按每根擺放一臺沖機(jī)來驗(yàn)算其單樁承載力，其長度要綜合考慮樁位處水深、洪水沖刷及平臺鋼管樁和樁鋼護(hù)筒阻水引起局部沖刷的影響，其樁底標(biāo)高進(jìn)入覆蓋層8.0m。其施工步驟為：各鋼管樁在順?biāo)飨蜻m

5、當(dāng)位置開口，割平鋼管樁頭 安裝已拼接好的工字鋼橫梁，與鋼管樁（開口）壁點(diǎn)焊 澆筑各鋼管樁樁頭C20砼，使工字鋼橫梁嵌固在樁頭中 安裝工字鋼分配縱梁，并與橫梁焊接（設(shè)加勁板） 相鄰分配梁用槽鋼焊接使各縱梁形成“井”字架 在“井”字梁上鋪設(shè)=6mm厚花紋鋼板，加設(shè)安全欄桿。平臺施工開始時(shí)即設(shè)置航標(biāo)，懸掛夜間紅燈示警等通航導(dǎo)向標(biāo)志，以策安全。2、樁基護(hù)筒的制作與埋設(shè)水上部分的樁基礎(chǔ)直徑均為180cm，采用直徑為200cm的樁基鋼護(hù)筒，采用A3鋼板卷制而成。鋼護(hù)筒制作委托專業(yè)的加工廠家加工，用汽車運(yùn)至工地。護(hù)筒成形采用定位器，設(shè)置臺座接長，確保護(hù)筒圓、接逢嚴(yán)。護(hù)筒底腳處在外邊加設(shè)等厚30cm寬的鋼帶作

6、為加強(qiáng)刃腳。鋼護(hù)筒加工成一節(jié)，長24.5m。焊接采用坡口雙面焊，所有焊縫必須連續(xù)飽滿，以保證不漏水，沿焊縫四周布設(shè)8道20cm20cm10mm加強(qiáng)板，以保證焊縫質(zhì)量。鋼護(hù)筒加工過程須設(shè)“”或“米”字型內(nèi)支撐，每隔5m設(shè)置一道，以保證鋼護(hù)筒在儲存、起吊、運(yùn)輸過程中不因自重發(fā)生變形。鋼護(hù)筒在下放前再次準(zhǔn)確檢查直徑及其橢圓度，其直徑誤差不超過5cm，否則矯正或重新加工。鋼護(hù)筒下沉采用90KW振動錘振動配以護(hù)筒內(nèi)用空氣吸泥機(jī)吸泥下沉，必要時(shí)可在護(hù)筒外壁輔以高壓射水下沉。鋼護(hù)筒下沉步驟如下：在平臺樁位處焊設(shè)護(hù)筒下沉定位架 安裝第一節(jié)鋼護(hù)筒對準(zhǔn)第一節(jié)護(hù)筒，校正后將兩節(jié)護(hù)筒連接處焊牢并加強(qiáng)割除第一節(jié)護(hù)筒與導(dǎo)

7、向架焊接處，用吊車下放第一、二節(jié)護(hù)筒吊裝45KW振動錘與護(hù)筒上口連接牢固開動振動錘振動下沉利用300mm空氣吸泥機(jī)，按先中部后四周再中部的順序吸砂，吸到樁底下四周約10cm，中部約50100cm為止 利用振動錘振動，再接長第三節(jié)鋼護(hù)筒，如此反復(fù)直至鋼護(hù)筒振動不下去為止。鋼護(hù)筒沉放應(yīng)注意：橋墩鋼護(hù)筒沉放前將樁位處清理干凈，不得有影響鋼護(hù)筒下沉和鉆孔施工的雜物如大塊石、鋼材等；鋼護(hù)筒焊接接長時(shí)應(yīng)保證護(hù)筒順直，焊縫飽滿；振動錘重心和護(hù)筒中心軸盡量保持在同一直線上；開動空氣吸泥機(jī)同時(shí)須往鋼護(hù)筒內(nèi)加水，護(hù)筒內(nèi)水位不能低于江面水位；在護(hù)筒下沉過程中，當(dāng)護(hù)筒沉入土中一定深度后，要及時(shí)撤除護(hù)筒導(dǎo)向架，以免影響

8、護(hù)筒下沉；鋼護(hù)筒沉放必須全過程測量，保證護(hù)筒偏位和傾斜度在容許范圍內(nèi)。3、鉆孔灌注樁施工（1）設(shè)備配置考慮到場地條件及工期要求，15#與16#墩各安排1臺GJD1800型回旋鉆機(jī)和2臺JK10（2200）沖機(jī)同時(shí)進(jìn)行施工，分別完成15#與16#墩樁基施工后再進(jìn)行14#與17#墩的樁基施工。每臺樁機(jī)配備臺PNL泥漿泵（1臺作為備用），設(shè)備用駁船運(yùn)往現(xiàn)場浮吊裝卸。具體施工時(shí)，要考慮到減少兩臺鉆機(jī)施工時(shí)的相互影響，方便鉆機(jī)移位，兩相鄰孔不同時(shí)施工及保證剛澆注混凝土的樁的成樁質(zhì)量。（2）泥漿循環(huán)系統(tǒng)本工程樁基礎(chǔ)施工部分使用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿（用膨潤土、工業(yè)堿、聚丙烯酰胺按適當(dāng)?shù)谋壤渲贫桑┳o(hù)壁，以保證施

9、工安全和質(zhì)量。 施工過程中，泥槳循環(huán)主要在平臺上的樁基護(hù)筒之間進(jìn)行，將鋼護(hù)筒頂用4060cm泥漿槽分區(qū)分片連通，泥漿循環(huán)采用正循環(huán)。為保證泥漿的儲備及便于多余泥漿外運(yùn)，每個(gè)墩配置一艘泥漿船。為保護(hù)環(huán)境嚴(yán)禁把泥漿及廢渣直接排入河道，應(yīng)由泥漿船運(yùn)往指定的棄土區(qū)排放。施工完成后，護(hù)筒內(nèi)的泥漿由泥漿船清理運(yùn)走至指定的地方排放。泥漿循環(huán)系統(tǒng)詳見圖3.5：水上鉆樁泥漿循環(huán)系統(tǒng)示意圖。圖3.5：水上鉆樁泥漿循環(huán)系統(tǒng)示意圖。樁孔中的泥漿指標(biāo)將嚴(yán)格控制，好的泥漿不但有利于保證孔壁穩(wěn)定，而且有利于懸浮起巖渣加快施工進(jìn)度。在鉆進(jìn)過程中定期每班檢測樁孔中泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)。在成孔后清孔時(shí)在孔底注入優(yōu)質(zhì)泥漿，以保證孔底干凈

10、。凈泥漿性能指標(biāo)如表3.5：表3.5：凈泥漿性能指標(biāo)表泥漿配比凈泥漿性能水：膨潤土（重量比）比重(r)粘度(s)靜切力(Pa)含砂率(%)膠體率(%)失水率(ml/30min)酸堿度PH6001001.06517.81.34219921.69.2施工工程泥漿性能指標(biāo)如表3.6：表3.6：施工過程泥漿性能比重(r)粘度(s)靜切力 (Pa)含砂率 (%)膠體率(%)失水率(ml/30min)酸堿度PH1.11.4518281.34289520811（3）成孔工藝A、造漿：正式鉆進(jìn)前，往要施工的樁及循環(huán)用的護(hù)筒孔底供泥漿，換出原孔內(nèi)清水。泥漿制備采用優(yōu)質(zhì)膨潤土，鉆進(jìn)過程中，要根據(jù)不同的土層制備不同

11、濃度的泥漿，使泥漿既起到護(hù)壁及清潔的作用，又不至于太濃而影響鉆（沖）進(jìn)速度。B、鉆（沖）孔：鉆（沖）機(jī)就位后，進(jìn)行樁位校核，復(fù)測縱、橫間距以及跨度，保證就位準(zhǔn)確無誤，鉆進(jìn)前尚應(yīng)探明樁孔深度范圍是否有地下管線，探樁深度為2-3米。造漿完畢后低速開鉆，待整個(gè)鉆頭進(jìn)入土層后進(jìn)入正常鉆進(jìn)。在護(hù)筒腳部位必須慢速鉆進(jìn)。當(dāng)回旋鉆機(jī)鉆進(jìn)至巖層面后移位改用沖機(jī)沖孔。整個(gè)成孔過程中分班連續(xù)作業(yè)，專人負(fù)責(zé)做好記錄并觀察孔內(nèi)泥漿面和孔外水位情況，發(fā)現(xiàn)異常馬上采取措施。泥漿比重控制在1.21.25，粘度控制在1822s。如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)提供的資料不符，則馬上通知監(jiān)理工程師匯同設(shè)計(jì)部門協(xié)商解決。C、清孔：孔深達(dá)

12、到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對孔徑、深度、垂直度和孔底嵌巖情況進(jìn)行全面檢查合格后，采用換漿法清孔。當(dāng)孔底基本無沉渣，泥漿溝只排出濁水而無泥漿廢渣時(shí)，即可停止第一次清孔，移機(jī)準(zhǔn)備鋼筋籠下放。（4）鋼筋的制作及下放A、鋼筋籠制作：鋼筋籠在碼頭平臺上分節(jié)進(jìn)行制作，采用加勁筋（間距2m）成型法。加勁筋點(diǎn)焊在主筋內(nèi)側(cè)，制作時(shí)校正好加勁筋與主筋的垂直度，然后點(diǎn)焊牢固，布好螺旋筋并點(diǎn)焊于主筋上。按設(shè)計(jì)在主筋上沿圓周方向每5米均勻分布焊接4個(gè)保護(hù)層耳環(huán)。焊接加工要確保主筋在搭接區(qū)斷面內(nèi)接頭不大于50%；焊接采用雙面焊，焊縫長不小于5D（D為鋼筋直徑）。B、鋼筋籠安裝：加工好的鋼筋籠由駁船運(yùn)往現(xiàn)場采用船吊下放就位。安裝時(shí)采用

13、兩點(diǎn)起吊，以防止骨架變形；鋼筋籠豎直后，檢查其豎直度，進(jìn)入孔口時(shí)扶正緩慢下放，嚴(yán)禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠邊下放邊拆除內(nèi)撐。鋼筋籠的連接采用單面焊或長度不小于35d（d為主筋直徑）的搭接，并且保證各節(jié)鋼筋籠在同一豎直軸線上。鋼筋籠下到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，定位于孔中心，將主筋或其延伸鋼筋焊接在護(hù)筒上，以防骨架在澆注混凝土?xí)r上浮及移位。如果有要求，檢測管同時(shí)固定在鋼筋籠上下放，基上下兩端要用鋼板封墻，以免漏進(jìn)泥漿。鋼筋籠下放完成后，馬上下放導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，并做好水下混凝土灌注工作。（5）水下混凝土灌注A、灌注前準(zhǔn)備：當(dāng)二次清孔的泥漿性能指標(biāo)和沉渣厚度達(dá)到要求（泥漿相對密度為1.051.2，粘度為1720，含

14、砂率小于，孔底沉渣厚度小于5cm），并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，即可進(jìn)行水下混凝土灌注。主橋樁基混凝土強(qiáng)度等級為25，采用導(dǎo)管法灌注。導(dǎo)管采用內(nèi)徑200mm的剛性導(dǎo)管，在第一次使用前和使用一定時(shí)間后均按規(guī)范對其進(jìn)行水密和承壓試驗(yàn)、檢查，防止膠墊老化，以保證導(dǎo)管接頭良好、不漏氣。B、砼配合比基本要求樁基礎(chǔ)砼標(biāo)號為C25，考慮到水下砼澆筑的各種因素，在進(jìn)行砼配合比設(shè)計(jì)時(shí)要滿足以下要求： 坍落度：1822cm； 坍落度降至15cm的最小時(shí)間：2h；砼初凝時(shí)間：15h； 最大粗骨料直徑：30mm；同時(shí)砼應(yīng)適合泵送要求。砼采用泵送砼，用攪拌車運(yùn)至鋼棧橋邊用砼泵送施工。砼澆筑進(jìn)度按30m3/h控制，應(yīng)滿足設(shè)

15、計(jì)要求。 C、導(dǎo)管導(dǎo)管選用壁厚9mm，直徑30cm的無縫鋼管。導(dǎo)管在使用前和使用一個(gè)時(shí)期后，除應(yīng)對其規(guī)格、外觀質(zhì)量和拼縫構(gòu)造進(jìn)行認(rèn)真地檢查外，還需做拼接、過球、承壓及水密性試驗(yàn)。導(dǎo)管分節(jié)加工，分節(jié)長段應(yīng)便于拆裝和搬運(yùn)，并小于提升設(shè)備的提升高度，每節(jié)長度以24m，適當(dāng)加工兩節(jié)1米為宜。導(dǎo)管在開始澆筑砼前離開孔底面2040cm左右。D、灌注方法：樁基混凝土由拌和站統(tǒng)一供應(yīng)，全部采用混凝土泵輸送到施工現(xiàn)場，利用棧橋布設(shè)混凝土管道將混凝土輸送到要澆注砼的墩上。樁基混凝土中摻入緩凝型外加劑以確保初凝時(shí)間不少于12個(gè)小時(shí)，坍落度控制在1620cm。灌注首方混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口離孔底2040cm，砼集料漏斗要

16、滿足首批砼需要量要求，保證首批砼灌注后導(dǎo)管埋深1m以上后。如圖3.6：首批砼的數(shù)量計(jì)算圖式，首批砼需要量：圖3.6：首批砼的數(shù)量計(jì)算圖式V（d2h1+D2Hc）/4式中：V首批砼所需數(shù)量，m3；h1w井孔砼面達(dá)到Hc時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)砼柱體平衡導(dǎo)管外泥漿壓力所需的高度，即h1Hww /c，m；Hc灌注首批砼時(shí)所需井孔內(nèi)砼面至孔底的高度，Hc=h2+h3，m；Hw井孔內(nèi)砼面以上水或泥漿的深度，m；d導(dǎo)管直徑，取d=0.30m；D樁孔直徑（考慮1.1的擴(kuò)孔系數(shù)），m；w、c為水（或泥漿）、砼的容重，取w=1.1KN/m3， w=2.4KN/m3 ；h2導(dǎo)管初次埋置深度（h21.0m），m；h3導(dǎo)管底端至鉆

17、孔底間隙，約0.4m，m；由上式計(jì)算可知，對180cm孔徑首批砼需要量為4.1m3左右。提前按該要求加工一個(gè)4.5m3的砼集料漏斗。當(dāng)?shù)豕鄡?nèi)的混凝土滿足首批灌注后導(dǎo)管埋深1m以上后，立刻進(jìn)行剪球，開始灌注。首批砼灌入孔底后，立即探測孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算導(dǎo)管埋置深度，確信符合要求后即可正常灌注。砼澆注過程應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（a）、灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)進(jìn)行，并注意觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測量孔內(nèi)砼面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深控制在2m6m左右。混凝土灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，并保證在首批混凝土初凝前完成。（b）、砼澆筑面上升到鋼筋骨架下端時(shí)，為防止鋼筋骨架被砼頂托上升，澆筑速

18、度適當(dāng)放緩，而當(dāng)砼進(jìn)入鋼筋骨架45m以后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管在鋼筋骨架下的埋置深度。（c）、在砼灌注過程中，后續(xù)砼要沿導(dǎo)管壁徐徐灌入，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣襄。另外，為保證樁基礎(chǔ)的密實(shí)，要定時(shí)抽插振動導(dǎo)管，達(dá)到振搗效果。（d）、為確保樁頂質(zhì)量，砼澆筑標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出1m，在澆筑完成后清理走泥漿、沉渣、挖除多余砼，但留出80cm左右在樁基礎(chǔ)達(dá)到強(qiáng)度后用風(fēng)鎬鑿除至設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證樁頂砼強(qiáng)度。E、砼澆筑過程可能遇到的問題及其處理：、首批砼灌注失?。河脦Ц邏荷渌?00mm吸泥機(jī)將已灌砼吸出，重新按要求澆筑。、導(dǎo)管進(jìn)水：如因?qū)Ч苈裆畈蛔愣M(jìn)水，則將導(dǎo)管插入砼中，用小型潛水泵抽干導(dǎo)管內(nèi)的積水，再開始