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铁路桥梁桩基工程施工技术解读(多图)

 guoxiongxin 2015-05-09

一、施工准备工作

1、施工便道

XX工区管段的两座桥梁施工便道均设置在线路右侧,采用红线外征地,双线便道顶宽5.5m,底宽6.5m,边坡 坡率1:1;便道填筑厚度0.5m,路面泥结碎石厚度0.16m;遇到水田地或者软土地段需要进行抛填处理后再进行土料填筑,抛填施工前后要留好带红线外参照物的影像资料,并标注好对应正线里程,以备计量时有据可查;便道外侧修建单侧排水土沟,沟深0.3m,底宽0.3m,上口宽0.5m;便道纵向坡度按不大于10%,特殊地段不大于15%控制,路面设3%单侧横向坡度。

2、场地布置

人工配合机械平整出钻孔平台,夯打密实,在两个墩 柱之间位置挖设泥浆池、沉淀池,沉淀池的容积满足两个桩孔以上排渣量的需要。泥浆池及沉淀池四周按标准化要求做好防护及对应的标示标牌。

3、泥浆制作

泥浆原料选用优质粘土,为了保证泥浆的粘度和胶体率,可在泥浆中投入适量的外掺剂,掺量根据试验和外掺剂的特性确定。

4、选取弃渣场地

结合桥区周围环境及地方地形地貌,合理选取弃渣场地,远离河流、房屋,但场地要足够大,因为桥区弃渣基本为泥浆,容易流失造成周边环境污染

泥浆池及施工平台

泥浆池及周围的防护

二、施工方法

1、桩位放样、设护桩

根据工区测量队放出的桩位设定护桩,护桩埋设方法:以桩位中心为交点拉十字线,距中心2m处分别设置4个护桩,护桩采用打入方木桩橛,在桩橛上钉钢钉,以方便准备校核桩中心是否偏移;护桩长度不小于1.3m,打入地面以下0.7m,外露0.6m。测量放线过程,负责本桥施工的技术员必须全程跟随,做好高程数据记录。

2、埋设钻孔护筒

以桩位中心为圆心点,按护筒半径,用白石灰洒出护筒开挖轮廓线,采用人工将护筒埋设范围的土清除。护筒用4~8mm的钢板制作,长度在2.0m以上,内径应大于钻头直径,当使用冲击钻时护筒内径大于钻头1000px,使用旋挖钻机时应大于钻头500px。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。护筒埋设时,四周用黄粘土填筑夯实。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于125px,倾斜度不大于1%,通过测定护筒面多点标高,满足高程差不大于50px,每个测点用油漆做好标记,并编号。护筒顶面宜高出施工水位或地下水为2m,并高出施工地面0.5m,其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。

3、泥浆制作

泥浆指标根据钻孔机具、地质条件确定。钻进时应根据地层随时检查泥浆比重和含砂率。泥浆性能指标如下:

泥浆比重:旋挖钻、冲击钻使用管型钻头钻孔时,入孔泥浆比重可为1.1.~1.3;冲击钻机使用实心钻头时,孔底泥浆比重按照不大于岩石: 1.2,粉土、黏土的1.3,大漂石、卵石层的1.4。

粘度要求:一般地层为16~22s,松散易坍地层为19~28s。 含砂率要求:新制泥浆不大于4%。

胶体率要求:不小于95%。

PH值要求:大于6.5。

4、钻机就位

钻机就位,钻机就位之前所有零部件须经检查,有问题的及时整修,钻头直径采用1.0m,钻机底座平整牢固,钻机安装稳定牢固。开钻前钻头准确对中,满足钻头或钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于125px。


5、钻孔

地层坚硬处的桩基施工采用冲击钻机成孔,吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯、无断丝。开始钻孔时,采用小冲程开孔,使初成孔坚实、竖直、圆顺,能起导向作用,防止孔口坍塌。等钻进程度超过钻头长度满足正常冲程后进行正常钻进。钻进过程中,勤松绳不得打孔锤,有利于保护钻机设备的安全性能。钻进过程中,经常检查钻头磨损程度,当钻头磨损超过15mm时,及时修补或者更换新钻头,期间及时复测护筒标记点的高程。更换前,先检孔到孔底,确认钻孔正常时方可放入新钻头。

反循环钻机开钻前在护筒内存进适量泥浆,将钻头提离孔底约500px,待泥浆循环畅通方可开始钻进。开钻时宜低档慢速钻进,钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。

钻孔作业过程中,经常检查泥浆的各项指标,同时应时刻观察钻机所在地面的变化情况,发现沉陷或变形等异常现象时,立刻停机处理,具体处理可参照如下措施:

①钻孔中发生坍孔后,不严重时,可采用加大水泥浆比重、加高水头等措施后继续钻进;坍孔严重时,可回填重钻;用冲击法钻孔时,可投入粘土块夹小片石,用低锤冲击,将黏土块和小片石挤入孔壁,制止坍孔。

②钻孔中发生弯孔和缩孔时,可将旋转钻机的钻头,提起到偏斜处进行反复扫孔,直到钻孔正直;当发生严重弯孔、梅花孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处,待填料沉实后再重新修孔。

③发生卡钻时,不宜强提,应查明卡钻原因和卡钻位置,采取晃大绳及其他措施,使钻头松动后再提起。

④处理卡钻或掉钻时,可采用挂钩探明位置后慢慢勾起,当需要人工进行打捞时,必须采取将护筒伸入到卡钻或掉钻的位置,同时,先探明孔内无有害气体并配备防毒、防溺等安全设施后,方可进入。

钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况,并与设计相比较;要按实际填写钻孔记录

6、检孔

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。终孔后用检孔器对孔径、孔垂直度、孔深进行检查,检查合格后,再拆卸钻机进行清孔工作,否则重新进行扫孔。

孔径检测是在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行的,是根据桩径制作笼式井径器入孔检测,笼式井径器用φ16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3~4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。

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325px~375px,高20~550px,质量4kg~6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。

7、清孔

待终孔,检查合格后,应迅速清孔,清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、含砂率等指标符合规范要求,为灌注混凝土创造良好的条件。

7.1.清孔采用下列方法:

A、抽渣法适用于冲击钻机。

B、换浆法适用于正、反循环钻机。

※ 严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。

※ 无论采用何种方法清孔,在抽渣或换浆时,应及时

向孔内注入清水或新鲜泥浆保持孔内水位,防止坍孔。

7.2.清孔应符合下例标准

A、清孔时泥浆指标:泥浆比重不大于1.1,黏度17~20s,含砂率小于2%。孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm的颗粒。

B、沉渣厚度:柱桩不大于250px,摩擦桩不大于750px。8、钢筋笼检验、堆放、吊装

①、运送至现场钢筋笼,技术人员必须严格检查焊缝质量,保护层垫块数量及安装位置,骨架是否变形,垂直度是否不大1%,满足要求的允许卸车。

②、现场钢筋笼摆放在两个台位之间空地,但必须用支架架起离底面不小于1250px。

③、在吊装钢筋笼之前,先搭设钢筋笼支撑平台,搭设方法:以护筒顶面为基准,在临近护筒外侧铺设两根长度不小于1.8m的硬质枕木,顶面高出护筒顶面125px为度,形成两条平行线,用于支撑悬吊桩身钢筋骨架及支撑混凝土浇筑时导管托架台,这样,所有承重作用在护筒外侧的两条枕木上,防止护筒因受重力下沉,引起桩体下沉、标高控制偏差大。

④、钢筋吊装时,采用汽车吊结合钢丝绳吊装,吊装点在加强筋上。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径,保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔后应慢慢下放,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。

⑤、吊装时,汽车臂旋转半径内不允许有人,并有专人指挥,待整个笼体接近桩位孔口时,安排两个人左右辅助使钢筋笼慢慢伸入孔内;最后在吊环内插入钢管使钢筋笼悬浮

在指定的标高位置。

⑥、钢筋笼入孔至桩顶位置加强筋与护筒外侧枕木平台持平后,插入两根钢管托住钢筋笼,在钢筋笼上端均匀焊接吊环一对,以方便固定悬空的钢筋笼,同时选择一根垂直线路方向的钢筋作好标记,作为接地钢筋。吊环计算:

吊环长度L=护筒标高-(桩顶标高+伸入承台长度0.15m+1.139m)+单面焊接长度8d+ 枕木1高出护筒的高度h +环的直径+钢筋的直径d, d为钢筋直径。

9、导管安装

⑴、导管技术要求

灌注水下砼采用导管灌注法,导管内壁应光滑、圆顺,内径一致,使用前,先逐节检查管节接口丝扣,不得有损伤,并进行水密承压接头抗拉试验,准备与管直径等同的“O” 型橡胶垫圈,若水密试验发现有漏水渗水现象,则进行加垫圈来加强严密性。

⑵、导管安装

导管安装分节标准:中间宜为2m等长,底节为4m,漏斗下安装0.5~1.0m短管,每节管采用丝扣连接。导管长度按孔深和工作平台高度决定。安装导管时,使其置放孔中,轴线顺直,平稳沉放,防止挂桩身钢筋骨架和碰撞孔壁,下口距孔底约0.4m。导管托架架立在护筒外侧的枕木上,不得接触护筒。导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。

10、二次清孔

由于安放钢筋笼及导管准备浇筑水下混凝土,这段时间的间隙较长,孔底产生新碴,待安放钢筋笼及导管就序后,再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼,利用泥浆泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出,以达到置换沉渣的目的。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。检测指标与第一次清孔一致。

11、灌注水下混凝土

①导管上口设漏斗和储料斗,储料斗满足大于首批灌注的混凝土量。

②利用吊车提吊导管和漏斗。

③在漏斗底口设置橡皮球隔水设施,采用砍球法灌注首批混凝土,首批混凝土的数量应满足导管初次埋置深度不小于1m并不宜大于3m。

首批混凝土数量计算公式:V=3*πr2。

④灌注开始后,应连续施工,严禁中途停灌。并应尽量缩短拆除导管的间隔时间,每根桩的浇筑时间不应太长,一般在8小时内浇筑完成。

⑤试件制作。每根桩基做3组(每组3个)标养试块。并且在试块上用水笔标注单位工程名称、桩基编号、混凝土标号、施工日期。

⑥在浇筑混凝土的过程中,要满足导管埋深保持在2~6米,并确保不出现浮笼现象。

a、导管埋深的确定方法:

用测绳测量混凝土顶面位置,然后与导管长度比较,从而计算出埋深,再结合每节管长,确定拆除几节,这里我要提醒一点就是,在下方导管时,务必记录从下到上每节管的长度。

埋深计算: L=导管长度-测得的护筒口到混凝土面的深度

拆除导管长度: L= L-( 2~6m),在与单节管长比较,确定拆几节。

b、浮笼的控制方法:

提前测好护筒口至钢筋笼底部的深度,通过测量,当混凝土面升到距离桩身钢筋骨架下端1m左右,可适当放慢浇注速度,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。待混凝土面超过桩身钢筋骨架下端4~5m时,再适当提升导管,减少导管在混凝土里埋深,增大混凝土多钢筋骨架的握裹力。

⑦导管提升时,要保持位置居中,避免导管丝扣刮碰钢筋笼,造成骨架垂直度偏差及导管拔出难度加大。在混凝土浇筑快结束时,个、导管内混凝土高度减小,超压力降低,而导管外,泥浆稠度增加,可以采取加水稀释泥浆或者掏出部分泥浆渣土,使浇筑工作顺利进行。

⑧混凝土浇筑顶面应高出桩顶设计高程以上0.5~1.0m,我们取0.75m。控制方法:采用测绳测深结合硬质杆件触探的方法,深度L=护筒标高-(桩顶标高+ 0.75)

⑨施工用的钢护筒,在灌注结束后,混凝土初凝前拔出。

12、拔出导管

当混凝土浇筑至指定标高时,要缓慢的拔出导管,避免导管拔出过快,使泥浆掺入到桩顶混凝土里面,从而影响桩基的质量。

13、拔出护筒

待采用硬质杆件触探,混凝土初凝后将埋置的钢护筒拔出,并进行孔位周围的场地清理,设置好防护,不得立即进行孔位回填。

14.下一根桩基施工。

每一墩台严格遵循跳桩施工的先后顺序,避免邻桩施工。

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