1、城市液化天然气项目LNG码头工程冲孔灌注桩专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目 录第一章 综合说明21.1编制依据21.2主要采用的标准和规范3第二章 工程概况32.1、工程概况32.2、工程自然条件42.2.1、工程地质条件及机型选择42.2.2、工程水文条件102.2.3、气象条件10第三章 施工方案113.1、施工工艺流程113.2、施工主要技术参数及技术要求:111、桩端持力层为-3中风化花岗岩层;117、原材料必须符合设计要求和规范规定;123.3、施工方法123.3.1、钢平台搭设12、23.3.2、施工准备163.3.3、桩位放样173.3.4、护筒加工及安放173.3.5、成孔施工183.3.6、泥浆213.3.7、钢筋笼制作安放233.3.8、水下混凝土灌注243.3.9、桩基检测27第四章 质量保证措施284.1、灌注桩施工质量保证措施287、堵管的预防和处理304.2、灌注事故的预防及处理:304.2.1、导管31第一章 综合说明1.1编制依据 1、xx液化燃气项目迭?站址码头工程施工合同; 2、xx工程勘察设计院有限公司xx液化燃气项目迭?站址码头工程施工图及设计说明书; 3、xx工程勘察设计院有限公司 2010 年 6 月编制的xx LNG 项目港口工程工程地质3、勘察报告; 4、设计交底、图纸会审纪要; 5、施工组织设计。1.2主要采用的标准和规范 港口工程灌注桩设计与施工规程(JTJ 248-2001); 港口工程嵌岩桩设计及施工规范(JTJ 285-2000); 港口工程桩基规范(JTS 167-4-2012); 港口工程桩基动力检测规程(JTJ 249-2001); 水运工程施工通则(JTS 201-2011); 水运工程混凝土施工规范(JTS 202-2011);水运工程混凝土质量控制标准(JTS 202-2-2011); 水运工程质量检验标准(JTS 257-2008); 水运工程混凝土试验规程(JTJ270-1998); 混凝土外加剂应用技4、术规范(GB50119-2003); 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-20012)。 除上述已列明外的国家颁布的有关建设工程质量标准、规范、规程、条例、规定等。第二章 工程概况2.1、工程概况 xx LNG 项目主要为xx地区的部分电厂和城市工业与民用提供可靠的 燃料,本项目新建 LNG 码头一座,年接卸能力为 400 万吨。 项目位于xx大鹏湾东北岸迭福片区,属大鹏新区大鹏街道管辖。 码头泊位全长398m,栈桥长325m。码头平台高程为8.808m,栈桥根部高程为6.50m。码头前停泊水域宽110m,设计底标高-15.492m。船舶回旋水域直径为860m,进港支航道底宽300m,回旋水域和航5、道底标高均为-15.492m。 本工程桩基主要采用1200和1000钢管桩,栈桥接岸结构段和岸侧补偿平台3则采用冲孔灌注桩。灌注桩直径为800mm,栈桥共8个排架,每个排架有4根桩,共计32根,桩长为14.3919.98m;补偿平台灌注桩共12根,桩长均为15.292m。栈桥接岸的HK排架,从海侧至岸侧桩顶按2.51%的坡度放坡(+4.288m+3.698m),其余排架桩顶标高均为+3.698m,HJ排架桩尖标高为-15.692m,KO排架桩尖标高为-10.692m;补偿平台3桩顶标高均为+4.6m,桩尖标高均为-10.692m。2.2、工程自然条件 施工区域的自然条件包括工程地质、水文和气象6、条件,直接关系到施工工艺选择和施工组织形式,是保证施工顺序进行的重要条件。2.2.1、工程地质条件及机型选择 场区内属滨海沙滩及海岸陡崖,海岸东南段为沙滩,西北线向外海缓缓倾斜,海底标高大致在-12.00+1.50 之间。 探区内覆盖层厚度变化较大,岩面起伏较大,靠海岸附近区域覆盖层厚度较小,基岩埋藏浅,远离岸线的区域基岩埋藏较深。拟建的码头和栈桥可考虑采用桩基结构,采用端承桩,桩基型式采用打入式桩或是钻冲孔灌注桩,根据拟建码头覆盖层厚度和强度决定;可考虑作为桩端持力层的地层有:2 强风化角砾岩、3 中风化角砾岩、2 强风化花岗岩、3 中风化花岗岩,桩端持力层的选择以及桩长的确定应根据荷载条件7、经过验算后确定,根据场地地质特点决定采用冲击钻机冲击成孔。 根据施工现场栈桥的桩位、施工钢平台的大小和施工现场地质岩层,本部选择手拉冲击钻机JK-8型。JK-8冲击钻机主传动轴为半轴式结构,采用调心缓冲式连轴器连接,大大增加使用强度,使安装维修更加简便。JK-8手拉冲击钻机具有冲孔直径大、冲孔度深、孔的垂直度高、施工成本低、消耗功率小、钻机重量较轻、移动便捷、操作方便等优点。JK-8冲孔直径600-900mm,冲锤最重3T,冲孔深度可达80m,锤击次数5-7/min,适用于砂层、黏土层及卵石基岩和地质较硬岩层。 栈桥及平台区 1第四系全新统海相沉积层及填土层Q4m及Q4ml 1淤泥淤泥质土:该8、层探区钻孔GB10、XK13XK19、XK15a有揭示。平均层顶标高-8.13m(-9.30-6.98m),平均层底标高-11.43m(-15.41-7.98m), 平均层厚3.30m(0.806.50m)。 =43.5%,e=1.189,Ip=14.1,IL=1.64,Cq=10.0kPa,q=8.9, Ccq=7.1kPa,cq=23.5,Cuu=6.0kPa,uu=0.0,av1-2=0.632MPa-1,N=0.3击,流塑软塑,为含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高的软弱土。 2砂混淤泥:该层探区钻孔G5、G7、XK13XK16、XK15a有揭示。平均层顶标高-8.33m(-11.919、-2.87m),平均层底标高-13.35m(-14.31-10.97m), 平均层厚5.01m(2.108.10m)。ac=34.0度,am=27.0度,N=2.7击,松散,为软弱土。 3粉细砂:该层探区钻孔GB14、XK01XK03、XK06XK12、XK74有揭示。平均层顶标高-2.73m(-5.97-0.29m),平均层底标高-7.61m(-13.17 -1.89m),平均层厚4.88m(0.809.00m)。 ac=34.1度,am=27.1度,N=7.8击,松散,局部稍密,为软弱土。 4中粗砂:该层探区钻孔XK07、XK09XK12、XK76有揭示。平均层顶标高-3.49m(-6.610、9+1.44m),平均层底标高-5.14m(-11.69+0.64m),平均层厚1.65m(0.705.00m)。 ac=34.0度,am=27.0度,N=8.0击,松散,为软弱土。 5中粗砂:该层探区钻孔XK01、XK02、XK04有揭示。平均层顶标高-0.84m(-1.89-0.22m),平均层底标高-3.17m(-4.29-2.50m),平均层厚2.33m(2.102.50m)。 ac=36.0度,am=31.0度,N=18.6击,中密,局部稍密,为中硬土。6填石:该层探区仅钻孔XK76有揭示。层顶标高-12.61m,层底标高 -15.11m,层厚6.90m。 2第四系全新统冲洪积层Q411、al+pl 1粉质粘土:该层探区钻孔GB10、XK18、XK19有揭示。平均层顶标高-13.52m(-14.04-12.61m),平均层底标高-18.82m(-20.80-15.11m),平均层厚3.90m(2.306.90m)。 =23.2%,e=0.687,Ip=11.9, IL=0.44,Ccq=43.7kPa,cq=15.7, Cuu=55.0kPa,uu=1.0,av1-2=0.278MPa-1,N=8.2击,可塑,为中等 压缩性中软土。 2中砂、粗砂、砾砂:该层探区钻孔GB14、XK06有揭示。平均层顶标高-5.26m(-5.89-4.63m),平均层厚2.55m(1.803.3012、m)。 N=15.3击,稍密,局部中密,为中软土。 4中砂、粗砂、砾砂:该层探区钻孔GB10、XK03、XK19有揭示。平均层顶标高-11.97m(-16.64-4.17m),平均层底标高-14.17m(-18.31-5.97m),平均层厚2.20m(1.603.20m)。 ac=37.0度,am=32.0度,N=22.4击,中密,局部密实,为中硬土。 3第四系冲洪积层Qal+pl 1粘土粉质粘土:该层探区仅钻孔XK18有揭示。层顶标高-20.80m, 层底标高-21.70m,层厚0.90m。 2中砂.粗砂.砾砂:该层探区钻孔XK18、XK19有揭示。平均层顶标高 -21.12m(-21.7013、-20.54m),平均层底标高-22.87m(-23.50-22.24m),平均层厚1.75m(1.701.80m)。 ac=38.0度,am=33.0度,N=23.0击,中密,为中硬土。 3粉细砂:该层探区钻孔XK03、XK06有揭示。平均层顶标高-6.83m (-7.69-5.97m),平均层底标高-8.88m(-9.79-7.97m),平均层厚2.05m(2.002.10m)。 ac=34.0度,am=27.0度,N=28.3击,中密密实,为中软土。 4碎石:该层探区钻孔XK18、XK19有揭示。平均层顶标高-22.87m(-23.50-22.24m),平均层底标高-24.17m(-2514、.10-23.24m),平均层厚1.30m(1.101.60m)。 N=65.0 击,为坚硬土。 4第四系风化残积层Qel 1角砾岩残积土:该层探区仅钻孔GB10有揭示。层顶标高-18.31m,层底标高-18.91m,层厚0.60m。 N=27.0击,硬塑,为中硬土。 2花岗岩残积土:该层探区钻孔XK07、XK15有揭示。平均层顶标高-12.49m(-13.28-11.69m),平均层底标高-15.19m(-15.48-14.89m),平均层厚2.70m(2.203.20m)。 N=18.2击,可塑硬塑,为中硬土。 5白垩系角砾岩K 1全风化角砾岩:该层探区仅钻孔XK19有揭示。层顶标高-2315、.24m,层底标高-25.44m,层厚2.20m。 =18.4%,e=0.688,Ip=11.0,IL=0.07,av1-2=0.423MPa-1,N=30.0击,为中硬土,承载力较高。 2强风化角砾岩:该层探区钻孔GB10、XK13、XK17XK19有揭示,部分钻孔在该层终孔。揭示平均层顶标高-19.82m(-25.44-14.26m),揭示平均层底标高-24.22m(-34.24-16.41m),揭示平均层厚4.40m(0.908.80m)。 =16.2%,e=0.549,Ip=11.0, IL50击,为坚硬土,承载力高。3中风化角砾岩:该层探区仅钻孔XK17有揭示,并在该层终孔。揭示层顶16、标高-16.41m,揭示层底标高-18.41m,揭示层厚2.00m,为硬质岩。 6燕山三期花岗岩523 1全风化花岗岩:该层探区钻孔G5、GB14、XK07、XK08、XK10、XK15a有揭示。平均层顶标高-12.31m(-14.89-9.13m),平均层底标高-13.86m,平均层厚1.55m(0.802.70m)。 =16.0%,e=0.620,Ip=9.8,av1-2=0.246MPa-1,N=41.7 击,为中硬土,承载力较高。 2强风化花岗岩:该层探区钻孔G5、G7、GB14、XK03、XK06XK12、XK14XK16、XK15a有揭示。平均层顶标高-12.89m(-15.69-17、7.97m),平均层底标高-16.29m(-24.77-9.97m),平均层厚3.29m(0.409.70m)。 =21.8%,e=0.711,Ip=10.5,Cq=52.1kPa,q=25.6,av1-2=0.198MPa-1,N50击,为坚硬土,承载力高。 3中风化花岗岩:该层探区钻孔G5、G7、GB10、GB14、XK01XK04、 XK06XK16、XK74、XK76、XK15a有揭示,并均在该层终孔。揭示平均层顶标高-12.99m(-22.69-0.66m),揭示平均层底标高-16.10m(-25.24-3.41m),揭示平均层厚2.85m(1.304.95m)。为硬质岩。据所取得118、0组岩样的饱和单轴抗压强度试验成果,该层的饱和单轴抗压强度平均值为50.3MPa(34.573MPa),标准值为42.9MPa。 2.2.2、工程水文条件 本工程水文资料来源自中海石油基地集团北京分公司和广州三海海洋工程勘察设计中心2008年7月编制的xxLNG项目水文调查及分析报告、南京水利科学研究院2008年8月编制的xxLNG项目波浪数学模型计算报告。 据盐田和鹅公湾的潮位观测资料,按海港水文规范相关条文推算,得到工程海区设计水位如下: 设计高水位高潮累积频率10%1.588m 设计低水位低潮累积频率90%-0.342 极端高水位五十年一遇 2.708m 极端高水位一百年一遇 2.82819、m 极端低水位五十年一遇-1.218m 注明:以上水位采用85高程 工程区域附近海域潮汐属不规则半日混合潮。当地理论最低潮在1985年国家高程基准下0.692m,在56黄海高程平面下0.850m。无特别说明,以下高程均从当地理论最低潮面起算。 2.2.3、气象条件 xxLNG项目区域属于南亚热带海洋季风气候区域,温暖潮湿,降水丰富,阳光强烈,四季明显。冬天由蒙古高压控制,以东北风为主导,天气以晴朗、干冷为主,是低温少雨季节。春末夏初是过渡时期,亚热带锋面开始影响此区域,气旋活动频繁,冷暖空气交替,空气潮湿,连续阴雨。在夏季和秋季的7月到9月期间,受太平洋副热带高压控制,天气晴朗,炎热少雨,热带20、风暴频繁,导致大风和暴雨的灾害天气,对民宅建筑和工作造成不利影响。第三章 施工方案3.1、施工工艺流程 冲击钻进成孔是采用冲击式钻机或用卷扬机带动一定质量的冲击钻头(或称为冲锥),在一定的高度内周期性地作自由落体运动,冲击破碎岩层或冲挤土层形成桩孔,再用捞渣筒或泥浆循环等方法将岩屑钻渣排出的成孔方法。每次冲击破碎之后,冲锥在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度,从而使桩孔形成规则的圆形断面。 冲孔灌注桩(采用泥浆护壁)适用于地下水位以下的回填土、黏性土、粉土、砂土、碎(砾)石土及风化岩层以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层;除了适应上述地质情况外,还能穿透旧基础、大孤石等障碍物21、,适用于岩溶发育岩层、裂隙发育的地层、人工填石层。满足现场施工条件。3.2、施工主要技术参数及技术要求: 1、桩端持力层为-3中风化花岗岩层; 2、桩位允许偏差:垂直度1%;3、钢筋笼制作:符合港口工程灌注桩设计与施工规程和水运工程混凝土施工规范,钢筋笼安装后顶面和底面标高误差不大于50mm,同一截面接头数量不应大于钢筋笼主筋数量的50%;施工工艺流程详见冲孔灌注桩施工工艺流程图 4、冲孔完成后应进行清孔,孔沿底沉渣不得大于50mm,成孔深度应超过设计深度50mm,并立即灌注混凝土; 5、砼设计强度等级为水下C30,并且水泥用量不得小于370kg/m3,水泥强度不应低于42.5,水灰比不应大于22、0.6。 7、原材料必须符合设计要求和规范规定; 8、灌注桩浇筑采用导管法施工,浇筑灌注桩必须连续,严禁有夹层和断桩成桩混凝土质量连续完整,浇筑混凝土密实,桩顶浮浆和疏松混凝土全部凿除干净,灌注标高应超过设计标高0.5m,混凝土充盈系数不得小于1.0; 9、全部灌注桩采用低应变检测,并抽取2根桩做钻芯检测,每根桩不少于2组试块。3.3、施工方法3.3.1、钢平台搭设 施工工艺流程:钢管沉设主梁安装次梁安装钢板铺设护筒埋设导向梁铺设依次向前推进 1、施工准备 1、前期采用发电机供电,待正常供水供电后,水电接通至引桥前端。 2、安装施工机具、试机、检查机械设备完好性。 2、施工主要技术参数及技术要23、求 振动打桩机以其自重将桩体沉入土层中,振动的每个周期将对桩体冲击一次,并且此时起吊振动锤的钢丝绳已不受锤重拉力为停振标准。 3、钢平台搭设施工方法 由于现场混凝土浇筑采用搅拌船输送,因此钢平台施工期间主要考虑平台上部装机与钢筋笼的施工荷载。考虑到海上风浪较大,为保证平台的稳固,冲孔平台采用5298mm钢管桩作基础,每排支墩由4根钢管组成,钢管之间设置剪力撑。钢管顶采用双拼I32b型工字钢作为主梁,主梁顶部纵向安装I30b工字钢,次梁间距为1.11.2m,其顶面铺设8mm厚的钢板作为平台工作平面,平台面+5.1m四周设置护栏,采用48钢管,护栏高1.5m,立杆每1.725m设置一道。具体平台构24、造详见附图,钢平台构造图。 钢平台受力计算平台钢管排架主梁最大间距5.39m,次梁最大间距5.3m,冲孔装机及配件按照10t计算。荷载组合:1.218.6+1.4(2+1.5)27.22 KN/ m主梁受力简图、弯矩图及剪力图如下: 槽钢受力简图(单位:KN.m 槽钢弯矩图(单位:KN.m 槽钢剪力图(KN) 由弯矩图可以得最大弯矩值M98.85KN.m (1)截面抵抗矩为:WxM/9885/17581cm327261452cm3 选用工字钢类型为:2根I32b,Wx726cm3,Ix11600cm4,g1.13 KN/m (2)弯应力验算:自重弯矩,M0215.392/87.26 KN.m 25、Mx/rxW106.11100/1.0527266.96KN/cm2f满足要求。(3)刚度验算w5/38499.9810-25394/2.061042116002.3cm3.1cm满足刚度要求。 上诉主梁满足要求,由于次梁间距小于主梁,而且每根桩次梁使用3至4根I30b工字钢,完全可以满足要求。 4、施工方法 钢管桩采用自制钢管桩,单根长度9m及12m,从工厂直接运到工地。钢管桩如需接长,对接时必须保持对接管同直径、同轴,并采用4块15015012mm?的钢板绑焊在焊缝处。对钢管已经存在的焊缝进行检测,对焊缝厚度不够,有咬边、开裂、夹碴等有焊缝缺陷的焊缝进行外包加强,如图所示。 钢管桩的插打:26、 、施工前,认真阅读地质资料,为沉设钢管桩的长度提供可靠数据,保证钢管桩桩尖达到桩尖持力层即强风化岩层。 、前面几排钢桩采用全站仪定位,桩中心误差不得大于5cm,随后根据铺设的次梁作为导向架,逐排沉设钢桩。 、起重船吊运钢管桩就位,并吊起DZ90振动锤振动下沉,由一侧向另一侧插打。每根桩的下沉一气呵成,不可中途间歇时间过长,以免桩周的土恢复,继续下沉困难。每次振动持续时间过短,则土的结构未被破坏,过长则振动锤部件易遭破坏。不宜超过10min15min。 、打入钢管桩时,应严格控制桩身的垂直度小于1%,确保钢管桩合理承载。打入过程中出现异常情况应立即停止,处理好后再打入钢管,一般在10秒以内没有27、明显进尺时,可以终止打入。当10S下沉量小于5mm时,即可停止振动,以防钢护筒底端卷口。 、每排钢管桩下沉到位后,桩之间用14a槽钢进行连接,以增加桩的稳定性。 主次梁的布置: 、桩顶主梁采用I32b型工字钢。嵌入钢管桩时应首先将桩顶开口,I32b嵌入后与钢管桩顶部焊接齐平。 、主梁上部次梁为I30b工字钢,次梁间距为1.11.2m,次梁用起重船直接吊装在主梁上并用钢筋将主、次梁焊接连接,以增强稳定性。 、工字钢的位置需放线后确定,以保证平台轴线不偏移,桩位两侧的工字钢净间距精确放置为1.15m和1.20m,为沉设钢护筒起到定位导向的作用。 、平台面标高定为+5.1m,以满足冲孔灌注桩24小时28、连续作业期间不受潮水影响。 平台顶面: 、面板采用8mm厚的钢板,面板与次梁之间断焊,每块之间预留1cm的缝隙。 、平台两侧设置钢栏杆(钢管焊接),栏杆高1.5m,立柱间距2m,上下设置两道扶手。 护筒埋设: 、护筒直径定为850mm,采用5mm钢板卷制,现场根据地质情况加工护筒底口沉设至泥面以下不少于3m。 、与平台钢管桩的沉设方法相同,采用起重船起吊DZ50A振动锤从预留的孔位振动下沉。 、施工时,采用90度吊垂线的方法,以交会的方式保证护筒埋设的垂直度,采用14#槽钢焊接井字架并根据测量放样点固定在相应的护筒沉设位置,起到限位作用,保证护筒的正位。 、沉设到位后按起吊振动锤的钢丝绳已不受29、锤重拉力为停振标准,并且护筒埋深不少于3米,如果不符合技术要求,则拔起重新埋设。 、补偿平台钢护筒顶部与平台顶焊接,栈桥排架护筒与两侧次梁焊接在一起,保证护筒稳定,不发生偏移。3.3.2、施工准备 、辅助钢平台搭设; 、接好水、电。 、安装施工机具、试机、检查机械设备完好性。3.3.3、桩位放样 桩位放样采用三次定位校正措施。第一次在埋设护筒前,在钢平台上用全站仪放样定位出桩位中心,即在桩位两侧的工字钢次梁上用红油漆标出桩位南北中心轴线,埋设护筒前,根据此轴线拉线并按照与其中一根次梁的实际距离确定桩心位置。第二次在校正护筒位置时,护筒埋设到位后用经纬仪或线锤查看其垂直度是否满足技术要求,如合格30、及时报监理部门,如偏差大则要求拔出重新埋设,偏差不大则用手拉葫芦等工具进行小范围调整。第三次钻机就位时,使用重锤校正,使锤头中心与孔位中心重合。3.3.4、护筒加工及安放 、护筒长度确定 施工时,根据实际地质情况及施工需要确定钢护筒埋设长度。为保证钢护筒在冲孔施工过程中,不出现下沉、偏位等情况,钢护筒埋设时,使钢护筒顶部与工字钢次梁顶面持平,并焊接在一起。同时,保证钢护筒底部在泥面以下要有足够的埋设深度,通常情况下不得少于1.5m,我部计划埋深不得小于3m。因此护筒埋设长度L护筒顶标高-护筒底标高(泥面以下3m)。如果在施工过程中通过加入粘性土等措施仍不能有效维持孔壁稳定时,再适当接长护筒。 31、护筒的加工 灌注桩直径为800mm,护筒直径定为850mm,采用厚5mm 尺寸为1.52*2.7m的钢板卷制,现场加工标准节每节长1.52m(备制一定数量单节长度为1m的护筒,采用1*2.7m的钢板卷制)。根据护筒埋设长度在加工场地拼接成形。 、护筒沉设 护筒沉设是在钢平台槽钢次梁铺设完成后进行的,与平台钢管桩的沉设方法相同,采用吊船起吊DZ90震动锤振动下沉,到位后,及时复测桩位及垂直度,如果不符合技术要求,则拔起重新埋设。 如果在施工过程中护筒需要接长。在下部的钢护筒外侧焊竖向钢筋,安放时,上节钢护筒通过下节护筒钢筋做导向,使上、下节钢护筒接口正位,然后在连接部位进行满焊,并确保质量,待32、焊接完成后,可利用桩机上的卷扬机起吊桩锤压在护筒上,依靠锤自重下压护筒,必要时起吊冲击锤轻轻敲打,但冲程不宜过大,一般控制在2040cm以内,以防钢护筒变形。 护筒最后顶标高比桩顶标高高出0.5m左右,以便砼浇至桩顶形成翻浆。3.3.5、成孔施工 冲击钻进成孔施工总的原则是根据地层情况,然后桩机就位,使冲锥中心对准护筒中心,孔壁挤压密实,直至孔深达护筒底以下34m后,才可加快速度,将锤提高到1.52m以上转入正常冲击,并随时测定和控制泥浆密度。 现场岩土层的施工要点: 1、流塑?软塑状淤泥的施工要点 一般采用1m左右的小冲程,冲孔时只要向孔内泵入清水即可,遇黏钻时向孔内添加少许碎石块、碎石等外33、掺物。在此类土层冲孔往往会产生缩径现象,所以在成孔同时或在成孔之后要采用下护筒的方法来保证孔径符合设计及施工规范要求。 2、粘性土层的施工要点 通常采用12m的中小冲程,一般只要往孔内泵入清水,自然造浆浮渣、护壁。为防止黏钻可投入碎石块、碎石。 3、粉砂及细、中粗砂层的施工要点 通常采用23m的冲程:由于细、中粗砂层属富含水层故泥浆相对密度宜控制在1.31.4;在冲孔过程中应经常往孔内投入黏土块;为加快施工进度,应勤冲勤掏渣;掏渣可采用泥浆循环法,也可采用捞渣法,一般不宜选用空压机清孔法。 4、角砾、碎石层施工要点 通常采用24m的中高冲程,卵石层、碎卵石层一般富含水层,工程性能亦较好,故泥浆34、相对密度宜控制在1.31.4;为加快施工进度,在冲孔过程中应经常往孔内投入黏土块,并勤冲勤掏渣,掏渣方法选用泥浆循环法或捞渣法。 5、基岩中施工要点 通常采用34m的高冲程;为了更好地加快施工进度又不至于产生斜孔,泥浆相对密度宜控制在1.21.3;一般进尺50cm左右应清渣一次。清孔方法选用泥浆循环法。 施工时采用卷扬机带动3.8t的冲击锤,在一定的高度内使用提升,然后使冲击锤自由落下,利用冲击能冲挤或破碎岩层形成桩孔,再用泥浆循环将冲孔岩屑排出。每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度,从而使桩孔得到规则的圆形断面。在上部淤泥层成孔时,采用卷扬机实施冲击,冲程控制在0.5m35、1m,冲击频率控制在36次/分钟,同时加大泵量,将冲击扰动后的悬浮淤泥实施排除。进入强风化含砾石岩层后,采用卷扬机冲击,冲击频率控制在1020次/分钟。泥浆循环采取正循环清孔,适当延长清孔时间。清孔要求最终沉渣厚度小于5cm。 清孔的目的是清除孔底沉渣,以确保钻孔灌注桩的承载力满足设计要求。为把沉渣对桩基承载力的影响降到最低,可通过改善泥浆性能、延长清孔时间等措施来提高清孔成效。基桩成孔至设计标高后用钻杆进行第1次清孔,直到用相对密度计(510min测一次且3次)测得孔口泥浆相对密度持续处于1.100.05、距孔底0.5m处泥浆相对密度持续处于1.201.30,用测锤测得端承桩孔底沉渣厚度小于36、50mm(摩擦桩孔底沉渣厚度小于150mm),即抓紧时间吊放钢筋笼和沉放导管。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管时处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩底,可能不被混凝土冲走反而成为永久性沉渣而影响桩基质量;故应在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当泥浆相对密度及沉渣厚度均符合上述要求后才可进行水下混凝土灌注施工。另外,清孔期间应不断置换泥浆直至开始灌注混凝土。冲击钻进应遵守以下规定: 1、应控制钢丝绳放松量,勤放少放,防止钢丝因放松过多而减少冲程;放松过少则不能有效冲击,而形成“打空锤”,损坏冲击机具。 2、用卷扬机施工时,应在钢丝绳上做记号控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头,防止钢37、丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒。 3、必须保证泥浆补给,保持孔内浆面稳定:护筒埋设较浅或表土层土层较差者,护筒内泥浆水头不宜过大;在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位超过护筒底口0.5m以上,以免由于水位升跌波动造成对护筒底口处的冲刷,同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。 4、一般不宜多用高冲程,以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔或卡钻事故。 5、应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免突然掉钻。 6、每次掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时,应由低冲程逐渐加大到正常冲程,以免卡钻。 7、冲击钻头磨损较快,应经常检修补焊。 8、进入基岩后,每钻进100500mm应清孔一次,以备终38、孔验收按照技术要求规定,并确定岩面高程。3.3.6、泥浆 1、泥浆的制备 用船舶运输良好的造浆黏土,泥浆比重可根据冲进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下: 泥浆比重:一般地层1.10-1.20,易坍地层1.20-1.40 粘度:一般地层18-24s,松散易坍塌地层22-30s。 含砂率:新制泥浆不大于4%。 胶体率:不大于95%。 PH值:大于8-11。 采用泥浆驳自行造浆进行泥浆的存储与排放,平台上制作几个泥浆池并事先配置好泥浆。开动泥浆泵孔内泥浆吸入过滤器,通过滤网把直径大于0.5?以上的颗粒从泥浆中分离出来,装入储渣筒内,净化后的泥浆进入泥浆池,通过钢护筒与泥浆池之间的连通槽流入正在39、冲孔的护筒内,经过循环调配孔内上、下层的泥浆;在泥浆调配过程中,对孔内和泥浆池出口处的泥浆技术指标进行检测,根据检测结果对泥浆进行调整,即调整水和黏土的用量,直到满足所设计的基本配合比为止。制作开始前应调制足够数量的泥浆,整个进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充。并应按泥浆检查规定,按时检查泥浆指标,并适当调整泥浆指标。 2、泥浆的循环排放 我们在现场每个施工排架均设置4-6座的35-40m3泥浆池,其中2-4座作为泥浆池使用,另2座作为废浆池使用,废浆经重力沉淀后,及时运出现场,并在现场内设置3个30m3的移动式泥浆池作为应急使用。泥浆循环系统由泥浆泵、泥浆净过滤网、泥浆筒、泥浆连通槽等组40、成,泥浆循环通过泥浆泵由管道吸出,进入泥浆滤网,再由泥浆滤网隔离渣土后输入废泥浆池,经过沉淀,由废泥浆池内通过泥浆连通管流入相邻泥浆池内,然后经管道流入钢护筒内,经过周围相连护筒循环回到原护筒内,以此循环自始至终, 以满足钻进和灌浆工序对泥浆流向的要求和废浆流向的要求,废浆及钻渣经专用泵,抽入封槽车内,运到指定排放地点排放掉。3.3.7、钢筋笼制作安放 冲孔桩钢筋笼制作前,钢筋选用具有质量保证书,并通过质量复检合格的钢筋,由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作,并对钢筋搭焊质量抽样送检。 钢筋笼在预制模中点焊成型,做到成型主筋直,误差小,箍筋圆,直观效果好。 钢筋笼的制作偏差范围控制如下: 主筋间距41、: 10mm箍筋间距: +0-20mm 钢笼长度: 50mm钢笼直径: 10mm 焊接长度: 10d 钢筋笼按配筋图分两节制作,先制作好定位箍,然后在在钢筋笼架上穿入竖向主钢筋,主筋要求分布均匀,与定位箍点焊,在主筋上用粉笔划出螺旋箍筋的位置,然后绕上螺旋筋,电焊固定。待加工成型后,成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上,堆放层数不得超过2层;钢筋笼安装用起重船在现场进行安放,钢筋笼进孔时,为了使钢筋笼主筋有一定的保护层,在钢筋笼上设置一定数量的同标号细石砼垫块(主筋方向每隔4m,沿箍筋一圈均匀布置4块垫块,厚度为50mm,大小为150mm中间开一小孔,用10的钢筋穿过后焊在主筋上能任意转动42、,以便于钢筋笼上下时不与护筒接触,钢筋笼下放时逐个安放)。 钢筋笼在起吊、运输和安装时为保证钢筋笼不变形,吊点设置在钢筋笼加强箍筋处,必要时在箍筋内侧加焊十字型加强筋,并与主筋焊接,在骨架主筋末端加焊一道加强箍筋将钢筋笼下口封住,不得有主筋露头现象,防止吊装钢筋笼时主筋散开及提导管时卡住导管。钢筋笼安放,应持垂直状态,对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔壁,下笼中若遇阻碍不得强行下放,应查明原因酌情处理后,再继续下笼;下节钢筋笼下方到位后,用两根槽钢叉杠穿入顶部钢筋笼20mm箍筋下部并搁置在护筒顶部,然后吊起上节钢筋笼,上节两节钢筋笼错位搭接好后,电焊工及时焊接主筋,待监理验收焊接接头合格后,绑扎1243、mm箍筋和保护垫块,然后下放整个钢筋笼至设计要求。其允许偏差50mm;钢筋笼位置经确认后,将钢筋笼用吊筋固定在护筒上,以使钢筋笼定位。在吊装钢筋笼以前,应再次测量孔深并做好记录。并防止浇注混凝土时将钢筋笼浮上来,采用4根钢筋将钢筋笼固定在孔口四周和钻机平台上。 由于钢筋笼是分节制作的,在入孔时,要实行焊接,焊接时上下节钢筋笼均要保持垂直,钢筋的焊接长度要满足规范要求的10d以上,焊接时要求对称施焊,焊缝长度和饱满度,均要满足规范要求。钢筋笼主筋焊接时,钢筋笼一个截面的电焊接头要错开,不大于50%。3.3.8、水下混凝土灌注 钢筋笼安放好后,混凝土灌注在二次清孔后,经孔位复测,检测泥浆相对密度(44、1.2-1.3)、砂率( 4%)、粘度(19s-22s)等三项指标合格后立即进行。水下混凝土灌注利用钻机上的卷扬机提升导管灌注,导管采用直径300mm、壁厚3.5mm、的无缝钢管,由丝扣连接。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残留物,并进行通水密闭试验,确认无渗漏后方可使用。 水密试验时先检查所有导管应坚固,内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致,偏差不大于2mm。先把导管首尾用密封扣件相连。导管可在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用。把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊输风管接头,经过15min不漏水即45、为合格。 灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序,本工程采用水上搅拌船直接将料卸入下料斗。水下砼标号为水下C30砼,配合比由具备资质的实验室试验决定,水下砼采用导管法灌注导管单根长1.02.5m拼接而成,使用前应先进行预拼调整。拼接时,上下管子对正,其间垫35mm厚橡胶皮圈,从而保证导管的密封性能,以防止漏水。导管安装时,必须居于孔中心,下口距孔底2540cm,并计算好首灌方量,首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度2.0m和填充导管底部的需要,计算公式: VD2 4H1H2+a24*h1 式中:V?灌注首批混凝土所需数量m3;D?桩孔直径,取0.8m;? H1?桩孔底至导管底端间距,为0.446、m; H2?导管初次埋置深度,取2.0m;? d?导管内径,为0.3m;? h1?桩孔内混凝土达到埋置深度2H时,导管内混凝土柱平衡导管外或泥浆 压力所需的高度m h1p1HWP2 ?P1?泥浆密度,取1.1kg/m3? P2?灌注砼密度,取2.4kg/m3? HW?桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,孔内泥浆高度。HWL-H1+H2), L为钻孔深度,取20m V0.824*0.4+2+0.324*8.1 V1.8 m3? 砼灌注过程中要严格掌握导管埋置深度,导管埋入砼中的深度应控制在26m之间。灌注开始后应连续进行,严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土从漏斗顶溢出,灌注过程中应注意观察管内混47、凝土下降和孔内水位升降情况,孔口灌注人员应随时测量孔中混凝土的灌注深度,及时测量孔内混凝土高度,由专人指挥导管的提升和拆除。导管提升应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。防止埋入过深,难以提升;或埋置过浅,提拔过快造成混凝土脱节影响成桩质量。并随时计算该桩的混凝土灌入方量及充盈系数,了解孔内有无缩颈或坍孔、扩孔现象,做好施工记录。施工过程中,严禁将混凝土直接倒入孔中,混凝土浇筑应连续不得中断。 在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含空气时,后续混凝土要徐徐落入,不可整斗的落入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊。当混凝土升到钢筋笼下端时,为防止钢筋笼被混凝土顶托上升,可采用以下措施: 缩短混凝土总48、的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋笼时混凝土的流动性过小。 当混凝土接近和初近入钢筋笼时,应保持较深埋管,徐徐落入混凝土,以减少混凝土从导管底口出来的冲击力。 当孔内混凝土面进入钢筋笼12米以后,适当提升导管,减少埋置深度,以增加钢筋笼在导管底口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力。 在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高度减少,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大,如出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拔除最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下,形成泥心。 为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应49、加灌0.5米左右。施工完成后,应将导管及时清洗干净,涂油保护丝扣,堆放整齐。3.3.9、桩基检测 待桩基达到设计强度60%后,全部桩基都进行低应变动力检测法检测桩身完整性,满足规范及设计要求后再进行下道工序的施工。 本工程桩基检测采用小扰动应力动载检测法。其原理是在保证桩侧土的应力?应变关系阶段内,对被测桩头施加一冲击力F(t)后,将有一应力波u(t)向桩底传播,当应力波遇到桩身缺陷(如断桩、缩径、混凝土离析等)或到桩底(遇到不同介质)时,应力波就发生反射与折射,反射回来的波u(t)通过安置在桩头的传感器接收。工程分析仪根据接收的F(t)、u(t)、 u(t)信息,自动计算分析,即可得到桩身完50、整性、混凝土平均速度、单桩承载力等信息,从而检测出桩身质量。测试示意图如下:第四章 质量保证措施4.1、灌注桩施工质量保证措施 1、冲孔钻孔最主要的事项就是控制好冲孔速度、冲孔速度与主、副卷扬机松绳速度的匹配,操纵者应调整好钢丝绳的松紧程度,使冲头在半紧张的情况下,正好在底层岩石上,由于钻机采用循环出渣工艺,要求岩渣及时循环排出。 2、成孔作业时,整机的底盘应垫平,并注意桩机与钻塔的支架情况,防止塔架倾斜。 3、在施工过程中不断调整冲程,采取高低冲程变化的方法,以便修整孔形。当钻入坚硬岩层时,操纵卷扬机提锤冲击,在冲绳上用红绳作好标记,了解冲击高度,防止落绳过少出现“打空锤”现象,损坏设备,也51、防止落绳过多,出现钢丝绳缠绕事故发生,孔内大块石、探头石容易在冲孔过程中造成斜孔、卡钻、倒锤现象,影响成孔质量、进度。为保证成孔质量和施工进度采取: a、为保证成孔质量,在冲锤冲击过程中,经常用卷尺检验冲锤的直径,当冲锤直径小于桩孔设计直径时,及时加焊冲锤的直径,防止孔径的缩颈现象出现。 b、现场会备留部分小块石、片石、粘土,必要时填入适量并采用低冲程将孔底砸平,然后再适当提高冲程冲击的工艺,直接将锤孔打入孔底标高以下。 (4)钻孔灌注桩口径一般较大,使用口径小的测斜仪器,偏差值测不出来,满足不了工程需要,利用重锤原理制作一套检验器,随时进行检测,及时了解和掌握钻孔轴线在空间的位置,采取有效的52、防治措施,保证施工质量,检测方法介绍如下: 按设计桩孔直径800mm用钢筋制作平底同径检验器(相当于重锤),其规格尺寸为:直径等于桩孔设计直径,长度为:3米,上部为提引梁圆环,外用22钢筋做外笼,内用22钢筋做箍筋焊牢,底部采用直径与孔径相等的圆形钢板,在检测时用副机吊住检测器探往孔内,根据设计规定垂直偏差不得大于1%计算出垂直度偏差,以此来控制灌注桩垂直度。 5、钢筋笼经验收合格后,方可下入孔内,吊放过程必须轻提缓放,若下放遇阻立即停止,查明原因,进行相应处理后再行下放,严禁将钢筋笼强行下放。混凝土浇筑过程中,要注意防止钢筋笼上浮,首先固定好孔口钢筋笼,同时尽可能缩短混凝土浇筑时间。提动导管53、时尽可能对准钢筋笼中心,避免导管勾带钢筋笼而引起上浮,发现有勾带钢筋笼的现象,不可强行上提,轻轻带紧后顺时针方向转动导管即可脱出。 6、在清孔时要注意确保孔壁的稳定,清孔后及时注入第一斗混凝土,水下混凝土灌注必须连续,不得无故中断,灌注过程中,每罐混凝土至少用测绳检查一次混凝土面高度,并勤提勤拆导管,每次拔管长度不得大于6m。严禁凭经验灌注拔管,将导管提离混凝土面,导致断桩。导管埋深控制在26m之间,并随时验算实际灌注量与理论灌注量的关系是否正常。 7、堵管的预防和处理 、使用的导管和料斗必须确保其连接部位和焊缝的密封性; 、隔水板安放位置要正确,待料斗混凝土注满后,用副卷扬机将隔水板拉出,或54、将隔水板钢丝绳连接在钻塔上,以便混凝土能从管内顺利排出; 、混凝土的碎石粒径一般不大于导管内径的1/6,个别碎石的最大粒径不宜大于50mm; 、灌混凝土时,混凝土不宜猛烈地倒入料斗,以防在导管内形成“气栓”而造成堵管; 、一旦出现堵管,采用上下窜动导管或敲击震动导管,迫使混凝土下落; 、如果上述方法处理无效,应立即提出导管,进行清洗,视孔内混凝土情况,作重新灌注或接桩处理。4.2、灌注事故的预防及处理: 灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,应该统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。如出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。4.2.1、导管 1、首灌砼储量不足,导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后,不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。 措施:应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清出,然后重新下管并准备足够储量的首批混凝土重新灌注。 2、导管接口不严,接头橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊逢破裂,水从接口或焊逢中流入。 3、导管提升过猛,或测探错误,导管底口超出原混凝土,底口涌入泥水。 措施:应视具体情况,拔换原管重下新管