据本工程施工计划及工期要求,单个承台布置四台钻机,分两次循环完成桩基作业。
桩基施工工艺流程框图:
桩基施工工艺流程框图
施工准备及测量放桩位 设立砼灌注设备 检查合格 制砼试块 灌注水下砼 测量砼面高度 测量沉淀厚度 下放钢筋笼、固定牢靠 检查签证 制作钢筋笼 清 孔 检查签证 测量钻孔深度、斜度、直径 成孔、终孔 冲孔、造浆 泥浆沉淀池沉淀 泥浆池 向桩孔内注泥浆 选择钻头 冲孔钻机就位、开孔 检查签证 制作钢护筒 埋设钢护筒及布置泥浆池 桩基施工前孔位探测 场地填压,平整处理 检查签证 桩基检测 砼试块检验
合格
1.1 钢护筒制作与埋设
钢护筒采用厚度δ=10~12mm的Q235钢板卷制而成,钢护筒直径应比设计桩径大20cm,其目的是在冲孔过程中不致于由于钻机的震动而使钻头碰到护筒,同时确保按设计桩径成孔。钢护筒卷制成后,应对其各个方向的直径进行检查,使护筒上下两个口的直径一致,护筒不至于呈椭圆形。
根据测量放样的桩基位置和钢护筒的直径,采用人工开挖桩位处的土层,考虑到地质状况,开挖的圆坑应能使护筒埋深1.5~2米。使用吊机把护筒送到桩位附近,再利用钻机上的卷扬机将护筒起吊放入圆坑里。护筒就位后,对护筒的平面位置和倾斜度进行检查,使护筒平面位置偏差不得大于5cm,其倾斜度应控制在1%以内,若不附合此标准则对护筒进行调整直到附合为止。护筒位置调整好后,其周围应回填粘土并夯实。护筒顶应高出施工地面0.5m,以保证在桩基施工过程中避免杂物掉入孔中。
1.2泥浆循环系统的施工:
配制泥浆的粘土,选用水化快,造浆能力强,粘度大的粘土,其技术指标应满足下列要求:
1)、泥浆比重为:1.1~1.3; 2)、黏度为:16~22s 3)、胶体率不低于95%; 4)、含砂率不大于4%; 5)、造浆能力不低于2.5L/kg; 6)、塑性指数大于17。 7)、pH值:应大于6.5;
8)、泥浆池的布置:在离桩基大于五米的位置开挖泥浆池和沉淀池。 1.3冲孔施工
护筒埋设、泥浆池开挖好后,在吊机的配合下把钻头挂好,测量人员对钻头中心进行复测,位置正确后方可开始钻孔。开钻时,在桩孔内投入足够数量的粘土及相应的水,钻机不进尺空转,利用钻头搅制泥浆,搅拌后抽至循环池泥浆的相对密度为1.05~1.20,待循环池及桩孔全部储够泥浆后,进行进尺钻进。慢速钻进,冲程控制在1~1.5m以内,慢速钻进的目的是使孔口圆顺,形成良好的导向作用,待钻头通过淤泥层后,可按1.5~2m的冲程进行钻孔。在钻进过程中,进尺的快慢应根据土质情况来控制,并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等检查观察。在粘性土及含砂率小的泥岩中,应用中等冲程、稀泥浆(相对密度为1.05~1.20)钻进,在砂性土及砂率高的地层中,宜用低冲程慢速、大泵量、稠泥浆(相对密度为1.20~1.35)钻进。钻进成孔过程中,必须经常利用筛网捞取钻渣以使成孔速度加快,同时也便于便观察土层的变化。在各土层变化处均捞取渣样,判明土层,并记入记录表中,以便与地质剖面图核对。发现钻出岩样与地质资料不符时,及时通知工程技术人员,以便请甲方代表、监理、及设计人员到现场处理。当钻头进入岩层时,及时记录下钻头入岩时
间、入岩标高,并及时取样,确定进入岩层名称,此时可加大冲程进行钻孔。当达到设计要求的标高时,将岩样及岩样名称、入深度、终孔标高及时汇报监理工程师,做终孔检查。
1.4终孔和清孔
当钻孔达到设计标高后,将入岩标高与设计标高进行对比,看成孔的嵌岩深度是否符合设计要求,若不符合应及时向项目部汇报以采取措施解决。
达到终孔要求后,即可停止钻孔。利用探孔器检查成孔质量,探孔器的直径不得小于设计桩径,其长度不得小于4m,主要检查成孔的直径与孔的倾斜度。孔径不得小于设计值,倾斜度不得大于5/1000。
成孔合格后,即可进行清孔。采用流量大于300m3/h的泥浆过滤器将泥浆和钻渣分离,使泥浆的含砂率不大于4%、孔底没有沉渣,同时进行换桨,把泥桨稀释至相对密度1.03~1.1。
1.5钢筋笼制作与安装
钢筋在加工时采用分节制造,加劲筋成型法施工,加劲钢设在主筋的内侧,制作时先按设计尺寸作好加劲筋圈,并在加劲筋上标出主筋的位置,然后把主筋摆在平整的工作平台上,并标出加劲筋的位置,焊接时,使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记,扶正加劲筋,使加劲筋与主筋垂直(应用木制直角板校正垂直度)。然后点焊,在一根主筋上焊好全部加劲筋后,在骨架两端各站一人转动骨架,将全部主筋照上法逐根焊好,最后支垫好钢筋笼骨架,套入盘条螺旋筋,按设计间距和位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上,且点焊牢固。
为了加快主塔桩基施工进度,提高工效,49#主塔桩基础主筋采用直螺纹套筒连接方式。这种连接方法所需要设备少,操作方便,用料省,且接头强度高。直螺纹套筒钢筋连接属于场外预制、现场连接的施工方法。所有的钢筋丝头加工均在钢筋加工场地完成,现场只需用普通扳手拧紧,其施工工艺分三步:钢筋下料→套丝→利用连接套筒对接钢筋。
在加工制造钢筋笼时,还要焊好控制保护层的“耳朵”钢筋。在钢筋笼内一定要对称等间距布置声测管,钢管与钢筋笼要绑扎牢固,在下钢筋笼及过程中不能有移位现象;声测管顶、底端应用设计图文件所要求的方式密封,接头采用套接,且围焊密封,确保不漏水、不漏泥浆等,千万不能有封堵及漏浆现象,要求逐根检查。钢筋笼采用吊机吊装入孔,如下图所示方式进行施工:
50履带吊 机把杆 顶节钢筋笼 2[14
1.6灌注桩基水下混凝土
当终孔以后,进行清孔的工作,清孔后泥浆比重符合要求时安装钢筋笼,最后再进行第二次清孔,按嵌岩柱桩设计,要求孔底沉渣厚度在5cm 以下。
当上述泥浆指标及孔底沉渣厚度符合要求以后即用垂直提升导管法进行桩身水下砼的灌注工作。水下砼灌注用的导管内径为Φ30cm。桩基混凝土采用拌和楼拌制的混凝土,直接用混凝土运输车运至桩位。在灌注桩身水下砼以前,还应该进行以下几个方面的计算及设备的准备工作:
A、 首批砼方量的计算以确定储料斗的容量
漏斗和储料斗的容量(即首批混凝土储备量)应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。冲孔灌注桩漏斗和储料量最小容量按照下式计算:
V=h1πd/4+HCπD/4
式中:V---漏斗和储料斗容量(m);
h1——孔内混凝土高度达到Hc时导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度
(米):
h1=Hω2rw / rc
Hc——桩孔初次灌注需要的混凝土面至孔底的高度,即导管初次埋深h2加管底至
桩底的高度h3,h2至少为1米,h3为0.4米;
D-----桩孔直径(m),有扩孔情况时应按扩孔后的直径;
d-----导管直径(m); Hω----孔内泥浆深度(m);
rw----孔内水或泥浆的容量,水取1t/m ,泥浆取1.2 t/m;
rc----混凝土拌合物的容量,取2.4t/m。
B、导管使用前进行过球、水密及耐压试验,进行水密试验的水压不应小于井孔内水深
1.5倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力ρ的1.3倍,ρ可按下式计算。
ρ=γchc-γwHw
复测孔底标高,检查沉渣的厚度,判断是否达到设计要求及满足灌注要求。满足要求并经监理工程师同意后,方可灌注混凝土。
在导管上端连接混凝土漏斗,其容量必须满足储存首批混凝土数量的要求,灌注首批混凝土时导管下口至孔底的距离为25~40cm,导管埋入混凝土中的深度不小于1m并不得大于3m。灌注混凝土时确保有足够的混凝土储备量,以保证桩基浇筑的连续性及桩基的施工质量。
由于主墩桩基砼实际灌注数量较大,为使首批砼在灌注结束前不初凝,首批砼的初凝时间必须大于砼的灌注时间,砼配制时必须掺加缓凝剂和粉煤灰,试验人员必须进行配合比的对比试验,从中选出最优配合比,送总监办中心试验室做对比试验后方可用于施工中。砼的灌注时间不宜超过7~9h。
灌注过程中,每次导管埋深超过6.0m以上时,应拆除导管,在每次拆除导管前,测量人员应再次仔细的测量孔内砼面高度,保证埋管深度正确。
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每次拆管动作要快,尽量减少拆管时间,以缩短砼灌注时间。接近灌注完成时,导管的最小埋深应不小于3.0m。
1.7桩基质量检测
主墩桩基检测按100%超声波检测;
每根钻孔桩混凝土强度试件不少于五组; 对质量有问题的桩,钻取桩身混凝土鉴定检验; 柱桩桩底沉渣厚度,按柱桩总数的3~5%钻孔取芯检验;
钻孔到达设计高程后,复核地质情况和桩孔位置,用检孔器检查桩孔孔深、施工偏差要符合规范要求。
2)、承台施工
主塔承台尺寸为2331235m,为大体积混凝土灌注施工。 承台施工工艺框图如下:
承台施工工艺框图
检测、缺陷修复 拆 模 混凝土拌制、输送 浇筑承台混凝土 制作试件 配合比审查 检查签证 原材料检验 绑扎钢筋、安装模板 成品加工 基坑汇排水系统 插打钢板桩、基坑开挖 排水机械准备 基坑周围挖截水沟 开挖机械检修 测设基坑平面 基坑检验处理 原材料检验 混凝土养护 强度评定 验 收
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