大石吓加宽桥桩基施工方案.doc
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1、大石吓加宽桥桩基施工方案一、工程概况大石吓加宽桥位于广深沿江高速东莞段B8标段内,分别为威远互通D、C匝道接既有广深珠高速公路而在既有大石吓高架桥左右幅加宽。左线加宽: 桥里程桩 (DK0184.6604GSZZK0948.654),桥长667.06,桥宽14.1684.28m,其中0#台11#墩采用2230m简支T梁,11#墩22#台采用530m+630m先简支后墩梁固结T梁;右线加宽桥:(CK1+792.062GSZYK0948.654),桥长667.06,桥宽8.814.21m,其中0#台11#墩采用2230m简支T梁,11#墩22#台采用530m+630m先简支后墩梁固结T梁。下部结构
2、桥墩采用独柱矩形墩,墩高12.537.5m,桩基础为钻孔嵌岩桩,桥台采用挡土式桥台、钻孔灌注桩基础及扩大基础。桥梁桩基础采用钻孔桩,按嵌岩桩设计,桩基入岩深度根据岩性、覆盖层厚度、单桩轴力、桩基直径进行确定。基础形式见下表:1、 大石吓加宽桥(左幅)2、 大石吓加宽桥(右幅)二、工程地质地貌与环境1、地形地貌本桥位于虎门镇南面村东北面,为剥蚀性低丘陵地貌,地形起伏较大,为两端高中间低,最大绝对标高为50m,最低为20m,最大相对高差约为30m,山体自然坡脚约为2530,植被茂盛。地表大部分地段出露强风化基岩。2、气候气象本地区位于南亚热带海洋气候,春秋风和日丽,夏炎东暖,有时酷热,偶有严寒;夏
3、长冬短,雨季颇长,降水丰沛,日照充足,干旱不明显。据历年统计资料,测区平均气温22.4,极端最高气温38.7,极端最低气温0.5。年平均降水量1775mm,以49月降雨量最多,暴雨集中在79月,特大暴雨量200mm,24小时最大降雨量达341.8mm,11月至翌年2月为旱季,降雨量稀少。区内以季风为主,冬天多北风,风力24级,风力风向稳定。11月份至翌年1月份,多有寒潮伴有冷空气大风,每年79月份有23次的台风和热带风暴,最大平均风速26m/s,最大瞬时风速35/s(相当于最大风力12级以上),并伴有暴雨狂潮,造成江河暴涨,洪涝成灾,具有较大的灾害性。3、地层岩性及地质评价本桥桥区为剥蚀性低丘
4、陵地貌,上覆坡残积成因的碎石土;下覆基岩为下古生代混合片麻岩。地下水大部分地段埋藏深,局部地形低洼地段埋藏较浅,水量较贫乏,地下水对砼具有中等分解类酸性腐蚀。4、交通、水电、通讯等情况建桥地点位于南面村附近,有虎门大道等主要交通线路连接乡村碎石道路可到达桥位山坡下面,在山体上修筑场外便道可到达桥位区域。交通运输较方便。该处水资源丰富,电力、有(无)线通讯均覆盖整个施工区域。三、施工条件特点及对施工的影响1、既有桥梁对施工的影响 大石吓加宽桥是在既有广深珠高速公路大石吓桥左右幅进行加宽,由于拟建桥与既有桥距离较近 ,对施工产生诸多制约:1)、本工程为原有高速公路的加宽工程,施工过程中对原有桥梁的
5、保护是施工的一个重点。目前发现加宽桥桩基部分比原桥梁桩基深,若桩基施工过程中出现地层异常情况导致坍孔,可能会对原桥梁承载力构成影响。目前正与设计院沟通相关情况。2)、桩基施工时,为了减少对既有桥基础和行车的震动影响,选择成孔方式时摒弃了更适合于当前地质情况的冲击成孔及人工挖孔施工工艺,一律采用回旋钻施工,以致施工成本大幅增加。2、周围环境条件对施工的影响大石吓加宽桥位于虎门大桥管理处内,桥位处建筑物多,临时设施设置较困难,必须考虑施工中对附近居民生产、生活的干扰,主要影响有:1)虎门大桥管理处内的办公场所及生活区离桥位近,部分区域的道路在就位于加宽桥下面,居民的生活对施工极为不利。2)717#
6、墩桥下建筑物多,施工场地狭小,施工便道和临时设施难以设置。3)由于施工区域属于生活区,对施工过程中产生的施工垃圾的排放和处理有严格要求,对施工时间和施工中产生的噪音、灰尘有严格的限制。4)本工程桩基采用旋转钻施工,施工中泥浆配制和泥浆集中排放为桩基施工的一个重点。四、施工准备1、施工便道施工前期,由于进入桥位的施工便道(见大石吓加宽桥施工便道图)无法及时拉通,需利用虎门大桥管理处的大门进出。施工便道从海战馆路左侧切入,沿山坡修至大石吓加宽桥左线的1#墩,再从该处沿既有桥的中线位置修筑便道至7#墩,822#墩受地形和既有建筑物的影响,需利用虎门大桥管理处的场内道路。2、临时设施大石吓加宽桥作为威
7、远施工处的一个施工作业点,拟租用既有桥7#8#墩处的3栋房屋,作为工地住房和材料仓库,并利用5#7#墩之间的空地做为钢筋加工场和钢筋成品堆放区,施工便道从既有桥下的中线通过,方便材料进出。 3、电力设施拟在大石吓加宽桥左侧2#墩处安装一座500KVA变压器,高压接地方电网。同时考虑为保证施工的连续性,防止因停电而造成停工,备250kw发电机组一台备用。4、供水生活用水采用自来水。生产用水因地表水系不甚发育,拟在加宽桥右幅7#墩外侧打一口直径2m的水井,同时在0#22#桥台间,建4个容量各30m3的蓄水池,分别位于2#、8#、14#和20#墩附近,能够满足全桥的水量需求。5、地下管线由于大石吓加
8、宽桥位于虎门大桥管理处,桥位附近的地下管线种类多,为了防止施工对这些管线的破坏,动工前需仔细调查了解,将管线情况登记在册。在桩基钻进前,需人工挖进2m左右,以确认桩位处是否有埋藏管线。如发现有管线,迅速报请相关单位解决。五、主要施工设备名 称型 号数 量单 位汽车吊25T1台混凝土输送泵60m3/h1台旋转钻5台钢筋加工机械2套加长货车20T1台发电机300kw1台电焊机500型6台半自动切割机1台GPS南方4台全站仪莱卡20021台水准仪莱卡1台万能材料试验机WZ-1000kN1台压力试验机NYL-2000D1台六、施工进度计划考虑现有人力、物力资源,基础施工安排基本原则如下:施工准备工作完
9、成后,首先开始左线桩基施工,投入5台旋转钻机同时进行桩基施工,2008年12月2009年3月进行施工前的准备工作;2009年4月开始桩基施工,至2009年11月底,共八个月时间完成桩基施工;2009年6月12月进行承台施工,共七个月完成承台施工。七、施工方法由于大石吓加宽桥位于原有高速公路两侧,为保证施工过程中原有高速公路的结构安全,按照设计要求,大石吓加宽桥将采用旋转钻施工。主要施工步骤如下:1、埋设护筒用全站仪采用坐标法直接放样桩基的中心,并在每个桩基周围沿横桥向和顺桥向放样四个副桩,每个副桩距桩基中心2m左右,并用砼固定。人工探挖3m,查明地下管线情况。如有管线及时报请有关单位移除管线。
10、护筒采用钢护筒,用6mm钢板卷制而成,护筒长度24m,直径比设计桩径大20cm。护筒顶部加焊法兰,以防止护筒变形。钢护筒埋设采用人工挖埋和锤击相结合的方法,人工开挖段在护筒外侧四周与孔壁间填充粘土夯实,钢护筒顶面高出地面30cm。2、泥浆制备、循环系统淡水钻孔泥浆配合比泥浆配合比淡水膨润土CMC(kg)聚丙烯酸铵(kg)纯碱(kg)10080.0030.0030.03泥浆各项性能指标如下:比重:1.12g/ml含砂率:40%失水量:17ml/30min粘度:1822s净切力:3.2g/cm2胶体率:98.5泥皮厚度:1.52.0mmPH值:9正式施工时结合桥位处具体的地质水文条件和钻进施工的实
11、际情况以及泥浆各项指标的实测结果,适当调整泥浆的基本配合比。泥浆现场检测项目包括稳定性检验、泥皮形成性检验,泥浆流动性检验,泥浆比重检验等。不同地层钻进过程中泥浆性能指标地层粘度(PaS)容重(g/cm3)含砂率PH值淤泥、砂土层20221.081.154810全风化、强风化片麻岩19211.101.204810中风化片麻岩19201.101.24810泥浆循环系统中相关参数的计算根据以往的施工经验,计算出泥浆配制材料供应计划,供材料科及实验室准备泥浆配制原材料。2)根据上面对每个钻孔每天所需泥浆原料的计算,可初步得出每个钻孔每天所需运走的钻渣及废浆。做好排渣、排浆计划。3)钻孔过程中的泥浆循
12、环泥浆池应分沉渣池和循环池,泥浆从沉渣池流入循环池应从沉渣池顶部缺口流出,确保泥浆有效沉淀时间。泥浆从循环池流入钻孔前应通过泥沙分流器进行泥沙分流。4)泥浆补充在整个循环过程中,要不断在造浆池内补充淡水和膨润土等原料,以补充循环过程中泥浆的损失。3、成孔技术要求:孔的中心位置平面偏位小于5cm;孔径不小于200cm;孔倾斜度小于1;孔深不小于设计规定。钻孔过程的一般要求: 钻孔前,绘制钻孔地质剖面图,以便按不同土层选用适当的钻进压力、钻进速度、泥浆比重等。 钻机安装就位后,调整底座并保持平稳,以保证在钻进和运行中不产生位移及沉陷,否则找出原因,及时处理。 钻孔作业时应根据不同土层选择与之相适应
13、的进尺和转速。对于淤泥质土层,采用低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进,每小时进尺不大于1m,以免发生先扩孔后缩孔现象;对于砂层,采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进,每小时进尺不小于0.5m,以免孔壁不稳定,发生局部扩孔或局部坍孔,并充分浮渣、排渣,以防埋钻现象;护筒底口和不同地层交接处附近,采用低档慢速、小进尺钻进,防止扩孔、塌孔和偏斜孔,每小时进尺不大于0.5m。 钻孔全过程采用气举反循环施工。 钻孔过程中,及时填写钻孔施工记录,交接班时由当班钻机班长交待班钻机班长钻进情况及下一班应注意事项。 钻孔作业分班连续进行:经常对钻孔泥浆进行试验,不合要求时,及时调整;随时捞取渣样,检查土层是否有变化
14、,当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中,且与地质剖面图核对。 桩基钻孔施工过程中及时观察孔内泥浆情况,出现泥浆突然流失或较多气泡等异常情况,应及时分析原因并上报。 因故停止钻进时,应将钻头提起到安全高度,以防埋钻,并将孔口加护盖。4、清孔、验孔技术要求:泥浆相对密度(桩孔顶、中、底取样的平均值):1.031.10;泥浆粘度(桩孔顶、中、底取样的平均值):1720s含砂率(桩孔顶、中、底取样的平均值)2;孔底沉淀厚度20cm;胶体率(桩孔顶、中、底取样的平均值)98。钻孔到位后采用测绳、孔规等进行基孔的孔深、孔径和垂直度等的检测,经监理工程师验收合格签认后,开始进行首次清孔。首次清孔采用钻
15、机气举法自行换浆清孔,即用新拌泥浆置换孔内高浓度泥浆,使孔内泥浆比重、粘度、含砂率等指标满足灌注水下混凝土需要。钢筋笼安装到位后,进行二次清孔,二次清孔采用浇注水下混凝土的刚性导管配风管进行清孔。二次清孔后泥浆指标如下:二次清孔后的泥浆性能指标粘度(PaS)容重(g/cm3)含砂率(%)PH值胶体率(%)18201.051.10281098空压机输送压缩空气气举法排出孔底高浓度泥浆,冲散沉淀层,使之呈悬浮状态后立即开始水下混凝土施工。清孔时应注意以下事项: 在清孔排渣时,注意保持孔内水头,防止坍孔。 严禁用超深成孔的方法代替清孔。 采用优质泥浆在足够的时间,经多次循环,将孔内悬浮的钻渣置换出来
16、,按设计文件,两次清孔后嵌岩桩孔底沉淀厚度不大于5cm,摩擦桩孔底沉淀厚度不大于10cm。5、检孔:在终孔和清孔后,采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm,长度不小于4D-6D的钢筋检孔器吊入孔中,对成孔孔径、孔形和倾斜度进行监测。6、钢筋笼制作和安装技术要求:钢筋焊接符合技术规范要求;混凝土保护层垫板抗压强度大于50Mpa;混凝土保护层垫块尺寸:05mm;钢筋骨架底面高程:5cm5cm。钢筋笼均采用在陆地钢筋棚用长线法分节绑扎成型,标准节段长为12m或9m。再用汽车运至施工现场,用汽车吊下放。1)钢筋笼主筋加工 每根桩钢筋骨架分节在岸上平台上制作成型,钢筋笼采用长线法一次成型技术。钢筋笼
17、除上端一节外的各节制作长度均为12m或9m,最上端一节的长度按实际孔深进行计算。分节骨架的纵向钢筋接长采用CABR钢筋等强直螺纹加长扩口连接头。 钢筋(纵筋)在同截面内接头数为50%,接头错开距离应大于35d(d为被接主钢筋直径)。 本桥基桩钢筋笼纵筋的接头采用镦粗直螺纹连接技术。该技术是通过对钢筋端部镦粗,切削直螺丝,再用连接套筒对接钢筋,具有接头强度高,质量稳定,施工方便,连接速度快等优点。 主钢筋镦粗a、采用砂轮锯切割下料,钢筋端头须与轴线垂直,有马蹄形或挠曲的钢筋头应切除。b、将钢筋头插入镦粗机,待油压达到预定压力后回程,即可镦出所需要头型。c、当镦粗头不符合外观质量要求时,切去重镦,
18、不可将带镦粗头的钢筋再进行二次镦粗。 套丝a、钢筋端头的直螺纹加工在专用设备上进行,操作人员经技术培训合格后方可上岗操作。b、通过直螺纹规对套丝进行抽检,直螺纹套丝机能很好的保持丝头加工质量的稳定性。c、因为钢筋笼对接时,两端钢筋不能转动,所以采用加长丝头型接头,一端(下节上端)加工成标准长度丝头,另一端(上节钢筋笼下端)加工加长丝头。为了便于扣接选用扩口型连接套筒。d、钢筋丝头用专用塑料帽保护。2)接头检验与验收 钢筋连接工程开始前应对接头作不少于3根的单向拉伸自检试验,其抗拉强度应符合A级接头标准。抽检数量以监理要求为准。 接头的现场检验按验收批进行,同一加工条件下采用同一批材料的同等级同
19、规格接头,以500个为一个验收批进行检验,不足500个也作为一个验收批。 对接头的每一批验收,必须在工程中随机抽取3个试件,试验结果均符合规范规定抗拉强度要求时该验收批为合格。 现场连接检验10个验收批,其全部单向拉伸一次抽样检验均合格时,验收批接头数量可扩大一倍。3)钢筋笼制作成型 钢筋笼水平制作在岸上专用平台上进行,在平台上固定弓形定位模具,用拉线的方法控制垂直度。 钢筋笼分长线法一次成型。 制作时首先从底节开始,按设计位置先固定加强环筋,然后逐一放置已制作好的纵向主钢筋,要求该主钢筋必须是经镦粗,套丝后检验合格的钢筋。 先将加长扩口型套筒全部拧入主筋内,使主筋与套筒扩口处平齐。 用普通管
20、钳板手转动套筒,把上节与下节钢筋笼的主筋连接起来。连接时,主筋不留间隙,然后将上节下端之加长型套筒用板手旋入下节。 钢筋笼的匹配预制是采用在胎模上进行。制作步骤和方法是先在弓形胎模上摆上纵筋,然后按图纸位置焊每道加劲(强)箍,并每隔约3m一道“米”字撑,要求加劲箍在钢筋笼轴线的垂直面内,当纵向主筋定位焊于加劲箍上后,可缠绕箍筋。 按箍筋设计间距,缠绕全部箍筋并点焊成笼,为了在对接时,主筋能有少量调节能力,每节的端头(除底节底端及顶节顶端外)的一定范围内不予点焊,留待对接完成后补焊。当在胎模上做好整根桩长的各节钢筋笼并已焊好检测管(注意下端封口)后,拧开连接套筒,将从下至上的各节钢筋笼,分别挂牌
21、表示桩号和节次后堆码待用。4)钢筋笼堆码钢筋笼的制作是采用在胎模上进行。制作好后调移至堆放场地上分层堆码。钢筋笼堆放下垫枕木,枕木垫在加劲箍位置。堆放好之后盖上防水油布。5)钢筋笼安装钢筋笼起吊,采用汽车吊大小钩共同起吊,将钢筋笼吊立竖直后,拆去下端小钩汽车吊吊绳,吊第一节(底节)钢筋笼到需要安装的孔内下放,适时割去笼内“米”字撑,当放至上端接头位置处时,将钢筋笼临时固定于平台上松去吊点。用吊点依次吊起相邻的上一节钢筋笼,与临时固定平台上的钢筋笼对接,对接时,应先对正有标记的一根主筋,然后调整其余主筋对正,指挥龙门架吊点缓缓下降钢筋笼,将最先接触的几根主筋先对顶拧紧,然后逐一拧紧所有主筋套筒。
22、焊接或对接好声测管的外套筒(长80mm),点焊好外箍筋,经监理工程师检查合格后,即可用汽车吊配合松去临时固定设施,再下放钢筋笼(适时割去内侧“米”字撑)。当下端接头位置位于平台顶面以上一定高度时,临时固定钢筋笼,吊安连接临近的上节钢筋笼后再下放,如此循环至钢筋笼全部接毕下沉到位。下放过程中,填写相关质检表格,并报现场监理工程师签认。钢筋笼安放及布设混凝土导管施工要求如下: 制作钢筋笼时,严格按照设计图纸和技术规范要求执行且在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆。 在钢筋笼四周安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块,垫块以等距离绑在钢筋骨架周径上,其沿桩长的间距不超过2m,横向圆周不得少于6处,超声波
23、检测管纵向每4m与钢筋笼焊接固定。 在钢筋笼的接长、安放过程中,始终保持骨架垂直;钢筋笼接长采用直螺纹机械连接,每节接长保证顺直度满足要求,接头牢固可靠,同一断面接头数量不超过总根数的50。钢筋笼接好后严格检查接头质量,并边下放边割掉笼内十字撑。 混凝土灌注导管采用内径D300mm以下卡口管,按公路桥涵施工技术规范JTJ0412000)要求,在混凝土灌注前进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作,并经监理工程师检查合格后下放导管,导管卡在导管架上,如下图。 在灌注混凝土前再次检查孔底沉渣厚度,如不满足要求,则利用导管进行二次清孔直至合格。 导管底口至桩孔底端的间距控制在0.4m左右,首批
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