鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁施工方法一、工程概況：香港西鐵CC212標段的鉆孔灌注樁共計1344根，直徑分別為0.205m、0.5m、0.6m、0.8m、1.0m、1.2m、1.5m、1.8m、2.0m、2.5m等10種，其中99根排樁(RankingPiles)的直徑為205mm；樁基嵌入巖石深度分別預(yù)計為2m，樁底為擴大鐘體。詳細清單如下：費用中心編號工程部位樁身直徑數(shù)量R1SouthernAccessΦ10006Φ20004R2NorthernAccessΦ120013R3ViaductStructurefromPier73toTMNStationΦ15008R4SiuHongLRTStationΦ15008Φ205(RankingPiles)99R5ViaductStructurefromTMNStationtoArea35Φ150018R6Area35AmenitiesStructure–NorthernHalfΦ150059Φ180020Φ25006R7Area35AmenitiesStructure–SouthernHalfΦ150048Φ180024Φ25002R8TuenMunNorthern(TMN)StationΦ100089Φ1500274R9MullahWideningΦ600300Φ1200276R10FootbridgeNo.1Φ10006R11NorthernAccessRoadworkΦ80072R12Area35StaircaseNo.1,2,3Φ50012合計1344二、主要機械配備：1.機械配備說明：機械配備時要充分考慮到施工場地及施工進度里程碑的要求，以及機械本身的施工能力?？紤]到本工程中直徑為Φ1000、Φ1200、Φ1500的樁較多，這三種樁共計805根，深度多在40m以內(nèi)；且在施工初期，TMNStation樁基(均為Φ1000和Φ1500兩種類型)的施工為施工之重點，非常適合采用MT150這種鉆機。其他類型的樁則采用KPG-3000A鉆機施工。配備1臺150T的履帶吊主要負責KPG-3000A鉆機的移動、就位及鋼護筒拔出等，配備3臺50T的履帶吊主要負責鋼筋籠的吊裝及輔助鉆機施工等。配備1臺沖抓鉆機負責配合鉆機鉆孔施工，泥漿分離設(shè)備及泥漿泵負責鉆機施工過程中泥漿的制作、供給等，變壓器則將高壓電源變?yōu)閯恿﹄娫?，專門配備1臺400KVA發(fā)電機組作為備用電源?，F(xiàn)場建立一個由6臺20m3／min空壓機組成的空壓機站供應(yīng)各臺鉆機的壓縮空氣，使之實現(xiàn)反循環(huán)氣舉出碴。每臺鉆機再配一臺泥漿泵，給鉆孔內(nèi)補充泥漿。配備150t和50t履帶吊機各1臺，以配合鉆孔工作過程中的起重工作。2.主要機械配備一覽表：序號名稱型號或能力數(shù)量說明1鉆機MT15010臺有關(guān)此種鉆機的詳細資料請見附件2鉆機KPG-3000A6臺同上3震動打樁機中-2501臺配合樁機，完成鋼護筒施工4履帶吊150T1臺負責鉆機移動、就位及鋼護筒施工等5履帶吊50T3臺負責鋼筋籠吊裝及鋼護筒施工等6挖土機1.0m33臺土方開挖7沖抓鉆機KH-1801臺輔助鉆機施工8泥漿分離設(shè)備1套輔助鉆機施工9泥漿泵7臺輔助鉆機施工10變壓器800KVA2臺輔助鉆機施工11備用發(fā)電機400KW1臺停電時備用12空氣壓縮機20m3/min6臺輔助鉆機施工三、施工進度計劃：費用中心編號工程部位工程量計劃開工日期(m/d/Y)計劃完成日期(m/d/Y)里程碑要求完成日期(m/d/Y)R1SouthernAccess101/20/20008/20/200011/20/2000R2NorthernAccess131/20/200010/20/200012/20/2000R3ViaductStructurefromPier73toTMNStation81/20/20008/20/200011/20/2000R4SiuHongLRTStation1071/20/20008/20/20009/20/2000R5ViaductStructurefromTMNStationtoArea35181/20/200010/20/20002/20/2001R6Area35AmenitiesStructure–NorthernHalf851/20/200010/20/20001/20/2001R7Area35AmenitiesStructure–SouthernHalf741/20/200010/20/20001/20/2001R8TuenMunNorthern(TMN)Station363此部分項目為樁基施工之重點，考慮到上部結(jié)構(gòu)的施工，對其分解并重新組合，請詳見下表。R9MullahWidening576R10FootbridgeNo.161/20/20008/20/20005/20/2001R11NorthernAccessRoadwork721/20/200010/20/200012/20/2000R12Area35StaircaseNo.1,2,3121/20/200010/20/20001/20/2001工程部位項目分解及重組工程量計劃開工日期(m/d/Y)計劃完成日期(m/d/Y)里程碑要求完成日期(m/d/Y)R8R9TMN1202283489/20/19991/20/20001/20/2001SouthernPTI1082163249/20/19997/10/20001/20/2001NorthernPTI1351322679/20/19997/10/20001/20/2001四、場地布置說明：為保證鉆孔樁施工的順利進行，確保大型機械在施工場地內(nèi)行走自如，配合施工生產(chǎn)和環(huán)保工作的需要，場地內(nèi)需修建臨時通道、泥漿池，布設(shè)泥漿和空氣管路，架設(shè)臨時動力線等設(shè)施，以滿足業(yè)主對工程的要求。鉆機MT150為履帶式，可自行；鉆機KPG-3000A為軌道滑移式，本工地用150T履帶吊轉(zhuǎn)移鉆機。為保證履帶吊的行走，需修建6M寬、下鋪0.5m厚片石、上鋪0.2m厚碎石與石屑的臨時通道通往各樁孔；同時，為保證鉆機自行行走，還需鋪設(shè)臨時道路及軌道通往各處。在SouthernPTI以南(即TuenMunRiverChannel下游)修建中央泥漿池拌制泥漿，泥漿用泥漿泵經(jīng)Ф300泥漿主管路和Ф150支管路泵入樁孔。樁孔排出的泥漿在鋼制臨時泥漿池沉淀后泵入沉淀池。沉淀池的沉渣經(jīng)泥漿分離設(shè)備處理后運往指定棄渣場。鉆孔出渣用空氣反循環(huán)進行，為減少噪聲和便于管理，鉆機使用的壓縮空氣統(tǒng)一由一小型250m3的空氣壓縮站供給，經(jīng)布設(shè)的管路把壓縮空氣輸往各處。為解決施工用水，擬考慮鋪設(shè)Ф100水管把自來水引入工地自建的100m3水塔。為解決施工用電，擬設(shè)2臺800KVA變壓器，引入11KV高壓電經(jīng)降壓后使用。場地規(guī)劃見場地平面布置示意圖。五、鉆孔灌注樁施工方法：1.建議的施工方法：本工程將嚴格按各作業(yè)區(qū)里程碑要求安排施工進度計劃，確保工期，詳細情況見《施工進度計劃表》。樁基施工采用旋轉(zhuǎn)鉆機成孔和套管鉆機成孔的施工方法，其長度隨樁的具體情況確定；旋轉(zhuǎn)鉆機采用中國鐵路工程總公司所屬大橋工程局的KPG—3000A型空氣反循環(huán)液壓鉆機，套管鉆機采用丸紅株式會社(MarubeniCorporation)的MT150型鉆機。鋼護筒振入地面以下至基巖面，鋼護筒打入設(shè)備采用中-250震動打樁機配合KPG-3000A鉆機施工，MT-150型鉆機可自行打入鋼護筒。水下混凝土灌注采用垂直導(dǎo)管法施工。樁身混凝土全部采用商品混凝土，由混凝土運輸車和帶布料桿的混凝土泵車負責輸送和澆注。鋼筋接頭采用帶肋鋼筋冷擠壓方法施工。鉆孔用泥漿利用泥漿池回收再用。2.鉆孔灌注樁施工工藝流程圖如下：

3.主要施工方法說明：(1).測量確定樁位：a.復(fù)查業(yè)主移交的坐標及水準點。b.用經(jīng)緯儀(WICDT2)，測距儀(T2+DI1001)，水準儀(GPM3)進行測量，確定樁位。c.用坐標法或極坐標法測量確定樁位。(2).鋼護筒施工：a.進度計劃安排：打入鋼護筒作為一道獨立工序，先于鉆孔施工。計劃每天完成4根樁震入鋼護筒施工任務(wù)。b.機械設(shè)備配備：配備1臺中-250震動打樁錘，1臺50t履帶吊機，1臺KH-180型沖抓鉆機，8~12t自卸車4臺。c.鋼護筒配備數(shù)量：序號樁身直徑樁根數(shù)鋼護筒數(shù)量說明1Ф205999套鋼護筒采用焊接連接，每套鋼護筒的周轉(zhuǎn)次數(shù)暫定為10次。2Ф500121套3Ф60030030套4Ф800727套5Ф100010110套6Ф120028928套7Ф150041541套8Ф1800444套9Ф200041套10Ф250081套合計1344132套d.勞力設(shè)備：操作工4人／臺班，(除機電，司機及管理人員外)。e.施工方法說明：鋼護筒打入地面以下至基巖面，露出地面1.5m，護筒壁厚20mm，其內(nèi)徑比相應(yīng)樁徑大100mm；當樁施工完畢后利用50噸吊機將鋼護筒拔出來倒用。打入鋼護筒用1臺中-250震動打樁錘施工，打樁錘與鋼護筒之間采用卡式連接。打入鋼護筒施工順序如下：在樁位處挖1.5~2.0m深的導(dǎo)向坑→擺放導(dǎo)向定位架→鋼護筒就位→測量、調(diào)整→接打樁錘→打入鋼護筒至預(yù)定位置→卸打樁錘→測量檢查→驗收簽證。在打入鋼護筒過程中，如遇到較大堅硬障礙物應(yīng)進行處理之后才能繼續(xù)施工，處理方法如下：用沖抓鉆機抓出土層并回填適量片石，用沖擊鉆頭沖擊，直至將障礙物處理完之后方可繼續(xù)打入鋼護筒。在鋼護筒內(nèi)抓土或用沖擊鉆頭沖擊時，應(yīng)隨時向筒內(nèi)補充水或水泥，使之高于地下水位1.5m~2.0m，保持筒內(nèi)水壓。打入鋼護筒的質(zhì)量控制按有關(guān)質(zhì)量標準執(zhí)行。(3).鉆孔施工：a.主要勞力配備：鉆機在工作時每臺班只需配備3名操作工即可。沖抓鉆機工作時每臺班只需配備2名普工及1名司機即可，除吊機配備機電值班人員外，不需要其它輔助人員。b.鉆孔過程：護筒頂口高出地面1.8~2.0m，以保護樁孔內(nèi)水壓和利于泥漿循環(huán)。精確測量、定位、擺放鉆機。泥漿制備及泥漿池：中央泥漿池負責全部樁基施工中泥漿的制備、儲存、循環(huán)及鉆碴與泥漿的分離處理。離中央泥漿池較遠的樁孔另外制作一個30m3左右的可移動的鋼制臨時泥漿池，用于該樁鉆孔時排除的泥漿臨時存放。中央泥漿池與臨時泥漿池之間，以及中央泥漿池向鉆孔內(nèi)補充泥漿，均分別用管路連接，泥漿泵輸送。用膨潤土拌制泥漿，此泥漿適宜于反循環(huán)鉆機施工。施工初期，采用4臺拌漿機拌制泥漿，供鉆孔用。沉淀池中沉碴利用抓泥斗清出，并用水沖洗干凈后用自卸車運往棄渣區(qū)。對部分或全部鉆孔完成后排出的泥漿，利用泥漿分離機進行分離，將分離出來的水，經(jīng)過處理達到有關(guān)排放標準后引入排水系統(tǒng)排走，對分離出來的濃泥漿進行回收利用或處理。鉆孔：首先利用沖抓鉆機清除土層，沖抓過程中向孔內(nèi)補充泥漿，確保鉆孔內(nèi)泥漿面高出地下水位2米，然后安裝、調(diào)試、旋轉(zhuǎn)鉆機，做好鉆孔準備工作。鉆孔時，先供風后鉆進，經(jīng)常保持減壓鉆進。排碴中斷時，立即將鉆頭提起，待碴排出后，再慢饅放下鉆頭；停鉆時先提起鉆頭，然后停風。鉆土層時用刮刀鉆頭，鉆巖石時換牙輪鉆頭，鉆鐘體時換鐘形擴大鉆頭。鉆機在鉆孔過程中，通過減壓鉆進來控制鉆孔垂直度，確保鉆孔質(zhì)量。鉆孔過程中通過泥漿泵不斷向孔內(nèi)補充泥漿，保持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位高程2米，同時鉆機通過空氣反循環(huán)進行排碴?？椎诅娦螖U大部分施工采用鐘形擴孔鉆頭，擴孔前先用牙輪鉆頭鉆至設(shè)計孔底標高，然后換鐘形擴孔鉆頭。擴孔時，根據(jù)所需擴孔直徑大小，通過鉆機液壓系統(tǒng)控制鉆桿升降來調(diào)整鉆頭直徑，達到擴孔目的。清孔：清孔的目的是清除孔內(nèi)泥漿中的鉆碴。在鉆孔過程中，或在鉆孔至設(shè)計標高后，均利用鉆機排碴系統(tǒng)進行空氣反循環(huán)排碴清孔。當鋼筋籠放至孔底后，進行二次清孔，此時，利用灌注水下混凝土的導(dǎo)管進行空氣吸泥清孔，確?？椎壮敛旰穸炔怀^規(guī)范允許范圍。鉆孔檢測：孔底沉碴厚度利用測錘進行檢測，檢測時，精確丈量測量繩的長度，通過測量數(shù)據(jù)與己確認的孔底高程數(shù)據(jù)之差值來判斷孔底沉碴厚度。鉆孔底的高程通過鉆機鉆扦來測量。樁徑、孔斜及鐘形擴大部分尺寸，通過國產(chǎn)JXY—l型超聲波井斜儀來檢測。檢測方法是將井斜儀放入孔內(nèi)不同位置的中心(大致中心)，通過地面儀表顯示出的檢測處四個方向孔的半徑值進行計算，來確定鉆孔(包括鐘形擴大部分)直徑和孔斜情況。(4).鉆孔中易發(fā)生的事故及處理方法：a.掉鉆落物處理方法：萬一發(fā)生掉鉆落物事故，應(yīng)及時查清情況，若鉆頭被沉淀物埋住，應(yīng)首先清孔，用打撈工具打撈；若是小件落物則用抓斗打撈。b.卡鉆處理方法：卡鉆后不能強提，可用小沖擊錘沖擊或用沖、吸的方法將卡住鉆頭的鉆碴松動后再提出，如用以上方法無效時，可用小劑量水下爆破法提鉆。c.鉆桿折斷：首先要使用完好無損的鉆桿，如己發(fā)生鉆桿折斷事故，可按前述處理掉桿落物的方法打撈上來，并查明原因，換用新或大鉆桿繼續(xù)鉆孔。(5).鋼筋籠制做安裝：a.鋼筋籠按配料情況在現(xiàn)場分節(jié)制做；b.在鋼筋籠外側(cè)設(shè)置控制保護層的混凝土墊塊；c.探測管均固定在鋼筋籠上，隨鋼筋籠一起接長，放入孔中；d.鋼筋籠接頭采用帶肋鋼筋冷擠壓連接法施工。此方法操作簡便，質(zhì)量穩(wěn)定，特別適應(yīng)于現(xiàn)場大直徑帶肋鋼筋接頭連接施工。在國內(nèi)施工的許多大型、重要結(jié)構(gòu)，如上海南浦大橋(斜拉橋)、廣東國際大廈(63層)、虎門大橋(吊索橋)等均使用這種方法進行大直徑帶肋鋼筋現(xiàn)場連接，效果顯著，質(zhì)量可靠，具體要求見國家標準。e.施工過程如下：按標記檢查鋼筋插入套筒內(nèi)的深度；連接時，兩根待接鋼筋保持在同一軸線上；壓摸對準套筒壓痕標志，從套筒中央逐道向端頭方向壓接；每個接頭壓接后，檢查套筒長度，做好施工記錄；為加快施工進度，可在地面上先壓接一端，在施工作業(yè)區(qū)將套筒另一端插入待接鋼筋，再壓接另一端。鋼筋籠現(xiàn)場吊裝采用150t履帶吊機，井制造專用吊具。鋼筋籠制做安裝均嚴格按規(guī)范及設(shè)計要求控制質(zhì)量。(6).水下混凝土灌注：水下混凝土灌注采用垂直導(dǎo)管法，導(dǎo)管用鋼管制成，內(nèi)徑320mm。導(dǎo)管使用前進行水密、承壓和接頭抗拉等試驗，進行水密試驗的水壓力不小于孔內(nèi)水深1.5倍壓力，承壓水壓不小于導(dǎo)管壁可能承受的最大壓力，約1023KPa。導(dǎo)管上口設(shè)漏斗和儲料斗，在灌注末期，漏斗底口高出井口水面6m，灌注前導(dǎo)管底口距孔底約0.3~0.4m。首次灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管埋置深度不小于1.0m和填充導(dǎo)管底部間隙的需要，不同直徑的樁首次灌注混凝土方量如下：10.8m3(Ф2500)，6.9m3(Ф2000)，5.6m3(Ф1800)，3.9m3(Ф1500)，2.5m3(Ф1200)，1.8m3(Ф1000)，1.1m3(Ф800)，0.6m3(Ф600)，0.4m3(Ф500)，0.1m3(Ф205)。擬制作集料斗體積為20m3，儲料斗約5.0m3，混凝土攪拌運輸車儲存6.0m3，同時準備好帶布料桿的混凝土泵車，確保拔球后首次混凝土數(shù)量足夠，且連續(xù)灌注。水下混凝土灌注設(shè)備布置見附圖。開始灌注混凝土前，在集料斗底口處設(shè)置可靠的隔水設(shè)施(活門)，并在集料斗內(nèi)底口處用水潤濕后鋪一層塑料薄膜。導(dǎo)管吊裝采用2臺3t卷揚機和2臺滑車，輔以50t履帶吊機。灌注混凝土期，配備水泵、吸泥機、高壓射水管等設(shè)備，以確?？變?nèi)水頭和及時處理水下混凝土灌注故障。水下混凝土配臺比的各項技術(shù)指標按規(guī)范要求進行設(shè)計。但首次灌注的混凝士初凝時間不早于本樁全部混