水质综合整治进水净化工程钻孔桩施工专项方案21p
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现状水质以Ⅳ类水质为主,水体较为浑浊、夏天暴雨前后异味较大、水面有漂浮物、时有蓝藻浮于水面,与现有城市环境不相适应。为适应广大人民群众生活品质改善和城市发展需要,提升小市河滨水景观带的品位,改善视感、嗅感等感官美的感受,提高小市河水体环境迫在眉睫。湖州小市河水质综合整治工程项目的实施有利于改善内河水质和生态环境,提高居民生活品质,提升城市形象。
湖州小市河水质综合整治进水净化工程,主要工程内容为折板沉淀池、斜管沉淀池及河岸挡墙、泥水预沉池、辅房、设备及总布等。
沉淀池和预沉池基础设计采用D600钻孔灌注桩,C30非泵送商品水下砼,沉淀池基础桩长37m共24根,预沉池基础桩长27m共12根,河道护岸挡墙基础桩长30m共32根。钻孔灌注桩施工机械选用GPS-15桩机。
二、施工方案
1、施工测量
陆上桩位放样,从控制点用全站仪直接测设桩位坐标,并用钢尺,拉线复核桩轴线及各桩位置是否准确。
2、钻孔灌注桩
(1)场地平整、护筒制作与埋设
钻机就位时以枕木支设钻机作业平台。护筒通过定位的控制桩放样,采用挖埋法,先挖一直径比桩径大0.8-1.0m的坑,填筑50cm厚的粘土夯实。把钻孔中心位置标于坑底,再将护筒吊放进坑内,护筒中心轴线应对准测量标定的桩位中心,并保持护筒竖直。此后即在护筒周围对称地,均匀地回填最佳含水量的粘土,分层夯实,夯填时要防止护筒偏斜。
(2)钻机就位与调整
护筒埋设完成后,应在护筒或水上工作平台上作出桩位中心标识,钻机移至桩位后,钻尖对准桩位中心,调整钻架,使钻机平台水平,钻杆竖直不偏斜,用锤线和经纬仪检查钻架,钻杆的垂直度及其中心位置。
(3)泥浆
泥浆的作用是护壁和悬浮钻渣。正循环中,泥浆被泥浆泵从钻杆中心连续压入孔底,而使泥浆在孔内钻杆外产生了连续不断的上升流速。因此,对正循环回转钻进的泥浆性能,既要求它有一定的浮悬钻渣的能力,又要求它能很容易地流动产生上升流速。泥浆的性能主要在以下方面得到体现:相对密度、粘度、静切力、含砂率、酸碱度(PH值)、胶体率及失水量。泥浆的相对密度对护壁,钻进速度及带渣能力影响很大,必须全过程控制其指标。一般对正循环泥浆浓度宜在1.05-1.20之间,泥浆的粘度大,对护壁有利,同时对悬浮携带钻渣的能力强,但粘度过大则易“糊钻”,因此泥浆粘度一般应控制在16-22秒。泥浆的静切力对钻渣的沉淀有较大影响,从而影响钻进速度和易造成积渣埋钻事故。泥浆各性能指标相互影响,因此泥浆制备时应选择水化快,造浆能力强,粘度大的膨润土,并且应尽量就地取材。根据本合同段工程地质报告,本合同段桥梁桥址范围大部分表层土均可作为制浆粘土,性能满足规范要求。调制泥浆时,可采用钻锥搅拌法,在表层粘土层中钻进时,可先用清水护壁,孔内的清水同钻锥切削下来的粘土,在钻锥回转搅动下,自然形成泥浆,必要时可掺适量碳酸钠,氢氧化钠或膨润土粉末,以提高泥浆性能指标。
(4)钻进
钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。桩的钻机只有在中心距离5m以内的任何桩的砼浇注完毕24小时以后,才能开始。钻进前应仔细做好钻杆,钻头长度量测工作,在钻杆上标志编号并记录各节长度。钻进时,首先必须保证开孔孔位准确。开始时,应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。钻进进程中,做好交接班,接杆,钻进及地质层位的变化情况记录。采用GPS-150型正循环钻孔时,应采用减压钻进,即钻进的主吊钩始终要承受部分钻具的主力(20%)。这样保证整个钻进过程中因受控而维持垂直状态,使钻锥回转平稳,避免或减少了斜孔、弯孔和扩孔现象。随时复测钻机的垂直度,钻杆中心位置的准确度及钻机平台的牢固性。钻进过程中,根据土质情况控制进尺的快慢,并经常检查泥浆性能,根据施工进度,土层特点,及时调整泥浆参数,确保泥浆具有良好的携渣和护壁性能。泥浆应循环利用,在距钻孔一定距离的地方设置一泥浆池。
(5)清孔
清孔工序是钻孔灌注桩的主要关键。清孔工作做得好坏将直接关系到成孔的质量(沉淀厚度),灌注水下砼的顺利等。清孔的目的是抽换孔内泥浆,清除钻渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力。同时,清孔还为灌注水下砼创造良好条件,使测深正确,灌注顺利。清孔前,应对孔深、孔径进行检查,桩的孔径、孔深应不小于设计,经检查确认无误后迅速清孔,以免泥浆、钻渣沉淀增多,造成清孔工作的困难甚至坍孔。使用正循环回转钻进时,终孔后,停止进尺稍提钻锥离孔底10-20cm空转,并保持泥浆正常循环,以中速压入比重为1.1-1.25的纯泥浆,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出,换浆时间约为4-8小时。在清孔排渣时,注意保持孔内水头,防止坍孔。清孔后应从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验,其相对密度在1.03-1.1,粘度17-20pa.s,含砂率<2%,胶体率:98%。
(6)钢筋骨架制作
钢筋笼制备工作在成孔前完成,根据设计图纸要求制作,并根据钻机门架净空高度分节,充分考虑搭接长度,节段之间接头要求采用单面焊,焊缝长度不得小于10d,且同一截面内钢筋接头不得大于主筋总数的50%,根据这一原则,确定各节段钢筋下料长度。进场钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单。每盘钢筋应有标牌并应按批号及直径分批验收。钢筋表面洁净,直顺度好,无局部弯折。两钢筋搭接端部应预先折向一侧,使两接高钢筋轴线一致。进行施焊作业时,焊工必须持考试合格证上岗,施工场地有防风、雨、雪、严寒设施。骨架的焊接拼装应在坚固的工作台上进行,操作时,应符合下列要求:
① 钢筋拼装前,对有焊接接头的钢筋应检查每根接头是否符合焊接要求。
② 拼装时,在需要焊接的位置用楔形卡卡住,防止电焊时局部变形。先在焊缝两端点焊定位,然后进行焊缝施焊。
③ 施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行。相邻的焊缝采用分区对称跳焊,不得顺方向一次焊成。
④ 成型钢筋笼前,应先在加劲箍上标出主筋位置,在主筋上标出加劲箍位置,使加劲箍上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲箍标记,扶正加劲筋,并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度,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,将其余主筋逐根照上法焊好,然后支起骨架搁于支架上,套入盘筋,按设计位置布好螺旋筋并点焊固定于主筋上。钢筋笼骨架必须具有足够的刚度和稳定性。箍筋应事先冷拉调直
⑤ 为了保证保护层厚度,钢筋笼四周布置定位钢筋,每隔2M放一档。
(7)吊装
场内运输时,用人工抬运。抬运时,应在若干加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入抬棍,各抬棍受力要均匀;在钻机起吊钢筋笼时,为了保证骨架起吊时不变形,宜用两点吊。第一点设在骨架的上部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架,为了加强笼体节段在起吊、安装过程中的刚度,避免发生弯折、扭曲现象,在笼体内每隔2m布置一层φ20水平支撑筋,在节段连接好下沉时再逐个予以割除。起吊时,先起第一吊点,使骨架稍提起,再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二点。随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁。骨架进入钻孔下降到第二吊点附近的加劲箍接近孔口时用钢杆穿过加劲箍的下方,将骨架临时支承于孔口,将吊钩移至骨架上端,取出临时支承,继续下降到骨架最后一个加劲箍处,按上述办法暂时支承。此时可吊来第二节骨架使上下两节骨架位于同一竖直线上,进行焊接;焊接时应先焊顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后方可下沉入水。如此循环,使全部骨架降至设计标高为止。最后用吊环钢筋固定在护筒上,此时应测量钢筋骨架的标高是否与设计标高相符,偏差不得大于±5cm。同时应在钢筋骨架上端设置四根钢管,套在主筋上顶住加劲箍,将钢管上端固定在钻机或施工平台上,防止钢筋笼上浮。当灌完砼开始时即割断吊环及撤除钢管,使钢筋骨架不影响砼的收缩,避免钢筋与砼的粘结力受损失。
(8)设置导管漏斗及储料斗
导管是灌注水下砼的主要工具。导管直径250mm,导管壁厚在3mm。导管在使用前和使用一个时期后,应对规格、质量和拼接构造进行认真检查,同时还需做拼接,过球和水压试验,合格后方向投入使用。导管吊放时,应使位置居孔中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋和碰撞孔壁。导管顶部应设置漏斗,其上方设储料斗。储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外,并应在灌注到最后阶段时,能满足对导管内砼柱高度的需要。砼柱的高度,在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时,应比水面至少高出3米。在桩顶高于钻孔中水面时,应比桩顶至少高出3米。漏斗和储料斗的容量应使首批砼量能满足导管初次埋置深度的需要。导管底距成孔孔底保持0.3-0.4m高度。
(9)灌注水下砼
① 拟选用商品砼。
② 砼运输
砼采用混凝土搅拌车运输,用泵送车泵送砼,砼从出罐到进入导管时都应有良好的和易性,在此过程中无明显离析,泌水现象。灌注时应保持足够的流动性,即保持设计要求的坍落度不变。砼开灌前做好沉渣及泥浆指标检验,达到标准方可灌注。为确保不出现断桩现象,第一灌采用大剂量灌注且导管必须埋入砼面≥1m。首批砼下落后砼应连续灌注。灌注过程中,定期探测孔深和所灌注的砼面高度,以控制导管埋入深度和桩顶高度。导管埋置深度宜控制在2-6m,将每次测定的数据填入“钻孔桩水下砼灌注记录表”中。在灌注过程中,应经常测探井孔内砼面的位置,及时调整导管埋深。为防止钢筋笼骨架上浮,当灌注的砼顶面距离骨架底部1m左右时,应降低砼的灌注进度。当砼拌和物上升到骨架2m以上时,适当提升导管,即可恢复正常灌注高度。待砼灌注至桩顶标高1.0m以上时结束,该超出部分在立柱或承台施工前凿除。整个灌注过程中严格把好砼原材料数量关,由专人掌握好配合比,控制好坍落度并做好试块。
当砼灌注到接近设计标高时,工地值班人员要计算还需要的砼数量,通知搅拌机按需要拌制,以免造成浪费。同时在灌注过程中,应将孔内溢出的泥浆引流至适当地点处理,不得随意排放,污染环境及河流,特别在水中墩灌注过程中,应严格控制泥浆流向,及时用泥浆泵打至泥浆船或陆地上外运。
③ 混凝土泵送时的几点要求
a泵送混凝土施工时,不能任意加水,禁止泵送人员在泵车的料斗处随意加水或冲洗;
b要尽可能连续泵送,尤其不能长时间停泵,否则,在再泵时会出现堵塞;
c混凝土泵送入模时,应尽量垂直下落,必要时可使用溜模或模板;
d泵送结束时,应用水或压缩空气冲洗管道;
e输送管道不得有裂缝、凹坑、孔洞等缺陷;
f输送管应设支架、吊具等,以避免输送管与模板、钢筋直接接触;
g输送管应尽可能水平放置,如需向下倾斜设置时,需经仔细计算及采取一些防堵塞措施。
④ 钻孔灌注桩常见事故及预防措施
灌注桩的成孔与灌注是成桩的关键性工序。因此施工中要严格按照操作规范施工。为了避免下列几种情况出现,采取相应措施如下:
a坍孔
事故原因
⑴ 孔口土层土质为软弱土,对护筒支承不足;
⑵ 护筒埋设不好,导致底脚周围漏水,孔内水头差减小;
⑶ 护筒周围堆放重物或有机械振动;
⑷ 在不良土层中钻进速度过快或泥浆质量不高,护壁不良;
⑸ 成孔至灌注期间作业时间过长 。