介绍： 1. 工程概述 1．1 设计图工程概况： 设计确定栈桥与南护岸相交台座采用灌注桩基础。共两排计8根直径800mm灌注桩。一排5根，一排3根。桩长设计29m，以桩底嵌入中风化角砾岩1m和桩顶达到黄海高程+6.65m为准。两排桩间距9.16m，单桩间距5.547m或6m。单桩工程量：钢筋2.5t;砼14.6m³。 1．2 现场情况及施工方案总体规划 现场南护岸已经完成岸线前沿边坡水下抛石及陆域回填至黄海高程+2.1m。桩位处有大量块石、孤石及完整岩石，拟采用冲孔成桩工艺。同时，鉴于回填及现场情况，拟采用二次成桩工艺。即：首先冲孔成桩完成至+2.1m，灌注水下砼；然后至+6.65m高程采用现浇圆柱工艺完成，模板采用加工钢模板，一次浇筑砼成型。 2 冲孔灌注桩工艺流程 3 施工细则 3．1场地准备 根据现场情况，整平场地，以利桩机行走。在两排桩间开挖并用砖砌泥浆池，拟砌净长10m，净宽2m，净高1m体积达到20m³的泥浆池。 若桩位平面高程仍处于水下时，采用回填粘土放坡加宽桩位的办法，使桩机能安全稳定地座落于桩位上，而不需要搭设水上施工平台。 3．2测量放样 采用经纬仪与水准仪结合放样，满足港口工程测量精度要求。测量放样验收后，采取保护措施，防止桩位变动。 3．3钢护筒的制作与埋设 护筒采用δ=4mm厚的钢板卷制，材质为A3钢，直径1m，高度2m，保证埋深1.5m。 护筒埋设时要求护筒中心与测量标定的桩中心偏差不应大于10cm，并保持垂直，同时做好桩位保护工作。护筒周围用粘性土密实，保证钢护筒不会松动下沉或者偏移。 3．4桩机就位 桩机就位前要检查操作性能，检查桩锤的锤径、锤齿、锤体型状，并检查大螺杆、大弹簧垫，保护环、钢丝绳及卡扣等能否符合使用要求，根据不同工程的具体特点确定锤齿长度。锤齿不宜过长，一般以5～6cm为宜，锤齿应向外倾斜，倾斜度以1:5为宜，开孔前应将冲锤悬吊距平台面1m左右，检查锤体的偏心程度，对明显偏心的冲锤严禁使用。 3．5 泥浆制备 尽量采用膨润土，用普通粘土时使含沙率小于4%，水湿后有粘滑感，浸水后能大量膨胀。 一般是在原地钻进时冲水自行造浆护壁；也可以在孔内投入适量塑稀性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于5%的粘土造浆。同时，根据地层情况适当调整泥浆性能指标，尤其是泥浆粘度。 3．6 冲孔 开孔时低锤密击，锤高冲程不大于1m，以免产生偏孔。及时加片石、砂砾和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实。对于抛填堤心块石层厚度较大，硬度较高的工程，锤齿采用耐磨块，能更好提高工作效率，确保工程进度。 当穿过块石后，进入淤泥层，冲孔时也采用低锤密击方法，并加粘土块夹小片石，反复冲击造壁。当进入砂层后，可适当加快速度，将锤提高至1.5～2.0m以上转入正常冲击，并随时测定和控制泥浆比重。 当遇到岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击使成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比可降到1.2左右，以减少粘锤阻力。但又不能过低，避免岩渣浮不上来，掏渣困难。 在冲孔过程中被冲碎的石渣，一部分和泥浆挤入孔壁空隙中，大部分由掏筒清除出来，在开孔阶段，尽量使石渣挤密孔壁而不掏渣，在冲击至4～5m深度后，则要开始掏渣，并及时加水保持孔内水位的高度以防塌孔，每次掏完石渣后，测定孔内护壁泥浆的比重，不够时则加粘土以恢复泥浆正常浓度。 开冲一个台班后，重新复检桩位，偏差超过规范要求时必须重新定位修正。继续冲孔，每班应掏渣2～3次，每次掏渣后必须加入粘土造浆，也可直接补给泥浆，随着冲孔进行按前述方法跟进下护筒。 冲孔过程中，钢丝绳上要设有标记，提升落锤高度要适宜，防止提锤过高击断锤齿，提锤过低进尺慢，工作效率低。松绳不应太少以防止打空锤，也不宜松绳太多，容易偏孔或卡锤。一般情况下，抛填块石层以冲程1.5～2.0米为宜，淤泥层以1.0～1.2米为宜，发现吸锤现象可向孔内加块石，在亚粘土层冲程不应大于2米，在砂层中冲程以2.0～2.5米为宜。冲孔过程中泥浆比重的大小将会直接影响冲孔进度，因此在冲孔时应视地质条件认真控制好泥浆比重，一般以1.25～1.35为宜，泥浆过浓易斜孔、吸锤，进尺较慢；而泥浆过稀则易塌孔，多沉碴，进尺也慢。一般在抛石层及砂层中，泥浆要浓些，必要时可往孔内加入粘土，通过冲锤挤压及自造浆护壁；在强风化岩冲孔泥浆比重以1.3～1.35为宜；在砂粘土层冲孔泥浆比重，控制在1.25左右。 一般冲孔桩的排渣方法有正循环法、反循环法、捞渣桶掏渣法、吸渣泵吸渣法等多种方法。本工程采用捞渣桶捞渣。捞渣桶直径为400～450mm，长1.8～2.0米，使用桩机上副钢丝绳（2#绳）掏渣，每次捞渣后及时往孔内补给泥浆，以防塌孔，继续冲孔时，若孔内泥浆较稀即向孔内投入粘性土，冲锤上下拉动自行造浆。 每工作班要2～3次将冲锤提出孔口清洗检查，检查锤头是否变成蒜头锤，有无断齿，钢丝绳扎口是否松动，大罗杆的磨损程度，大弹簧是否拆断等，发现问题应及时向主管工程师报告，并进行解决处理。如换用新焊锤齿的冲锤，应与原冲锤比较锤径大小，若新锤径大于原冲锤，孔内应回填块石进行修孔，以免卡锤。 每工作班至少测孔深三次，进入基岩要及时取样，并通知监理工程师等有关部门确认，每次取出的岩样要详细做好记录，并晒干保留作为工程验收依据。交接班应详细交接冲孔情况及注意问题，发现异常情况马上纠正，因故停冲时冲锤要提出孔外以防埋锤，并随即切除电源。 冲孔过程中桩机上必须设有记录本，由操作人员做好各项原始记录，一般每2小时记录一次，遇特殊情况每半小时记录一次，终孔后将原始记录交给资料员保留作为工程竣工资料。 冲孔过程可能遇到问题的处理及预防措施 遇探头石处理 在冲孔过程中遇孔内一边有大块石伸进孔内，其余孔边是细小块石，砂层或土层时（俗称遇“探头石”），往下冲孔时会发生偏孔现象，可向孔内填入块石至高出探头石1.0～1.5米处，然后冲锤冲孔，开始冲程要适当降低，待块石冲实后，冲锤冲击时受力均匀，换用较高冲程，将探头石及块石一起击碎，若此后还有偏孔，重复上述方法继续修正。 卡锤处理 对抛填堤心块石层，其施工难点是抛填块石层的冲桩成孔，原抛填块石较松散，冲孔过程中容易产生卡锤。一旦卡锤应立即采取措施，进行处理，可用以下方法处理： （1)用桩机2#钢丝绳栓住打捞钩，放入孔内勾住锤体保护钢箍，主钢丝绳（1#绳）与2#绳同时一松一紧拉锤，将锤拔出。 （2)若第一种方法不能将锤拉出，可采用第二种方法：在桩机底盘前方栓上定滑轮，1#绳通过滑轮改变受力方向，与2#绳同时紧拉拔锤，定滑轮可在底盘正前方及左右两边多个角度安放，以便得到最佳拔锤位置。 （3）可利用起重设备配合桩机同时拔锤，但起重设备应设保护绳，以防发生安全事故。 （4)若以上三种方法还未能拉上冲锤，可采用爆破法：用空压机气举清除孔内沉渣及沉积泥土，同时做好爆破申报工作，得到上级主管部门批准后才能爆破作业。当孔内泥渣清理干净后，测量绳实测锤头标高确定卡锤位置，按预定位置放入炸药，桩机操作员紧拉1#、2#钢丝绳的同时引爆炸药使桩锤松动，并立即拉上冲锤。随后检查卡锤原因，必要时更换冲锤。继续冲孔时，应回填块石进行修孔，桩锤变形或磨损较大的必须更换。 卡锤预防措施 定期检查锤齿磨损情况，入岩后提锤不能太低，防止出现梅花形孔；偏心过大或不圆的锤不能使用；锤顶弹簧应灵活，损坏及时更换；注意新换锤的直径变化情况，开始冲程不宜过大；卡锤后打捞时注意不要让铁件或块石掉入孔内；在抛填块石层冲孔，泥浆要适当加浓，以防块石掉入孔内，发现漏浆应及时将锤提出孔外。 漏浆处理 本工程范围内可能含有抛填堤心块石层，则其表面块石松散，块石之间含泥量极小，施工过程可能会出现漏浆，随着冲孔过程向孔内不断投入粘土块挤压空隙堵塞漏洞，跟进临时钢护筒。当冲孔5～6米出现漏浆立即往孔内沉放钢护筒，一边冲孔一边跟进，保持孔内液面高于或与海平面基本一致。 3．7 终孔、清孔及验收 在冲孔过程中，要随时补充泥浆，调整泥浆比重，泥浆采用运泥车运走，以免泥浆污染到附近水域。 到达设计要求的标高后，进行桩底岩石取样，通过业主、监理工程师等共同验收。确定终孔后，进行孔径及标高测量，做桩位偏差值复测，符合设计标准立即进行清孔。 清孔是保证灌注桩质量的关键工序、重要环节，根据本工程地质条件，可采用换浆与掏渣相结合方法，清孔后孔底泥浆浓度应达到规范要求，以防止孔底漏浆，在灌注砼之前，孔底50cm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率≤8%，孔底沉渣厚度小于5cm。 用捞渣桶捞渣，若沉渣较厚，为提高工作效率，可采用6m3～9m3空压机气举清孔，效果更佳。使用捞渣桶清孔，为了更好地悬浮石渣，向孔内加入粘土或膨润土，桩锤在孔底上下冲运造浆，清孔时测量锤在孔内上下拉动无阻力感，而且泥浆比重等各项指标符合规范要求时，即为清孔完成。清孔完毕立即测量孔深并做好记录，浇注混凝土前应再次测量孔深，二次孔深之差为沉渣厚度，符合设计要求填写隐蔽验收记录，随即浇注混凝土。否则应再次清孔，经监理工程师验收合格后才能浇注混凝土。 3．8 钢筋笼制作安放，声波测试管及导管安放 钢筋笼分段加工成型，安放时分段焊接。钢筋笼加工时主筋与箍筋间隔点焊加固，并且每隔2.0m用Φ16短钢筋进行加固，使其吊装时不变形，16t汽车吊吊装就位。 成型后的钢筋笼规格、主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径及长度严格按设计图纸及施工规范制作，主筋搭接必须错开1米或以上，钢筋笼必须设保护垫块，各段钢筋笼的接口应对准，上下节钢筋笼保持垂直，接口按设计要求进行驳接。安放钢筋笼入孔，应防止碰撞孔壁，要缓慢下落，下插困难时，可采用正反旋转。钢筋下放到位后，设置吊环及横吊梁，与护筒联接固定，防止钢筋笼上下移位。 所有灌注桩要求预埋声波测试管。声波测试管用内径50mm的镀锌钢管，管子应水密，每根桩内等距离布设3根，在灌注砼前管内注满水，并加塞或盖子，避免砼落入管内，声波测试管用铁丝绑扎在钢筋笼上，管的顶端应高出砼芯顶端300mm。 浇注混凝土根据工程具体情况采用壁厚δ=3mm直径φ300导管，每节长2～4米，采用螺栓或螺丝扣连接，并用胶圈密封，活塞用砼制作，用4mm钢丝吊住。吊装前导管必须严格检查，导管使用之前应试拼试压，试压力控制在0.6～1.0Mpa。变形导管或水密性不好的严禁使用，管内不得留有残渣，接头处不能使用已断裂的橡皮垫圈，接头的螺栓或丝扣要上紧，汽车吊起吊对准桩孔垂直放入，防止碰撞孔壁将泥土带进孔底，导管以放到底为宜，并将导管上下2米升降数次，没有发生法兰盘挂钢筋现象，将导管提高距孔底30～50cm，方可开始灌注混凝土。 3．9 水下混凝土浇注 开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下砼中0.8m以上深度的砼储存量，以保证足够的埋管深度，保证砼的质量。 根据本工程具体情况采用商品砼（坍落度18～22cm），由砼搅拌车运到现场，直接上工作平台，放料至储料斗，沿导管浇注。当储料斗内盛满混凝土后，剪除混凝土活塞，等混凝土面下落至储料斗底部时，随即向储料斗内继续加入混凝土，接着连续浇灌。浇注混凝土过程导管埋深以2～6米为宜，每次拆管时间要快，一般在15分钟内完成，浇注混凝土过程安排专人做好详细记录，填好水下砼灌注记录表，准确测定孔内砼内砼上升速度，控制好导管提升速度，保证导管在砼中埋置深度不小于2m。严禁把导管底端提出砼面，避免造成断桩。 每浇注一台搅拌车混凝土应测量孔内混凝土面标高，提拔导管时要准确测算埋管深度，拆除的导管要立即清洗干净，混凝土浇注工作接近完成时，要加强桩顶标高的测定，可用测锤、取样器等手段，以超过桩顶标高0.5米～1.0米为宜。浇注混凝土完毕，立即拆除导管清洗管内残留混凝土及四周泥沙等，并做好检修及保养。 3．9．1浇注砼施工流程： 3．9．2浇筑前准备工作： 1) 配合比设计及试验 按有关规范进行配合比设计及试验，并按照陆上配制强度比设计强度标准值提高40～50%的标准进行试配。坍落度控制在18～22cm。碎石粒径不大于4cm。 2)设计出混凝土配合比后，经试验室试拌，其流动性及强度均满足要求，才能在现场正式使用该配合比进行浇注。 3)孔底清理 孔底的石渣、淤泥渣等杂物一定要清除干净，经验收合格才能下导管。 3．9．3注意事项： 1)开始浇注阶段 第一批混凝土进入导管后，能否在隔水的条件下顺利到达孔底并使导管底部埋入混凝土一定深度，是保证水下混凝土浇注质量的重要环节。因此，拟采用剪球法进行浇注。 活塞用等体积的砼圆柱制成，直径比导管内径小15～20mm，浇注前用吊绳把球塞悬挂在承料下面的导管中，并埋入导管内1～2m。 为防止活塞与导管间的缝隙进水，在活塞顶部铺2—3层稍大于导管直径的水泥纸或一层胶皮板，在即将开浇时，再散铺一些干水泥或水泥砂浆，以免浇注时混凝土中的骨料卡入活塞而增加下滑阻力。 当活塞以上的导管及承料斗充满混凝土后，慢慢放松球塞吊绳使活塞接近导管底部（小于5m）后剪断吊绳，依靠混凝土自重推动其下落。活塞下滑速度控制在9～10m/min左右，这样可防止首批混凝土在导管中长距离自由下落而产生分离。 为使活塞能翻出导管口，导管距孔底的距离控制在30～50cm，待活塞被挤出导管后，再把导管下降至孔底10～20cm，使导管有更多部分埋入首批浇注的混凝土中。 完成开浇阶段后，用强光电筒检查导管空管部分，若不渗水，即可连续不断地进入混凝土浇注。 2) 中间浇注阶段 当导管内末端灌满混凝土，后续混凝土应徐徐倾入承料漏斗内，以防止积存在导管内的空气不能及时排出时产生高压气囊，而使导管节间接头挤开导致漏水。 在整个浇注过程中，应避免混凝土直接溅入仓内水中，即使是在面上的混凝土也应通过导管注入，不能直接入仓，以免被水稀释离析，影响混凝土质量。 导管的埋入深度一般为2m—6m，导管过长时，必须安排拆管。 正确掌握导管埋入混凝土内深度，对混凝土浇注质量影响很大。正常浇注时，导管内混凝土面约在水深的0.4—0.6倍处处于内外压平衡状态，混凝土面过低或过高，都要调整导管的埋入深度。 当提升或下降导管不能使导管内混凝土面处于正常状态时，有可能是产生事故的先兆，一定要查明原因。若须上提导管混凝土才能下注，表明导管埋置过深。若混凝土在导管内迅速下降，导管下沉量大，仓面翻混水，表明导管埋置较浅。若提管后有冒水、溅水现象，表明导管埋置过浅，甚至脱空，应立即下插导管或重新下管。 若浇注过程因故中断，应向业主及监理工程师报告，并会同业主、监理工程师及设计共同确定适宜的处理方法。 3)终浇阶段 终浇高程为设计高程以上0.5m—1.0m，待混凝土达到一定强度后，凿除表面软弱层。 3．9．4质量控制： a．浇注前的质量检查 包括孔底、混凝土拌和、运输、浇注设备的准备情况以及事故处理器材如堵塞器材、疏通导管等是否齐备，须经设计、施工、监理、质检部门验收合格，方可开始浇注。 b．浇注中的质量检查 浇注过程中，随时了解导管及其相邻混凝土上升情况，检查有无不正常现象，是否严格按照工艺规程进行施工；检查混凝土的级配及流动性是否合乎要求，并取样做立方体试验。 c．浇注后的质量检查 1)硬结后，对外观进行检查，表面是否有蜂窝、麻面、松软混凝土层及裂缝等。 2) 操作人员按要求进行操作和控制，并准确填写有关记录。整个浇注过程应连续进行。 3)分项工程主管工程师经常在现场，特别是浇注过程中必须守在现场。检查施工情况，发现问题及时处理。若涉及到设计方面，要及时请业主、监理工程师及设计代表进行处理。 4)无破损检验：利用声波测试管按规定进行无破损检验，测试完毕后，灌砂浆封堵声波测试管。 4. 主要施工设备 本工程冲孔灌注桩工程所需主要施工设备如下表所示： 序号 设 备 名 称 规 格 型 号 数 量 1 冲 桩 机 2JK8 2台 2 泥 浆 泵 Y180L-4 4台 3 运泥车 8m³ 3台 4 灌砼导管 φ300mm 2套 5 砼拌和车 6m3 2台 6 电 焊 机 BX3-500-2 2台 5 施工进度计划 冲孔桩计划于2004年5月15日开工，工期安排一个月。将冲孔桩与圆柱现浇结合起来，形成流水线作业。 6 施工人员计划 桩机操作手4人，辅助工6人；钢筋工10人；模板安装工4人；技术部2人；现场管理部1人。 7．施工安全保证措施 a) 施工现场使用的机械应严格按国家建设部JGJ33-2001《建筑机械使用安全技术规程》的有关规定操作。 b) 必须认真履行交、接班手续，严格执行“四交”、“八查”制度： c) 交、接班完毕后，交接人员均要在“运行日记”上签字，事后出现问题应由接班人员负责。 d) 桩机操作人员必须严格执行本机种安全技术操作规程。 e) 履带式及轮胎式起重机行走时，前面应有人员指挥带路，减少安全隐患。 f) 遇到机械性能不能满足要求或雨、雾、大风等影响安全操作时，应主动与有关部门联系采取措施； g) 钢丝绳在卷筒上的圈数不得少于三圈； h) 不准酒后操作机械 i) 施工现场用电必须按国家建设部JGJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》执行。 j) 现场施工用高低压设备及线路，应按照施工组织设计及有关电气安全技术规程安装和架设，不准乱拉乱接。 8．环境保护措施 坚决执行HSE标准，使钻孔桩施工现场安全、文明、环保，确保三废及泥浆等运出现场，不准流入海洋内。 9 圆柱施工工艺 9．1 钢筋工程 凿除桩头浮浆并整平后，调直清理预留钢筋；钢筋加工厂加工圆柱钢筋笼，用汽车吊现场吊装，错开搭接头，焊接成型。 9．2 模板制作 在专门加工厂用3mm厚的钢板卷制成直径800mm的圆柱面模，柱模分成两个半圆柱形，用∠50*5角钢作为竖向封口联接带，在其上间隔100mm钻以14mm螺孔，M12螺栓联接成型。面模背后用3mm厚钢板割成条形，宽50mm，纵横均间隔100mm,点焊成为加劲肋骨架，且在顶肋与底肋之上均间隔100mm钻14mm螺孔。柱模加工一套，分为2m高两节和0.5m高一节。每节相联处用M12螺栓联接。 9．3 模板安装与拆卸 首先对模板进行上下节联接成两片半圆柱模，同时在桩周围整平加固地基；然后用16t汽车吊将两半圆柱模安放到位，螺栓联接成圆柱，使其底部座于平整牢固基础之上，同时用钢筋或角钢沿底部进行锚固；最后用风缆、花篮螺栓与地脚锚杆成45º联接，对柱模进行三角或四角对拉，使其更稳定。 拆卸模板则刚好按相反流程进行。一般情况下，砼浇筑完成2、3天后就可拆柱模。 详见模板制作及安装图。 9．4 砼工程 圆柱砼浇筑采用C40，实验室做好配合比，减小坍落度，搅拌车运输，汽车吊起吊接料斗，沿导管入仓。分层以50CM为一层，上下层必须振捣密实。砼浇筑时间为一小时。 砼浇筑完成，达到初凝时间后要持续洒水养护7天。一般采用覆膜或覆麻袋洒水养护。
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