主桥桩基方案墩钻孔桩施工方案.doc
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1、某某某某桥主桥22#25#墩钻孔桩施工方案一、工程概况常德市某某某某桥主桥起止里程桩号K1+233.99K1+762.51,全长528.5m。其中23#、24#墩为主塔墩,共有钻孔桩38根。按梅花型群桩布置,桩径为2.2m。22#、25#墩为主塔辅墩,共有钻孔桩16根。以排桩型布置,桩径为2.2m。23#、24#、25#号墩钻孔桩施工均采用搭设水上钻孔平台施工。 钻孔桩桩位基本布置图:二、工程地质情况22#墩:孔深01.2m密实,为卵石混少量泥砂组成,为卵石场填土;孔深1.22.7m为褐黄色,硬塑,含少量碎砾石;孔深2.74.9m为黑褐色,可塑,含少量瓦砾。孔深4.96.7m灰褐色,可塑硬塑,
2、质纯;孔深6.714.2m黄褐色,硬塑,质纯;14.217.8m粉土,稍密。粉砂,松散。17.826.2m密实,卵石粒径以25cm为主,大者达8cm,充填约40%砂砾;孔深26.239.5m灰褐色,密实,卵石粒径以36cm为主,充填约45%砂砾。孔深39.546.6m杂色,密实,夹约20%卵石,卵石粒径以24cm为主。孔深46.657.00m,密实半胶结,夹约18%卵石,卵石粒径以25cm为主,含砂砾约30%,含少量泥;孔深5760.4m杂色,密实半胶结,夹约18%卵石,卵石粒径以24cm为主。23#墩:孔深08m卵石,中密密实,卵石呈次圆状,成份以砂岩、硅质岩、花岗岩、石英为主,卵石粒径以2
3、15cm为主,加少量漂石,充填约20%砂砾,不含泥质。810.5m中密,卵石粒径以24cm为主,夹少量粒径812cm卵石,充填约35%砂砾,稍含泥质;孔深10.519.6,中密密实,卵石粒径以28cm为主,夹少量粒径1015cm卵石,偶夹漂石,充填约20%砂砾。孔深19.629.9m,半胶结,卵石粒径以24cm为主,充填约35%砂砾,泥质含量较高。19.629.9m,半胶结,夹约30%卵石,卵石粒径以25cm为主,其中32.634.6m为可塑状粉质黏土;其余位置充填约20%中细砂,稍含泥质。34.641.5m中密,充填约30%砂砾,稍含泥质;孔深41.543.8m半胶结,充填约35%砂砾,泥质
4、含量高,岩芯呈团块状。孔深43.845.6m圆砾半胶结,砾石磨圆度较好,粒径0.22cm,成份以砂岩、硅质岩、花岗岩、石英为主,夹约30%卵石,卵石粒径以24cm为主,充填约35%中细砂,泥质含量较高。粉质黏土孔深45.652.5m硬塑;52.554.5m中密密实,夹约10%卵石,卵石粒径以23cm为主,充填约30%中细砂,稍含泥质。54.556.6m半胶结状,夹约15%卵石,卵石粒径以23cm为主,充填约25%中细砂,你知含量较高,岩芯能成团。56.656.8m为全风化岩,岩芯呈硬塑土柱状;孔深56.858.4m为强风化岩,岩质较软,岩体破碎,岩芯呈碎石、碎块状,易击碎;孔深58.460.9
5、m岩体破碎,岩芯呈碎块状,其余位置岩体较完整,岩芯呈425cm长柱状。24#墩:07.4m卵石中密密实,卵石呈次圆状,成份以砂岩、硅质岩、石英为主,卵石粒径以215cm为主,夹少量漂石,充填约30%砂砾。7.412m杂色,中密密实,卵石粒径以28cm为主,夹杂少量漂石,充填约30%细砂及圆砾,稍含泥;孔深12.018.9m灰绿色,中密密实,卵石粒径以28为主,夹少量漂石,充填约35%砂砾,灰绿色泥质含量较高。圆砾:砾石磨圆度较好,粒径约0.22.0,成份主要为砂岩、硅质岩、石英为主,其中:孔深18.929.6m灰绿色,半胶结状,夹约35%卵石,卵石粒径以24为主,充填约20%中细砂,灰绿色泥质
6、含量高;孔深29.629.9m为粉细砂夹层,灰褐色,夹约20%砾石;孔深29.938.4m灰黄色,中密半胶结状,夹约40%卵石,卵石粒径以26为主,填充约15%中细砂;其中29.931.6m含泥多,半胶结状,31.633.0m为粉细砂夹层,夹约25%卵、砾石,含泥质多,33.038.4m密实,稍含泥质;孔深38.440.4m灰黑。灰黄色,密实,夹约10%灰黄色,中密密实,夹约35%卵石,卵石粒径以24为主,充填约25%中细砂,稍含泥;孔深46.652.8m灰褐色,半胶结,夹约10%卵石,卵石粒径以26为主,充填约30%灰褐色细砂,泥质含量高。泥质粉砂岩:泥质结构,中厚层状,其中:孔深52.85
7、3.5m强风化,岩质软,岩芯层柱状,易折断,其中52.853.0m灰绿色,53.053.5m紫红色;孔深53.575.2m中风化,紫红色,岩质较硬,局部含砾,砾石粒径约0.20.4,其中53.553.7m、55.755.9m、62.162.4m、71.272.3m、73.275.0m岩体较破碎,岩芯呈碎块、短柱状,其余位置岩体较完整,岩芯一般呈680长的柱体。25号墩:卵石:杂色,中密,卵石呈次圆状,成份主要为砂岩、硅质岩、石英等,卵石粒径以210为主,夹少量漂石,充填约40%砂砾。圆砾:中密半胶结,砾石磨圆度较好,粒径约0.22.0,成份主要为砂岩、硅质岩、石英等,其中:孔深7.422.0m
8、灰绿色,中密,夹约35%卵石,卵石粒径以26为主,充填约20%中细砂,稍含泥质;其中9.015.0m卵石粒径以23为主;孔深22.026.1m灰黄色,中密,夹约20%卵石,卵石粒径以23为主,充填约35%灰黄色中粗砂,稍含泥质;孔深26.141.0m灰黄、灰白色,半胶结,夹约40%卵石,卵石粒径以24为主,充填约15%中细砂,泥质含量较高;孔深41.049.20m灰白、灰黄色,半胶结,夹约30%卵石,卵石粒径以23为主,充填约30%中粗砂,灰白、灰黄色泥质含量较高,其中43.143.3m夹灰白色黏性土;孔深49.250.0m灰褐色,半胶结,夹约40%卵石,卵石粒径以24为主,充填约25%中细砂
9、,灰褐色泥质含量较高。三、钻孔平台设计及施工1、概述23、24、25号墩钻孔桩施工均采用搭设水上钻孔平台施工。23、24、25号平台为钢平台结构,主要由支撑钢管桩、桩间支撑、主梁、次梁、次梁平联等组成,平台顶标高为36m。主墩平台施工计划工期为2010年5月10日至2010年8月9日。、钻孔平台设计主墩钻孔平台采取与栈桥平接整体设计方案。桩基采用83012的钢管,设计桩长25m。桩顶设置2H588a,平台上布设钻机、泥浆制备处理设施、压缩空气供应设施,同时布设供电系统。23#、24#墩平台尺寸为25m49.5m,25#墩平台尺寸为19.3m31m。主塔钢平台设计参数表序号分项参数取 值1平台顶
10、标高+36.0m;2钢护筒钢护筒不参与平台受力,根据钢护筒埋深计算公式计算同时考虑河床地质条件,钢护筒埋深约15m,深入砂层,护筒长度取27m,分为两节沉放,单根护筒总重约20t,采用ICE 66c型型液压振动锤沉放;3起重设备1艘125t浮吊、1艘50t浮吊4钻机荷载施工平台考虑2台冲击钻、3台GF-300回旋钻机同时作业,钻机隔孔布置;平台上布置1台70t履带吊;5船舶荷载平台南北侧按系泊2艘300t级驳船设计,靠船力取10t。钻孔平台示意图如下:23#、24#平台断面图3、工程数量表钻孔平台主要工程数量表部位序号规格(mm)单位数量单位重(kg/m)(kg/m2)总数(t)(个)23#、
11、24#平台(单个)1钢管桩820*10m48*20=960199.7 191.7 2平联钢管426*6m46558.6 27.2 3下横梁双H588m248145.8236.2 4贝雷片(横桥向)片4454455花架(900*1500)个2232236贝雷纵向接长插销(孔径48,L=200)个8908907花架横向连接螺栓(M24*110)个8908908槽钢10m302.410.0 3.0 9横向分配梁工36am1039.538.1 39.6 10纵向分配梁工10m508816.9 85.9 11面板 厚10mmm2150778.5 118.3 25#钻孔平台1钢管桩820*10m15*21
12、=315199.762.9 2平联钢管420*6m20358.611.9 3下横梁双H588(横桥向)m33145.824.84贝雷片片1445花架(900*1500)片72726贝雷纵向接长插销(孔径48,L=200)个2882887花架横向连接螺栓(M24*110)个2882888横向分配梁工36am82559.949.4 9纵向分配梁工14m228816.8938.6 10面板 厚10mmm2735.978.557.8 4、钻孔平台施工4.1沉钢管桩钢管桩下沉用125t浮吊吊车配合DZ150振桩锤施打钢管桩。利用导向支架精确打入钻孔平台基础钢管桩,测量确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动
13、振桩锤下沉一气呵成,中途不可有较长时间的停顿,以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。主墩平台钢管桩的施工顺序如下图:4.2沉桩施工要点及注意事项沉桩开始时,可依靠桩的自重下沉,然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固, 开动振动锤使桩下沉。施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。每根桩的下沉一气呵成,不可中途间歇时间过长,以免桩周的土恢复,继续下沉困难。每次振动持续时间过短,则土的结构未被破坏,过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定,一般不宜超过10min15min,现场打桩时,以最后十击每击的贯入深度不超过5mm进行控制。打桩船利用棱镜全站仪进行定位,然后通过
14、调整锚定系统,将打桩船船桩架精确定位在桩位上。为确保沉桩质量,钢管桩沉入施工应选择在流速较小期下放钢管桩。插桩初入土时依靠自重下沉,及时检查位置。如在桩沉入初期(1m2m)发生较大倾斜,及时修正或拔出重打。4.3平台上部结构的安装钢管桩沉放完成后,开始钢管桩平联施工,平联采用4266mm钢管,钢管桩与平联之间的连接通过单端接头焊接连接,具体施工方法如下:由于钢管桩在沉放过程中与设计施工图存在偏差,平联与钢管桩之间的下料弧度不太容易控制,每根平联在其中一端设置一个接头平联施工示意图如下: 主横梁是由双拼H588a型钢构成。施工方法如下:双工横梁落入钢管桩46cm,外露10cm,安装双H型钢横梁时
15、,要确保横梁落在钢管的中心附近,以保证钢管桩轴心受压。施工时注意焊接连接板及加劲板。主横梁安装完毕,贝雷片距离钢护筒仅23cm。在工字钢上测量放样定出贝雷梁位置,贝雷片正下方的横梁设置肋板。每片贝雷片都布置支撑架。为吊装方便,贝雷梁在后场拼装成15米一段,用125t浮吊安装就位。全部贝雷梁安装就位后,平台的主横梁及贝雷片安装时要注意不得进入桩基钢护筒范围内。四、钢护筒安装1、护筒设计护筒最小埋置深度确保在最低河床冲刷线以下12m,钻孔施工期间护筒底口不出现反穿孔;最小埋置深度计算如下:L=(h+H) ro-Hrw/(rd -ro) 式中L:护筒埋置深度;H:最高潮位至最低河床冲刷线深度为:31
16、-(20) =11m;h:护筒内外水头差为:2mro:护筒内泥浆比重:12kN/m3rw:水的比重:10kN/m3rd:护筒外河床土层饱和容重(kN/m3) rd=(+e) /(1+e) r:土层的相对密度,取平均值27kN/m3e:饱和土的孔隙比,覆盖层中大部分为卵石和粉细砂,取e=0.8,rd=(2.7+0.8) /(1+0.8) 10=23.33kN/m3。代入上式计算得钢护筒最小埋置深度为:L=6m。即钢护筒底标高应在20-6 =14m标高以下。钢护筒尺寸:钢护筒直径为2.5m,采用厚14mm的钢板制作,钢护筒顶、为了防止钢护筒沉放过程中出现变形底口设40cm加强箍。单根钢护筒重约18
17、.93t,钢护筒分两节下沉,第一节长度14m,第二节长度8m。2、钢护筒的制作及运输钢护筒在专业的钢结构加工厂制作,采取在内部设加强支撑的措施防止护筒在制作、运输和起吊的过程中变形。钢护筒加工制作的质量要求如下:a、满足设计文件要求;b、焊缝外观要求:焊缝金属紧密,焊道均匀,焊缝金属与母材过渡平顺,不得有任何裂缝,未熔合、未焊透等缺陷;c、焊缝质量应符合钢结构工程质量验收规范(GB50205-2001)中二级标准; d、钢护筒的制作、拼装质量及外形允许偏差应符合钢结构工程质量验收规范、公路工程质量检验评定标准、公路桥涵施工技术规范及港口工程桩基规范的有关规定。e、钢护筒制作应采取合理的焊接工艺
18、,防止焊接变形,加工完成后应在钢护筒内口焊接“米”字形内撑,防止吊装及运输过程中变形。钢护筒采取加工成整根或要求得分节长度船运至施工现场。3、施工方法 为了保证钢护筒在水流作用下精确定位,钢护筒沉放采取双层定位架进行施工,分别与平台钢、钢管桩平联钢管焊接固定。定位架采用H588200型钢制成,为“井”字型结构定位架的中心即为桩基的中心;定位架按钢护筒尺寸半径方向外放40mm;定位架采取履带吊安装,定位架结构图见下图3.1钢护筒沉放在钻孔作业平台贝雷架安装就位并固定好后,测量在贝雷架上放出定位架的安装线,按照安装线安装定位架,进行支点位置处的找平,通过螺栓将定位架与贝雷架固定,在定位架安装好后,
19、即可进行钢护筒的沉放工作,具体的施工工艺如下:履带吊整根起吊钢护筒,钢护筒起吊、就位,用125吨浮吊起吊钢护筒,钢护筒采用三点起吊,一个吊点在钢护筒顶面,另两个吊点分别在护筒上、下端0.207L的位置。浮吊两个钩水平吊起钢护筒,水平吊起后,一钩起一钩落,逐渐使钢护筒垂直,起吊钢护筒超过定位架顶面高度,旋转大臂将钢护筒对准定位架龙口,让护筒进入定位架内,下落大钩,直到护筒底口接近水面。测量调整钢护筒的平面位置及垂直度,使平面位置偏差100mm,倾斜度1/100,并将护筒与定位架间用木楔塞紧,履带吊落钩,钢护筒沿导向架下至河底并入土,履带吊脱钩。起吊安振动锤至钢护筒顶口,并再次校正钢护筒及振动锤的
20、位置。起动振动锤,振护筒下沉至规定标高。吊走振动锤,及时将钢护筒与周边梁系连接起来。重复以上工序进行所有钢护筒的沉放。护筒下放示意图3.2钢护筒下沉精度要求平面中心位置:100mm;倾斜度:1%。五、水上钻孔桩施工 1、施工流程图施工平台搭设测 量 定 位钢护筒制作护 筒 安 装钻 机 就 位泥 浆 制 备测 量 复 测钻 机 钻 进 成 孔测孔深、孔径钢 筋 加 工一 次 清 孔钢筋笼制作钢筋笼安装下 导 管二 次 清 孔拔 除 导 管砼拌和、运输灌注水下砼拔 出 护 筒清 理 桩 头下 道 工 序桩 基 检 测2、主要施工设备2.1钻机选型及主要参数本工程钻孔桩设计桩径大,入土深度深,且为
21、水上施工。主墩地层主要以卵石层、圆砾层和泥质粉砂岩组成。23#、24#墩采用冲击钻和回旋钻相结合的施工方法,先冲击在回旋。22#、25#墩主要选用冲击钻施工。需要钻机:反循环冲击钻YCJF-25 4台。反循环回旋钻GF-300 6台。钻机性能如下表:冲击钻机的主要性能参数表 设备型号YCJF-25最大钻孔直径(m)2.5 最大钻孔深度(m)80 最大输出扭矩(KNm)最大提升能力(t)10外形尺寸(长宽高)6.8m2.8m3.3m移动方式液压步标配备钻杆(外径壁厚)159mm6mm循环方式泵吸反循环钻机总重量(t)主机19钻具8钻机总功率(kw)主机75循环系统22产地济南钻机形式全液压冲击反
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