海上大直径灌注桩施工技术.doc

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资源描述

1、海上大直径灌注桩施工技术中图分类号:TU74 文献标识码: A 一、工程概况 东营港扩建试验段工程引桥部分 1#、2#桥墩为直径 2200mm 的灌注桩共 8 根,孔底标高为-49.00m,顶标高为+1.5m,设计桩长 50.5m。两排灌注桩间距为 50m,每排内桩桩间距 4.8m。混凝土强度等级 C35 高程-2.0m以上抗冻 F300。 二、施工技术及重难点 采用搭建海上平台,利用起重船将设备吊运至平台开钻钻孔浇筑。其中海上平台的搭建是本工程的难点。 (一)施工平台搭建 引桥 1#、2#桥墩灌注桩为海上施工,使用外径 2.3m,壁厚 16mm 的钢管桩作为护筒,打桩船将钢管桩打入泥面以下

2、14 米左右,钢护筒施打时在陆地上用全站仪控制桩位,保证钢护筒的桩位精度。钢管桩顶标高控制在+4.9m,使钢管桩站立牢固。钢管桩顶部作变截面处理以适合替打尺寸(如下图所示) ,钢管桩打到要求高程后将顶部变截面部分切割下来。钢管桩沉设完毕后,将每个桥墩的钢管桩用型钢连接起来,上面铺设方木、木板作为灌注桩水上作业的施工平台。 钢管桩护筒顶部示意图 平台安全性受力计算 平台荷载 钻机 SPJ2.0: 14t 钻杆 7.8t 导管 4t 沉淀池 4t 其他(泥浆泵、料斗、吊罐、工具以及人员等)2.5t 施工平台(工字钢、H 钢、槽钢、钢板)10t 合计荷载:42.3t 根据港口工程桩基规范(JTJ25

3、498)公式 4.2.4 Qd=(UqfiLi+qRA)/R =3.142.3(61.85+435.15+363.6+122.4+401.31)+8003.14(2.322.2682)/41.45 = 2271KN 其中: Qd单桩垂直极限承载力设计值(kN) ; U桩身截面周长(m) ; qfi单桩第 i 层土的极限侧摩阻力标准值(kpa) ; li桩身穿过第 i 层土的长度(m) ; qR单桩极限桩端阻力标准值(kpa) ; A-桩身截面积(m2) ; R-单桩垂直承载力分项系数。取 1.45,当地质条件复杂时,取 1.55。 由此计算每根钢护筒能承受的荷载为 227t,远大于施工荷载42

4、.3t。施工安全性满足要求。 (二)开钻成孔 采用回旋钻钻进,捞渣桶捞取岩渣的方式成孔,钻头直径不小于桩径;双腰带钻具、3PN 泥浆泵正循环系统,泥浆护壁工艺成孔,泥浆比重控制在 1.3 左右,并保持较高的粘稠度,当穿越粉砂细砂层时,应降低钻进速度,严防坍孔事故发生。 成孔过程中,出现塌孔、偏斜、卡钻和掉钻等情况时,应采取下列补救措施: 塌孔,采取下列措施。当塌孔不严重时,回填至塌孔位置以上,采取改善泥浆性能、加高水头、重钻等措施;塌孔严重时,立即回填块石、砂土、袋装水泥,待回填物稳定后,改用冲击钻成孔。 钻孔漏浆,采用减小孔内外水头差、加稠泥浆和改善泥浆性能等。 孔身偏斜、弯曲,采取提钻至偏

5、斜处,反复扫孔或回填至偏斜处,重新钻孔。 卡钻和埋钻,采用冲、吸等方法,将钻头周围土松动后提钻,并应采取措施,保持孔壁稳定。掉钻和落物,应立即打捞。 (三)清孔 达到设计桩底标高时,及时核验孔深,超深量控制在 30cm 内;孔深验收采用钢丝测绳测量,50 米钢尺量取测绳长度,孔径验收采用探孔器,探孔器最大处直径 2200mm,直线段长度大于 6m。 一次清孔:以降低泥浆含砂率为主要目的,返泥浆含砂率应控制在48%之间,原则上不得随意降低泥浆比重,改变泥浆粘稠度; 二次清孔:在钢筋笼安放完毕,且经过隐蔽验收后,立即下导管。使用泥浆继续清孔,其间,应逐渐加水,降低泥浆比重,直至孔底沉渣300mm,

6、泥浆比重1.2 时,方能进入下道工序施工。 (四)钢筋笼的制作与安装 钢筋加工采用岸上分段加工,总重 6.2t,分 4 段加工每段不超过1.6t,加工完成后用方驳吊机 989 吊运安装。根据 989 上配备 50t 履带吊机起重性能起吊 1.6t 重钢筋笼起吊高度可达到 30m,中心距离可达到27.3m,完全可以满足施工要求。钢筋笼制作要依照设计图纸要求,钢筋型号、规格、长度一定要符合标准。主筋与加劲筋应焊接牢固,主筋间距、箍筋间距要均匀。 ,主筋采用搭接焊法连接,其他钢筋的焊接采用闪光电弧焊。钢筋笼制作严格按设计要求和规范要求进行加工,应满足以下基本要求: 主筋间距5 mm 箍筋间距15 m

7、m 钢筋笼直径10 mm 钢筋笼长度+5,-15 mm 钢筋笼顶标高50 mm 保护层5mm 孔内安装钢筋笼时,人工靠至孔边,用方驳吊机吊入孔,搬运起吊时采取加固措施,防止扭曲,折弯变形。钢筋笼吊装时对准孔位,尽量竖直轻放、慢放,遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落,无效时,立即停止下落,查明原因后再安装。不允许高起猛落,强行下放,防止碰撞孔壁而引起坍塌,向孔内放时要缓缓放入,避免撞碰孔壁,钢筋笼缓慢地放至孔底后,随即将其固定在机台上,用两根钢管吊住吊筋,予留筋上插上两根钢管固定在机台上,防止上浮、下沉和偏笼。为准确控制钢筋笼标高,必须确保预留筋长度及吊筋长度。 (五)灌注混凝土 1. 灌注前

8、准备工作 认真检查导管的密封性,并准确记录所下导管的总长度、分段长度。认真检查混凝土搅拌、输送设备的完好性,确保灌注过程的连续性。 2. 下导管 导管直径 300mm,共有导管长度为0.5+1.0+2.65*10+3.2*2+4.65*3+6.254.55m 根据实测孔深确定导管长度。导管上口设置储料槽和漏斗,导管口距孔底的高度不得大于 50cm。 3. 混凝土灌注 混凝土浇注前,须检测孔底标高和孔底泥浆沉淀厚度, ,检验合格后立即灌注水下混凝土。灌注砼采用海洋砼 1 号搅拌船,搅拌能力为150m3/h,灌注桩设计方量为 191.87m3,搅拌能力完全可以满足要求。 混凝土的初灌量宜按下式计算

9、: Vf=d2/4(H+h+0.5t)+ d12/4(0.5L-H-h) 式中:Vf-混凝土的初灌量(m3); d-桩孔直径(m); d1-导管内径(m); L-钻孔深度(m); H-导管埋入混凝土深度(m),一般取 H=0.30.5m h-导管距孔底深度,一般为 0.4m t-灌注前孔底沉渣厚度(m). Vf=d2/4(H+h+0.5t)+ d12/4(0.5L-H-h) 3.14*2.2*2.2/4(0.4+0.4+0.5*0.3)+3.14*0.3*0.3/4(0.5*55-0.5-0.4) 5.4m3 首批混凝土浇注隔水措施用投球法,即在漏斗顶部设置一个隔水麻袋球,下面垫一层塑料布,混

10、凝土球用 8#铁丝挂在横梁上,当首批混凝土灌注时准备一大料斗大于 5.4m3,即把铁丝绞断,此时混凝土压着球塞,与水隔离通过导管挤走导管内的水,保证水下混凝土的质量。首批混凝土灌完以后立即探测混凝土高度,计算出导管埋深,若符合要求继续灌注。 灌注过程中,应随时测量混凝土面高度,观察孔口返浆情况;埋管深度控制在 26m 范围内,并与对应的实际的灌注量比较,发现异常时,及时采取措施;一根桩的混凝土必须连续浇注,不得中断。并严格控制导管提升速度,防止断桩事故发生,并应及时计算导管埋深,正确指挥导管的提升和拆除。导管拆除应迅速有序。 混凝土浇注应高出设计桩顶 0.5m 以上。此部分混凝土待后清除。 4. 混凝土质量要求 灌注桩配合比经业主及监理认可。水泥、砂石料等原材料均由业主、监理认可的供应厂家供应,并经过检验复验,合格后方可使用。混凝土坍落度控制在 202cm,碎石最大粒径不超过 40mm,外加剂掺用高效减水剂。混凝土强度为 C35F300。灌注前作含气量试验,含气量达到3.56.5时,方可灌注。否则重新调整引气剂含量。 (六)桩顶处理 灌注桩混凝土强度达到 70%时,把设计标高以上混凝土凿除,并且凿到硬实砼面,露出石子。

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