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1、福州金山大桥正桥钻孔桩施工工艺目 录一、工程概况二、主要机具设备三、施工工艺工艺流程施工准备钢护筒埋设钻孔清孔安装钢筋笼桩身砼灌注四、施工安全保证措施五、有关质量记录表格一、工程概况福州市金山大桥是跨越闽江连接福州市区与金山投资区的一座大型城市桥梁。东接上浦路与市区西部的主干道工业路相连，西端跨越沿江聚龙路与金山投资区相连，大桥的建成对缓解城西交通，发展金山投资区具有重要的意义。桥位处闽江河道呈微型弯。河床内距东岸约 160m 处有一砂洲，其顶面高程约+4.0m（罗零） 。主河道偏西侧，河床为型复式河床， 桥位处水位受潮汐影响，实测 9 月上旬水位为+2.4m+5.2m。正桥跨径布置及地质情况
2、如下：正桥全长 790m。自东向西跨径布置为 740m 简支梁（07#0#墩）（60+110+60）m型刚构（0#3#墩）740m 简支梁（3#10#墩） ，其中 07#、10#墩为与东西引桥共用墩，即相应于东西引桥的 E7#、w0#墩。两墩均为 3 根 1.6m 钻孔灌注桩，1#、2#墩为主桥构主墩，基础为 6 根 1.8m 钻孔桩，其余各墩均为 2 根 1.8m 钻孔桩。正桥的地质详勘，勘测单位安排在施工平台搭设后勘察，故只能依据初勘阶段为数不多的钻探孔，东边孔淤泥及淤泥质粘土层较厚，主孔及西边孔覆盖中砂与淤泥质粘土，整个正桥范围均有 1117m 厚的卵石层、砂砾填充，粒径相应较大，桩基持
3、力层选择在卵石层或强风化花岗岩中。根据各墩位处地形，主桥 01#5#墩，05#、06#采用固定平台法施工，07#、02#04#、及 6#10#各墩均可采用岸上施工。本工艺主要针对水中墩 1.8m 钻孔桩施工，其余各墩可比照本工艺执行。附图：桥式布置简图。二、主要机具设备1、冲击式钻机 8 台2、GPS-15 旋转钻机 2 台3、卷扬机 30 台4、砼工厂 2 座5、泥浆泵 6 个6、施工平台 9 个7、运输船 3 艘8、灌注支架 1 个9、DZ160 震动打桩机 1 台10、20TMK 浮吊 2 艘三、施工工艺工艺流程施工平台设计安装 钢护筒设计制造插打钢护筒安装钻机及泥浆循环系统钻机精确定位
4、钻进钻至设计标高终孔、清孔检查验收钻机移位至其他孔焊接下放钢筋笼安装水封导管及配套设备工作水封前检查签证砼工厂生产砼 灌注桩身砼清除桩头施工准备水上钻孔桩施工前，先搭设施工平台。钻孔施工平台由定位钢管桩、桩顶分配梁、桩间横向联接系、平台桁架等部分组成。其中定位钢管桩由 8mm 厚 A3 钢板卷制而成， 直径0.6m，每墩设 4 根（或 6 根）定位桩，桩底标高均为-22.0-24.0m（见设计图） 。桩顶分配梁主梁由 256a 工字钢组成， 经抄垫水平， 调整好位置后与桩顶焊牢。 桩间横向联接系用 220mm 钢管在定位桩间焊成三角桁形式。根据施工需要，1#、 2 #两主墩平台桁架用万能杆件拼
5、装成平面尺寸 12m11.6m，桁高 2m，平台顶标高+9.5m， 其它各水中墩施工平台平面尺寸为 6.4m18m。受吊船吊重限制，平台先在工作船上散拼成 23 个单元，而后在定位桩分配梁上组拼成整体。施工前必须按程序要求进行技术交底，并填写技术交底记录 。护筒埋设钢护筒采用 10mm 厚 A3 钢板卷制成，内径为 1980mm，护筒底口焊接一道 300mm 高，10mm 厚钢板加固环，以增加底口刚性。 钢护筒在岸上分段制造，制造完毕，经项目部质检、设计部门验收合格后，填写预检工程记录 ，方可交付使用，运往水上进行拼接下沉。钢护筒的插打采用 DZ-120 振动打桩机。为保证钢护筒的准确定位和垂
6、直度要求，在平台桁架上安装护筒下沉导向架和导向框，高度大于 6m。护筒下沉至要求标高，检查合格后，在护筒上安装支承环，平台与支承环间用钢板抄垫牢固。钢护筒制造和插打要求：a、钢护筒制造对接时，要求接缝牢固、轴线一致，无折弯。 钢护筒周圈及焊缝无孔眼，防止钻孔时漏浆。每节护筒制造的容许误差为：外周长偏差+10mm,-0；同一断面任意两直径差（椭圆度）5mm；端平面倾斜度2mm；纵向弯曲矢高小于节长的 2。b、为防止运输及吊装过程中护筒变形， 在护筒两端安装拆卸式刚性护圈。c、为保证钢护筒的垂直度， 首先应据河床面及上导向框顶面标高，确定合适的护筒分节长度。对于 1#2#墩河床面标高约为-4.0m
7、，安装 4m 导向架后，上导向框的顶标高约+13.5m，为便于调整导向，桩锤加桩身的组合体重心不宜高出上导向面，据此吊压桩锤前护筒顶标高不宜超过上导向框顶 45m，护筒需分两次振动下沉，结合吊船起重能力， 护筒入床前总长度宜为 21.6m 左右，即底节 61.8m10.8m。第二节 61.8m+约 1m 的法兰盘。第三节可按总长度要求配置，并带 1m 的法兰盘，其余墩位仿此类推。d、护筒下沉的步骤是：在已就位的平台上用测量仪器定出桩位中心线，下导向框及上导向架框就位，调整导向轮，使上、下两层导向轮的中心与桩中心对齐，此时导向轮应与护筒身理论线预留35cm 间隙。插下底节钢护筒，在平台上打梢，吊
8、装接长第二节钢护筒（带法兰盘） ，注意上下节护筒的中心线要一致。测量护筒中心偏差及倾斜度，细调导向轮，符合要求后固定导向轮，此时应预留间隙约 2cm，并在上、下导向框上用硬质木楔块楔紧护筒，选择高平潮时，用吊船整体下插钢护筒。在护筒即将入床的瞬间应再次复核护筒的中心偏差及斜度，符合要求后迅速着床（否则应再次调整导向） ，此时在自重作用下，护筒将入土约 0.8m。在护筒各项偏差满足要求的条件下，吊装 DZ-120 桩锤，对护筒预压一次,此时护筒总入土约 1.5m。用桩锤下压护筒时,由于此时护筒入土浅，任何偏载或水平力极易造成护筒的倾斜，此时除了应再次抄紧硬质木楔块外，桩锤的吊压应小心轻放，并注意
9、吊压的瞬间应力争桩锤（帽）的中心与护筒的中心线一致。尽快安装好桩帽，振动下沉本节护筒。此时护筒总入土可达到 3.5m。切割上节法兰盘，接高第三节护筒（带法兰盘） 。切割时应保证切割面与护筒轴线垂直，其平面倾斜及不平度均小于 5mm。 振动下沉至上导向框顶，拆除导向架，继续下沉至设计标高。注意事项同上。e、护筒下沉过程中，应及时检查护筒的倾斜度， 注意抄紧木楔块，发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正。f、护筒下沉过程中，应随时观察其贯入度，当贯入度小于 5cm/min 时停振分析原因,或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震,以免护筒口卷边，为下步钻孔埋下隐患。g、护
10、筒的平均中心偏差允许值为：最大中心偏差5cm；倾斜度5。h、有测量人员填写测量复核记录 。钻孔鉴于本桥钻孔桩须穿越密实的卵石层，且部分卵石粒径大于 200mm ，拟采用冲击式钻机，冲击式钻机可适用于各种坚硬土层、卵石、漂石、岩石层成孔。、钻机。钻机主要由双筒快速卷扬机、钻架、冲击锤（钻头） 、索具及联结部件组成，分述如下：a、根据现有机具设备情况，双筒卷扬机起重量 5-8t 不等。b、钻架为型钢焊制，自重约 4t。c、冲击钻头用四瓣（十字）钻头或多瓣钻头，均为整体浇铸， 钻头刃脚直径为1780mm，自重 46 吨不等，分别配用不同功率的卷扬机。钻头必须选用专业厂家生产的优质产品，严防冲孔过程中
11、钻头断裂。冲击钻头锥腰各梗肋间用 28mm 钢筋焊圈打捞圆环,以备掉钻后易于打捞。d、主钢丝绳承受较大冲击力,必须选用同向捻制柔软、优质、无死结和断丝的良好钢丝绳,其安全系数应不小于 12，一般选用 28mm 钢丝绳。钢丝绳要求有足够的长度，保证钻头钻至桩底时卷扬机滚筒上仍有 46 圈（并加备 6 圈）以上的余量，同时绳尾应锚固在滚筒上。e、主钢丝绳与钻头的连接利用转向杆。 转向杆及螺母宜采用优质低碳钢制作。通常为 35CrMo 经热处理后加工,加工时变截面处注意圆缓过渡，防止产生应力集中。转向杆穿入钻头顶部孔眼后，套入缓冲弹簧及配套的垫子，安装螺母，并用 J506 焊条将螺母及螺杆焊牢，并检
12、查转向杆能否自由转动。钢丝绳穿入转向杆上端预留孔眼，接触处安装梨形环保护。钢丝绳尾部用 5 个钢丝绳卡子回扣在本绳上。安装时应先使各绳卡达到 70%拧紧程度，然后在吊重状态下再使其达到 100%拧紧程度， 以使各绳卡均匀受力。、泥浆循环及拌制泥浆循环系统由泥浆箱、泥浆槽、3PN 泥浆泵，80 胶管等组成， 泥浆箱用 A3 钢材焊制，容量为 20m3，搁置在两护筒间牛脚上。泥浆槽也用 A3 钢板焊制，连接在护筒口与泥浆箱之间。泥浆可由护筒口流出，经过泥浆槽，钻碴沉淀，流入泥浆箱，再次沉淀后，再由泥浆泵吸入，经胶管压入孔底，形成正循环。冲击式钻孔一般情况下是将粘土投入孔内，由钻头在冲砸过程中将粘土
13、搅成泥浆。本桥为提高施工质量，特在每个墩设 1m3 拌浆机一台， 可随时向孔内注入优质原浆。泥浆由良好的制浆粘土外加一定量碳酸钠或烧碱,或掺用膨润土配制。泥浆的性能指标：a、比重：冲击钻孔孔底泥浆比重以 1.4-1.6 为宜;b、粘度：一般地层 1622S，松散易坍地层 1928S;c、含砂率：新制泥浆不大于 4%，循环泥浆不大于 8%;d、胶体率：不小于 95%;e、PH 值：810。泥浆的配制应由试验人员反复试验,做出合理的配合比后，投入生产。在制浆和钻孔的过程中，试验人员要经常检测泥浆的各项指标，使之符合钻孔要求，不合格应及时调整。、钻架就位：钻架搁置在钻孔平台桁架上。调整位置使钻头中线
14、与护筒中线保持一致，保证误差不大于 5cm，采取措施使钻架工作时不移动。、冲击钻孔主要工序及注意事项：为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注砼的凝固，应注意两点：a 避免相邻两孔同时开孔；b 待邻孔砼灌注完毕，一般经 24 小时后，方可开孔。开孔阶段：开孔前应在护筒内投入粘土,投入方量与粘土质量有关，一般按护筒内水体积的 1.1 倍投入。用钻头高频率低冲程造浆。 钢护筒内钻进宜用中低冲程，防止碰破护筒。护筒底下的一般土层最易在钻孔时坍塌。因此，在该阶段应以加固护筒下土层为主要目的。可按以下步骤进行：a、钻至护筒底部前用正循环清碴，为护筒底护壁处理作好准备；b、冲击钻头到达护筒底口时，投入
15、3m3 粘土，以低冲程反复冲砸，钻深至护筒底口以下 0.5m，注意保持孔底浓泥浆；c、按 1:1 的比例回填粘土和小片石（粒径不大于 15cm） ，填至护筒底口以上0.20.3m，注意顶面抛平，防止钻头倾斜碰撞护筒。因散粘土不易沉入孔底，可用编织袋混装粘土、片石，整袋投入孔内；d、用钻头低冲程反复冲砸，钻进至护筒底口以下 0.8m；e、再次回填粘土、片石 1.01.1m；f、第二次用钻头小冲程冲砸，将粘土、小片石挤入孔壁， 以造成坚实孔壁，形成护筒刃脚至土层的良好过渡；g、一般按上述方法逐步加深，反复冲砸 2-3 次。必要时，填土、石冲砸多重复几次。冲砸时，尽量保持较大的泥浆浓度。如护筒下土层稳定性良好，也可采用“浓泥浆、低冲程，不投片石，一次冲砸”的办法直接通过该地段。操作工人钻孔时要察看钢丝绳回弹及回转情况，耳听冲击声音，借以判断孔底情况。要掌握“勤松绳、少松绳”的原则。松绳过多可能产生钢丝绳缠绕钻头的事故；松绳过少则形成“打空锤“，损坏机具，甚至掉钻。一般在松软地层中松绳 5-8cm，密度坚硬地层中松绳 3-5cm。冲击过程中，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，以及转向装置是否灵活，预防事故发生。起落钻头应平稳，检查钻头后重新放入孔底时,严禁任其下滑， 应轻带
