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1、郁江1号特大桥4#墩孔桩实施性施工组织设计1.工程简况郁江1号特大桥4号墩为主桥桥墩，基础采用桩径1.8m的钻孔桩基础，桥墩基桩按纵向四排、横向六排布置(全幅)，每墩共24根桩，桩间距4.5m，桩长为50m，为C30钢筋混凝土。4号墩基础处于郁江岸坡脚处，坡体受郁山正断层影响，岩体破碎，有崩积体和断层较发育。桩基分别穿过细砂土层、强风化灰岩层、弱风化灰岩层。桥墩基桩按嵌岩桩设计，单桩承载力不低于18000KN，除满足设计高程外，每个桩基嵌入弱风化灰岩不少于6m，基岩单轴极限抗压强度不小于17.5MPa。本区属亚热带湿润气候。年平均降雨量9801340mm，年最大降雨量1534.8mm，日最大降
2、雨量212.7mm，雨季降雨(58月)约占全年降雨量的70%；平均相对湿度为76.8%80.7%；年平均气温18，极端最低气温-3.3，极端最高气温44.1，温差大。2.施工准备2.1混凝土搅拌场在2#-3#墩之间桥下右侧建混凝土搅拌场一座，基底采用卵石处理，面层采用10cm混凝土硬化处理，面积约1500m2。搅拌场拌和能力40m3/h。搅拌场设置粗、细骨料堆放场，分别由装载机装料，混凝土由泵送或运输车入模。2.2临时便道施工便道(路面宽56m)从原渝怀铁路修建的施工便道引入。4号墩便道从原渝怀铁路便桥(已检修和维护)重庆端起新建便道，便道接出后沿郁江岸边下穿渝怀铁路后引至4号墩。2.3供水、
3、供电系统在郁江河谷两侧各设置一个蓄水池，从郁江抽水保证施工用水。生活用水在渝怀铁路隧道旁修建一水池，汇集附近泉水抽至项目部住房楼顶供生活用水。郁江1号特大桥设置500kvA变压器1台。主要用于拌和站、抽水站等施工用电及项目队生活用电， 并备1台280kw柴油发电机作备用电源2.4临时房屋项目经理部住地设在0#桥台左侧附近，租用当地4层楼民房。单层面积约200m2。另外考虑施工及办公需要，试验室和材料室购用原修建渝怀铁路的中铁十八局的住房，分别对原旧房子进行了改建。面积约200m2。桥梁施工队购置前原中铁十八局项目经理部的住房，面积约1500m2。3.测量控制3.1控制网根据设计院所交桩的附合导
4、线增设加密点PW1、PW3、YS2，联合DD12组成三角网，对三角网进行精确测设，测量结果符合规范要求。3.1.1平面控制观测采用DTM531E全站仪水平方向观测三测回，边长均往返观测。平差采用严密平差方法进行，其精度为：单位权值2.5(s)；最大点位误差，最大点位间误差，平面网验后单位权值中误差：4.31(s)；各项指标符合精度要求。3.1.2水准控制网以BM3为起算点，采用水准支线施测，往返观测达到规范要求。3.2施工测量以三角网为控制网，对各孔桩逐一放样；测量放样工作依据设计文件资料进行，由专人负责，遵循两人两次、两种方法的“三两制”测量原则。4.施工工艺由于4#墩孔桩顶面部分段为块石土
5、，且又位于水面上，为减少钻孔桩时易出现的坍孔、偏孔现象，拟对水面以上部分段采用挖孔桩，若遇到地下水较大，开挖困难时，拟改用钻孔桩施工。4.1挖孔桩施工4.1.2施工工艺(1)首先对孔桩进行桩位进行放样，定出每个孔桩位置；(2)平整场地，清理孔口，特别注意清除桩孔附近危石以防掉入孔内伤人，从地面往下先挖1.5m深度后，浇筑孔口锁口圈和第1节护壁，锁口混凝土采用C30标号，厚度为30cm，并高出地面30cm，在锁口上埋设预埋筋以用作供施工人员上下钢筋梯的锚固；(3)锁口圈灌注后，重新进行孔位放样，把孔桩的十字线、标高引到锁口圈顶上，以利于检校孔位和深度；(4)一般土质和砂砾石，用短柄铲、镐等普通工
6、具开挖，进行孔口护壁。(5)在岩层开挖时采用光面爆破法施工：1)首先根据桩中心和炮眼布置图进行炮眼定位，并用风镐和45钻杆进行钻眼，为使周边孔易于打孔，允许周边孔向桩基倾斜一定角度，但各孔底偏出桩基不超过50mm。2)钻孔过程中注意避免卡钻、钻偏等现象，钻到炮眼设计深度后，检查钻眼质量，然后按规定的装药结构和药量进行装药；3)炸药及装药：桩基采用硝铵炸药，周边孔采用直径为25mm的细药卷作不偶合装药，装药随孔深不同分为二段或三段分节装药，用导爆索起爆。装药量周边孔、辅助眼装127g，中间掏槽孔装药150g，考虑到实际情况，周边孔、辅助眼装25mm的细药卷一节，中间掏槽孔装25mm的细药卷一节半
7、至两节，为便于操作，预先在地面把药卷装好，用竹片将药圈和电雷管绑扎在一起，竹片长度与炮眼长度相等，装入孔内后孔口填炮泥。4)起爆：采用全断面一次性起爆，选用毫秒雷管起爆，间隔时间为2530ms为宜，先掏槽孔起爆紧接着后周边孔、辅助孔起爆，但在放炮前应对爆破线路进行检查，按有关规定发出信号，由放炮人指挥放炮，发现瞎炮应及时处理。5)如遇瞎炮，处理如下：(A)打平行眼诱爆法：在炮眼旁边另打一平行炮眼，装药爆炸，其间距不得小于30cm或用裸露炸药处理。(B)注入盐水法：把盐水注入炮眼中，使炸药完全失效，再用高压水冲掉炸药，重新装药引爆。(6)光面爆破后产生的灰尘可采用洒水清除，爆破后产生对人体有害的
8、废气比空气重，常积于孔底，必须使用鼓风机抽吸，防毒是保证施工人员身体健康重要的一环，为了确保人身安全，当孔深超过10米时，或把活的鸡鸭兔等小动物放到孔底作试验510分钟后取出，如放下动物活动正常无异状，工作人员才可以下孔底施工。(7)孔内出渣一般采用大筐或大桶装废土，在孔口设三角架或扒杆用卷扬机提升到地面后，用人工运到指定地点。 (8)挖孔桩循环过程：炮眼定位钻眼装药起爆装渣运走校正孔桩位置后再炮眼定位，直至孔桩设计标高。(9)孔壁支护1)只有在石质良好地区开挖孔桩时，孔壁可不设支护，在土质和石质较差地区施工时，孔壁均设支护。2)孔桩采取C30混凝土护壁，厚度为15cm。现浇混凝土的施工采取标
9、准30150cm的组合钢模板，浇注混凝土时，拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U型卡连接，上下设两道槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注混凝土和下节挖土操作。混凝土用强制式搅拌机拌制，用吊桶运输人工浇注。每节开挖高度在地质好的情况下一般为11.5米，地质不良时，宜为0.40.8米为一施工节段。节段接缝用砂浆密封防渗水，严禁工人上下时踩蹋凸边，以防破坏支护。考虑爆破作用对护壁的影响，在各段连接处设置不小于12钢筋连接，在护壁内放入8钢筋网，以加强护壁整体稳定性。4.1.2排水(1)排除地表水：施工中必须随时注意保持孔口四周排水畅通，桩孔内积水排出地面后，及时远
10、引，以防重新渗回桩孔内。(2)桩孔排水：若孔内渗水量不大，可用人工提水或卷扬机吊大桶排水；若排水量较大，可用体积较小的潜水泵在孔内抽水。在同一墩台数孔同时开挖时，渗水量大的一孔应超前开挖，集中抽水以降低其他桩孔的水位。在灌注砼时若几个桩孔仅有少量渗水则采取措施同时灌注以免水量集中于一孔，若水量大影响灌注质量时，则集中于一孔抽水，降低其它孔水位，此孔最后采用水下灌注法施工。(3)当渗水量大用潜水泵抽水时仍无法排干水时，采用先止水，后挖孔的方法。根据本项目施工特点采用水泥砂浆压灌卵石环圈将潜水层进行封闭处理，其主要施工工艺如下：1)首先将孔内水排尽，然后把潜水面沿孔壁周边完全开挖出来，再在孔壁设计
11、半径外面开挖环形槽；2)在孔底干铺20cm厚卵石层，其上安设5mm厚、高度稍大于潜水层的钢板圈，其内径等于桩径。在钢板圈内卵石层上设置2根直径25mm的压浆钢管；3)钢板隔离圈与孔壁之间填充卵石，孔隙率40%左右；4)在隔离圈内填充泥麻包；5)灌注水下混凝土顶盖，厚0.5m；6)压浆：先压入泥浆，再压入水泥砂浆；7)封闭完成48h后可将水抽干，水位不上升，即可用风镐将混凝土顶盖按孔径要求开挖，并吊出泥装麻包，拆除钢板圈，继续进行挖孔工作。(4)当护壁下卧层为砂砾层时，先放入一个钢内套筒，直径比护壁外壁内径小1m左右，使与井壁之间有50cm的空隙，用空压机吹砂等方法使之沉人岩面，在内套筒与护壁底
12、脚之间插入50mm压浆管，每12米一根，并将空隙用砾石填满，顶面用纤维袋装混凝土封闭，然后从井上压注水泥浆，将护壁底脚下砂砾石固结封水。沉放内套筒等工序可在抽水情况下进行，而压浆则宜在静水状态下进行，以免水泥浆流失；如必须在抽水状态下进行时，水泥浆中应加速凝剂(如盐类、水玻璃等)。(5)雨天施工时，在孔口上塔设雨棚防止孔内积水。4.1.3溶洞地段孔桩开挖当挖孔进尺到溶洞顶面1m时，挖孔作业人员必须系安全带，安全带要与井口上的挂梯或安全绳牢固联系，然后用风钻钻一个100mm的孔，查看溶洞内是否有承压水，若有，人员则应迅速撤到地面等其自然排除，水位稳定后再进行抽水，然后继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，首
13、先用水泵抽掉洞内的稀浆或水，然后将鸽子或活鸡放入空溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。随后用砖砌外圈，且其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。溶洞处理完成后，继续向下挖进。若溶洞内无承压水，在挖穿顶盖前，作业人员身上的安全带必须与孔顶上的安全绳或钢爬梯相连接，以确保溶洞挖穿时作业人员的安全。下洞前将鸽子或活鸡放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可进行洞内作业。进入溶洞后，要根据溶洞内填充物的情况分别采取不同的措施：(1)若为空溶洞，首先将积水抽干，用砖砌外围，然后立模浇注钢筋混凝土。(2)溶洞内有填充物，则根据填充物的种类分别采
14、取不同的措施1)填充物为软塑壮粘土、含碎石粉质粘土时，采用短柄铁锹进行开挖，每挖深1m左右就及时护壁。2)填充物是中粗砂、粉细砂时，挖进时应浅进尺，强支护，沿上层护壁外围每20cm打入20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，每节最大高度0.5米。4.1.4施工工艺流程图见下页。4.2钻孔桩施工工艺钻孔采用泥浆护壁钻进，由于采用冲击钻成孔，可直接向孔内投放粘土造浆。钻孔过程排除的泥浆通过泥浆净化设备将泥浆过滤后重新使用，过滤出来的废渣运到弃渣场处理。混凝土灌注过程中排除的泥浆通过泥浆沉淀箱沉淀净化后运到弃渣场集中处理。4.2.1埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的
15、孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌，甚至发生流沙现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水场地平整测量定位第一节孔桩开挖混凝土护壁护壁上放线定位下节孔桩开挖孔壁清理、检孔拆上节模板、立本节模板混凝土护壁灌注检查开挖深度立模压力，能稳定孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。根据桥梁工程地质及水文地质条件，护筒宜采用钢护筒，并分别采用人工挖埋方法与振动锤埋设。钢护筒采用8mm厚钢板卷制而成，直径为180cm的桩基础护筒直径采用210cm。护筒底部加焊刃脚，由于护筒直径较大，护筒顶部加焊法兰。防止护筒变形。埋设护筒时，陆上桩基采用人工开挖方法挖掘一个直径比护筒直径大约40cm，深200cm-300cm的桩孔，将钢护筒吊装入孔内后定位，在护筒外侧四周与孔壁间填充粘土夯实，以防止钻进过程中循环液从护筒外串通，造成孔口坍塌。钢护筒顶面高出地面50cm,以提高孔内水头，增大水压； 在护筒埋设过程中一定要控制好护筒的中心位置偏差，垂直度偏差，以确保护筒埋设质量。4.2.2设钻孔平台陆上钻孔灌注桩：在平整施工场地后,在每个桩孔除护筒范围外,纵向每隔50 cm铺设一根枕木, 铺设长度要比钻机长度长以些, 铺设的枕木的标高误差不得超过2cm。当地质条件差
