桩顶横梁顶上设δ=10mm橡胶垫,胶垫顶为标准下承式贝雷钢栈桥,钢板桥面板与贝雷横梁间用骑马螺栓连接。
具体见栈桥附图
3.2、主桥钻孔平台、码头设计
X22、X23主墩平台总体平面尺寸为32×32m,码头平面尺寸为24×24m,码头和主墩平台连在一起,为方便施工,平台顶面和栈桥顶面标高一致,顶面标高为+7.8m。平台和码头采用钢管桩基础,通过横联钢管和型钢斜撑连成整体。临时钢管桩的振沉由50t水中浮吊配合90KW振桩锤实施,采用极坐标法进行临时钢管桩定位,钢管桩的偏位误差控制在5cm内,考虑整体性需要,临时钢管桩之间设置剪刀撑连接,以确保平台的整体刚度。在进行平台型钢铺设时,型钢与钢管桩之间必须进行牢固的焊接。
考虑到施工的操作,在进行平台和护筒施工中,平台临时钢管和主护筒交错进行设置,一排临时钢管桩完成后即施工一排主护筒,如此循环直至施工完成。
在进行主护筒的振沉,主墩护筒下沉导向利用已经振沉好的临时钢管进行设置,导向为双层固定式导向平台,中心位置进行精确定位放样,振沉施工时由50T浮吊配合135KW振桩锤实施,同时确保护筒的平面位置偏差小于±5cm,竖向倾斜度小于0.5%;钢护筒在振沉中不能一次振沉到位时可采用空压机高压清洗钢护筒内土层后,再振动下沉钢护筒到设计标高。护筒振沉完成后,考虑钻孔时泥浆的造浆和储存需要,在护筒与护筒之间用φ27.3cm的钢管连起来作泥浆循环管道。
(三) 详细的基桩施工方法和工作程序
1、准备工作
(1)、成孔机械设备:根据桥位处地堪资料,且设计要求基桩入岩深度较深,故选择CJF-20、GJD-1500 KP3000等多种型号的钻机进行钻孔施工。
(2)、泥浆性能检测仪器的配备:每台钻机开钻前必须配备下列泥浆性能检测仪器。包括泥浆相对密度计,泥浆粘度计,泥浆含沙率仪,100ml量杯等,并存放于施工现场。
(3)、泥浆的制备
成孔中的泥浆主要由膨润土(粘土)、水、增粘剂组成。钻孔施工中根据具体的钻孔方法和地质情况采用不同浓度泥浆悬浮钻渣进行护壁,因此开钻前必须准备数量充足的性能优良的膨润土和粘土(朔性指数大于25,小于0.005mm的粘粒含量大于50%),以备成孔过程及清孔时造浆使用。
合适的泥浆性能对成孔至关重要,施工中要求每小时必须对泥浆的各项性能指标进行测定,并及时调整至满足规范要求范围内,确保基桩成孔优质、安全。
泥浆需在使用前需经试验室进行试验,合格后才能使用,泥浆各项性能指标必须满足《公路桥涵技术规范》 (JTJ041-2000)6.2.2的规定要求,施工中对于成孔质量和安全,水头高度和合适的泥浆护壁是关键。对于水中基桩,采用护筒之间设置连通管装置进行水头高度的调整,确保护筒内的水头能满足施工规范要求。
(4)、导管、储料斗、“猫头鹰”、支架:
为确保基桩施工的顺利进行,全标段共配备3套(60m长)内径为30cm的导管,并制作与其配套的“猫头鹰”(料斗)。为了保证首批砼能使导管埋深满足1~1.5米,经计算直径为1.2m的基桩首批料不少于4.0m3,故首批料按5m3考虑;直径为1.5m的基桩首批料不少于4.8m3,故首批料按6m3考虑;1.8m的基桩首批料不少于6.0m3,故首批料按7m3考虑;2.2m的基桩首批料不少于7.9m3,故首批料按9m3考虑;3.0m的基桩首批料不少于12.8m3,故首批料按14m3考虑;另外,再加工一个“猫头鹰”(按7 m3装料考虑),再加工容量为3m3左右的小料斗作为砼灌注时使用。施工准备工作完成后,经驻地监理工程师检查并签认,进入下一道工序施工。
2、成孔钻进
钻孔施工采用正、反循环钻机施工,钻孔灌注桩的成孔施工流程见下图。
钻机就位优质膨润土或粘土造浆开钻检查孔径、垂直度钻、冲孔泥浆循环、检查泥浆指标终孔前检查孔底标高、孔径及垂直度等检查泥浆各项指标清孔下放钢筋笼钢筋笼制作、检查导管水密试验下放导管材质检验检查沉淀、二清灌注水下砼砼运输砼拌制检测桩基检测试件制作试件 钻孔桩施工工艺流程图
(1)、钻机就位前准备工作
质检人员和钻机技术员先对钻机各种性能和泥浆泵等进行全面检查,并对即将使用的冲锤,冲锤外径,钢丝绳(转盘、钻杆等)等进行检查,确保设备能正常运作。钻机技术员准备好钻孔需用的各种资料,并根据地质报告和施工图纸绘制钻孔桩位地质剖面图,以便按不同土层选用适当的钻头(钻头外径等于设计基桩直径),设置配重和确定冲击频率及进尺,泥浆稠度等。
(2)、钻机就位
钻机正确就位,钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心(钻头中心)和桩孔中心三者应在同一铅锤线上,其偏差不大于2cm。钻机就位后,牢固固定钻机以避免在钻孔过程中因钻机振动而影响平面位置;钻机成孔时现场技术员经常检查钻头的平面位置,不符合设计要求时及时调整。
开钻前检查卷扬机、转盘、钻杆、循环管路、水笼头等,并开动钻机空转,如持续5min无故障时,即可开始冲(钻)孔。
(3)、钻孔
当钻机就位并复检后,进行钻机调试,启动泥浆泵转盘,待泥浆形成循环后方可开始进尺,出护筒口之前采用正循环冲孔,待泥浆浓度达到要求后,并结合不同土层情况,适当选择正、反循环成孔。
根据不同土层选择与之相适应的进尺,对于软弱层,采用低档慢速、大泵量、稠泥浆冲孔,以免发生先扩孔后缩孔现象,对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆冲孔;对于砂层,采用低档慢速、大泵量、稠泥浆冲孔,以免孔壁不稳定,发生局部扩孔或局部坍孔,并充分浮渣、排渣,以防埋钻现象;护筒底口和不同地层交接处附近,采用低档慢速、小进尺冲孔,防止扩孔、塌孔和偏斜孔,每小时进尺不大于0.5m。
成孔过程中:为避免泥浆对河道、鱼塘等的污染,对于水上钻孔施工,可以在护筒内进行造浆和循环、沉淀,并配备泥浆船进行泥浆的存放和转运,严禁向河道内排放,施工完成后经沉淀池沉淀再运至指定地点。对于陆地钻孔施工,在相邻墩位附近根据需要设置足够的泥浆循环池和沉淀池,并在场地内设置一个大容量的泥浆池,专门作为泥浆存放、净化、沉淀的需要。泥浆池四周必须采用砂袋筑高作为隔离墙,并在四周环形水沟,确保泥浆不流入当地鱼塘和河道。泥浆的循环必须通过密封的管道进行,严禁乱排、乱放,污染环境。泥浆经过沉淀池净化后用泥浆运输车将沉淀池内的废渣运输至环保部门指定的排放地点排放或掩埋。
钻孔过程中,钻机技术员及时做好详细记录,交接班时由当班钻机班长交待接班钻机班长钻进情况及下一班施工应注意事项;随时捞取渣样,检查土层是否有变化,当实际地质与设计图纸提供的地质相差较大时及时有质检员报监理工程师,同时进行分组取样,并详细做好记录,并且与地质剖面图详细核对。钻进过程中钻机技术人员每天及时填写钻孔施工记录并交由现场监理工程师签认。
水中基桩由于受潮水涨落影响,钻孔时将采取稳定钻孔内水头的措施,保证孔内水头在任何时候均比护筒外水位高1.5~2.0m(施工中主要是根据每天潮差进行调整,低潮时减少孔内水头高度,涨潮时增加水头高度)。在钻进过程中应随时对泥浆的各项性能指标进行试验测定,并根据泥浆情况做出相应调整,确保在钻进过程中泥浆的各项指标满足技术规范要求,同时做好原始记录。
因故停止钻进,孔口应加护盖,并确保孔内有足够的水头高度。严禁钻头留在孔内,以防止出现埋钻的现象。
在洪水期施工基桩,必须定期测量护筒外河床冲刷深度,如冲刷深度较大危及到平台的安全稳定性要及时采取抛填块石钢筋笼进行回填防护或其他可靠防护措施,保证钢护筒有足够的入床深度以及平台施工安全,确保基桩成孔的安全,做到万无一失,从而使工程能按照预定的目标进行。
钻孔过程中,注意维持孔内泥浆水头在2.5m以上,并随时对泥浆各项指标进行检查,并根据泥浆情况做出相应的调整,确保在冲孔过程中泥浆的各项指标满足技术规范要求,同时做好原始记录工作。
钻孔过程中,每个地层按规定频率及时捞取渣样,并做好标记、妥善保存,做好记录,并请驻地监理签字确认。如果实际地质情况与设计勘查资料差别较大,应及时向监理工程师、设计代表及业主报告,妥善解决。
(4)、终孔
当钻至设计标高时应及时通知监理工程师,经监理工程师检查符合要求后才可终孔。如地质情况发生变化,需由业主、设计单位和监理单位确认,确定是否需要继续冲孔。
(5)、成孔检测及清孔
钻孔到位后采用长为4~6倍的桩径、直径大于钢筋笼10cm的检孔器进行孔深、孔径和垂直度等的检测,经监理工程师验收合格签认后,开始进行首次清孔。
在清孔排渣时,需配备足量的有良好性能的泥浆,同时要注意保持孔内水头(不少于1.5m的高度),防止在清孔时出现坍孔、缩孔。严禁用超深成孔的方法代替清孔。清孔过程中要确保有足够的清孔时间,并经过经多次循环,将孔内的沉淀、悬浮的钻渣充分置换并沉淀出,清孔后的各项性能指标和桩底沉淀厚度必须满足技术规范和设计图纸的要求,从而保证最终基桩成孔的质量。
采用泥浆分离器快速进行清孔,清孔后的泥浆各项指标和桩底沉淀厚度必须满足技术规范和设计图纸的要求。钢筋笼安装到位后,进行二次清孔,二次清孔采用水下砼灌注的刚性导管配φ5.0cm直径无缝钢管为高压管,通过20m3/min空压机输送压缩空气气举法排出孔底高浓度泥浆,冲散沉淀层,使之呈悬浮状态