桩基施工毕业设计

'道路桥梁工程技术专业毕业设计任务书及指导书题目：桩基施工姓名：刘中科班级：桥隧0901指导教师：李航湖南交通职业技术学院路桥工程学院2012年5月20 1、工程概况1.1地形地貌本路段地处广东省珠江三角洲平原以及低山丘陵区，沿线地势平坦开阔，海拔高度一般在1～5m。区内河流纵横，水网交错，地下水埋至较浅，埋深在0.28～3.25m。1.2水流气候亚热带季风型气候，是南亚热带与中亚热带气候区的过渡地段，纬度较低，临近南海、太平洋，形成夏日长、气温高、光照充分、雨量充沛、雨量集中的特点。受山区特定地形影响，地形小气候特点突出。年平均气温20℃，年平均降雨量达1400mm，多集中于夏秋季。春旱、秋末的寒露风、和局部的洪涝是主要自然灾害，本区属于武夷南岭山地过湿区（IV-6）。1.3地质概况桥位区内岩土性较简单,第四系覆盖层：主要为人工填土层（Q4ml）、海陆交互相沉积层（Q4mc）及陆相沉积层（Q4al）。基岩：主要为白垩系砂岩、泥质粉砂岩（K）。1.4桩基概况国家高速公路珠江三角洲环线广东省中山市沙溪至月环段中山西互通工程LK21＋102.5匝道桥位于中山市西区沙朗隆平村隆平路附近，由中交公路规划设计院有限公司设计，广东长大公路工程有限公司承建。该桥梁基础为钻孔桩，全桥共计164根桩，其中Φ120㎝桩16根、Φ140㎝桩123根、Φ20 160㎝桩25根。该桥桩位位于鱼塘或菜地上，为陆地桩。主要工程数量表桩径（㎝）数量（根）单桩长（m）桩基类型备注Φ120840摩擦桩合计16根821摩擦桩Φ1401243摩擦桩合计123根1041摩擦桩1239摩擦桩1037摩擦桩1626摩擦桩1625摩擦桩3024摩擦桩523摩擦桩420摩擦桩819摩擦桩Φ160535摩擦桩合计25根733摩擦桩731摩擦桩629摩擦桩1.5个人工作情况20 本人在该项目所从事实验室实验员工作，主要从事原材料检测和现场监控，以及拌合楼监控。在工作中主要内容是现场监控，对混凝土现场情况的控制。通过现场具备条件解决在现场施工时混凝土出现的相关问题以及跟踪观察混凝土性能。2、施工工艺流程2.1工艺概述冲击钻成孔的方法是成孔时靠提升冲击锤往下反复冲击，将孔中的土、石劈裂、破碎或挤入孔壁中，用泥浆悬浮钻渣，以便冲击锤能经常冲到新的岩层，然后用泥浆循环取出钻渣成孔的方法。20 2.2施工工艺流程图3、主要施工工艺3.1钢护筒施工钢护筒由后场钢结构加工场加工好，严格控制椭圆度、焊缝等指标，平板车运送到各施工地点。20 3.1.1陆上桩基钢护筒埋设对监理工程师批准可以施工的桩位进行清除杂物，场地平整。然后在其上测量放样定出桩位，埋设钢护筒。护筒内径比桩经大20cm，壁厚为6mm。埋设钢护筒平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1％。高度宜高出地面0.3m，护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2~4m，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。3.1.2水上桩基护筒的下放水上钢护筒下放采用导向架保证垂直度，钢护筒由DZ90振动锤沉放。钢护筒直径比所施工桩基直径大20cm，壁厚为16mm。为满足工程需要，钢护筒加工使用的钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击，不应有其它损伤的钢板。制成形钢护筒端面平面与管线垂直，焊缝满足规范要求，管节对口拼接管径偏差要小于3mm。加工完成后应焊加内撑，防止堆放及转运过程中产生变形，内撑在下放过程中再行割除。钢护筒下沉前，利用全站仪确实桩位安装护筒导向架（用[10槽钢加工），精确测位后，利用限位架固定于平台钢护下沉采用履带吊配合振动锺打入。下沉通过导向架的约束确保钢护筒平面位置偏差小于5cm,倾斜度小于1%，并且在施工的各环节严格控制钢护筒发生变形。护筒端底埋置深度(具体长度据桩位地质情况确定)，在浅水处，对粘性土应为3m以上，对于砂土不得小于5m。3.2钻机选型及配置根据本工程的地层情况和钻孔深度，全标段采用冲击钻机20 进行桩基施工，采用优质淡水泥浆护壁。冲击钻机机械性能型号参数冲击钻冲孔深度50米最大提升力100KN冲击行程1000-3000冲击频率5-10整机质量18t额定功率75kw驱动形式电动卷扬机外型尺寸(米)2.2*7.5*6.5行走方式滚筒3.3起重机具配置基础施工方面根据工期安排，为充分保证桩基施工进度，桩基施工起重设备配置2台25T汽车吊，合理调配使用，以满足关键工序需要。3.4泥浆循环系统泥浆处理器和泥浆池尽量放于外围或钻机前进方向。循环系统采用正循环方式，泥浆池内的优质泥浆通过泥浆泵及泥浆管抽至孔底部，并对孔底形成一定的冲击力，从而把钻渣悬浮上来，含大量钻渣的泥浆经过过滤池时钻渣因重力下沉后定时清理，优质的泥浆则流回泥浆池继续循环使用。冲孔过程中用试验器材对各项泥浆指标进行监控20 ，以便将泥浆性能结果及时反映出来。钻孔桩绝大多数是在泥浆保护孔壁下成孔的，如果对泥浆的管理不善很可能发生塌孔事故，可以说泥浆的管理是钻孔成孔作业中关键的一环。3.4.1泥浆作用①防止土层的塌方，防止塌方需同时具备二个必要条件：孔内充满泥浆，液面比地下水位高，保持压力差；泥浆浸入孔壁形成水完全不能通过的薄而坚的泥膜。②能抑制地基土层中的地下水压力。③支撑土压力，对于有流动性的地基土层用泥浆抑制其流动。④使孔壁表面在钻孔完成到灌注混凝土能保持较长的时间的稳定。⑤泥浆渗入地基土层中，能增加地基土层的强度，可防止地下水流入钻孔内。⑥在砂层中钻进时，泥浆可使钻渣沉降缓慢，便于清孔。⑦泥浆应具有与混凝土不相混合的基本特性，利用它的亲液胶体性质最后能被混凝土所替代而被排出。3.4.2泥浆配制20 桩基础钻孔多靠泥浆的静压力和形成的泥皮护壁，钻孔宜使用优质泥浆。各钻孔所处的水质不同，主要原料有：膨润土、陶土、累托石粘土等。处理剂主要有CMC、FCL、NaCO3、PHP等，其中CMC直接加入泥浆中，增加粘度提高其稳定性；FCL用来改善混杂有土、粉砂、盐分而变质的泥浆，PHP使泥浆中的钻渣能成为不分散的絮凝状态，因而泥浆循环到孔外泥浆池中时，易于被清除出去，从而使泥浆能保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。由于各地水质不同，各种泥浆原料、处理剂的比例也不同，要经过多次试验总结出结果。在粘土层中钻进时，孔内的粘土含量逐渐增加，故在钻进中要及时加水稀释泥浆。若粘土含砂量多，则泥浆需进行净化改进。泥浆的净化先采用重力沉淀法除去较大的钻渣，流经沉淀池沉淀，检验泥浆的各项性能指标，当不符合要求时，掺入配适量的化学处理剂处理达标后可继续使用。两者综合处理，以重力沉淀法为主。本工程钻孔采用泥浆护壁，根据钻进地层的特点，为保证钻孔质量，应选用低固相聚丙烯酰胺泥浆。冲进过程中泥浆的性能与指标须符合下述技术要求：泥浆比重控制在1.2～1.4g/cm3之间，粘度为22～30s，含砂率小于4％；胶体率≥95％；失水率≤20ml/30min；泥皮厚≤3mm/30min；静切力3～5Pa；PH值8～11。施工过程将产生大量的废浆和渣土，为做到文明施工，满足环保要求，废浆和渣土运离施工区域。3.5钻进成孔开孔阶段，采用低冲程冲击（0.6～1.0m），待整个钻头全部、均衡的进入地层后，再采用大冲程（1.3m）、高频次冲孔。在覆盖层中冲孔时，使用冲程（0.6～1.0m）。当冲孔至基岩时，注意先用小冲程冲孔，待钻头全部进入岩层后使用大冲程（1.2m）钻进。在冲孔过程中保证护筒内的泥浆面始终高于地下水位1.5m左右，确保孔壁的稳定。在松散或漏失地层中钻进，应适当加大泥浆浓度，避免坍孔。20 在调整泥浆性能满足钻进要求的同时可抛填粘土、锯末或水泥进行封堵。为控制钻孔的垂直度，每2-4小时须测一次孔斜情况（可采用钢丝绳与桩心相对位置的偏移程度进行控制，开孔时与当前孔深时的偏差不能超过1cm），如超过标准，必须及时修孔，至合格后方可继续向下钻进。每正常钻进8小时后，提钻检查钻头及钢丝绳，对钻头进行修补，保证钻头直径不小于设计桩径。钻头修补后下钻钻进，要缓慢下放钻头，钻头不能顺利下放时，采用小冲程冲击扫孔，时刻防止发生卡钻事故。钻头放至孔底，先采用小冲程钻进，10分钟后再利用大冲程正常钻进。冲孔桩成孔应满足以下质量要求：项目名称规定值或允许偏差孔中心位置群桩：±100㎜；单排桩：±50mm孔径不小于设计桩径倾斜度小于1%孔深摩擦桩：不小于设计支承桩：比设计深度超深不小于50mm20 在冲孔过程中发生了冲孔偏斜，冲孔偏斜的主要原因有在倾斜软硬地层交界处钻孔时钻头受到的阻力不均匀；在钻进中遇到孤石，导致钻锥被挤离钻孔中心线；钻架底座安置不平稳、不牢固；钻锥磨损后补焊不均匀，或钻头转向装置失灵导致冲程偏向一侧。而此次造成冲孔偏斜的主要原因是在钻进中遇到孤石，导致钻锥被挤离钻孔中心线.对该问题主要防御措施是在倾斜的软硬地层交界处钻孔时，要低速钻进.而此次解决该问题的方法是在发现孤石后回填片石，再用冲击锥打掉.3.6终孔及第一次清孔3.6.1终孔当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和孔形等进行检查，并报监理工程师确认，符合要求后进行清孔。孔深采用测绳吊锤探底，长钢尺量长度；孔径和孔形采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加10cm，长度为5倍外径的的钢筋探孔器进行检测，探孔器的详细加工尺寸参见下图1-2，采用φ22螺纹钢筋焊接制成。检测时用吊机垂直提升放入孔内，并在探孔器的顶部捆上测绳，使之一起下，以检查是否能下沉至孔底。20 探孔器示意图3.6.2清孔根据成孔工艺及桩基大小、长度，清孔采用正循环换浆法清孔，不需要另外增加机具，孔内仍为泥浆护壁，不易坍孔。清孔过程中，要不断测量孔底沉渣厚度、泥浆比重、泥浆性能满足规范要求，符合要求时，立即停止清孔，以防孔壁坍塌。3.7钢筋笼施工3.7.1简述本合同段桩基钢筋骨架统一在加工场地采用长线法一次制作成型。加工场预留下料空间，安置4条加工线，设计八套骨架定位模具，成品钢筋笼按对接依序分类分节编号。根据前场需要，通过平板车转运至现场施工点，利用汽车吊安装。3.7.2镦粗直螺纹套接施工3.7.2.1加工方法①钢筋下料：钢筋下料可用沙轮切割机或专用切割机、气割等下料。钢筋切割端面垂直于钢筋轴线，端面偏角不许超过4°20 ，且端面不得有马蹄形。②端头镦粗：钢筋套丝之前应把钢筋端头镦粗。镦粗前镦粗机应退回零位，再把钢筋从前端插入、顶紧，开始给油泵上压。油泵控制压力及各规格钢筋的镦粗基圆尺寸相符。③钢筋套丝：钢筋套丝在钢筋螺纹套丝机上进行套丝。丝头长度与钢筋直径相等（标准型丝头）。在完成三个步骤后，钢筋制作已完成。完成后，应立即将其一端戴上塑料保护帽，另一端拧上同规格的连接套筒并预紧。在钢筋制作好后，应把钢筋进行分号、分类、挂牌堆放好，以备待用。3.7.2.2加工技术要求①丝头钢筋下料时，切口端面应与钢筋轴线垂直、不得有马蹄形或挠曲，端部不直应调直后下料；②镦粗头的直径应不大于丝头螺纹外径，长度应大于套筒长度一半，过渡段坡度应小于1：5；③镦粗头不得有与钢筋钢筋轴线相垂直的表面裂纹；④不合格的镦粗头，应切去后重新镦粗，不得对镦粗头进行二次镦粗；⑤加工钢筋丝头时，应采用水溶性切削润滑液，不得在不加润滑的情况下套丝；⑥钢筋丝头的螺纹应与连接套的螺纹相匹配。⑦20 套筒材料、尺寸、螺纹规格，公差带及精度等级应符合产品设计要求。⑧套筒表面应进行防锈处理⑨接头拼接时用管钳扳手拧紧；拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露，加长型接头的外露丝扣数不受限限制，但应另有明显标记，以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求。3.7.2.3现场质量检验丝头质量检验要求序号检验项目器具名称检验要求1外观质量目测丝头牙形饱满，牙顶宽超过0.6mm秃牙部分累计部分不超过一个螺纹周长;2外形尺寸卡尺或专用量具丝头长度应满足设计要求，标准接头的丝头长度公差为+1P3螺纹大径光面轴用量规通端量规应能通过螺纹的大径，而止端量规则不应通过螺纹大径4螺纹中、小径通端螺纹环规能顺利旋入螺纹并达到旋合长度止端螺纹环规允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不应超过3P(P为螺距)连接套筒质量检验要求检验项目器具名称检验要求20 序号1外观质量目测无裂纹或其他肉眼可见的缺陷2外形尺寸卡尺或专用量具长度及外径尺寸符合设计要求3螺纹大径光面塞规通端量规应能通过螺纹的小径，而止端量规则不应通过螺纹小径4螺纹中、小径通端螺纹塞规能顺利旋入连接套筒两端并达到旋合长度止端螺纹塞规塞规不能通过套筒内螺纹，但允许从套筒两端部分旋合，旋入量不应超过3P(P为螺距)3.7.3钢筋笼制作3.7.3.1钢筋下料钢筋下料时，要保持钢筋端面的平整，不得出现挠曲和马蹄形。钢筋笼的加强箍用φ28的钢筋弯制而成。3.7.3.2钢筋镦粗、套丝镦粗前镦粗机应先退回零位，再把钢筋从前端插入、顶紧，开始给油泵上压。油泵控制压力及各规格钢筋的镦粗基圆尺寸。再把镦粗好的钢筋放在套丝机上套丝。20 3.7.3.3钢筋笼成笼把钢筋笼的加强圈按2m间距立起，在加强圈用枕木垫平，使加强圈在同一水平面，并离地面有足够高度。将12m已经镦粗好的主筋一根根逐条绑扎在加强圈上，主筋完全绑扎后，将主筋与加强圈焊接牢固。钢筋笼端头的加强圈距离主筋端头最短距离不小于0.5m，同一断面上钢筋接头数量不大于钢筋总数的50%。将10mm的盘圆钢筋下料后拉直按设计要求缠在钢筋骨架上，并绑扎。检测桩基用的声测管能预先定位在钢筋骨架上。制作下一节钢筋笼时，要求主筋接头对准上节主筋端头，并扭入连接套筒，保证上下节主筋位置正确，避免错位。为防止钢筋笼连接时错位，必须做好标记，易于钢筋笼的对接。把制作好的钢筋笼镦粗两端套上塑料保护帽并立标识牌，以备待用。3.7.4钢筋笼运输钢筋笼由吊车装车，再由车运到施工地点（平台），再利用吊车起吊钢筋笼。为避免在起吊过程中钢筋笼的变形，起吊钢筋笼时需两点起吊。3.7.5钢筋笼下放钢筋笼下放前，准备好管钳且把板凳定位在桩位上。板凳定位须由测量人员放点，通过测量放样点进行拉线把板凳固定好。板凳固定好后，由龙门吊起吊第一节钢筋笼进行下放。起吊时，先两个吊点缓慢起吊吊离地面1m，底端停止，顶端继续起吊上升直至钢筋笼垂直。顶端吊点的设置要保证钢筋笼起吊后垂直。20 当第一节钢筋笼下放到一定高度时，利用板凳把钢筋笼固定好，再起吊第二节钢筋笼，在起吊第二节钢筋笼时，着地端应套上钢筋保护圈。当钢筋笼吊垂直后，将上下两节钢筋笼通过做好的标记对好位后，相应主筋丝头顶紧后把套筒拧紧，绑扎外侧螺旋钢筋。接好后继续下放，直到下放到标高为止。接头拼接时用管钳扳手拧紧；拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露，加长型接头的外露丝扣数不受限限制，但应另有明显标记，以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求。顶节下放到平台面上80cm时，在平台上焊接4条钢筋作为钢筋笼的吊筋，吊筋的长度按设计计算后下料。下放钢筋笼至设计标高，吊筋上端焊接在钢筋笼下放平台上。3.7.6质量控制3.7.6.1钢筋笼主筋外侧应设置控制保护层厚度的弓形钢筋，以保证钢筋笼下放到位后具有足够保护层。3.7.6.2钢筋笼在起吊和运输过程中，由于钢筋笼骨架钢筋少，容易变形，须在吊点位置加焊吊环，并通过吊架来承受钢筋起吊时吊点的水平分力，防止钢筋笼变形。3.8水下砼灌注3.8.1下放导管及二次清孔利用吊车下放导管及二次清孔。导管可使用Φ273mm的无缝钢管加工制作，导管接头采用粗螺纹连接，使用前导管需进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不宜小于孔内水深1.3倍的压力,20 只有试验合格的导管才允许使用。根据孔深配备所需导管，导管底节长度为8m，下放导管时应准确测量每节导管长度及安装顺序，并认真做好记录。导管连接时，接头部位应清洗干净，密封圈应清洁无损伤，并涂抹黄油。导管应拧紧上牢，防止灌注过程出现事故。导管底口距离孔底30～50cm，导管下至孔底后，应根据孔底及施工地面标高校对导管总长度，如偏差较大时必须查明原因进行处理。导管下放完毕，重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超过要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔底沉渣厚度达到要求。浇注水下砼前，泥浆指标为相对比重：1.03～1.10，粘度：17～20Pa.s，含砂率＜2%，胶体率：＞98%。沉淀厚度摩擦桩：符合设计要求，当无设计要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；对于直径＞1.5m的桩或桩长＞40m或土质较差的桩，≤500mm。支承桩：不大于设计规定。3.8.2水下砼灌注桩基采用水下砼，配合比通过试配确定，坍落度控制在18～22cm，初凝时间大于12h。桩基砼首批采用隔水剪球法并持续泵浆，保证埋管2m以上，灌注过程中控制埋管深度在2～6m之间，直至桩基成孔完毕。用泥浆泵将翻起泥浆抽入泥浆池备用，多余泥浆再由密封泥浆车装载外运。思考：在水下砼灌注过程中，为保证首次灌注埋管2m以上，往往因实际情况的原因，能否20 采用在漏斗灌注满的情况下，开阀。并且田螺车以最快转速倾泻混凝土保证施工中队埋管2M的要求。现场试验为保证对混凝土坍落度的要求，在现场进行了混凝土坍落度的实验。通过实验发现混凝土坍落度偏大达到了28cm故现场我要求拌合楼减水已达到混凝土坍落度满足丝攻要求。个人体会：通过对混凝土的熟悉，在现场，观察混凝土流动度以及稠度猜测到混凝土坍落度可能会超过施工要求。为满足砼初凝时间的要求，故在混凝土搅拌中对其使用了一定量的缓凝剂以保证其初凝达到施工要求.在混凝土浇筑过程中出现了钢精笼上浮现象。通过询问现场施工员，了解到此次钢精笼上浮可能是由于当砼上升到接近钢筋笼底部时，砼浇筑速度过快；在通过减缓混凝土浇筑速度后问题得到了解决。个人思考能否在设计允许范围内适当减少钢筋笼下端箍筋数量；在浇筑过程中出现堵管问题，通过现场实验猜测应该是混凝土稠度过低，外加剂过掺导致离析现象。在通知拌合楼减少外加剂0.05%掺量后问题得到了解决。思考：混凝土为什么会出现离析、泌水、扒地等现象。出现了外加剂过掺有哪些措施解决问题。混凝土外加剂量过掺可能会导致混凝土扒地，泌水，严重的能导致混凝土强度发生改变。在减小水胶比的同时还要注意其外加剂性能和十一的掺量。在出现了泌水、离析现象是除了调整外加剂，我们还可以稍微放大水胶比，在强度有证的情况下我们可以调大一下砂率。20 4.1自检为保证桩基强度，在施工7天以及28天后我对实验室留样试块进行了混凝土抗压强度实验。通过实验证明其强度达到设计要求。浇筑完成后在对桩基现场检测中发现出现了断桩情况。通过回想当日施工情况，曾出现当地村名闹事，拦车。导致混凝土供应中断时间过长。推测断桩是由于该问题的出现所导致。在探明断桩的具体位置后，采用钻孔压浆补强方法处理。解决了该问题。体会：在建筑工程行业是容不得半点疏忽，否则将对工程造成重大影响，不只财力物力更加是声誉。20'