浅谈旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用_毕业论文.doc

'题目：浅谈旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用专业：土木工程（道路与桥梁）学号：09936482姓名：刁洋指导教师：蒋鑫学习中心：成都犀浦学习中心西南交通大学网络教育学院2011年10月25日 院系西南交通大学网络教育学院专业土木工程（道路与桥梁）年级2009级学号09936482姓名刁洋学习中心成都犀浦学校中心指导教师蒋鑫题目浅谈旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩组组长(签章)年月日 毕业论文任务书班级2009-64班（高专）学生姓名刁洋学号09936482开题日期：年月日完成日期：年月日题目浅谈旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用1、本论文的目的、意义毕业设计是高等工科院校培养计划中最后一个重要的教学环节,目的是使学生在学完培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修课和选修专业课程之后,通过毕业设计这一环节,较为集中和专一的培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能,分析和解决实际问题的能力。毕业设计是要学生在老师的指导下,在巩固已学课程的基础上,学会考虑问题,分析问题和解决问题,并可以继续学习到一些新的专业知识,有所创新。旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高，适用于工期要求紧的工程项目。同时，使用旋挖机代替了人工挖孔，更加安全，了人生命安全，促进社会和谐发展，既加块了施工进度，又确保了工程质量。2、学生应完成的任务本文针对旋挖工艺在保宜高速三标余家冲大桥桩基中的应用进行了详细的论述及总结。为保证旋挖工艺施工质量，针对旋挖工艺施工过程中各种影响质量的因素确定了旋挖工艺施工顺序，重点分析了旋挖工艺工程施工顺序和施工过程中的注意事项。同时对旋挖工艺施工过程要加以监控。3、论文各部分内容及时间分配：（共周）第一部分熟练课题，收集、整理课题相关资料(1周)第二部分了解工程概况和施工部署(2周) 第三部分编制旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用设计初稿。（3周）第四部分修改和优化旋挖工艺在余家冲大桥桩基施工中的运用。（2周）第五部分文整并定稿。（2周）评阅或答辩(周)1、参考文献1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）2、《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（96年版）3、《公路勘测规范》（JTJ061-99）4、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）5、《公路工程地质勘测规范》（JTJ064-98）6、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）7、《道路工程制图标准》（GB50162-92）8、《工程建设标准强制性条文》（市政道路工程部分）9、《公路工程质量检验评定标准》10、《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）11、《公路软土地基路基设计和施工技术规范》（JTJ017-96）12、《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）13、《公路环境保护设计规范》（JTJ/T006-98）14、《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T019-98）15、《公路工程施工安全、技术规程》（JTJ076-95）16、《建筑机械使用安全技术规程》(JB3—876)17、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ468—88备注指导教师：年月日审批人：年月日 诚信承诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。　　　　　　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）：刁洋2011年　10　月　25　日 目录摘要……………………I第1章、工程概况……………………1第2章、施工部署……………………22.1施工准备情况……………………22.1.1组织机构人员准备……………………22.1.2机械及施工人员配备准备……………………22.1.3材料准备……………………32.1.4技术准备……………………32.1.5用电设施及钢筋加工场地建设……………………32.1.6桩基弃土堆方、处理……………………3第3章、施工测量……………………4第4章、工程试验……………………5第5章、详细的工作方法和工作程序……………………65.1钻孔桩施工测量控制……………………65.1.1测量人员及组织机构，……………………65.1.2钻孔桩放样……………………65.1.3护筒中心检测……………………65.1.4终孔高程复测和钢筋笼定位……………………65.2护筒制作、埋设及拔除……………………65.3泥浆制备及处理……………………75.4钻孔成孔……………………85.4.1钻进……………………85.4.2护壁……………………85.4.3成孔……………………8 5.4.4清孔……………………95.4.5检孔……………………9五钻进施工时出现卡埋钻的控制措施……………………9六施工注意事项……………………9第6章、钢筋笼的制作、安装6.1钢筋笼制作……………………116.2钢筋笼安装……………………11第7章、混凝土材料及混凝土灌注7.1配制砼所用材料要求……………………127.2水下混凝土灌注7.2.1初灌量混凝土计算……………………127.2.2导管安装……………………137.2.3导管埋深……………………137.2.4水下混凝土灌注……………………137.2.5钻孔灌注桩工艺流程……………………14第8章、钻孔灌注桩事故分析及处理方案8.1坍孔8.1.1原因分析……………………168.1.2预防和处理……………………168.2钻孔漏浆……………………178.2.1原因分析……………………178.2.2防治措施……………………178.3缩孔……………………178.3.1原因分析……………………17 8.3.2防治措施……………………178.4漏浆8.4.1原因分析……………………178.4.2预防和处理措施……………………178.5钢筋笼上浮……………………188.6声测管堵塞……………………188.7断桩8.7.1原因分析……………………188.7.2预防措施……………………188.7.3治理方法……………………19第9章、桩基质量检测……………………20第10章、安全保证措施10.1施工便道……………………2110.2现场施工准备及钢护筒制作、沉放……………………2110.3成孔……………………2110.4钢筋笼沉放……………………2210.5砼浇注……………………2210.6电力设施……………………22第11章．质量保证体系……………………23第12章、环保措施……………………25第13章导管水密性承压试验……………………261、压力计算：……………………262、操作要点……………………263、安全要求……………………26导管的水密承压试验操作示意图……………………27致谢……………………28 参考文献……………………29 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0摘要随着高速公路的迅速发展，钻孔灌注桩运用在公路桥梁基础工程中日益增加，在大中桥梁中的运用显得愈来愈重要，同时也促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术的快速发展。近几年来，旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高，适用于工期要求紧的工程项目。同时，使用旋挖机代替了人工挖孔，更加安全，保证了人生命安全，促进社会和谐发展，既加块了施工进度，又确保了工程质量。本文针对旋挖工艺在保宜高速三标余家冲大桥桩基中的应用进行了详细的论述及总结。关键词：旋挖机、保宜高速、余家冲大桥、桩基 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第1章工程概况湖北省保康至宜昌高速公路是湖北省骨架公路网中老河口至宜昌高速公路的一部分，也是2009-2012年湖北省高速公路行动计划中第五纵的重要组成。本项目与其所在的高速公路网“第五纵”一起成为沟通河南、湖北、湖南的又一条重要的纵向通道。对于湖北省实施“中部崛起”战略，提高区域综合交通运输体系的服务水平，增强襄樊、宜昌、十堰辐射带动作用，加强湖北西部地区与陕西、河南、湖南等周边省份的联系具有十分重要的意义。同时，本项目是湖北省促进西部地区开发，统筹区域协调发展战略，加快建设“鄂西生态文化旅游圈”的重要基础之一。项目建成后，可极大地改善鄂西地区落后的交通状况，为促进湖北省各种类型地区优势互补，带动“一江两山”核心景区发展，发展地方特色经济、培育新的经济增长点提供基础保证。余家冲主线桥起点桩号为K103+883.0，终点桩号为K104+077.5，全桥长194.5米。基础及下部结构采用桩基墩柱式结构，上部全部采用30m装配式预应力混凝土T梁。全桥共有钻孔灌注桩：φ2.0m:12根；φ1.8m:8根；φ1.2m:4根。根据地质资料显示，桩基地层基本上以卵石土、强风化砂岩、中风化砂岩为主。施工计划采用旋挖钻机成孔。桩基与承台、墩身施工结合，形成流水作业的良性循环。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第2章施工部署2.1施工准备情况2.1.1组织机构人员准备见下表1：表1组织机构人员表序号姓名职务1刁洋桥梁施工负责2卢存科桥梁技术负责3缪海桥梁测量负责4陈智勇桥梁质检负责5张昌燕计量负责6徐万银施工员7陈东施工员8梁黎资料员9黎浩波试验员10赵维安全负责2.1.2机械及施工人员配备准备投入本桥施工的操作人员均为多年从事桥梁施工的,具有多条高速公路桥梁施工经验的施工人员，见表2。已进场的机械设备清单详见进场设备报验单，其他机械设备将按施工需要陆续进场。表2施工人员配备表序号工种数量1钻机操作工62电焊工63钢筋工84普工105电工1 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）02.1.3材料准备施工所需的原材料均已按规范要求取样试验。试验结果见建筑材料报验单。2.1.4技术准备（1）各种原材料已经取样送检完成并检测合格。（2）导线点、水准点加密完成，现场施工放样完毕。（3）技术人员已完成图纸审核，各项技术交底工作已经完成。2.1.5用电设施及钢筋加工场地建设由于我项目部钻孔计划采用旋挖钻机进行成孔,桩基钻进时桩机本身无需用电,电源只用于泥浆制备、处理及钢筋的加工和安装，我项目部计划在钢筋场地安置变压器1台，以保施工时的供电，并对钢筋场地进行混凝土硬化。2.1.6桩基弃土堆方、处理由于施工方案的不同，在桩基施工时会有大量的弃土产生，我项目部经研究，计划把弃土进行集中堆放至征地红线边侧，并且对堆放场地进行硬化处理。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第3章施工测量本工程施工测量的主要任务是：施工控制网的建立，施工细部结构以及形体的几何尺寸，倾角、线型等精密定位，测量技术含量高，施工测量精度要求高，因此我项目部将本工程施工测量列为首要工序，重点管理，要求测量部门技术超前，科学管理，精益求精，以高质量、高效率地完成本工程施工测量任务。（1）测量硬件设施配置：本工程中，将投入一台高精度的全站仪（尼康DTM552），一台高精度的DS3精密水准仪。（2）测量人员配备：在本工程中将委派有桥梁施工测量经验的测量工程师1名，测量技术员1名，其他配合人员若干。（3）测量技术管理：在本工程施工中拟建严格的测量校核、复核、审核技术管理制度，除在测量部门内部实行此制度进行自检外，项目部实行项目总工程师、专职质检员、测量技术主管三级参加的技术复核制度，单项技术干部参加并负责单项的测量技术复核工作，项目总工程师负责全桥测量技术的审核工作。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第4章工程试验本项目部工地试验室现由于时间问题尚未建成，各种试验将委托上级检测部门进行检测试验。试验工作主要有以下四个方面的内容：a、进行原材料试验，为工程选定合格优质的原材料；b、提供各种施工配合比，作为施工的依据；c、进行工程半成品、成品的质量检验；d、配合技术、质量部门进行质量检查管理工作。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第5章详细的工作方法和工作程序桩基施工工艺流程：桩位测量放样→场地准备与钻孔平台搭设→护筒制作、埋设→泥浆制备→钻孔→制作钢筋笼→清孔→检孔→插放钢筋笼→灌注水下混凝土→养生→检测合格。5.1钻孔桩施工测量控制5.1.1测量人员及组织机构测量队由刁洋担任负责；组员：李志远，缪海。5.1.2钻孔桩放样采用高精度全站仪直接放样。放样完成后由现场施工技术员布设护桩并用砼固定，画出护桩平面图，并利用护桩控制护筒埋设。5.1.3护筒中心检测①检测内容a、由旋挖桩机自动进行护筒中心对位检测。b、钻孔平台高程、护筒顶高程及原地面高程测量。②检测程序护筒埋好钻机就位后，现场施工技术人员对护筒埋设及钻机就位进行检查，检查合格后通知项目部测量队进行检测，测量队检测合格后报请测量监理工程师检测验收。验收合格后准予开钻，并上报施工放样报验单。5.1.4终孔高程复测和钢筋笼定位终孔必须用水准仪进行高程复测，作好现场记录。钢筋笼定位由现场施工技术人员根据孔中心距护筒边的纵横方向距离来控制定位。5.2护筒制作、埋设及拔除护筒具有固定桩位，引导钻锥方向，隔离地面水，形成静水压力，以保证孔壁不致坍塌等作用。护筒按放样点位埋设后再用全站仪复核，确保其中心轴线与桩位中心偏差不大于5cm，并严格保持护筒的竖直。护筒口顶端高度至少高出施工水位1.5～2m，护筒内径比桩径大20～40cm。当地下水位在地面以下超过1m时，采用挖埋法。先在桩位处挖出比护筒外径大80～100cm的圆坑，然后在坑底整平，再安设护筒。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0在水深小于3m的浅水处埋设护筒时，一般采用振压法施工。护筒采用钢护筒，每节钢护筒的高度一般为1.5～3.0m，护筒连接采用焊接形式，焊缝饱满密实，以确保护筒强度且不漏水护筒经检测合格后，用膨润土与砂性土混合料夯填护筒周围，确保密实不漏水、不下沉。砼灌注完成后,护筒拔除由现场施工员负责指挥，拔除护筒时应严格控制护筒的垂直度，方向竖直，以免因倾斜挤压桩头而导致桩基中心偏位。5.3泥浆制备及处理制备泥浆选择水化快、造浆能力强、粘度大、含砂率低的粘土或膨润土，但尽量就地取材。配置和钻进过程中要有专人按规定抽检频率负责泥浆各项指标测试，24小时值班并做好记录。主要测定泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值、胶体率等。不合要求时应及时更正。对于钻孔过程中泥浆质量的控制，建立工地泥浆试验室是至关重要的，泥浆配制好后，要有专人负责试验工作，并定时检测，特别是从一种地质层进入另一种地质层时，要加强对泥浆指标的监控，当钻孔至粉砂及砂砾等易塌地层时，应加大泥浆比重，粘度及胶体率，以确保护壁厚度，防止塌孔现象发生。不同地质层泥浆的控制指标如表1：表1不同地层泥浆控制指标表地层比重（g/cm3）粘度(s)含砂率（%）失水率（ml/30nim））泥皮厚（mm）PH值胶体率粉砂1.20～1.3022～288＜201.5～2.59～1195亚砂土1.20～1.3022～288＜201.5～2.59～1195亚粘土1.15～1.2518～255＜201.0～2.09～1195粘土1.15～1.2518～255＜201.0～2.09～1195细砂1.10～1.2018～256＜201.0～2.09～1196 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0清孔1.03～1.1217～202＜201.0～2.09～1198对于桩基排出泥浆或泥砂的排放，项目部将进行集中处理,(详见环保措施)5.4钻孔成孔　用于桩基施工的旋挖钻机是北京三一重工180型，其最大扭矩180KN.m，最大旋挖速度6-23rpm，发动机功率192KW，最大桩径2500mm。适用于粘性土、粉质土、砂土等土层施工，该钻机通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土，反复循环而成孔，并具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点。5.4.1钻进旋挖钻机开至拟钻的孔位旁，利用旋挖钻机自身的对中系统对中桩位的中心。钻机停位回转中心距孔位在3.8m～4.4m之间，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，可以减少由钻机自重和提升所产生的交变应力对孔的影响，检查在回转半径内是否有影响回转的障碍。钻机就位后用全站仪、水准仪等进行调整，确保桩孔中心位置、钻机底座的水平度和钻机桅杆导轨的垂直误差小于0.1%，并符合设计及规范要求。5.4.2护壁旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。针对工程的地质情况，加强泥浆技术，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。泥浆制备采用钠基膨润土，其质量标准应符合SY5060-85《钻井液用膨润土》的要求，造浆率应大于16m3/t，泥浆的密度应控制在1.05～1.20，泥浆粘度符合相应规定，PH值在7～10之间。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入2～3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。5.4.3成孔 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0钻孔前检查各部件是否正常方可钻进。钻进过程，旋挖钻机的回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比。每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故，同时应适当控制回转斗的提升速度。施工实践表明，升降速度宜保持在0.57～0.85m/s，若提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。一般情况下实际转速为临界转速的1.2～1.3倍，宜采用中、高转速，低扭距、少进刀的工艺，给进量为每转10mm～30mm,能取得钻进阻力小、成孔效率高的效果。在钻孔过程中，应详细做好钻机钻进记录表，及实际地质情况记录表。5.4.4清孔为了保证清孔质量，采用二次清孔，即在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度，为清孔的进行，作好必要的前期准备，使土层颗粒充分化分散。第一次清孔利用成孔结束后不提钻慢转清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻渣，以泥浆性能参数控制。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后进行，利用导管进行清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。最终沉渣（摩擦桩）达到规范、设计要求≤20cm。在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则重新测量沉渣或清孔。清孔后沉渣厚度要符合设计要求。钻进、终孔、清孔过程要作好详细的钻孔桩成孔质量检查表。5.4.5检孔a.钻进中应用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于桩基钢筋笼直径外加10厘米，长度等于设计孔径的4～6倍，按要求检查钻进中和终孔的孔径。b.采用适当的器具及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度，各项技术指标超过允许偏差时，要认真研究处理。五钻进施工时出现卡埋钻的控制措施　　卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。　　处理卡埋钻的方法如下：　　(1)直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。　　(2)钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。六施工注意事项 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0　　(1)由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。　　(2)钻机施工中检查钻斗，发现侧齿磨怀，钻斗封闭不严时必须及时整修。　　(3)泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。　　(4)因粘土层中钻进过深易造成颈缩现象，在钻机施工时应严格一次钻进深度。　　(5)钢筋笼或探孔器向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。　　(6)根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。(7)旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。　　（8）控制钻斗钻进、提升速度　　(1)旋挖钻机钻机过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故。(2)若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75－0.80m/s。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第6章钢筋笼的制作、安装6.1钢筋笼制作选用具有质量保证书，并通过抽样复检合格的钢筋，由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检，抽检数量按规范要求进行，钢筋笼在预制模中电焊成型，必须做出成型主筋直、误差小、箍筋圆顺，直观效果好；为使钢筋笼主筋有一定的保护层，在钢筋笼上设置混凝土垫块或焊接耳朵型钢筋。6.2钢筋笼安装根据设计钢筋笼底标高与孔口标高，计算好钢筋笼的吊筋或钢筋笼顶标高，钢筋笼顶端高程的允许误差为±20mm，地面标高为±50mm。钢筋笼安装必须垂直吊装，保证钢筋笼保护层四周均匀。在混凝土浇注过程中，当混凝土面上升至钢筋笼底部是应降慢浇注速度，以免钢筋笼随混凝土面上升而产生上浮现象。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第7章混凝土材料及混凝土灌注7.1配制砼所用材料要求采用水泥的初凝时间不宜早于2.5小时，水泥的强度等级不宜低于42.5号。粗骨料宜优先选用卵石，如采用碎石，宜适当增加含沙率，骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。细骨料宜采用级配良好的中砂；.砼的含砂率宜采用40～50％，水灰比宜采用0.5～0.6，有试验依据时，含砂率和水灰比可以酌情加大或减小；.砼的拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著的离析、泌水，灌注时保持有足的流动性，其坍落度宜为18～22cm；每立方米砼的水泥用量，一般不宜小于360Kｇ，当加入适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，水泥可适量减少；.配备适用的砼拌和、运输、灌注设备。7.2水下混凝土灌注7.2.1初灌量混凝土计算根据导管至少需埋入混凝土中1.0m及导管中的混凝土能压住导管外的水头的原则,即可计算初灌混凝土量。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要，钻孔桩所需首批混凝土数量可参考下式进行计算式中：——首批混凝土所需数量（m3）——井孔混凝土面高度达到时，导管内混凝土柱需要的高度（m）,（见附图）——灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度（m）,——井孔内混凝土面以上水或泥浆深度；——井孔内径（m）;——导管内径（m）;——井孔内水或泥浆的容重（kN/m3） 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0——混凝土的容重（kN/m3）——导管初次埋置深度，≥1.0m——导管底端至钻孔底间隙，约为0.4m.（见图1）图1导管埋深计算示意图7.2.2导管安装导管的内径为250mm，每节长度为2.0m-3.0m不等,其中最下端导管长度为6.0m。每节导管采用法轮盘相连接，用“O”型橡胶密封圈密封，严防漏水。导管在初次使用前按监理工程师要求进行水密性等试验，以保证密封性能可靠，在进行水下灌注混凝土时不渗漏。以后每次灌注前更换密封圈。在施工过程中利用吊机配合安装。导管在放入孔时应保持居中，防止导管移位，撞坏钢筋笼并损坏导管。开始浇注混凝土时应先将导管放到孔底，然后向上提25cm-40cm。导管下放完毕，计算导管总长度及导管底部位置，并做好记录。重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超过规范要求，则应用导管进行第二次清孔，直至沉渣厚度满足规范要求，本工程孔底沉渣厚度不得大于15cm。7.2.3导管埋深导管埋深的大小对混凝土灌注质量影响很大，根据水下混凝土流动规律，埋深过小，往往会使管外混凝土面上的浮浆沉渣卷入混凝土内，形成夹层；埋深过大，导管底部的超压力减小，使导管内的混凝土不易流出，容易产生堵管，并给导管的提升带来困难，所以应有合理的埋深，导管埋深宜控制在2m-4m，任何情况都不得小于1.0m或大于6.0m。7.2.4水下混凝土灌注 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0二次清孔完成后，应立即开始灌注水下混凝土。具体操作如下：安装漏斗，在漏斗内放入球胆即可输送混凝土。初存量必须按照要求满足，确认初存量准确无误后即可剪断球胆挡板，灌入首批混凝土。同时观察孔内返浆情况，测定埋管深度，检查导管内是否有水。初灌完毕且无异常情况出现后，既可连续灌注混凝土，中途一般不得停断。灌注过程中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时升及拆卸导管，保持导管的合理埋深。提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层混凝土造成浮浆泥渣的侵入，或带动钢筋笼等。导管提升时应保持垂直且位居中，逐步提升。灌注混凝土接近桩顶部位时，为严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，精确控制最后一次混凝土灌入量。灌注混凝土顶标高宜高出设计桩顶标高0.8m-1.0m，确保凿除后的桩头混凝土强度能达到设计要求。混凝土初凝后，如该桩内有声测管时，应用压水冲洗，并充满清水，严禁混凝土进入检测管，使管道堵死。7.2.5钻孔灌注桩工艺流程钻孔灌注桩施工工艺流程框图如图2： 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0桩基施工方案报工程师批准测量放样搭设钻孔平台或平整场地备砂、石料和水泥桩位精确放样砼拌和砼配合比设计退货取样试验桩位精确放样NY取土试验钻孔、清孔埋置护筒N自检或工程师检验报监理工程师审批报工程师审批NNYY终孔检查：孔深、孔径、沉淀厚度制备钢筋N退货取样试验NY钢筋笼制作Y自检成型尺寸作NY工程师检验N下钢筋笼、导管Y撤出钢筋笼和导管再检查沉淀厚度N试块制作灌注水下砼经工程师同意采取补救措施或报废钻孔桩质量自检工程师审批N进入下一道工序图2施工工序图 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第8章、钻孔灌注桩事故分析及处理方案8.1坍孔8.1.1原因分析a．陆上挖埋式护筒底部和四周未用粘土填实，水中振动埋入护筒的深度不足或护筒底部埋设在砂类等透水层中。b．孔内水位高度不够，不足以平衡水头压力。c．当钻至沙砾等强透水层时，水源补给不足引起孔内水位急剧下降。d．出现较强承压水时，导致孔底翻砂和孔壁坍塌。e．钻孔附近有强振动影响，振塌钻孔。f．泥浆比重偏小或者泥浆指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。g．成孔速度过快，在孔壁面来不及形成泥膜。h．提住钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。i、水头太大使孔壁渗浆或护筒底口形成反穿孔。j、清孔后泥浆比重，粘度等指标降低，用空气反循环清孔时，泥浆吸走后补浆（补水）不及时。k、吊入钢筋笼时挂碰孔壁。l、成孔后未及时浇注混凝土，静置时间过长。8.1.2预防和处理a．陆上埋设护筒时，宜在护筒底填50cm厚粘土，并压密实。在护筒放置后，在四周均衡回填粘土，防止护筒变形或移位。b．孔内水位必须稳定的高出孔外水位1m以上，泥浆泵等钻孔配套设备应有一定的安全系数，并应有备用设备，以应急需。c．施工通道布置离开孔位一定距离，尤其在地表下10m左右深度有淤泥质粘土之类的软弱土层时更需注意。d．在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺深度，宜慢速，在此层钻进时选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。e．如发现坍孔，判明位置，回填粘土（黄土）至坍孔以上1～2m。严重的要全部回填，待沉积物密实再进行钻进。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0f．清孔时指定专人看管补水，保证孔内必要的水头高度。g．吊放钢筋笼时必须垂直放入，防止碰撞孔壁。h．选用品质好的泥浆以增强护壁。8.2钻孔漏浆在成孔过程中或成孔后，孔内不能稳定维持一定水位，泥浆向外渗漏。8.2.1原因分析a、护筒埋置深度不够，泥浆从护筒底向外流失。b、护筒制作粗糙，接头和纵向拼缝处不严密，使泥浆产生渗漏。c、护筒内静水压力过大，发生护筒刃脚处泥浆渗漏。8.2.2防治措施a、成孔过程中护筒内保持适当的静水压力（80～120cm）。b、在安置护筒前严格验收制作质量，并在纵、横接缝处设置止水垫片。c、加稠泥浆，放慢钻进速度，钻至护筒刃脚处回填粘土，反复冲击，增强护壁效果。d、护筒一般应埋置在粘土层内不小于1m。8.3缩孔成孔过程中或成孔后局部或全部孔径小于设计要求的现象，称为缩孔。8.3.1原因分析a、软土层受地下水位影响和周边车辆振动。b、塑性土膨胀，造成缩孔。8.3.2防治措施a、采用钻头反复扫孔以扩大孔径，保证其设计孔径。8.4漏浆8.4.1原因分析a．在透水性强和地下水流动的地层中稀泥浆会向孔外流失。b．护筒底口落在松散土和卵石层上在刃脚与土层接缝处也会漏浆。c．孔内水头过高，使孔壁向外渗浆。8.4.2预防和处理措施 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0a．选用粘度好，胶体率高的稠泥浆，慢速转动。b．投抛粘土或陶气土，慢速转动，增强护壁。c．泥浆加放纯碱增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率稳定性，降低失水量，但不宜偏多，否则会起反作用。加放纯碱使PH值不得大于10。8.5钢筋笼上浮①钢筋笼的顶部用吊筋将其与护筒或平台连接牢固，使其承受部分顶托力。②当导管底口低于钢筋笼底部上下1m之间时，放慢砼灌注速度。8.6声测管堵塞桩基施工中，由于各种原因，极其容易产生堵塞、变形、折断等现象，使桩基声测试验无法进行，造成很大的经济及工期损失，为防止此类现象，采取以下措施：①．声测管在采用电焊安装固定时，应注意电焊强度，保证管壁不受破坏。②．在钢筋笼安装时，应注意保护声测管，使之不被扭曲变形，两段声测管间采用套筒连接，连接应密封牢固，防止安放时管节变形及在混凝土浇注时渗入造成堵管。③．混凝土浇注前安放导管时，要放在桩孔中心位置，注意小心不要碰到管节，防止碰触变形、破损。混凝土浇注时插拔导管时，更应小心，发生导管被钢筋笼卡住的情况时，不能硬拉，防止在拉扯过程中声测管断裂。8.7断桩8.7.1原因分析a、混凝土塌落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性极差，导致导管堵塞，疏通堵管再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。b、计算导管埋深深度时出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，再浇注混凝土时，中间就会形成夹泥层。c、钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆混入混凝土中。d、导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中。e、混凝土供应中断，不能连续浇筑，中间时间过长，造成堵管事故。8.7.2预防措施 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0a、混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配制，并经常测试塌落度，防止导管堵塞。b、严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管脱离混凝土面。c、钢筋笼主筋接头要焊平，以免提升导管时，法兰挂住钢筋笼。d、浇注混凝土应使用经过检漏和耐压试验的导管。e、浇筑混凝土前应保证混凝土搅拌机能正常运转，必要时应有一台备用搅拌机做应急之用。8.7.3治理方法a、断桩后如果能够提出钢筋笼，可迅速将其提出孔外，然后用钻机重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。b、如果因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定）将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。c、若断桩位置处于距地表5m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。d、若断桩位置处于地表5m以下、10m以内时，或虽距地表5m以内但地质条件不良时，可将比桩径略大的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0.5m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第9章、桩基质量检测本标段所有使用声测管超声波检测手段进行桩基强度、完整性等项目的检测工作。具体质量要求如下表1：表1钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1△混凝土强度(MPa)在合格标准内按附录D检查32△桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查2排架桩允许50极值1003△孔深(m)不小于设计测绳量：每桩测量34△孔径（mm）不小于设计探孔器：每桩测量35钻孔倾斜度(mm)1%桩长，且不大于500用测壁（斜）仪或钻杆垂线法：每桩检查16△沉淀厚度(mm)摩擦桩设计规定，设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤：每桩检查2支承桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算1 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第10章安全保证措施10.1施工便道a）在施工前，按已上报的新的便道方案进行便道填筑完成；b）我部将在封道施工前，积极主动与业主、监理工程师等有关部门联系、协商，充分征求他们对安全管理的要求、意见，完美防护标志标牌各隔离防护措施。c）设置醒目的施工告示牌及有关交通标志，使每位驾驶员明白，以得到广大驾驶员的理解和配合，进入施工区域，注意控制车速，注意了望，小心驾驶，安全通行。d）对参建职工进行安全培训，增强交通安全意识，在施工过程中，不仅要注意交通安全，同时也要给过往车辆安全通行创造条件，以确保整个工程的顺利完工。e）加强安全员巡逻，施工期间派专门安全员在施工区间内巡逻，查看指示是否有效，标牌是否缺失等，发现车辆抛锚在施工区域及时报警等工作，加强与监控中心联系，值班现场配备报警专用电话，以便使值班人员对现场发生的情况及时向上级和交警指挥中心汇报，以便及时处理。f）制定安全事故应急预案，一旦发生安全生产事故以及出现事故苗子，必须按“四不放过”原则进行上报调查处理，并启动紧急预案，组织应急救援队伍，其成员由项目安全生产领导小组组成，配备专门的车辆落实应急救援的各项准备工作。10.2现场施工准备及钢护筒制作、沉放a）制作时电、气焊等特种作业人员必须持证上岗；按规定穿戴个人防护用品；并认真执行电、气焊工各自的安全操作规程。b）当护筒已经埋设完毕而未及时钻进时，护筒顶部须设置盖板，防止人员或工具落入孔内；保障施工安全。c）几台焊机并行作业时，焊机和闸刀要编号，氧气、乙炔的摆放必须大于5米的安全距离，施工现场用电严格执行《JCT46-88施工现场临时用电安全技术规范》。10.3成孔a）钻机工作前应检查传动装置、制动装置、卷扬机电器设备，钢丝绳及连接部件，是否都良好可靠，并经常检查螺丝的松动情况。b）钻机工作时除操作人员外，其它闲杂人员不得进入工作场地。c）操作人员爬钻架时，应采取防护措施，防止失手坠 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0落。在钻架上工作时应注意不要将卡环和其它连接件脱落，以免伤人。4）在成孔过程中如遇到故障和事故时，应根据事故的类型采取切实可行的处理办法，在处理事故过程中严防操作人员落入孔中，夜间施工要有足够的照明。5）对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔除的，应加设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。10.4钢筋笼沉放1）钢筋笼起吊沉放时应有缆风绳定位，不得任其随意摆动，以免伤人。2）钢筋笼现场拼装时，孔口应采取防护措施，以免操作人员坠入孔中。3）起吊钢筋笼时要检查吊具及钢丝绳的情况，发现问题及时处理。10.5砼浇注1）浇注砼前应对所有浇注砼设备进行一次检查，特别是导管的拼装连接，升降机械设备、隔水栓阀、漏斗滑槽等。2）提升导管时发现导管埋深过大，或被钢筋笼卡住拔不动时，不得硬行上拔，要找出原因，采取相应措施。10.6电力设施1）电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水、不漏电；对经常处于水、泥浆浸泡处应架空搭设。挪移钻机时，不得挤压电缆线及风水管路。2）潜水钻机钻孔时，一般在完成一根钻孔桩时要检查一次电机的封闭状况。钻进速度应根据地质变化加以控制，以保证安全运转。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第11章．质量保证体系1、建立“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量质检体系。项目部组织严密完善的职能管理机构，依据分工负责，相互协调的管理原则，层层落实职能、责任、风险和利益，保证在整个工程施工生产的过程中，质量保证体系的正常运作和发挥保障作用。2、配备充足的质检人员按招标文件规定配备充足的质检人员，负责沙河互通立交主线高架桥的的质检工作。3、建立良好的技术制度和质量控制机制①首先建立以项目总工程师为主的技术系统质量保证体系，层层落实三级技术交底制度。②严格实行以项目试验室为主的质量检测系统，做到每道工序均有专门试验检测人员监督，确保工程质量。4、落实质量责任制①项目经理部制订各部门、岗位质量责任制，明确规定各部门以及每个员工在质量管理中必须完成的任务、承担的责任和赋予的权限，把质量管理的每项工作，具体地落实到每个部门、每个人员身上。同时把质量做为评比业绩时一项重要的考核指标。②明确管理责任，强化质量管理职能，完善激励机制，充分发挥项目经理部管理人员的主观能动性。5、建立完整的质量检查制度①在施工中建立项目质量自检制度，严格实行“三检”制度。②坚持施工员、质检员、试验员的旁站监督是质量保证体系得到具体落实的真正保证。而且在施工时，有利于及时发现问题，改进施工工艺，不断提高自身的施工作业水平，积累更为丰富的施工经验。③项目经理部每月组织大检查一次，并不定期随时抽检，发现问题，应采用有利措施，及时整改；同时建立整改反馈制度，由质检员、施工员对整改情况进行确认，隐蔽工程必须留声像资料。6、建立一个完善的试验室、严格试验监控①项目经理部建立项目试验室，各工区设工区试验室， 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0项目试验室配备能满足本工程各项试验需要的试验仪器设备；工区试验室配备常规检测仪器设备。各个试验室分项目配备足量的试验人员，各自负责、互相协作、统一管理。②建立健全项目试验室各项规章制度，所有实验仪器进场后都先进行校验，并取得当地质检部门核发的临时试验资质方能投入使用，并按周期进行校定，严格执行试验规范和操作规程。7、加强职工质量教育及技术培训①项目经理部将围绕“优良工程”这一目标，牢固树立职工的质量意识，牢牢把握质量意识的教育，树立“工程以优、工期以快、服务以诚、经营以信”的企业形象。②加强对各级施工管理人员、技术人员和作业人员的培训学习工作，认真学习贯彻招标文件、技术规范、操作工艺、质量标准和监理规程，使之在施工过程中更好地落实规范标准，履行职责，提高质量管理水平，把好质量关。8、建立质量奖罚制度、严肃对待质量事故发生质量事故，按照“三不放过”原则，严肃认真处理质量事故。对造成质量事故的有关责任人按公司有关奖罚办法规定处罚，决不姑息迁就。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第12章环保措施1、制定文明施工和环保措施计划，精心组织，合理计划，对施工场地进行全封闭施工,即保持施工场地干净、清爽、整洁,又能使施工对成为的影响降到最底点。2、规范现场机械的停放、材料等的堆放，积极搞好各种废旧材料的回收，严禁乱扔乱放。3、控制现场各种粉尘、废气及噪音污染。4、加强职工环保意识，自觉维护环境卫生。5、保证各种沟渠畅通，注意生活垃圾及各种废品的收集和处理，保证不污染环境。6、沉淀池、泥浆池统一规划布置，制定具体可行的措施，从施工安排上全力做到不多占用土地、减少植被破坏，不污染河流、道路。按照”安全、环保、合理、适用”的原则，避免使泥浆对周围植被和环境产生不利的影响，我项目计划在主线两侧设置4-5个混凝土浇筑泥浆池，容量在250-350m3左右（见附件示意图）。7、对施工机械及船只进行严格检查，防止油料泄漏，严禁将废油、施工垃圾等随意抛入水体。8、灌注桩施工时，溢出的泥浆应引流至泥浆池，及时用泥浆车将泥浆外运处理。9、桥梁墩台修筑完毕，及时清除临时工程的堆积物，并将施工中产生的废浆、弃土和废弃物及时运至指定场所，恢复河道畅通。10、混凝土搅拌、运输、振捣、摊铺等作业中应采取相应防粉尘、防噪声（振动）措施，如混凝土采用密封橄榄车运输等。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0第13章导管水密性承压试验1、压力计算：P=1.1×（rc·he－rwhw）rc—砼容重he--砼柱最大高度rw--孔内泥浆容重，hw--孔内泥浆有效深度rc取24.0KN/m3,rW取12.0KN/m3hc按孔深70m计，取（设计更改后可能的深度）hw取hc则p=1.1×（24.0－12.0）×70=924（Kpa）2、操作要点先将导管接长，密封两端。在每端密封处各焊接一根管，一根作为进水管，一根作为进气管，即空气灌入口。注：密封管可利用底节导管和漏斗口下面的标准节作为密封管，在进水管节安装一个开关。将接长密封的导管，通过进入管灌入70%左右的水关闭开关，通过时气口灌入空气，待导管内气压达到0.9Mpa后且稳压15mim每隔3—4分钟转动导管半圈，观察导管有无漏水情况，如有漏水则将该处作记号，操作示意图见附图。稳压15min后打开进水管处开关放气减压泄水。在操作中要求导管外表面干燥，以便于观察。3、安全要求因为本试验压力达到0.9Mpa，所以在加压过程中要缓慢均匀，观察导管各处的受力情况，以防导管爆裂伤人。两端密封处焊接的钢板的厚度不小于导管壁，且焊缝高度不小于钢板厚度，焊接的时水、进气管的耐压性不得小于0.9Mpa，且与密封钢板焊接处也同样要满足要求。做本试验时，无关人员不得在导管周围。 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0致谢时光飞逝，三年的大学生活转眼就结束了，此时此刻，谨向在我求学及论文完成期间给予我莫大关心，支持各帮助的师长，同学，朋友和亲人们致以深切的谢意。本次设计从任务分析、开题报告、查找资料到设计绘图的整个过程得到了老师的引导和教导，才能顺利按时完成毕业设计论文。在此衷心的感谢！由于本人水平有限，实际设计过程中难免疏漏错误之处，恳请老师批评指正，再次表示衷心的感谢 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0参考文献1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）2、《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（96年版）3、《公路勘测规范》（JTJ061-99）4、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）5、《公路工程地质勘测规范》（JTJ064-98）6、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）7、《道路工程制图标准》（GB50162-92）8、《工程建设标准强制性条文》（市政道路工程部分）9、《公路工程质量检验评定标准》10、《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）11、《公路软土地基路基设计和施工技术规范》（JTJ017-96）12、《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）13、《公路环境保护设计规范》（JTJ/T006-98）14、《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T019-98）15、《公路工程施工安全、技术规程》（JTJ076-95）16、《建筑机械使用安全技术规程》(JB3—876)17、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ468—88 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0 西南交通大学网络教育毕业设计（论文）0'