超大直徑、超深38m鉆孔樁混凝土施工技術(shù)方案_第1頁
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文檔簡介

1、精品 料推薦目錄1編制依據(jù) .22工程概述 .23工程重難點(diǎn) .24施工準(zhǔn)備 .24.1人員投入 . .24.2主要機(jī)械設(shè)備計(jì)劃 . .34.3用電供應(yīng) . .44.4施工材料供應(yīng) . .45混凝土灌注主要施工方法及工藝 .45.1施工方案綜述 . .45.2混凝土配合比設(shè)計(jì) . .45.3施工混凝土拌制 . .95.4冬期施工混凝土的攪拌措施 . .115.5灌注料斗設(shè)計(jì)及制作 . .115.6混凝土灌注導(dǎo)管制作與下放 . .195.7混凝土澆灌時(shí)間及混凝土運(yùn)輸車配備 .255.8混凝土灌注 . .266灌注過程中堵管預(yù)防措施 .317、混凝土灌注的組織協(xié)調(diào)及職責(zé) .318質(zhì)量保證措施 .3

2、29安全保證措施 .331精品 料推薦1 編制依據(jù)1.1.1 嘉紹大橋 3.8m 大直徑鉆孔樁工藝試樁技術(shù)要求1.1.2 嘉紹大橋地質(zhì)勘查報(bào)告1.1.3 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D63-2007)1.1.4 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)1.1.5橋涵(公路施工手冊(cè))1.1.6 其它現(xiàn)行的國家和行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。2 工程概述嘉紹跨江大橋 3.8m 大直徑鉆孔灌注樁試樁樁長 116m,為大直徑超長樁。試樁為非工程樁,采用雙荷載箱自平衡法進(jìn)行試樁承載力測(cè)試。試樁鋼護(hù)筒內(nèi)徑為 4.2m,鋼護(hù)筒長 52m,其中底部 15m護(hù)筒壁厚為 30mm,其余部分壁厚為 25mm,

3、總重約 145t 。鋼筋籠全長 116m,重約 72t 。試樁采用 KTY4000型鉆機(jī)按氣舉反循環(huán)原理進(jìn)行鉆孔。混凝土采用 C30 水下3混凝土,所需混凝土灌注方量約為1568m。3 工程重難點(diǎn)(1)混凝土配合比設(shè)計(jì)中初凝時(shí)間的控制是混凝土施工的難點(diǎn)。(2)單樁混凝土灌注方量較大,如何在合理的灌注時(shí)間內(nèi)進(jìn)行混凝土供應(yīng)和組織也是混凝土施工的重點(diǎn)。(3)混凝土灌注過程控制直接關(guān)系成樁質(zhì)量,是混凝土施工的關(guān)鍵點(diǎn)。4 施工準(zhǔn)備4.1 人員投入本工程投入的主要作業(yè)人員見表 4.1.1主要工種人員計(jì)劃表 。2精品 料推薦表 4.1.1主要工種人員計(jì)劃表序號(hào)工種單位數(shù)量1安全員人22測(cè)量工人23試驗(yàn)工人2

4、4質(zhì)檢員人25混凝土工人166電焊工人57電工人28起重工人89駕駛?cè)藛T人5010機(jī)修工人211合計(jì)人914.2 主要機(jī)械設(shè)備計(jì)劃表 4.2.1主要機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃表序號(hào)機(jī)械名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1商品混凝土拌合站1203 臺(tái)租用2汽車起重機(jī)徐工 2001 臺(tái)3汽車起重機(jī)徐工 251 臺(tái)3混凝土汽車輸送泵HDT5281THB 2 臺(tái)4混凝土運(yùn)輸車322臺(tái)三菱 8m5運(yùn)輸汽車50t1 臺(tái)6柴油發(fā)電機(jī)組250KW1 臺(tái)7全站儀Topcon6021 臺(tái)8水準(zhǔn)儀蘇光 J21 臺(tái)3精品 料推薦4.3 用電供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工采用自備發(fā)電機(jī)供電,配備250kw發(fā)電機(jī)一臺(tái)。4.4 施工材料供應(yīng)3.8m 直徑鉆孔樁試樁

5、實(shí)際灌注混凝土用量約31568m , 必須保證不間斷的連續(xù)進(jìn)行,同時(shí)混凝土的質(zhì)量要求高,混凝土采用租賃商品混凝土廠的場(chǎng)地設(shè)備,我方試驗(yàn)、物資人員進(jìn)行管理生產(chǎn)供應(yīng),混凝土所需的原材料包括砂、碎石和外加劑等均由經(jīng)理部統(tǒng)一采購。本試樁選用兩家商品混凝土廠, 其中商品混凝土主供應(yīng)廠有2 臺(tái) 120拌合機(jī),距施工現(xiàn)場(chǎng) 25km,另外一家有 1 臺(tái) 120 拌合機(jī) ,距施工現(xiàn)場(chǎng) 10km,作為備用。5 混凝土灌注主要施工方法及工藝5.1 施工方案綜述租用兩家商品混凝土拌合站進(jìn)行混凝土生產(chǎn)、供應(yīng),其中一家有 2臺(tái) 120 拌合機(jī)的混凝土生產(chǎn)商作為主供應(yīng)廠,另一家1 臺(tái) 120 拌和機(jī)作3為備用。混凝土由25

6、 輛 8m混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。混凝土的配合比設(shè)計(jì)試配由我經(jīng)理部提供,原材料亦由我經(jīng)理部統(tǒng)一采購?;炷凉嘧⒉捎脝胃睆綖?410mm的絲扣導(dǎo)管進(jìn)行。首灌的330m儲(chǔ)料斗利用兩臺(tái)混凝土泵車供灰;首灌完成后,將混凝土泵車移開,直接采用3 臺(tái)混凝土罐車借助溜槽進(jìn)行灌注。5.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)由于本工程單根鉆孔樁混凝土方量為31568 m, 從施工工藝以及結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況, 在混凝土設(shè)計(jì)上不僅對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間有主要要求 , 還在混凝土和易性方面需要進(jìn)行控制。本次試樁混凝土配合比設(shè)計(jì)局檢測(cè)中心現(xiàn)場(chǎng)幫助 , 以參照杭州灣大橋、舟山連島工程混凝土配合比為基礎(chǔ),從原材料的選購至主要原材料進(jìn)場(chǎng) , 從

7、初步的配合比設(shè)計(jì)至最終的4精品 料推薦配合比優(yōu)化選定 , 都予以高度的關(guān)注。5.2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)原則在配合比設(shè)計(jì)中以四性(耐久性、力學(xué)性、工作性、經(jīng)濟(jì)性)為目標(biāo),遵循四大法則(水灰比法則、混凝土密實(shí)體積法則、最小單位用水量或最小膠凝材料用量法則和最小水泥用量法則),選擇最佳三比參數(shù)(水膠比、漿集比、砂石比) ,采用膠材雙摻(粉煤灰、礦粉)技術(shù),根據(jù)工程實(shí)際和工程設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。5.2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)流程混凝土配合比設(shè)計(jì)流程見下圖。原材料性能初配與 整 坍落度配制 度確定水膠比耐久性要求需水量方程膠材用量用 水量含 氣量集料 體 膠材密度集料密度集料用量砂率確定初步配合比

8、 性考量試拌堿 量 算工作性力學(xué)性能耐久性理 配合比 拌體 施工配合比集料含水量圖 5.2.2.1混凝土配合比設(shè)計(jì)流程示意圖5.2.3 原材料選擇水泥:采用普通硅酸鹽42.5 水泥,在保證混凝土性能不受影響的前提下,并結(jié)合攪拌站實(shí)際材料的供用情況,最后優(yōu)化選用供應(yīng)攪拌站現(xiàn)用廠家的浙江金首水泥。其材料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果符合GB175-2007 中 P.O5精品 料推薦42.5水泥的技術(shù)要求。粉煤灰:寧波江北金平級(jí)粉煤灰。為了使聚羧酸外加劑更有效的體現(xiàn)其性能,在混凝土中以外摻料代替水泥用量,不僅提高混凝土的強(qiáng)度,而且更明顯的改善混凝土和易性。該粉煤灰性能試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果符合GB/T1596-2005 中級(jí)粉

9、煤灰的技術(shù)要求。礦粉:浙江桐鄉(xiāng)江江南礦粉S95 級(jí)。在降低水泥用量,減少水泥產(chǎn)生水化熱的基礎(chǔ)上,混凝土對(duì)外摻料的摻和考慮選取了粉煤灰與礦粉雙摻的技術(shù),經(jīng)試拌摻入礦粉的混凝土性能不僅良好,并且在材料成本上有所降低,在性能上有很大提高。所使用礦粉的各項(xiàng)性能經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)均符合 GB/T18046-2008 中 S95 級(jí)粒化高爐礦渣粉的技術(shù)要求。砂 : 福建閩江中砂。因江浙地區(qū)天然砂產(chǎn)量極少,機(jī)制砂質(zhì)量無法滿足鉆孔灌注樁混凝土性能的要求,故優(yōu)化選用福建閩江江砂,其砂子顆粒級(jí)配較好,含泥量及泥塊均很小,使用于鉆孔灌注樁中體現(xiàn)混凝土流動(dòng)性能良好,對(duì)混凝土澆筑翻漿起到很好作用。其閩江中粗砂試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果符合

10、JTJ041-2000 中規(guī)定的區(qū)中砂的技術(shù)要求。碎石 : 筠溪石廠生產(chǎn)的 5-25mm連續(xù)級(jí)配碎石。因灌注樁直徑較大,考慮集料粒徑影響混凝土流動(dòng)性已及施工中混凝土翻漿等因素,故選用粗集料粒經(jīng)不大于 25mm碎石 , 該碎石質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好,針片狀含量極少,不僅能提高混凝土流動(dòng)性,還能足以保證混凝土強(qiáng)度。其碎石各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果符合 JTJ041-2000 中規(guī)定的 5-25mm連續(xù)級(jí)配碎石的技術(shù)要求。外加劑 : 上海麥斯特聚羧酸系列緩凝高效減水劑。 因?qū)炷脸跄龝r(shí)間要求比較嚴(yán)格, 在不影響混凝土強(qiáng)度前提下, 故選用了減水率大于 20%的,坍落度 1 小時(shí)損失小于2cm的聚羧酸系列緩凝高效減

11、水劑。摻入混凝土中的該外加劑試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果符合JG/T223-2007 中 HN系列聚羧酸高性能減水劑的技術(shù)要求。6精品 料推薦混凝土拌合用水:生活飲用水。經(jīng)檢測(cè)其拌和用水各指標(biāo)性能均符合 JGJ63-2006 混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)的要求。5.2.4 配合比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)控制參數(shù):設(shè)計(jì)坍落度 20020 ,設(shè)計(jì)初凝時(shí)間 22h, 具有良好的和易性和流動(dòng)性,滿足 1568 m3 混凝土的灌注翻漿。(1)配制強(qiáng)度確定fcu0=fcuk+1.645 =30+1.645*5.0=38.2MPa(2)基準(zhǔn)水膠比計(jì)算W/C=(a*fce)/( fcu0+ a* b* fce) =(0.46*42.5)/(38.2+0.

12、46*0.07*42.5) =0.49(3)基準(zhǔn)用水量及水泥用量確定3根據(jù) JGJ55-2000,用水量取 mw0=205kg/ m,3則水泥用量 mc0= mw0/(W/C)=418kg/m(4)骨料用量確定假設(shè)混凝土砂率40% , 混凝土表觀密度2400按重量法公式計(jì)算:mc0+ms0+mg0+mw0+mf0=2400ms0/(ms0+mg0)=0.40求得:砂 ms0 =710.8 kg/ m碎石 mg0=1066.2 kg/ m335.2.5 配合比試配在配合比試配過程中,本著依據(jù)基準(zhǔn)配合比,調(diào)整水膠比,調(diào)整混凝土含砂率等原則,分別進(jìn)行了近30 余種配合試驗(yàn)。經(jīng)篩選,現(xiàn)列舉拌和性能相對(duì)

13、較好的幾組測(cè)試數(shù)據(jù)如下:A組 根據(jù)基準(zhǔn)配合比及杭州灣、 舟山配合比,按照調(diào)整水膠比至0.34砂率 39%7精品 料推薦試配配合比:水泥:粉煤灰:礦粉:砂:碎石:水:外加劑=194:175:116:692:1083:165:4.85試配測(cè)試結(jié)果 : 出機(jī)坍落度 / 擴(kuò)展度: 22/52 (cm);1 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 18/48(cm);2 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 16/42 (cm);粘聚性良好;保水性良好;初凝時(shí)間 16h10min;終凝時(shí)間 21h22min ;7 天強(qiáng)度 33.0 MPa; 28 天強(qiáng)度 52.6MPaB 組根據(jù)基準(zhǔn)配合比及杭州灣、 舟山配合比,按照水膠比 0.36

14、砂率 40%試配配合比:水泥:粉煤灰:礦粉:砂:碎石:水:外加劑=194:142:94:724:1087:155:4.30試配測(cè)試結(jié)果 : 出機(jī)坍落度 / 擴(kuò)展度: 21.5/52 (cm);1 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 20/48(cm);2 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 18/42 (cm);粘聚性良好;保水性良好;初凝時(shí)間 23h10min;終凝時(shí)間 29h22min ;7 天強(qiáng)度 32.6 MPa; 28 天強(qiáng)度 46.3MPa;C組根據(jù)基準(zhǔn)配合比及杭州灣、 舟山配合比,按照水膠比 0.38砂率 40%試配配合比:水泥:粉煤灰:礦粉:砂:碎石:水:外加劑=183:134:90:733:1100

15、:155:4.08試配測(cè)試結(jié)果 : 出機(jī)坍落度 / 擴(kuò)展度: 22 /50 (cm);1 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 19.5/46 (cm);2 小時(shí)坍落度 / 擴(kuò)展度 18.5/40 (cm);粘聚性較差;保水性良好;初凝時(shí)間 19h20min;終凝時(shí)間 21h30min ;7 天強(qiáng)度 43.5 MPa;28 天強(qiáng)度 57.3MPa;5.2.6配合比選定經(jīng)多組配合比多次試配、調(diào)整,根據(jù)本工程各項(xiàng)需求,在篩除因配合比坍落度損失大,混凝土流動(dòng)性較差,混凝土初凝時(shí)間不能滿足本工程需求,材料經(jīng)濟(jì)性成本過相對(duì)過大等因素,最終選定混凝土配合比為8精品 料推薦所列出的 B 組,該配合比及相關(guān)參數(shù)如下:水泥:

16、粉煤灰:礦粉:砂:碎石:水:外加劑=194:142:94:724:1087:155:4.30=1:0.73 :0.48 :3.73 :5.60 :0.80 :0.022坍落度 / 擴(kuò)展度 (cm)粘保28 天表觀密度7 天0h1h2h聚水初凝時(shí)間終凝時(shí)間強(qiáng)度(kg/m3)強(qiáng)度性性MPa21.5/5220/4818/42良良23h10min29h22min32.6 46.32400好好5.3 施工混凝土拌制混凝土拌制采用中聯(lián)120 型強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,攪拌計(jì)量采用全自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng),各稱量器具必須經(jīng)過計(jì)量部門審核校正并頒發(fā)計(jì)量合格證書方可使用。所有混凝土原材料,除水可按體積稱量外,其余均按照質(zhì)量稱

17、量,混凝土配合料必須嚴(yán)格計(jì)量才可拌制。計(jì)量最大允許誤差( 按重量計(jì) ) 水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑、水控制在施工配合比稱重量的1%;碎石、砂控制在2%?;炷镣饧觿┍仨氃跀嚢杈鶆蚝蠓娇杉尤霐嚢?,攪拌時(shí)間自配合料加完起應(yīng)不少于90 秒。稱重投料順序?yàn)樯八槭?、粉煤灰、礦粉水外加劑施工過程中持續(xù)監(jiān)測(cè)集料含水率的變化,并依據(jù)測(cè)試結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工配合比和每盤拌合材料用量?;炷翑嚢韫に嚵鞒桃妶D5.3.1 。碎石粉煤灰、礦粉化學(xué)外加劑出料強(qiáng)制式攪拌機(jī)10s20s90 s砂水泥水W圖 5.3.1 混凝土攪拌工藝流程圖9精品 料推薦5.3.1 混凝土拌制要求攪拌時(shí)按上述投料順序投料。同時(shí),嚴(yán)格控制混凝土在

18、攪拌機(jī)內(nèi)的連續(xù)攪拌時(shí)間,嚴(yán)禁在拌合物出機(jī)后加水?;炷涟韬凸ぷ鳎瑢⒏鞣N組合材料攪拌成分布均勻、顏色一致的混合物。攪拌筒拌和的第一盤混凝土粗集料數(shù)量只能用到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的 2/3 。在下盤材料裝入前,攪拌筒內(nèi)的拌和料全部卸清。拌和出機(jī)的第一盤混凝土不得應(yīng)用于本工程當(dāng)中。攪拌設(shè)備停用超過 30min 時(shí),將攪拌筒徹底清洗才能重新拌和混凝土。注意監(jiān)視與檢測(cè)開拌初始的前二、三盤混凝土拌和物的和易性,如不符合要求時(shí),及時(shí)分析處理,直至符合要求后方可持續(xù)生產(chǎn)。對(duì)新拌混凝土應(yīng)作坍落度、擴(kuò)展度、壓力泌水率和自由下落排空時(shí)間試驗(yàn)和粘聚性保水性檢查,在攪拌地點(diǎn)和澆筑地點(diǎn)均需測(cè)試,每班不少于 2 次,并做好記錄?;炷?/p>

19、澆筑溫度控制在28之內(nèi)。在攪拌地點(diǎn)和澆筑地點(diǎn)均需測(cè)試混凝土拌和物溫度,每班不少于2 次,并做好記錄。5.3.2 攪拌站試拌待所有原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后,對(duì)混凝土配合比進(jìn)行模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的試拌,試拌嚴(yán)格按照混凝土拌制規(guī)程進(jìn)行,試拌混凝土方量不小于混3凝土運(yùn)輸車載入量,本工地實(shí)際試拌方量為8m。試拌前對(duì)混凝土所用各項(xiàng)原材料的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)不合格原材料一律清退,堅(jiān)決杜絕不合格批次產(chǎn)品使用于配合料當(dāng)中。對(duì)與配合比試配時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)偏移較大但符合規(guī)范要求的原材料進(jìn)行記錄,以備試拌結(jié)果與試配數(shù)據(jù)的比對(duì)分析。試拌過程中認(rèn)真觀察并記錄每盤混凝土的坍落度、擴(kuò)展度、混凝土粘聚性、保水性等結(jié)果的測(cè)試,待混凝土攪拌車

20、攪拌運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)再次取樣對(duì)整車混凝土進(jìn)行測(cè)試,最終將兩次測(cè)的數(shù)據(jù)與配合比試配時(shí)10精品 料推薦的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì), 對(duì)有和理論配合比測(cè)試結(jié)果相差太大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并立即要對(duì)拌制所用的各種原材料進(jìn)行取留樣,組織試驗(yàn)人員對(duì)理論配合比進(jìn)行復(fù)試并分析。直至試拌測(cè)試結(jié)果符合理論配合比和工程要求,或考慮重新選配新的配合比。5.4 冬期施工混凝土的攪拌措施(1) 室外日平均氣溫連續(xù) 5 天穩(wěn)定低于 5時(shí),混凝土拌制應(yīng)采取冬施措施,并應(yīng)及時(shí)采取氣溫突然下降的防凍措施。(2) 混凝土所用骨料必須清潔,不得含有冰、雪等凍結(jié)物及易凍裂的礦物質(zhì)。(3) 冬期制混凝土應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法。水泥不得直接加熱,使用前暖

21、棚內(nèi)存放。水加熱到 70,水泥不應(yīng)與水直接接觸。投料順序?yàn)橄韧度牍橇虾鸵鸭訜岬乃?,然后再投入水泥?4) 冬期混凝土拌制的質(zhì)量檢查:檢查外加劑的摻量。保證混凝土外加劑稱量時(shí)的摻入量與混凝土施工配料單一致,允許稱量誤差控制在 1%。外加劑在存儲(chǔ)過程中會(huì)產(chǎn)生微量的沉淀,從而難以保證整個(gè)外加劑的性能一致,因此在使用前應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的外加劑進(jìn)行攪拌,待攪拌均勻后方可稱量加入攪拌機(jī)內(nèi)拌制混凝土。測(cè)量水和外加劑溶液的加熱溫度和加入攪拌機(jī)的溫度。要求水溫加熱至 70 度,外加劑加入至 30 度方可加入攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土攪拌。測(cè)量混凝土自攪拌機(jī)中卸出時(shí)的溫度和澆筑時(shí)的溫度。要求混凝土溫度控制在 5-30 度之間

22、?;炷猎噳K的留置應(yīng)增設(shè)不少于兩組與結(jié)構(gòu)條件養(yǎng)護(hù)的試件,分別用于檢驗(yàn)受凍前的混凝土強(qiáng)度和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護(hù) 28d 的混凝土強(qiáng)度。5.5 灌注料斗設(shè)計(jì)及制作5.5.1 首灌混凝土數(shù)量的計(jì)算11精品 料推薦首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋深(1.0m)和填充導(dǎo)管底部的需要,見 圖 5.1,所需混凝土數(shù)量計(jì)算按下式:D 2d 2V( H 1 H 2 )h144式中: V灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3 );D 樁孔直徑( m);H 1 樁孔至導(dǎo)管底端間距,一般為0.4m;H 2 導(dǎo)管初次埋置深度(m);d 導(dǎo)管內(nèi)徑( m);h1 樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H 2 時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力

23、所需的高度(m),即 h1H W W;cH w 灌注首批混凝土面到樁孔內(nèi)泥漿面的距離;w 泥漿容重;c 混凝土容重。圖 5.5.1 首批混凝土數(shù)量計(jì)算圖示12精品 料推薦由于鉆孔試樁樁底標(biāo)高 -114m,護(hù)筒頂標(biāo)高 +8m,樁孔直徑 D=3.8m,灌注導(dǎo)管內(nèi)徑 d =0.41m,樁孔至導(dǎo)管底端間距H 1 取 0.4m,導(dǎo)管初次埋置深度 H 2 取 1.5m,h1H W W120.1 1262.7m 。將這些已知數(shù)據(jù)代入上c23式計(jì)算該試驗(yàn)樁首灌所需混凝土數(shù)量如下:V3.14 3.82(0.4 1.5)3.14 0.41262.744= 29.8m3通過以上計(jì)算,該試驗(yàn)樁首批灌注混凝土數(shù)量要求不

24、得小于29.8m3 ,將混凝土灌注料斗設(shè)計(jì)成30m3 。首灌時(shí),采用泵車一次性將料斗注滿。5.5.2 混凝土儲(chǔ)料斗的設(shè)計(jì)混凝土灌注采用兩個(gè)儲(chǔ)料斗進(jìn)行,分別為30m3 大料斗(用于首灌)和 4 m3 小料斗(用于正常灌注) 。5.5.2.1大儲(chǔ)料斗設(shè)計(jì)大儲(chǔ)料斗漏斗部分底口為 410*410mm,頂口為 4000*2200mm,高度為1200mm,矩形部分長度為 4000mm,寬度為 2200mm,高度為 3000mm。漏斗部分面板采用 10mm厚鋼板,支撐在橫肋上;橫肋采用【 8,間距 300mm,支撐在豎肋上;豎肋采用 2】【8,在 2200mm方向上,兩邊間距為 200mm,中間間距為 60

25、0mm,在 4000mm方向間距 600mm,在支撐在支架框上。漏斗以上部分面板采用 10mm厚鋼板,支撐在橫肋上;橫肋采用【 8,截面系數(shù) W 25.3 103 mm3 ,間距 350mm,支撐在豎肋上;豎肋選用 2】【8,間距 900mm,截面系數(shù) W 50.6 103 mm3 ,以上、中、下三道拉桿螺栓為支撐點(diǎn);拉桿螺栓采用 28 圓鋼,在距底部 15cm處設(shè)一道,在距底部 120cm 處設(shè)一道,在頂部設(shè)一道。具體尺寸見圖 5.5.2.1 大儲(chǔ)料斗平面圖 , 圖5.5.2.2大儲(chǔ)料斗正面圖,圖5.5.2.3大儲(chǔ)料斗側(cè)面圖。13精品 料推薦圖 5.5.2.1大儲(chǔ)料斗平面圖單位: cm圖 5

26、.5.2.2大儲(chǔ)料斗正面圖單位: cm14精品 料推薦圖 5.5.2.3大儲(chǔ)料斗側(cè)面圖單位: cm5.5.2.2大儲(chǔ)料斗支撐架制作(1)支撐架設(shè)計(jì)大料斗支架制作成框架式結(jié)構(gòu), 具體尺寸為 4000*2200*2000mm底.面支撐桿件、豎向骨架以及斜撐均采用【16 對(duì)口槽鋼制作。豎向主骨架位置分別與儲(chǔ)料斗豎肋相對(duì)應(yīng), 其連接處焊接牢固。 具體尺寸見圖 5.5.2.4大儲(chǔ)料斗支撐架正面圖、圖5.5.2.5大儲(chǔ)料斗支撐架側(cè)面圖。15精品 料推薦圖 5.5.2.4大儲(chǔ)料斗支撐架正面圖單位: cm圖 5.5.2.5大儲(chǔ)料斗支撐架側(cè)面圖單位: cm16精品 料推薦(2)支撐架穩(wěn)定性驗(yàn)算混凝土儲(chǔ)料斗自重1

27、3.9KN,30 m3 混凝土自重為720KN,導(dǎo)管自重108.5kN。料斗及混凝土自重作用在支撐架上,簡化后計(jì)算得作用在單根豎向支架柱上的最大力為120.9KN, 作用在單根斜向支架柱上的最大力為133.6KN。故單根支架柱上的最大軸向壓力取N=133.6KN支架柱采用【】16, A5030mm2 , i y36.4mm , l 01200mml0120033i y36.4由鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè),根據(jù)33,查得0.957N133612.29N133612.292222A0.957 5030A27.76N / mm20527.76NN/m/mm205N / mm0.957 5030穩(wěn)定性滿足要求5.

28、5.2.3支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)在鋼護(hù)筒頂口用2I56 工字鋼做支撐平臺(tái),用于安裝首灌料斗塔架。2I56 工字鋼上墊 2I22 工字鋼,用于調(diào)整導(dǎo)管標(biāo)高和固定導(dǎo)管,具體如圖5.5.2.6支撐平臺(tái)布置圖 所示。工字鋼工字鋼工字鋼圖 5.5.2.6支撐平臺(tái)布置圖17精品 料推薦5.5.2.4大儲(chǔ)料斗安裝就位大儲(chǔ)料斗安裝直接利用其支撐架放在鋼護(hù)筒頂面,由鋼護(hù)筒承受其主要受力;另外,在平臺(tái)頂面采用I56 工字鋼制作一個(gè)支撐平臺(tái),并焊接于平臺(tái)橋面板上。安裝時(shí),在大儲(chǔ)料斗側(cè)面設(shè)置加強(qiáng)牛腿鋼板,通過牛腿與支撐平臺(tái)相連 (如圖 5.5.2.7大儲(chǔ)料斗安裝圖(正面)、圖 5.5.2.8大儲(chǔ)料斗安裝圖(側(cè)面) )。加強(qiáng)牛腿

29、工字鋼圖 5.5.2.7大儲(chǔ)料斗安裝圖(正面)加強(qiáng)牛腿工字鋼圖 5.5.2.8大儲(chǔ)料斗安裝圖(側(cè)面)18精品 料推薦5.5.2.3小料斗小儲(chǔ)料斗尺寸:底口為410*410mm,頂口為 4000*2000mm,高度為1300mm,其容量為 4 m3 。面板采用 10mm厚鋼板,橫肋采用【8,間距 300mm,支撐在豎肋上;豎肋采用 2】【8。在小儲(chǔ)料斗頂口設(shè)置四個(gè)吊點(diǎn)用于吊裝。5.6 混凝土灌注導(dǎo)管制作與下放5.6.1 混凝土灌注導(dǎo)管制作與配置(1)導(dǎo)管基本尺寸參考相關(guān)大直徑灌注樁施工經(jīng)驗(yàn), 混凝土灌注用導(dǎo)管制作采用 Q235 無縫鋼管 , 接頭形式為絲扣式,其內(nèi)徑為 410mm,壁厚為 8mm

30、,底節(jié)導(dǎo)管長為 6m,中間每節(jié)長 3m,調(diào)整節(jié)長度為 1m和 0.5m。每節(jié)導(dǎo)管距頂口 50cm 處焊接 8 鋼筋。(2)導(dǎo)管長度配置鋼護(hù)筒頂標(biāo)高為 +8m,卡管鋼板采用 5cm厚鋼板,下用 I56 工字鋼做支撐梁,距導(dǎo)管頂口 50cm 處焊接 10 鋼筋,則首灌時(shí)導(dǎo)管頂標(biāo)高為+9.11m(8+0.56+0.05+0.5=9.11 );鉆孔樁底標(biāo)高為 -114m。計(jì)算所需導(dǎo)管長度為: 114+9.11-0.4 (懸空高度) =122.71 m 。則導(dǎo)管配置方案為: 6m+38*3m+1m+1m+0.5 m =122.5m。在 I56 工字鋼支撐梁和 5cm 厚卡管鋼板之間墊 I22 工字鋼進(jìn)行

31、高度調(diào)整。(3)導(dǎo)管加工加工方式為委托專業(yè)生產(chǎn)廠家加工,加工長度 131m, 包括 1 根底節(jié) 6m,3m節(jié) 42 根, 1m節(jié) 2 根, 0.5m 節(jié) 2 根,其中兩節(jié) 3m中間節(jié)作為備用。(4)導(dǎo)管抗拔力計(jì)算導(dǎo)管自重G=122*82.5*9.8* (1+1*0.1)=108500N混凝土摩阻力19精品 料推薦導(dǎo)管受混凝土摩阻力包括導(dǎo)管內(nèi)和導(dǎo)管外混凝土摩阻力,按首灌導(dǎo)管埋深 10m 計(jì)算。導(dǎo)管內(nèi)混凝土摩阻力按導(dǎo)管內(nèi)全部混凝土重量的0.8倍計(jì)算,導(dǎo)管外混凝土摩阻力按摩阻力系數(shù)10kPa 計(jì)算。混凝土頂面標(biāo)高 -102.5m ,泥漿面標(biāo)高 +4.0m。f= (102.5+4 )*12/24* *

32、(0.41/2)2*24+*(0.41+2*0.008)*10*10=302kN( 按摩阻力系數(shù) 20kPa 計(jì)算 436 kN)導(dǎo)管抗拔力F 抗拔 =G+f=108.5kN+302kN=410.5 kN混凝土灌注過程中,導(dǎo)管的上拔利用100t 汽車吊進(jìn)行。(5)導(dǎo)管絲扣連接強(qiáng)度計(jì)算導(dǎo)管制作采用 Q235無縫鋼管 , 接頭形式為絲扣式,其內(nèi)徑為 410mm,壁厚為 8mm。絲扣螺牙根部寬度 3mm,螺牙工作高度 3mm,有效工作牙數(shù)6 個(gè)。絲扣彎曲應(yīng)力計(jì)算Fmax=WK 2 d 1 b 2z3 hFmax:絲扣最大彎曲應(yīng)力K2 :荷載不均勻系數(shù),一般取0.30.5 ,本計(jì)算取 0.3d 1 :

33、外螺紋的小徑,本計(jì)算取410 mmb:螺牙根部寬度,本計(jì)算取3mmh:螺牙工作高度,本計(jì)算取3mmz:有效工作牙數(shù),本計(jì)算取6P:螺距Fmax=350*0.3*3.14*410*32*6/(3*3)=811062N F 抗拔 =410.5 kN絲扣彎曲應(yīng)力滿足導(dǎo)管上拔的需要。絲扣剪應(yīng)力計(jì)算20精品 料推薦在最大彎曲應(yīng)力時(shí)絲扣的最大剪應(yīng)力:FK2d 1 bz=410500/(0.3*3.14*410*3*6)=59.05MPa =85 MPa( 6)導(dǎo)管驗(yàn)收與檢查檢查導(dǎo)管的壁厚,不得小于 8mm;測(cè)量每節(jié)導(dǎo)管長度,并做好記錄;檢查絲扣,保證每個(gè)接頭的車絲部分完好無損;管口平整度不得大于 1mm。

34、密封圈不得有破損。5.6.2 混凝土灌注導(dǎo)管水密性試驗(yàn)5.6.2.1預(yù)施壓力計(jì)算進(jìn)行水密性試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深 1.3 倍的壓力,也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊接可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力 p 的 1.3 倍,p 可按下式計(jì)算:prc hcrw hw式中: p導(dǎo)管可能受到的最大內(nèi)壓力;rc 混凝土拌和物的重度;hc 導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大高度;rw 孔內(nèi)泥漿的重度;hw 孔內(nèi)泥漿的深度。其中 rc =24kN / m3 , hc =127m, rw =10.0 kN / m3 , hw =121m??捎?jì)算出P=1838kPa則導(dǎo)管應(yīng)承受的最大壓力pmax =1.3p=2.4MPa。5.6.2.2導(dǎo)

35、管水密性試驗(yàn)為了進(jìn)一步確定導(dǎo)管水密性抗壓要求,對(duì)每節(jié)導(dǎo)管都進(jìn)行實(shí)地的檢21精品 料推薦測(cè),主要是導(dǎo)管的密封程度,導(dǎo)管之間連接處的水密性檢測(cè)。檢測(cè)工作在棧橋上進(jìn)行,一次性將導(dǎo)管全部對(duì)接好,然后密封導(dǎo)管兩頭,采用高壓水槍對(duì)導(dǎo)管強(qiáng)行注入高壓水,其注壓值控制在3MPa,并持荷 5 分鐘。試驗(yàn)滿足要求后,及時(shí)對(duì)各節(jié)管進(jìn)行編號(hào),灌注時(shí)按照編號(hào)下放導(dǎo)管。5.6.3 混凝土灌注導(dǎo)管下放(1)平臺(tái)標(biāo)高確定鉆孔樁底標(biāo)高為 -114m,鋼護(hù)筒頂標(biāo)高為 +8m,2I56 工字鋼頂標(biāo)高為+8.56m。計(jì)算所需導(dǎo)管長度為:114+8.56+0.5+0.05-0.4(懸空高度)=122.71 m。導(dǎo)管配置方案6m+38*3

36、m+1m+1m+0.5 =122m.5m。故在 I56 工字鋼支撐梁和5cm厚卡管鋼板之間墊I22 工字鋼進(jìn)行高度調(diào)整。具體如圖 5.5.2.9平臺(tái)高度布置圖 所示。10鋼筋50mm厚鋼板2I22 工字鋼2I56 工字鋼導(dǎo)管鋼護(hù)筒圖 5.5.2.9平臺(tái)高度布置圖 10 計(jì)算焊縫抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算:(按雙面滿焊計(jì)算)Nhuli其中: hu -焊縫計(jì)算寬度,取 0.7h f =3.5mm22精品 料推薦拔導(dǎo)管時(shí), N=415KN415100046MPa=85MPa3.53.14410考慮施工中受力不均勻影響,采取增加焊縫的措施進(jìn)行加強(qiáng),即在原有 =10mm箍筋下重新焊接一圈 =20mm箍筋作為導(dǎo)管

37、的卡管承重鋼筋。 I56雙工字鋼計(jì)算a、荷載分析料斗自重 139KN30mm3 混凝土自重: 720KN導(dǎo)管自重: 108.5KNG=139+720+108.5=967.5KN最不利工況為,所有重量通過大料斗的支撐以集中力的形式傳給I56雙工字鋼。F=120.9KNb、力學(xué)模型9999.000022221111-c、彎矩計(jì)算23精品 料推薦M max169.3KN mI56 雙工字鋼截面特性:W 4684000mm 3M169.3 145MPa彎曲應(yīng)力:W36.1MPa4.684,滿足要求。d、撓度計(jì)算405010mmf max 3mm400,滿足要求。24精品 料推薦(2)混凝土灌注導(dǎo)管下放

38、原則:嚴(yán)格依照水密性試驗(yàn)后的編號(hào)按序下放。(3)導(dǎo)管下放先檢查限位卡板的中心與樁基中心在同一條線上,再下放底節(jié)導(dǎo)管,利用卡板固定導(dǎo)管接頭處必須放入密封圈;然后安裝密封圈,同時(shí)在絲扣上涂抹黃油,以保證密封;采用吊車起吊第二節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行安裝,安裝時(shí)借助外力將絲扣擰緊;最后緩慢下放,并重復(fù)此操作,直至將導(dǎo)管下放完畢。當(dāng)導(dǎo)管穿越荷載箱時(shí),必須緩慢下放,不得與荷載箱卡死。5.7 混凝土澆灌時(shí)間及混凝土運(yùn)輸車配備混凝土拌合設(shè)備租用距施工現(xiàn)場(chǎng)約 25km的商品混凝土拌合站,其拌合站內(nèi)有 120 混凝土拌合設(shè)備兩套,另租用距施工現(xiàn)場(chǎng)約 15km的一臺(tái) 120 拌合機(jī)備用。計(jì)算決定每根樁混凝土澆灌時(shí)間的控制要素:a、按攪拌機(jī)生產(chǎn)能力:拌合機(jī)工作時(shí),進(jìn)料需1min,每盤混凝土拌合時(shí)間需1.5min ,車輛就位及裝料需 2min,其他預(yù)留機(jī)動(dòng)時(shí)間 1min,則每車混凝土( 8 m3)拌合所用的時(shí)間為 1+1.5*4+2+1=10min,則拌合機(jī)的混凝土生產(chǎn)能力為360/10 8=48 m/h ,本次試樁混凝土數(shù)量(按1.1 擴(kuò)孔系數(shù)計(jì)算)為 15683m。H=1568/48/2=16.3hb、按每車混凝土

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