旋挖钻桩基施工方案.doc

一、 工程概况
某分离式立交桥为双向双幅四车道预应力简支梁结构，起止桩号为K12+425.29~K13+090.71，共计665.42m，即从1#桥台至34#桥台共34跨。2002年9月业主对该桥进行了一次重大设计变更，将34#桥台至另一标段1#桥台段原设计的填土路基修改为高架桥，两端之间增加40跨高架桥，桥梁总长变更为74跨。下构墩柱基础为系梁，每半幅系梁基础均为两根直径1500mm的钻孔灌注桩，共计增加路改桥160根桩，桩基为25#砼,桩长为26.8米。
二、 施工前现场处理平面布置图（见附图1）
路改桥段设计修改前为填土路基，其原地面全为鱼塘和低洼稻田，且正式设计修改前对路基范围内的7个鱼塘已进行了清淤换填砂卵石，换填高度超出地下水位接近施工便道的顶面，后业主方要求将已回填好的砂卵石约3万方全部挖出来运到另一处作为回填材料，这样该段设计路改桥后原地形又恢复为原来的7个鱼塘和低洼地。进行桥梁下构施工前必须对场地进行处理，考虑到旋挖钻机设备自重较重接近80吨，为保证钻孔施工的桩位准确性和设备的安全性，对场地处理的回填料必须慎重选择，考虑到附近没有好的土源，到路基取土场取土考虑其成本又太高，最后经过方案比较选择河砂回填为最佳填料。回填方量与挖出方量接近约3万方，且场地处理好后第46跨至第60跨段将作为空心板的预制场和钢筋加工场。

三、工期计划
路改桥下构桩基施工计划于2002年10月1日开工，2003年5月30日竣工，总工期 240天。

四、 工准备工作
1、施工人员
施工前，组织技术员和施工人员认真会审设计文件和施工图学习与本工程相关的施工技术规范和监理程序。技术人员认真编制施工方案并已向施工作业班组做好技术交底，以确保工程质量。(附表1：施工人员安排)
2、现场施工准备情况：
现已做好了沿线的征迁、交地工作；施工用便道已经修通，可以出入各种大型的施工机械、车辆；为了保证施工用电，我部已在34#台附近配有400KVA变压器一台；沿线水资源相当丰富，经实验室检验可直接作为施工用水；施工用机械设备已进场待用，机械进场前已对其做了安检；在施工过程中要按机械使用说明书对其定期保养，以确保机械在施工过程中的正常工作。（机械设备见附表2）各机械操作手必须持证上岗并且施工员应对其操作流程做技术交底。
测量放样工作已经做完，灌桩用砼被配合比试验也已完成，砂、石、钢筋等原材料已部分进场，各项检验工作已经做完，检验结果均符合规范要求；某分离式立交桥试桩已完成且结果满足设计要求，路改桥部分具备一切开工条件，场地回填河砂处理到位马上就可以进行钻孔施工。
五、 施工方案
1、钻孔灌注桩施工工艺流程图（见附图2）
2、工程地质条件及钻机选型
本合同段内地质条件较为复杂，以淤泥、淤泥质亚粘土、松散砂层、卵石层为主。
为确保工程的施工质量和施工进度，根据各桩位处的地质情况拟采用旋挖钻成孔。选用钻机型号为：
意大利产R622HD型旋挖钻机 1台
3、钻孔施工
1)场地平整：在鱼塘段回填河砂及其它低洼地回填砖渣土的施工场地进行推平碾压密实，场地平整后的标高需达到桩顶标高和施工水位以上1.5m。
2）、测量放线：根据设置的施工基线测定桩位，并做好明确的标志和保护措施，以便埋设护筒后能简便、准确的校核桩位。
3）、护筒埋设：钻孔桩Ф1500mm桩采用Ф1700mm钢护筒,钢护筒壁厚δ=8mm，长度L=4m，其埋设深度不许穿过填土层，以保证护筒内水位比地下水位高2.0m以上。埋设时根据设置的桩位标记采用十字线标准就位，同时护筒顶端高出地面0.3m以上，钢护筒底部及四周用粘土填筑，并分层夯实。
4）、泥浆制备
采用泥浆护壁成孔，采用优质膨润土粉制浆，泥浆池沿轴线间隔约100m设置1个集中制浆，容量约100 m3，并设容积20 m3的沉淀池两个，串联并用。泥浆泵送至施工桩孔。
泥浆中添加适量纯碱（0.4%的Na2CO3），对细砂粉砂较松散的地段和再次使用的泥浆，还添加适量(约0.1%)纤维素以改善性能。泥浆性能指标要求如下：
项 目
比 重
粘度pa.s
含砂率
胶体率
失水率
指 标
1.1~1.3
19~28
＜4
＞95
＜15
在卵石层泥浆相对密度控制在1.20～1.25，同时备足泥浆、粘土、膨润土等堵漏用料并随时准备造浆机造浆补充。灌孔时用泥浆泵将泥浆回抽至沉淀池和泥浆池并加入适量的纤维素用于下根桩的钻孔。灌注最后阶段的浓浆用密封的农用车外弃。
5）、钻孔：旋挖钻机行走就位，将钻盘中心对准桩中心，调平钻盘后，通过转盘提供的扭矩将一设有伸缩式钻杆的钻斗压入土中，钻斗底门上装有斜向斗齿用来切削土休体。当土质较软时，仅靠钻杆、钻斗的自重即可将旋转的斜向斗齿切入土中；当土质较硬时，可以利用设在钻斗上部的压杆，将斜向斗齿切强行切入土中。在钻斗的底部还设有活络挡板，可以使被切下的土体进入钻斗以后不会回落。待钻斗中装满土以后，停止施加扭矩，提斗就近弃碴，并用装载机铲运到指定地点。开钻时慢速钻进，使孔壁坚实、垂直、圆滑，防止孔口坍塌，当初孔能起导向作用时，再正常钻进。钻进中，随时监测泥浆浓度及孔内水头高度，注意及时补浆，技术员要随时对钻渣取样分析，绘制出每孔地质柱状图，并与地质资料核对。钻孔操作时，操作人员必须严格遵守操作规程。
6）、钻孔顺序：顺桥向从34号桥台往0号桥台方向；横桥向为减小对已成孔的影响，故采用间隔钻，顺序如下图。
横 桥 向
① ④ ② ⑤ ③ ⑥（圆圈内数字为钻孔顺序）
4、钻机工作原理及钻孔常见事故的预防及处理
旋挖钻机的工作原理：是由全液压的动力头产生扭矩，并由安装在钻架上的液压油缸提供钻压力，这两部分通过伸缩式钻杆传递至钻头，钻下的钻渣充入底部设有活络挡板的钻斗，由主卷扬提拔出孔外。
旋挖钻机钻进过程中主要防止塌孔现象，尤其在粉砂层及砂卵层中重点控制。由于旋挖钻机成孔速度过快，平均1个小时可钻进10～15m，如果混凝土灌注不能及时进行，就很容易造成坍孔，因此，钻进时做到勤观察、勤记录，发现异常情况，应及时分析原因，并采取相应的处理措施。
5、钢筋笼制安
a. 钢筋笼制作: 钢筋笼采用整笼制作，主筋按图纸通长配置采用支架成型与加强箍筋成型相结合的办法；箍精与主筋焊好后，将螺旋筋按间距绕于其上用扎丝绑扎。在桩基施工过程中，每根装要预埋3根超声波检测管，检测管位置呈等边三角形均匀点焊在钢筋笼主筋内侧。在下检测管时，为防检测管渗进泥浆 ，接头采用套筒连接，同时在底部焊接钢板。检测管的长度大于桩长0.2m。
b.钢筋笼运输、安装:钢筋制作好后用四对轮子将其从加工房运至灌孔为置。 钢筋笼起吊采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处设3～4个，且吊点对称，整节采用55吨履带式吊车吊装入孔。误差不得大于5cm（附钢筋制安质量标准）
6、清孔验收：
终孔后待钢筋笼和砼导管安装好后清孔。清孔过程中用泥浆泵往孔内补浆以保持孔内原有水头高度，以防塌孔。清孔后泥浆技术指标如下：相对密度1.03~1.10；粘度17～20Pa.s；含砂率﹤2%；胶体率﹥98%（检查时在桩顶、中、底取样检验后取平均值），确保良好的护壁效果。清孔完毕通知监理验收。对桩孔的检测采用自制的锥状验孔器验孔。如发现成孔不直，孔径变小，断面变形等，应采取相应的处理措施（用钻头在变截面处反复扫孔直至验孔器能下到桩底）。成孔合格后(附钻孔成孔质量标准)，填写终孔通知单，经监理工程师签认，方可进行下道工序的施工。

7、灌注水下砼
1）原材料选用与配合比设计
选用42.5级普通硅酸盐水泥，2~4cm卵石作粗骨料，中粗黄砂作细骨料。配合比设计特点：按泵送砼设备要求，坍落度取18~22cm，掺适量缓凝型减水剂及粉煤灰，保证初凝时间不少于8小时。
2）水下砼灌注前的准备
a、 砼导管的选择和试验、制安
砼导管选用内径为250mm的刚制导管，共制作4m长管9根、2m长管1根、1m长管1根、0.5m长管3根其中一根0.5m长管在距法兰盘20cm处开一个直径2.5cm的孔以防拔球时砼在料斗瓶颈处堵住（该短管与料斗相连接）。管与管之间采用法兰盘、橡胶垫圈、螺栓连接。
b、砼导管的试验
据公式P=1.3（Ychc-Ywhw）=1.3（24*38-12*38）=0.59MP故试验压力为6kg/cm2，试验时用手动式加压泵加压，当压力达到6kg/cm2时停止加压观察管身、接头，10分钟内如无渗水现象，则该导管合格。
c、砼导管的安装
吊车配合砼导管的安装，导管要位于桩孔的正中，导管底要高于孔底0.4m。
3）砼的输送
砼采用两台6m3砼罐车运输。
4）灌注砼
用于首灌的贮料斗用l50角钢和δ=5mm钢板加工成5 m3的贮料斗,计算如下：
h1≥ΥwHwΥc=1*(38+2-1-0.5) /2.4=16.04
V=πd2h1/4+πD2Hc/4=3.14*0.352* h1/4+3.14*1.52*(1+0.5)/4
=4.19 选用5 m3
灌注时，将贮料斗内贮满砼，用吊机拔出球塞，砼下落后检测导管内和孔内砼高度，确保导管埋深不小于1.0m，方可继续灌注砼，砼灌注至钢筋笼底部时，应减慢灌注速度，防止钢筋笼上浮；当砼上升至钢筋笼底部4 m以上时，提升导管，使其底口高钢筋笼底部2m以上时再恢复正常的浇注速度。在灌注过程中应经常测量混凝土面高程和埋管深度，及时上拔导管（2m≤H埋≤6 m），当砼面高出设计桩顶标高0.8m时终止灌注砼。再灌注过程中，现场设总指挥一人负责前后场的协调以保障砼的连续灌注。

六、 质量保证措施
为保证桩基工程的质量，我部建立了一套完整的质量管理体系（见附图3）和质量管理措施，具体如下：
a) 项目经理、总工
主持对已完成的分项工程进行质量检查，包括实地检查及施工原始记录检查，并进行签认。
b) 现场工程师和质检工程师
督导作业班组作好各道工序的质检工作，及时填写施工原始记录表。在本分项工程的各道工序检查中现场工程师和质检工程师与施工员实行互检制。
质检工程师

现场工程师

施工员
c) 测量组、实验室
1）测量组先复测设计单位提供的控制网点，并做好定线工作。认真及时地按技术员的要求做好放样和监测工作。
2）试验室提前完成砼配合比设计并做好砂石料、水泥、钢筋、外加剂等原材料的送检工作，同时试验室要会同仓库验收每批进场原材料，严把质量关杜绝工地无劣质材料。在砼灌注过程中，试验室出现场取样外，还要经常监测砼的质量情况（特别是砼坍落度）并及时向搅拌站发出纠正指令。
d) 物资、仓库
物资部门要严格按照单项主管提供的材料清单要求采购材料。仓库在存放原材料时，要分门别类地堆放并出示醒目的标示牌以杜绝原材料的混装乱放。

七、 安全措施
本着死亡率零，无重大安全事故，设备完好率100%，轻伤0.4%的安全目标，建立以下安全措施。
a) 项目部设立专职安全员，专职安全员在项目经理和项目书记的领导下全面主持安全工作。
b) 施工管理和生产人员，必须挂牌上岗。各种司操人员和起重工必须持证上岗。
c) 施工现场架立由监理工程师认可的警告与危险标志牌、安全与控制标志牌。
d) 安全员要定期组织安全教育学习，以增强职工的安全意识使其树立“安全第一、预防为主”的思想。职工在施工过程中要遵守“四不”原则既：不违章指挥、不违章操做、不伤害自己、不被他人伤害。
e) 工区长在下达生产任务、技术交底时，要同时下达安全技术指标。
f) 预制场、搅拌站、仓库、生活区配置足够的消防设施。

八、 环境和文物保护措施
a) 做好油库、生活区的废油、废渣及生活垃圾的处理工作避免污染环境。
b) 清孔、灌孔时孔内排出的污水、泥浆不能乱排应排在业主、监理或当地村委会指定地点。
c) 施工中如发现历史文物、古墓、古生物化石等，应立即停工并及时上报监理业主同时保护好现场，待有关部门处理完后再开。

九、 文明施工的措施
a) 机械停放、材料堆放要整齐合理，施工现场要做到整洁有序。
b) 要充分尊重当地群众的生活习俗，做到文明施工不扰民。

附表1：

路改桥下构桩基工程主要人员表

序 号
姓 名
本分项工程任职
1

工区长、技术负责人
2

单项技术主管、结构工程师
3

单项技术主管、地质工程师
4

质检工程师
5

测量工程师
6

试验工程师
7

施工员
8

安全员
9

吊车司机
10

起重工
11

现场工长
12

砼搅拌机司机
13

电工技师

附表2：
路改桥下构桩基工程主要机械设备表

序号
设备名称
型 号
单 位
数 量
1
搅拌站
50m3/h
套
1
2
砼罐车
6 m3
辆
2
3
砼拖泵
60m3
辆
1
4
履带吊
55T
辆
1
5
旋挖钻
YZ—180
套
1
6
发电机组
80KW/h
套
1

附图2
不合格
报监理处理

合 格
验 孔
凿出桩头

质量检测
导管预拼、水密实验

安装声测管、作好位置记录

吊装钢筋笼

不合格
拌 制、 运 输 砼

灌注水下砼

吊装导管

吊装钢筋笼

泥浆制备

孔径及泥浆检测

施工准备
停钻清孔

钻进

钻机就位

埋设护筒

测 量 定 位

钻孔灌注桩施工工艺流程图

测量砼面标高

附图3

质 量 管 理 体 系
公司质检处

业主职能部门
监理工程师
项目经理

项目总工

设备管理
技术管理
施工管理
材料管理

技术方案

材料计量
自检互检
料管理材
工艺方案
成品管理
技术性能
技术交底
仪表计量
图纸会审
资料整理
规范标准

钻孔成孔质量标准
项 目
允 许 偏 差
孔的中心位置（mm）
50
孔径（mm）
≥1500mm
倾斜度
﹤1%
孔深
不小于设计规定
沉淀厚度（mm）
≤500mm
清孔后泥浆指标
相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：﹤2%；胶体率：﹥98%
灌注桩钢筋加工的允许偏差
项 目
允 许 偏 差（mm）
受力钢筋长度方向加工后的全长
10
弯起钢筋各部分尺寸
20
箍筋螺旋筋各部分尺寸5
5
灌注桩钢筋安装位置允许偏差
检 查 项 目
允 许 偏 差（mm）
受 力 钢 筋
20
箍筋、螺旋筋间距
0，—20
钢筋骨架尺寸

长
10
直径和高
5
保护层厚度
桩基
3