冲孔灌注桩施工方案.docx
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冲孔灌注桩施工方案
某某工程
冲孔灌注桩
专项施工方案
编制人:
审核人:
审批人：
编制日期：
某集团有限公司某某工程项目经理部
1、工程概况
本工程为某高架候车区和无站台柱雨棚桩基础施工，桩基持力层为弱风化白云岩或弱风化辉绿岩。
其中高架候车区的桩基础直径1000mm，桩顶标高为-5.9m和-6.1m，桩基础进入持力层不小于0.8m；无站台雨棚区的桩基础直径为600mm，桩基础根据设计要求分为三类，分别为ZH1、ZH2、ZH3，其桩顶标高分别为-6.15m、-6.15m和-2.9m，桩端进入持力层分别不小于1.3m、1.8m和1m。
墩身混凝土强度等级为C45，水下混凝土需要提高一级（为C50）；钢筋采用HPB235级和HRB335级，墩身主筋混凝土净保护层厚度为70mm。
人工挖孔桩桩位分布图详见附图一、附图二
2、编制依据
类别
名称
编号
图纸
桩基设计及施工说明
某某施结-1-4
高架候车区桩基础结构平面图
某某施结-1-5
C3区无站台柱雨棚桩基设计总说明
（一）
某某施结-C3-01-S1
C3区无站台柱雨棚桩基设计总说明
（二）
某某施结-C3-02-S1
C3区无站台柱雨棚桩位平面布置图
某某施结-C3-03-S1
C3区无站台柱雨棚桩长参考图
某某施结-C3-04-S1
C3区无站台柱雨棚桩配筋详图
某某施结-C3-05-S1
国家规范、标准
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2002
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》
GB175-1999
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》
GB/T1596
《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》
GB/T18046
《高强高性能混凝土用矿物外加剂》
GB/T18736
《混凝土外加剂》
GB8076-2008
铁路标准、规程
铁路桥涵工程施工质量验收标准
TB10415-2003/J286-2004
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》
铁建设[2009]152号
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》
TB10424-2003
《铁路混凝土结构耐久性暂行规定》
铁建设[2005]157号
《铁路混凝土工程施工技术指南》
/
行业规程、标准
《建筑桩基技术规范》
JGJ94-2008
《高性能混凝土应用技术规程》
CECS207-2006
《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》
GJG52-92
《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》
GJG53-92
《混凝土拌合用水标准》
GJG63-89
3.施工部署
3.1施工组织管理
3.1.1管理体系
为了保证安全、优质、按期地完成高架候车区和雨棚区冲孔灌注桩施工任务，设置专项施工班组，由项目经理部对质量、工期、安全、技术、文明施工及物资采购等进行高效率、有计划的组织协调和管理，公司对工程质量、安全生产进行定期和不定期检查、监督、指导、帮助和服务，确保各项指标达到施工合同的要求。
3.1.2劳动力组织
优选技术素质高、思想品德好的工人，依据施工进度计划要求进场，采用20-30个作业班组，配备混凝土工10名，钢筋工10名，焊工5名，电工2名，测量工2名，技术人员2名，施工管理人员3名，安全管理人员2名，兼职安全管理人员8名。
3.1.3材料和机具
1、对桩基础施工使用的各种原材料提供厂家及供应商进行考察，并核查供货能力，保证能够满足要求。
合格后报监理审批，进行备案。
2、根据物资进场计划，提前一星期提出材料计划表，签订供货合同，供货合同包括技术要求。
3、对进场设备的年检情况、安全装置进行检查，确保投入使用的设备正常运转。
4、机械人员对设备的外观、润滑、传动装置进行统一检查，进行试运转和调试。
3.2施工准备
3.2.1技术措施的准备
1、熟悉图纸，按设计要求准备相应的施工工艺规程、施工验收规范、施工质量检验评标准及图集等。
2、提供施工人员用工手续，备齐相应的上岗证及培训证书。
3、组织施工管理人员对施工方案进行技术交底，明确施工工序及施工作业条件。
4、备齐施工中所需的计量、测量器具，并要经检测部门检测合格，有合格证书。
5、检查主要机具是否完好，能否满足正常施工使用。
6、工种交接检检查记录应齐全，并有交接双方工长签字认可。
3.2.2材料和机具准备
3.2.2.1混凝土材料要求
最大氯离子含量（占水泥用量的百分率）为0.06%，最小水泥用量为300kg/m³，采用非碱性骨料，并应符合耐久性100年混凝土的规定。
1、水泥：
宜采用42.5级或更高等级的优质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期逾3个月时，必须进行质量检验，检验合格后方可使用。
水泥的技术要求除应满足国家标准GB175-2007的规定外，还应满足表3.2.2.1-1的规定。
表3.2.2.1-1水泥的技术要求
序号
项目
技术要求
1
比表面积
≤350m²/kg（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥）
2
凝结时间
初凝≥45min，终凝≤600min（硅酸盐水泥终凝≤390min）
3
80µm方孔筛筛余
≤10.0%（普通硅酸盐水泥）
4
安定性
煮沸法合格
5
强度
详见GB175-2007表3
6
烧失量
≤5.0%（P·O）；≤3.5%（P·Ⅱ）；≤3.0%（P·Ⅰ）
7
游离氧化钙含量
≤1.0%
8
MgO含量
≤5.0%
9
SO3含量
≤3.5%
10
碱含量
≤0.80%
11
氯离子含量
≤0.06%（预应力混凝土）
12
助磨剂种类及参量
详见GB175-2007的5.2
13
石膏种类及掺量
详见GB175-2007的5.2
14
混合材种类及掺量
详见GB175-2007的5.2
15
熟料中的C3A含量
非氯盐环境下不应超过8%，氯盐环境下不应超过10%
注：
1、当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不宜超过0.60%。
2、C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
2、矿物掺合料：
矿物掺和料应选用品质稳定的产品。
矿物掺和料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉。
表3.2.2.1-2粉煤灰的技术要求
序号
名称
技术要求
C50以下混凝土
C50及以上混凝土
1
细度（%）
≤25.0
≤12.0
2
Cl-含量（%）
≤0.02
3
需水量比（%）
≤105
≤95
4
烧失量（%）
≤8.0
≤5.0
5
含水量（%）
≤1.0（对干排灰）
6
SO3含量（%）
≤3
7
CaO含量（%）
≤10（对于硫酸盐侵蚀环境）
8
游离CaO含量（%）
≤1.0（F类粉煤灰）；≤4.0（C类粉煤灰）
9
安定性（mm）
≤5.0（雷氏夹沸煮后增加距离）
表3.2.2.1-3磨细矿渣粉的技术要求
序号
名称
技术要求
1
密度（g/cm³）
≥2.8
2
比表面积（m2/kg）
350～500
3
流动度比（%）
≥95
4
烧失量（%）
≤3.0
5
MgO含量（%）
≤14.0
6
SO3含量（%）
≤4.0
7
Cl-含量（%）
≤0.06
8
含水率（%）
≤1.0
9
活性指数（%）
7d
≥75
28d
≥95
3、细骨料：
本工程用砂应选用质地坚硬、级配良好的中、粗河砂或人工砂。
表3.2.2.1-4细骨料的累计筛余百分率（%）
级配区
筛孔尺寸，mm
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
10.0
0
0
0
5.00
10～0
10～0
10～0
2.50
35～5
25～0
15～0
1.25
65～35
50～10
25～0
0.63
85～71
70～41
40～16
0.315
95～80
92～70
85～55
0.160
100～90
100～90
100～90
（1）细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细3种规格，其细度模数分别为：
粗级3.7～3.1
中级3.0～2.3
细级2.2～1.6
（2）细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后其重量损失应不超过8%。
细骨料的吸水率应不大于2％。
（3）采用天然河砂配制混凝土时，砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合表3.2.2.1-5的规定。
表3.2.2.1-5砂中有害物质限值
序号
项目
质量指标
＜C30
C30～C45
≥C50
1
颗粒级配
详见表3.2.2.1-5
2
含泥量（%）
≤3.0
≤2.5
≤2.0
3
泥块含量（%）
≤0.5
4
云母含量（%）
≤0.5
5
轻物质含量（%）
≤0.5
6
有机物含量
浅于标准色
7
压碎指标（人工砂）（%）
＜25
8
石粉含量（人工砂）（%）
MB＜1.40
10.0
7.0
5.0
MB≥1.40
5.0
3.0
2.0
9
吸水率（%）
≤2.0
10
坚固性（%）
≤8.0
11
硫化物及硫酸含量
≤0.5
12
Cl-含量（%）
≤0.02
13
碱活性（%）
＜0.10
当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。
（4）对于长期处于水中或土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的潮湿环境中的混凝土结构，细骨料应采用砂浆棒法检验其碱活性，且砂浆棒的膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。
（5）当采用以专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂的压碎指标值应小于25%；经亚甲蓝试验判定后，石粉含量应符合表3.2.2.1-6的规定。
表3.2.2.1-6人工砂及混合砂中石粉含量限值
混凝土强度等级
＜C30
C30～C45
≥C50
石粉含量（%）
MB＜1.40
≤10.0
≤7.0
≤5.0
MB≥1.40
≤5.0
≤3.0
≤2.0
4、粗骨料
粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石或卵石，不宜采用砂岩碎石。
（1）粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3，且不得超过钢筋最小间距的3/4。
粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
（2）粗骨料应采用二级或多级级配，其松散堆积密度应大于1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应小于2%（用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%）。
（3）当粗骨料为碎石时，碎石的强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。
施工过程中碎石的强度可用压碎指标值进行控制，且应符合表3.2.2.1-8的规定。
（4）若粗骨料为卵石，卵石的强度用压碎指标值表示，且应符合表3.2.2.1-7的规定。
表3.2.2.1-7粗骨料的压碎指标（%）
混凝土强度等级
＜C30
≥C30
岩石种类
水成岩
变质岩或深成的火成岩
火成岩
水成岩
变质岩或深成的火成岩
火成岩
碎石
≤16
≤20
≤30
≤10
≤12
≤13
卵石
≤16
≤12
注：
水成岩包括石灰岩、砂岩等；变质岩包括片麻岩、石英岩等；深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等；喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。
（5）粗骨料的技术要求和有害物质的含量应符合表3.2.2.1-8
表3.2.2.1-8粗骨料的技术性能指标
序号
项目
质量指标
＜C30
C30～C45
≥C50
1
颗粒级配
应在级配区
2
压碎指标（人工砂）
详见表3.2.2.1-8
3
针片状颗粒总含量（%）
10.0
8.0
5.0
4
含泥量（%）
≤1.0
≤1.0
≤0.5
5
泥块含量（%）
≤0.2
6
岩石抗压强度
母岩与混凝土等级之比不应小于1.5
7
吸水率（%）
＜2.0（普通环境）；＜1.0（湿交替或冻融环境）
8
紧密空隙率（%）
＜40
9
坚固性（%）
≤8.0（混凝土结构）
10
硫化物及硫酸含量
≤0.5
11
Cl-含量（%）
≤0.02
12
有机物含量
浅于标准色
13
碱活性（%）
＜0.10
（6）对于长期处于水中或土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的潮湿环境中的混凝土结构，粗骨料应采用岩相法检验其矿物组成。
若粗骨料含有碱—硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。
不得使用具有碱—碳酸盐反应活性的骨料。
5、外加剂
减水剂应采用减水率高、坍落度损失小、能明显提高混凝土耐久性能的质量稳定产品。
减水剂与水泥之间应有良好的相容性。
外加剂须经铁道部鉴定或评审，并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格。
（1）聚羧酸系减水剂的性能应满足表3.2.2.1-9的要求。
表3.2.2.1-9减水剂的性能
序号
项目
技术要求
早强型
标准型
缓凝型
1
减水率（%）
≥25
2
含气量（%）
≤3.0
常压泌水率比（%）
≤20
压力泌水率比（%）
≤90
60min塌落度保留值（用于配置泵送混凝土时）
（min）
/
/
≥150
抗压强度比（%）
1d
≥180
≥170
/
3d
≥170
≥160
/
7d
≥145
≥150
≥140
28d
≥130
≥140
≥130
6
凝结时间差（min）
初凝
-90∽
＋90
-90∽
＋120
＞＋90
终凝
/
7
坍落度保留值（mm）
30min
≥180
60min
≥150
8
甲醛含量（%）
≤0.05
11
硫酸钠含量（%）
≤5.0
12
氯离子含量（%）
≤0.6
13
碱含量（Na2O+0.658K2O）（%）
≤10.0
14
收缩率比（%）
≤135
注：
坍落度保留值、压力泌水率比仅对泵送混凝土用外加剂的要求。
（2）引气剂能提高混凝土的抗冻性和抗盐渍性、耐硫酸盐侵蚀的性能等，并增强混凝土流动性、可塑性以及混凝土的均质性。
引气剂的性能应满足表3.2.2.1-10的要求。
表3.2.2.1-10引气剂的性能
序号
项目
技术要求
1
减水率（%）
≥6.0
2
含气量（%）
≥3.0
3
常压泌水率比（%）
≤70
4
1h含气量经时变化
-1.5%∽+1.5%
5
抗压强度比（%）
3d
≥95
7d
≥95
28d
≥90
6
凝结时间差
终凝
-90min∽+120min
初凝
7
收缩率比（%）
≤135
8
相对耐久性指数（200次）（%）
≥80
9
新拌混凝土与硬化混凝土含气量之差
-1.0%∽+1.0%
（3）外加剂的匀质性应满足GB8076-2008的规定。
6、拌和用水
拌合用水的质量应符合表3.2.2.1-11的要求
表3.2.2.1-11拌和用水技术要求
序号
项目
技术要求（钢筋混凝土）
1
PH值
＞6.5
2
不溶物含量（mg/L）
＜2000
3
可溶物含量（mg/L）
＜5000
4
氯化物含量（mg/L）
＜1000
＜200（混凝土处于氯盐环境下）
5
硫酸盐含量（mg/L）
＜2000
6
碱含量（mg/L）
＜1500
7
抗压强度比（28d）（%）
≥90
8
凝结时间差（min）
≤30
注：
1、拌和用水可采用饮用水，不可采用海水。
2、养护用水除不容物、可溶物可不做要求外，其他质量要求同拌和用水一致。
3.2.2.2钢筋材料要求
1、钢筋：
钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。
钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应满足下列要求：
（1）钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率；
（2）纵向钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；刚进的屈服强度实测值与标准值的比值不应大于1.30，且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于90%；
同时符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）和《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T701）等的规定和设计要求。
8、焊条
焊条的牌号应符合设计规定，如设计无规定时，应符合表3.2.2.1-12的要求。
焊条质量应符合以下要求。
（1）药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼看得出的偏心度。
（2）焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。
（3）焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。
（4）焊条必须有出厂合格证。
（5）焊条选用
表3.2.2.1-12钢筋电弧焊使用的焊条牌号表
项次
钢筋级别
搭接焊
1
HPB235
E4303
2
HRB335
E4303
3
HRB400
E5003
3.2.2.2所需机具：
施工需要的机具主要为轮胎式吊车、冲击钻机、护筒、泥浆泵、灌注导管、电焊机、切割机、弯曲机等。
设备根据现场需要陆续进厂，并做好报验、报检工作。
4.施工方法
根据桩径大小以及工程地质条件，在现场施工中采用冲击钻冲击成孔和泥浆护壁的成孔工艺，。
桩身钢筋笼的制作过程中，加强箍在专用的胎架进行加工制作，连接处采用搭接焊，主筋与加劲箍之间进行点焊制作成骨架，外绕螺旋箍。
桩身混凝土为耐久性100年的混凝土，混凝土采用水下灌注，强度较设计等级提高以及为C50。
4.1施工流程
4.2施工要点
4.2.1测量放线
1、平面控制
在平面控制网中确定合适的引测点，计算出工程桩与引测点之间的相对角度、距离位置关系。
施测时架设全站仪在引测点上，根据内业计算的数值采用极坐标的方法将工程桩的中心点投测到场地上，桩中心点确定以后，做好十字临时控制引桩，保证工程桩的位置准确。
在平面控制网中选择一根不同于放线依据的控制点进行复测，合格后报监理方验收。
2、高程控制
依据现场高程控制点，在现场选择不易被破坏且能通视的位置设置三个水准点，形成控制网，根据设计桩顶标高的要求，以此引测至工程桩四周的临时标高桩上。
利用不同于引测的标高点标高桩进行复合，合格后采取有效的保护措施对标高桩进行保护并报监理验收。
4.2.2地下管线处理
在施工过程中根据甲方和其他各方提供的地下管线资料，严格控制该范围内的桩位成孔过程，发现异常情况立即向现场管理人员汇报，再用现场管理人员进行现场核实，并根据情况，详实填写相关表格，报相关部门以提前采取防护或者其他措施，保证现场施工有序的进行。
4.2.3泥浆制备
1、挖循环泥浆池
在桩位附近适当的位置挖一个3~5m²，深约0.5米的泥浆池，此泥浆池仅作冲孔时，孔内泥浆循环使用。
采用泥浆循环的方法排渣或抽渣筒掏渣。
泥浆制备选用高塑性黏土。
2、各阶段泥浆比重详见下表
表4.2.3冲击成孔要点
项次
项目
冲程（m）
泥浆比重
备注
1
在护筒中及护筒脚下2米内
9~1.1
1.2~1.5
土层不好时宜提高泥浆比重，必要时加小片石和粘土块
2
黏性土层
1~2
泵入清水或稀泥浆
经常清除钻头上泥块
3
粉砂或中粗砂层
2~3
1.2~1.5
投入粘土块，勤冲、勤掏渣，
4
砂卵石层
1~2
1.3
加大冲击能量，勤掏渣
5
风化岩
1~4
1.2~1.4
加大冲击能量，勤掏渣
6
塌孔回填重成孔
1
1.3~1.5
反复冲击，加粘土块及片石
4.2.4埋设护筒
泥浆护壁施工法是在静水压力下进行钻挖作业的，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向。
1、护筒选用4mm厚钢板卷制而成，护筒内径应大于钻头直径200mm（直径1.0m桩的护筒内径为1.2m，直径0.6m桩的护筒内径为0.8m）。
上部开设2个溢浆孔。
2、护筒埋设时，首先采用人工开挖孔口部位，并将护筒埋入土中，其顶端应高出地面20～25cm，埋设深度不小于1.5m，底部及周围回填粘性土，并夯实以防漏水。
护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
护筒埋设要保持垂直，倾斜率应小于1.5%。
4.2.5成孔
1、冲桩机就位
护筒埋设结束后将冲孔机就位,冲孔机摆放平稳,钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，吊线检查钻机摆放是否正确。
2、冲击机成孔
（1）通过卷扬机悬吊冲锤的冲击力把硬质或岩层破碎成孔，泥渣部分挤入孔壁，大部分采用抽渣筒进行排渣掏出。
操作时，要先在孔口埋设护筒，然后冲孔机就位，使冲击锤中心对准护筒中心，开始应低锤密击，锤高0.4~0.6m，并及时加片石、砂砾（或石子）和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下3~4米后，才可加快速度，将锤提高至1.5~2.0m以上转入正常冲击，并随时测定和控制泥浆比重。
当在粘土和亚粘土层中冲击时，应采用中小冲程冲孔，并补充稀泥浆或清水，避免糊粘；如地下水位低，要加水补充，发现漏水及时补充，并应保持孔内水位高于地下水位1.5m左右，以防塌孔；遇岩层表面不平或倾斜，应抛入20~30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击将岩层锤击成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比重可降到1.2左右，以减少粘锤阻力，但又不能过低，避免岩渣浮不上来，掏渣困难。
在各类土层中的冲程和泥浆比重关系见表4.2.3。
（2）开孔阶段，尽量使石渣挤密孔壁而不掏渣，但冲至4~5米深度以后，则要开始掏渣，大约每台班掏一次，每次约4~5桶，要及时加水保持孔内水位的高度以防坍孔。
每次掏完石渣后，即向孔内加护壁泥浆，恢复泥浆正常浓度，这样反复进行冲孔、掏渣，直至要求深度。
每次掏渣，用塑料袋封装岩渣的样品，并注明掏渣桩号、时间、桩长度范围。
3、泥将护壁和清孔
（1）在钻进过程中，应随时补充泥浆，调整泥浆比重，泥浆作用：
泥浆夹带被钻头削碎的土颗粒不断从孔底溢出孔口，达到连续钻进连续排土。
加固保护孔壁，防止地下水渗入面造成塌孔。
（2）钻孔过程中排渣可采用泥浆循环或抽渣筒等方法，当采用抽渣筒排渣时，应及时补给泥浆。
4、清孔
钻孔达到设计要求深度后，应尽量把孔底沉渣捞清，以免影响桩的承载力。
清渣时采用抽渣筒进行清渣。
当孔壁土质较好不易坍孔时，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5Mpa，使导管内形成强大高压气流向上涌，被搅动的泥渣随着高压气流上涌从喷口排出，直至孔口喷出清水为止，本方法能使冲碎的卵石、石块由泥浆带出。
孔深（钻深）可在成孔后用专用测绳检测孔深，灌前孔深再次用专用测绳测定孔深。
终孔及灌前均须进行泥浆的各项指标检测，不
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