灌注桩施工方案.docx
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灌注桩施工方案
盐河（杨庄－武障河）航道整治工程
殷渡桥
钻孔灌注桩
分项工程施工方案
江苏淮阴水利建设有限公司
二〇一〇年十月二十一日
一、工程概况
1.1工程地理位置与工程规模……………………………………………03
1.2钻孔灌注桩特征数据…………………………………………………03
二、编制依据
2.1编制依据………………………………………………………………05
三、钻孔地质情况
3.1桥位区工程地质条件及特征…………………………………………06
四、施工组织安排
4.1总体施工规划…………………………………………………………09
4.2人员组织安排…………………………………………………………09
4.3施工极具计划…………………………………………………………10
4.3施工材料计划…………………………………………………………11
4.3工期安排………………………………………………………………11
五、施工方法
5.1质量要求………………………………………………………………12
5.2施工流程………………………………………………………………12
5.3施工准备………………………………………………………………14
5.4施工测量………………………………………………………………14
5.5钢护筒加工与埋设……………………………………………………14
5.6钻机就位………………………………………………………………15
5.7泥浆拌制………………………………………………………………16
5.8钻孔施工………………………………………………………………18
5.9钢筋笼施工……………………………………………………………21
5.10砼灌注………………………………………………………………23
六、质量与工期控制
6.1钻孔桩质量控制要点…………………………………………………30
6.2成桩检测………………………………………………………………30
6.3质量保证措施…………………………………………………………30
6.4工期控制措施…………………………………………………………31
七、安全控制
7.1钻孔施工安全…………………………………………………………32
7.2钢筋笼施工安全………………………………………………………32
7.3水下混凝土灌注施工安全……………………………………………34
八、环境控制…………………………………………………………………36
第一章工程概况
1.1工程地理位置与工程规模
盐河（杨庄－武障河）航道整治工程殷渡桥全桥由主桥和两岸引桥组成，跨径布置为（7×20）m预应力空心板梁+75m下承式系杆拱桥+（8×20）m预应力空心板梁，起讫里程为K0+322.500～K0+697.500（不含桥台），桥梁中心桩号为K0+500.000。
桥面设置R=1000m的竖曲线，竖曲线两端设置±3.0%的纵坡。
殷渡桥桥墩和桥台均采用钻孔灌注桩基础，桩径Ф1.2m，主墩采用群桩，每墩8根桩，引桥灌注桩26根，，桥台灌注桩10根，共有桩基52根。
1.2钻孔灌注桩特征数据
墩台号
桩顶标高（m）
桩底标高（m）
桩长（m）
桩径（cm）
备注
0＃
4.0
－26
30
120
1＃
5.5
－44.5
50
120
2＃
5.5
－44.5
50
120
3＃
5.5
－44.5
50
120
4＃
5.5
－44.5
50
120
5＃
5.5
－44.5
50
120
6＃
5.5
－44.5
50
120
7＃
－1.7
－56.7
55
120
8＃
－1.7
－56.7
55
120
9＃
4.2
－45.8
50
120
10＃
4.2
－45.8
50
120
11＃
4.2
－45.8
50
120
12＃
4.2
－45.8
50
120
13＃
4.2
－45.8
50
120
14＃
4.2
－45.8
50
120
15＃
4.2
－45.8
50
120
16＃
3.3
－26.7
30
120
第二章编制依据
2.1编制依据
（1）、施工承包合同；
（2）、盐河（杨庄～武障河）航道整治工程殷渡桥施工图设计及设计文件中的设计说明、地形、工程地质、水文、气象等资料；
（3）、《工程建设标准强制性条文（公路工程部分）》（2002版）；
（4）、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
（5）、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）；
（6）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
（7）、《公路工程国内招标文件范本》[交公路发（2003）94号]；
（8）《公路施工手册》（桥涵）；
（9）本承包人拥有的科技成果、工法成果、机械机具设备、管理水平、技术装备以及多年积累的类似工程施工经验。
（10）、依据我国的法律、法规及南通市有关施工安全、工地保安、人员健康、劳动保护、土地使用与管理、环境保护与文明施工方面的具体规定和技术标准；尊重和保护工程施工所在地民众多年来形成的民俗风情与行为惯例。
第三章钻孔地质情况
3.1、桥位区工程地质条件及其特征
根据勘探揭露地基土的地质时代、成因类型、埋藏深度、空间分布发育规律、物理力学性质指标及其工程地质特征，将其划分为7个地基土层及其相对应的亚层。
各地基土层的工程地质特征分述如下：
Ⅰ0杂填土：
杂色，湿～饱和，松散。
以粉质粘土为主，夹植物根茎，偶含石子、碎砖屑，局部含草木灰和少量杂质。
该层在勘察区表部零星分布，顶板标高7.56～10.75m，厚度一般为0.30～2.70m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为5.45MPa。
Ⅰ1褐黄色素填土：
湿～饱和，松散。
以粉土为主，混粘性土，夹植物根茎，偶含石子和碎砖屑等，局部上部有30cm左右水泥块。
该层在勘察区表面分布较稳定，顶板标高为3.54～10.45m，厚度一般为0.40～7.20m。
该土层土质不均匀，静力触探比贯入阻力Ps为0.99MPa（QJ2）～6.51MPa（QJ9）。
加权平均值为3.11MPa。
该层实测标准贯入击数一般为2～8击。
Ⅱ1褐黄色砂质粉土：
饱和，松散～稍密。
土质较均匀，夹性土薄层，局部粘性土含量高，局部砂性重，近粉砂，含云母碎片，摇震反应迅速，干强度低，韧性低。
该层在拟建场地分布较广，仅在局部孔缺失，顶板标高为2.04～6.84m，厚度一般为0.30～5.50m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为4.73MPa。
该层实测标准贯入击数一般为5～8击。
Ⅱ2杂色粉质粘土：
饱和，软塑～可塑偏软。
切面光滑，土质均匀，夹粉土薄层及团块，含氧化铁斑点和铁锰质结核，局部粉性较重，摇震无反应，干强度中等，韧性中等。
该层在拟建场地分布广泛，仅在QJ2、QJ6孔处缺失，顶板标高为1.03～4.85m，厚度一般为1.00～4.80m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为1.13MPa。
该层实测标准贯入击数一般为2～5击。
Ⅲ灰色淤泥质粘土：
饱和，流塑。
切面光滑，土质均匀，局部为粘土，夹粉土薄层及团块，局部含有机质、腐植物和少量贝壳碎片，摇震无反应，干强度高，韧性高。
该层在拟建场地分布稳定，顶板标高为-0.45～2.74m，厚度一般为1.80～5.10m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为0.66MPa。
该层实测标准贯入击数一般为1～2击。
Ⅳ灰黄～褐黄色粉质粘土：
饱和，可塑偏硬，局部稍软。
切面粗糙，局部较光滑，土质不均匀，局部近粘土，含氧化铁和铁锰质结核，偶夹钙泥质结核，局部含砂砾和结核块，夹粉土薄层和团块，局部夹层较多，近互层，摇震无反应，干强度中等，韧性中等。
该层在拟建场地分布稳定，顶板标高为-0.69～-3.95m，部分孔厚度未揭穿，揭示厚度一般为4.95～23.55m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为2.97MPa。
该层实测标准贯入击数一般为8～23击。
Ⅳt灰黄色砂质粉土：
饱和，中密～密实。
土质不均匀，夹较多粘性土薄层，近砂质粉土夹粉质粘土，局部砂性重，近粉砂夹粉质粘土，含云母碎片，摇震反应中等，干强度低，韧性低。
该层在拟建场地呈透镜体状零星分布在Ⅳ灰黄～褐黄色粉质粘土中，顶板标高为-6.40～-31.33m，厚度一般为1.00～8.70m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为8.87MPa。
该层实测标准贯入击数一般为15～40击。
Ⅴ灰黄色粉砂：
饱和，中密～密实。
砂质不纯，颗粒较均匀，夹粘性土薄层和团块，局部夹层较多，近粉砂夹粉质粘土，局部近砂质粉土，局部为细砂，含云母。
该层在拟建场地分布稳定，顶板标高为-22.59～-34.15m，部分孔厚度未揭穿，揭示厚度一般为3.40～20.30m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为9.66MPa。
该层实测标准贯入击数一般为27～38击。
Ⅵ1灰～灰黄色粉质粘土：
饱和，软塑～可塑。
切面粗糙，局部切面光滑，土质较均匀，含云母，夹粉土薄层，局部近粘质粉土或砂质粉土，局部为粘土，含氧化斑点，偶夹结核块，摇震无反应，干强度中等，韧性中等。
受孔深限制，该层仅在部分孔有揭示，顶板标高为-26.59～-31.60m，揭示厚度一般为1.30～11.10m。
静力触探比贯入阻力Ps加权平均值为2.89MPa。
该层实测标准贯入击数一般为14～19击。
Ⅵ2灰黄色粉质粘土：
饱和，可塑～可塑偏硬，局部为可塑偏软。
切面粗糙，局部切面光滑，土质较均匀，含氧化铁斑点，夹粉土薄层和团块，局部砂性重，含氧化斑点，偶夹砾石和结核块，局部为粘土，摇震无反应，干强度中等，韧性中等。
受孔深限制，该层仅在部分孔有揭示，顶板标高为-31.85～-41.06m，揭示厚度一般为1.70～22.20m。
该层实测标准贯入击数一般为14～34击。
Ⅶ1灰白～灰黄色中细砂：
饱和，密实。
砂质较纯，局部为粉砂，颗粒较均匀，局部混少量粘性土，含云母，偶夹砾石。
受孔深限制，该层仅在部分孔有揭示，顶板标高为-54.05～-55.40m，揭示厚度一般为1.30～4.10m。
该层实测标准贯入击数一般为43～50击。
Ⅶ2灰黄色粉质粘土：
饱和，可塑偏硬。
切面粗糙，土质较均匀，含氧化铁锈斑，局部夹粉土团块和结核块，局部近粘土，摇震无反应，干强度中等，韧性中等。
受孔深限制，仅在QY7、QJ7孔有揭示，顶板标高为-57.50～-63.40m，揭示厚度一般为2.35～6.55m。
该层实测标准贯入击数一般为32～36击。
第四章施工组织安排
4.1、总体施工规划
本桥共有直径1.2m钻孔桩52根，单根桩长30～55m。
对本桥的桩基施工计划分别从东、西两岸主墩同时开始，待主墩桩基施工完成后，移机至引桥桥台桩位施工，桥台桩基施工结束后施工引桥其它桩基。
主桥桩基具有桩较长长，群桩基础等特点，为确保桩基的施工质量，施工需要从技术控制、施工管理、试验检验、材料及设备优选等方面加强管理。
机械配备：
拟投入2台钻机施工，其中GPS-20钻机2台，分别在盐河两岸各布置1台。
根据我公司以往类似地质桩基的施工经验，每根桩成孔周期预计为3-4天，每个桥连同施工准备工作钻孔桩工期控制在3个月之内。
4.2、两桥人员组织安排
4.2.1、项目部管理人员安排：
现场总负责人：
蒋一波
现场调度协调负责人：
朱海荣
技术负责人：
杨国华
质量负责人：
钱程
试验负责人：
于淑芳
测量负责人：
国欣
安全负责人：
刘文涛
4.2.2、劳动力安排：
1、钻机人员配置
循环钻机每班配备6人，其分工见下表4.1：
钻机人员配备表。
表4.1：
钻机人员配备表
序号
类别
主要职责
人数
1
班长
对该班的工作负责，并对进尺、地质情况作好记录。
1
2
钻机司机
操作钻机，并观察孔口稳定，对钻机负责。
1
3
卷扬机司机
操作卷扬机，对卷扬机安全负责。
1
4
机电工
负责班用电及保证泥浆泵的正常运转。
1
5
勤杂工
负责班钻杆的装卸及清渣工作。
2
2、其它人员配置
表4.2：
其它劳动力计划
序号
类别
主要职责
人数
1
钢筋工
钢筋制作、安装及浇筑值班。
16
2
水石工
混凝土拌和、运输、浇筑。
20
3
机电工
负责班用电正常运转。
2
4.3、施工机具计划
表4.3：
施工机具计划
序号
名称
规格
单位
数量
1
商品拌和站
75m3
套
1
2
商品拌和站
80m3
套
1
3
混凝土搅拌车
6m3
辆
3
4
汽车泵
60B
辆
1
5
汽车吊
25T
辆
1
6
水准仪
DES-2
台
1
7
全站仪
GTS－330N
台
1
8
电焊机
BX3-3-2
台
2
9
弯曲机
GJ7-40
台
1
10
切断机
GJ5-40
台
1
11
钢筋挤压设备
YJH-32
台
2
12
回旋钻机
GPS-20
台
4
13
发电机
250KW
台
1
4.4、两桥施工材料计划
表4.4：
材料计划
序号
名称
规格
单位
数量
1
混凝土
C25
M3
2805
2
钢筋
Φ28
Kg
57926
3
钢筋
Φ25
Kg
68979
4
钢筋
Φ16
Kg
2448
5
钢筋
φ8
Kg
13056
4.5、工期安排
具体见施工进度计划。
第五章施工方法
5.1、质量要求
钻孔灌注桩质量要求如下表5.1
表5.1钻孔灌注桩成孔质量允许偏差
项目
允许偏差
检查方法及频率
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
按《公路工程质量检验评定标准》附录D检查
桩位（mm）
群桩
100
全站仪或经纬仪：
每桩检查
排架桩
允许
50
极值
100
孔深（m）
不小于设计
测绳量：
每桩测量
孔径（mm）
不小于设计
探孔器：
每桩测量
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
沉淀厚度（mm）
≤200
沉淀盒或标准测锤：
每桩检查
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
5.2、施工流程
施工流程如下图5.1。
1钻孔灌注桩施工工艺流程图
5.3、施工准备
施工前做好供电、供水的准备，并将临时用电、临时用水接到施工现场。
由于桩位均处理陆地上，所有施工场地采用推土机进行平整、压实，满足测量定位放线与桩基施工要求，然后铺垫枕木作钻孔平台；现场清理过程中，须将桩基础范围内的障碍物清除干净，以便于钻机造孔的顺利进行。
对于桩位处软土，全部予以换除并夯实。
在施工场内进行部分道路硬化，以满足施工车辆行驶的要求。
5.4、施工测量
钻孔灌注桩的施工测量包括测量放样、准备测量、竣工测量三阶段。
利用图纸提供平曲线特征点复核各桩位坐标，确保各桩位坐标准确无误。
测量的成果为测量手薄，必须连号备存。
具体施工时，采用坐标法与中线法双控互为校核。
利用全站仪根据桩基平面图，测放桩中心点位并作出明显的标志（打设定位木桩），并加以妥善保护。
在X、Y方向引设导向护桩，测施完毕及时整理资料，报请监理工程师验收。
根据验收合格的桩位，放出桩位的横、纵轴线的控制桩（如图），控制桩用木桩打设，不易遭到破坏，控制桩保持到分项工程交工。
孔的中心位置允许偏差：
群桩：
100mm；单排桩：
50mm。
5.5、钢护筒的加工与埋设
（1）、钢护筒的加工
钢护筒采用A3钢板卷制而成，内径大于设计桩径20cm。
为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。
管节制成后在内部设置临时支撑，以防在运输过程中产生变形；钢护筒上口布设加劲法兰，下口50cm范围内布设抱箍加强，护筒高度根据土质情况确定，须能有效防止周围环境振动、冲击引起孔口渗漏、坍塌。
（2）、钢护筒埋设
护筒埋设采用挖孔埋设的方法。
先在桩位处挖出比护筒外径大80～100cm圆坑，坑底人工整平；然后通过定位的控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；再用吊车将护筒吊进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线定在护筒顶部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合。
同时用垂球检查，使护筒竖直。
然后随即在护筒周围对称、均匀分层回填粘土并夯实，达到最佳密实度，在夯填时注意防止护筒偏斜。
护筒埋设应高出地面40cm
钢护筒埋设偏差：
1、护筒中心应与桩中心重合；
2、平面允许误差为50mm；
3、竖直线倾斜不大于1％。
（3）、护筒标高测设
利用水准仪测定钢护筒顶口的标高，用以控制桩基的高程。
钻孔深度采用测绳及测锤以护筒为基准进行测量控制。
5.6、钻机就位
钻机就位前，应对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处平整和加固，主要机具的检查、维修与安装，配套设施的就位及水电供应的接通等。
钻孔桩钻机就位，采有拖拉就位法。
拖拉采用铺垫枕木，枕木上面安设43kg/m钢轨进行。
将拼装好的钻机拖拉就位后，将钻杆对准钻孔桩位。
钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷。
顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于20mm,以确保钻孔桩垂直度误差≤1%的要求。
钻机就位前由技术人员对原定桩位进行复核，桩位偏差要求小于10mm，并用“＋字线”定位。
钻机就位：
要求钻机支垫牢固，钻尖对中（偏差小于20mm），钻杆垂直（钻孔垂直度偏差不得大于1/300），采用高精度的水平尺测量。
为保证钻孔垂直度，场地需平整，机架滑车中心，磨盘中心、桩位中心三点必须成一直线，磨盘一定水平，钻进时随时校验，确保钻机垂直。
5.7、泥浆拌制
泥浆循环池布置根据现场便道以及周围环境统筹安排，采取两个墩桩基用一个泥浆循环池的方式，泥浆处理池由泥浆池和沉淀池组成，池深1.5m，平面尺寸4m×5m,形成泥浆循环系统。
为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉碴及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用挖机修复泥浆池。
泥浆排泥场均布置在航道开挖线范围以内，在沉淀具备外弃后，运至弃土场处理。
泥浆池采用钢管绳索进行周围警示防护，并派专人巡查，确保安全。
泥浆循环池设置图5.3《泥浆循环系统平面布置示意图》。
正循环排渣流程图见图5.4《正循环施工法排渣示意图》。
图5.3泥浆循环系统平面布置示意图
图5.4正循环施工法排渣示意图
根据两桥的地质情况（砂土层较厚），钻孔泥浆由水、表层粘土、膨润土和添加剂按适当配比配置而成，其泥浆性能指标应满足各种不同地层的地质条件和钻机性能。
在正常钻进和清孔等过程中，均要严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值和泥皮厚度等指标，降低孔底沉渣厚度，使其满足规定要求并尽可能提高指标值。
在钻孔过程中，每两小时检测1次检测泥浆的性能指标，当土层变化时则增加其检测次数。
钻孔阶段、泥浆循环净化再生阶段及清孔阶段各泥浆的指标应符合表5.2的要求。
钻孔施工中泥浆的排放和处理应符合环保的要求。
泥浆性能指标选择
序号
性能指标
一般土层
易坍土层
1
相对密度
1.05～1.20
1.20～1.45
2
粘度（s）
16～22
19～28
3
含砂率（％）
≤4
≤4
4
胶体率（％）
≥96
≥96
5
失水量（ml/30min）
≤25
≤15
6
泥皮厚（mm/30min）
≤2
≤2
7
静切力（Pa）
1.0～2.5
3～5
8
酸碱度pH
8～10
8～10
5.8、钻孔施工
5.8.1、钻孔工艺流程图：
钻孔工艺流程图如下：
图5.5钻孔施工工艺流程图
5.8.2、钻孔施工：
1、钻机就位
立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。
启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔。
然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm。
在钻架过程中经常检查转盘，若有倾斜或位移，及时进行纠正。
2、初钻
先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进孔中一定数量后，方可开始钻进。
3、钻架时操作要点
A.钻机开钻前，应检查各种机具，设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。
B.开始钻进时，应控制进尺速度及钻压，采用“低压慢进”措施，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
C.钻机钻孔施工时针对各种不同的地层应采用不同的钻孔方法。
对于淤泥质土层，应采用低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免发生先扩孔后缩孔现象；对于亚粘土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；
钻机在不同的地层中应选择不同的钻压和钻进速度，不同地层的钻进参数可根据表5.3选用。
表5.3不同地层钻进参数表
地层
钻压（kN）
转数（rpm）
进尺速度（m/h）
淤泥、淤泥质粘土
＜150
10～20
1.5～2.5
粉细砂
300～350
10～20
1.5～2.5
粗砂层
250～300
5～10
1～2
护筒底口地层
＜150
5～10
0.5～1
D.钻孔作业必须连续进行，不得中断。
因故必须停钻时，孔口必须加盖防护，并且必须把钻头提出孔道，以防埋钻。
E.在钻孔过程中，必须绘制孔位处的地质剖面图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重等参考。
并且应经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，以判断土层，并记录表中，与设计地层作核对。
F.当钻孔距设计标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料，判定是否进入要求的持力层。
当钻孔深度达到设计要求时，应对孔深、孔径和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，进行清孔、灌注砼。
G.群桩同时钻孔时，相邻钻孔不允许同时开钻或浇筑混凝土，当已浇注混凝土桩的强度未达到5MP时，也不得在相邻孔进行钻孔施工。
H.钻孔时，要求钻机严格按规范进行施工，保证钻孔过程安全，若万一出现钻孔事故，见常见钻孔事故的预防和处理方法见表5.4：
常见钻孔事故的预防和处理。
表5.4:
常见钻孔事故的预防和处理
序号
类别
产生原因
预防和处理措施
1
坍孔
1）泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮；
2）护筒埋置太浅，下端孔口漏水；
3）由于掏渣后及用时补充水或泥浆或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够；
4）松散砂层中进尺太快
1）在松散砂层中钻进时要严格控制进尺，投入粘土膏，卵石等挤入孔壁起护壁作用。
2）发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填，重新埋设再钻。
3）发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到孔处以上1～
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