桩基钻孔施工方案.docx
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桩基钻孔施工方案
三环路武侯立交桥改造工程
桩基施工技术及安全
专项方案
编制人：
职务（称）
审核人：
职务（称）
成都市路桥工程股份有限公司
三环路武侯立交桥改造施工项目部
二○一一年三月
三环路武侯立交桥改造工程
桩基施工技术及安全专项方案
一、工程简介
本工程位于成都市区西南方向武侯大道与三环路交叉处，主要工程内容是在现有武侯立交桥上增加两条左转弯匝道以提高立交桥的交通转换功能。
本工程两根匝道共计2490m，其中22联桥梁结构长1980.3m。
桥匝道桩基为水下混凝土灌注摩擦桩结构，共有104根桩，其中桩基直径φ1300mm、桩长18～21米；桩基直径φ1800mm、桩长23～32米；桩基直径φ2200mm、桩长23～50米；其中50米桩4根，其余为23~29米，加上承台及覆土，钻机成孔深度为21～52米，桩基混凝土C30。
工程所处地理位置及地形地貌：
场地位于成都市西南西三环武侯立交桥附近，北西向为西三环路一、二段，北东向为武侯大道，均为水泥混凝土路面，两侧为居住小区和工厂区，交通较为方便。
场地地貌单元单一，属于岷江水系Ⅰ级阶地，场地地面标高（匝道桥除外）501.07～506.95m，高差5.84m，场地地形平坦，局部地段堆积弃渣或公路，地形略有起伏。
二、编制依据：
1、建设单位提供的“三环路武侯立交桥改造工程两阶段施工图设计工程地质勘察报告”及“三环路武侯立交桥改造工程两阶段施工图设计”。
2、质量标准、技术规范：
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
《道路工程施工规范》（CJJ-4491）
《桥涵施工规范》
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1-90）。
3、建设部颁发的关于建设文明施工标准和成都市关于市政基础设施工程现场管理标准及《成都市市政工程文明施工设施图例》；
4、现场实地踏勘后所掌握的信息；
5、施工机械设备性能和人力资源及财力；
6、工程所在地的地质条件。
三、桩基施工方案选定及设备
通过对工程量、施工工期、施工现场条件和地质报告的分析知道，该施工范围地表下主要为不同密实度的砂砾石层并含有较多且厚度较大的砂层透镜体。
另外本工程的桩基成孔深度在21~33米之间，另有4根2.2m桩成孔深度在50米以上，为确保施工期间的安全并考虑施工现场狭小和施工现场环保需要，项目部拟采用施工安全性能可靠、成孔质量好、效率高的旋挖钻机成孔施工工艺进行施工。
根据本工程的工程量和施工进度，本标段将组织3台（其中１台备用）旋挖钻孔分两个作业面分头进行施工。
施工振动小、成孔质量可靠，工作效率高，扬尘及泥浆污染小，该施工工艺另一特点是不需要电力，在本工程电力短时间不能解决的情况下优势极为明显，通过综合分析相关因素后选用该方案。
四、钻孔灌注桩施工
（一）工艺流程
（二）施工场地
由于本工程的桩孔位置大部分在既有的三环路和武侯大道的辅道及绿化用地内，由于旋挖成孔机械为履带行走，现有地貌是非常理想的钻孔施工平台，不需对地面进行特殊处理，只需要合理地进行现场布置避免现场施工的相互影响和干扰即可。
测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。
（三）泥浆制备
因为本工程采用的是旋挖钻机成孔施工，为了保证桩孔不出现孔壁坍塌现象，施工中将采用复合聚合物制备的化学泥浆进行钻孔护壁施工。
在施工现场将根据现场情况合理设置泥浆池，泥浆池采取在原地面下挖坑池方式，为避免泥浆流失可采用塑料布对池壁和池底进行封闭。
并用泵管将桩孔与泥浆池连接。
在钻孔灌注桩的施工过程中。
首先在泥浆池中注入清水并同时在清水池中加入Na（OH）碱，将水的PH值控制在8~10范围，充分改善水质，最大化提高泥浆性能。
将清水抽入泥液池时将该复合型聚合物晶体均匀撒在出水口或水流冲击的水面。
由于该复合型聚合物晶体比重只约微大于清水，根据现场溶解实验发现当池中水处于流动或紊流情况下聚合物晶体始终处于悬浮流动状态，所以只另外用一台泵将池中浆液不断地循环抽出和泵入增加浆液搅动即可。
根据聚合物充分溶解的时间约为25分钟左右的特性，故化学浆液应在钻孔开始前1小时进行制备以保证聚合物充分溶解以达到提高化学浆液性能作用。
将液体装入透明矿泉水瓶目测进行泥浆溶解效果检查，当溶液中没有透明絮状物现象时表示溶解充分。
充分溶解后的浆液呈浅乳白色，用手摸有黏稠感，用枝条挑起会出现丝状悬挂和胶膜。
化学泥浆制作完成后即可将其注入正在施工的桩孔内进行钻孔护壁，用泵将泥浆池中制备的泥浆泵入桩孔内并保证足够的液面高度，化学泥浆主要依靠泥浆长链分子的张力和粘接性实现桩孔护壁功能，化学泥浆会渗入到孔壁的土体空隙中将土颗粒黏合在一起封闭空隙并在孔壁表面形成张力较强的胶膜，防止化学泥浆进一步流失并极好地提高孔壁土体内聚力，达到极好地护壁效果。
当进行桩基水下混凝土灌注时，在孔口用泥浆泵将桩孔内混凝土上部的泥浆抽出并排进泥浆池供下一桩基钻进施工护壁用。
当混凝土顶面上升至一定高度后（一般在混凝土顶面上1米高度范围），由于泥浆中的含砂率增大应及时关闭泥浆泵电源，避免将含砂量大胡泥浆泵入泥浆池影响备用泥浆性能。
（四）钻孔
1、旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中有专人观察两个垂直度仪，随时指挥机手调整钻杆垂直度。
通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。
2、成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。
3、依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。
经复核无误后在场区内实地放出，同时以桩中心为交点，在纵向和横向方向埋设好护桩，桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行施工
4、现场准备好护筒，护筒采用≥10mm钢板卷制，护筒长度为≥3m，在护筒的上口边缘开设1个溢浆口，为防止护筒下沉需在护筒两侧焊接担铁，担铁采用δ≥10mm钢板。
护筒中心与桩位中心重合，其偏差不得大于50mm，并应严格控制护筒的垂直度，护筒调整到位并固定稳后，周边用黏土均匀回填并分层夯实，并采用道木将护筒架设牢固，以保证在钻孔过程中护筒稳定不下落以及周边不跑浆
5、在对钻机进行检查维护无误后将钻机就位，按照要求将钻机固定平稳牢固，保证钻机在施工过程中不产生位移或沉陷。
6、开孔时钻机要轻压慢转渐渐进人正常施工，保证钻斗对准桩位，预防孔斜和桩位偏差，待导向部分或钻头全部进入地下进人正常施工后才能加快钻进速度。
7、钻机开钻后应分班连续施工，未出现特殊情况不应中断施工。
在施工时应时时对施工过程进行检测，及时进行排渣、调整泥浆密度、补注泥浆。
8、钻机操作要轻提，轻放，不要强行加压，技术人员要随时观察孔内变化。
9、施工过程中要随时检查钻斗，发现外刃磨坏，钻斗封闭不严时应马上修理。
10、施工钻进每进行到一定深度应用检孔器对已成孔段进行检测，检查是否出现斜孔、缩孔等情况，及时发现问题并提前处理，消除存在的隐患。
11、成孔中，按施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。
记录必须认真、及时、准确、清晰。
12、钻进过程中安排专人负责检测泥浆指标，要随时向孔内注满泥浆，平衡孔内侧压力遇到回填物，需及时处理。
13、终孔后桩径偏差应控制在50mm内，垂直度偏差在1%内，孔深不得小于设计桩长。
（五）流砂的预防
从地勘资料可以看出本工程地下地质有较厚的砂层透镜体，为防止流砂的形成：
1、为保证泥浆的护壁效果，使用高质量的泥浆是重要保证。
定期测定和适当调整泥浆性能指标，始终保持泥浆性能良好，现场必须配备仪器和检测人员检测泥浆比重、含砂量，遇砂层时增加泥浆检查次数，并适当增加泥浆浓度；
2、为保证流砂不能形成，随时检查地下水位高度，最大限度保证孔内液面高度。
（六）清孔
清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。
清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使混凝土灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证混凝土成柱质量。
1、当钻孔深度达到设计标高后经对孔深、孔径等进行检查并符合要求后即可进行清孔作业。
2、在清孔排渣过程中应始终保持孔内水头，防止坍孔。
3、当清孔排渣达到本工程设计技术交底会议要求的孔底沉渣厚度不大于20cm后（设计要求小于50mm）即可进行下道工序施工。
4、成孔检测：
成孔结束后，对成孔质量进行检测，及时请监理验收。
（注：
成孔前1小时提前请监理。
）所有灌注桩成孔记录表由专人负责。
（七）钢筋笼制作、吊放
钢筋笼制作
1、钢筋笼制作允许偏差按下表的规定执行；
序号
项目
允许偏差（mm）
1
主筋间距
±20
2
筋间距或螺旋筋的螺距
0～20
3
钢筋笼直径
±5
4
钢筋笼长度
±10
5
钢筋笼保护层
±５
2、在钢筋加工场地集中加工，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求，钢筋笼的主筋为φ25在地面加长时，接长采用连接头连接，质量符合设计和规范要求。
接头相互错开。
主筋与箍筋采用点焊。
施工中按照以下规定加工钢筋笼。
先制做钢筋笼的加强箍，加强箍先根据设计长度下料并在特制的平台上弯制而成。
加强箍制做完成后，在加强箍上准确的放样出钢筋笼每一根主筋的确切位置并做出标记。
主筋分段长度，将所需钢筋用切断机成批切好备用，并按规格挂牌分类堆放整齐。
钢筋笼加工在特制加工平台上进行，加工前先检查平台的平直度，确保钢筋笼的主筋顺直。
加工时先将主筋点焊于加强箍的外侧所标示的主筋位置，确保主筋位置正确，间距一致。
最后施工钢筋笼箍筋，施工箍筋前先在主筋上分出箍筋间距，然后将箍筋缠绕于钢筋笼骨架上并将箍筋与主筋50%局部点焊。
加工成型的钢筋笼需垫放在坚实平整的地面上，防止变形和粘泥污染。
3、成型钢筋笼的外径、净保护层厚度必须符合设计、规范要求；
4、钢筋笼吊点采用2个加强圈钢筋组成，主吊点在此基础上焊接Φ20圆钢U型吊钩保证吊点质量，吊钩与桩基主钢筋和加强圈钢筋焊接。
5、注意预埋超声波检测管。
每根桩基在钢筋笼内侧成正方形分布设4根外径为57mm的超声波检测专用钢管，上端应高出桩顶≥50cm，下至桩底，不得漏水，浇注混凝土前在灌满清水，上口用塞子封严。
钢筋笼吊装
根据本工程桩基不同的长度，项目部拟定采用两种方案进行施工。
整体吊装
钢筋笼整体吊装分两种情况，即采用一台吊车吊装和采用两台吊车吊装。
钢筋笼吊装长度最大应小于25m，整体吊装桩基钢筋笼采用一台25t汽车吊。
钢筋笼设置３个吊点，副吊点在桩顶下6m和18m处；主吊点在桩顶处；采用两根Φ25钢筋加工的工圈作为吊点加强。
吊装前进一步进行检查，检查内容包括长度、直径、焊接加固、吊点加强及钢筋笼是否变形等，完成检查后可开始吊装。
吊点采用U型卡将钢筋笼与钢丝绳连接牢固，吊车吊钩的防脱绳卡完整有效。
钢绳安装完成后首先将吊车吊臂伸出到足够长度并将吊钩放置在各自两副吊点的中部，然后同收钢索将钢筋笼慢慢调离地面。
当钢筋笼完全离开地面后收主吊钢索将钢筋笼顶端逐渐提升抬高，最终实现由主吊点将整个钢筋笼垂直吊起，之后副吊车放钢索解除对钢筋笼的约束，然后主吊车摆臂将钢筋笼调整到桩孔处将钢筋笼逐渐放入已成型的桩孔中。
钢筋笼吊装长度大于25m且小于35m，整体吊装桩基钢筋笼采用两台（一台70t和一台35t）汽车吊的双机五吊点起吊安装。
方法是用70t吊车作为主吊共３个吊点，主吊点在桩顶，两个副吊点在桩顶下4m和12m处,车位架在距桩孔5米的位置，35t吊车作为副吊共２个吊点，两个吊点在桩底以上6m和14m处,车位架在距主吊车10~16m的位置。
钢筋笼进场为桩顶端在主吊车方向，桩底端在副吊车方向，钢绳安装完成后首先将两台吊车吊臂伸出足够高度并将吊钩放置在各自两个吊点的中部，然后同收钢索将钢筋笼慢慢调离地面，当钢筋笼完全离开地面后主吊车收主吊钢索将钢筋笼顶端逐渐提升抬高，与此同时副吊车随着钢筋笼顶端的抬升采取摆臂、举臂、伸臂和收钢索将副吊点向主吊点下方输送，在这一过程中主吊车也可以采取摆臂方式将主吊点向副吊点上方靠近。
最终实现由主吊点将整个钢筋笼垂直吊起，之后副吊车放钢索解除对钢筋笼的约束，然后主吊车摆臂将钢筋笼调整到桩孔处将钢筋笼逐渐放入已成型的桩孔中。
分段吊装
如果施工现场状况及其他条件约束不能提供整体吊装或钢筋笼长度大于25m以上，项目部将采用分段吊装方式进行。
方法是按照上述方式完成第一段吊装并将钢筋笼固定在井口，然后用同样方法将第二段吊起移至第一段上方，两段的连接采用正反丝直螺纹连接竖向主钢筋并补充恢复螺旋钢筋，最后将整个钢筋笼吊起，拆除临时固定钢管并将钢筋笼完全放入桩孔内。
1、首先在地面上按照设计施工图标准水平制作钢筋笼，焊接牢固并完成检查填表等事项。
2、为了保证钢筋笼钢筋在吊装过程在不变形，钢筋笼按照右图结构进行十字架加固。
3、对钢筋笼进行高程调整就位并采取措施将钢筋笼进行固定，进行预压或将钢筋笼焊在钢护筒上防止在混凝土浇注中钢筋笼上浮。
（八）水下桩基混凝土浇注
水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中必须注意以下几点:
1、钢筋笼安装就位后应对桩底沉渣厚度进行再次检查进行隐蔽验收，满足设计规范要求后立刻进行水下混凝土浇注，如果桩底沉渣厚度不满足要求应进行再次清渣直到满足本工程不大于20cm的要求。
2、插入内径300mm左右并经检查气密性合格的混凝土浇注导管，并安装好料斗，根据本工程桩长和桩径其料斗容积应大于3m3。
导管必须严密，长度适中，保证底端距孔底30～50cm。
3、混凝土施工配合比应比设计配合比高一级，混凝土拌和必须均匀，坍落度控制在18～22cm，混凝土应有良好的和易性。
4、首批混凝土必须保证封底成功，混凝土量应不小于3m3，混凝土采用泵车或地泵将混凝土输送到浇注混凝土的料斗中。
5、在料斗口安装好球型塞，然后将混凝土装满料斗。
6、一切准备就绪时，拔起球型塞开始进行水下混凝土的浇注，浇注中应保证混凝土的连续性，当必须中断时其中断间隔时间不能超过混凝土的初凝时间。
7、混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑，浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩和混凝土浇注困难。
混凝土浇注中应根据施工进度进行拔管，但必须保证导管埋入混凝土的深度控制在2~6米。
8、混凝土浇注中应根据施工进度时时检查混凝土表面的上升高度，根据混凝土表面的上升高度决定混凝土何时停止浇注。
9、由于在水下混凝土浇注中，混凝土上表面部分由于沉渣、泥浆等而不能保证强度质量，所以施工时应使混凝土上表面高于设计桩顶100cm左右才能停止以保证桩的混凝土强度质量。
10、混凝土浇注完成后徐徐拔出导管
（九）截桩头
1、在完成混凝土浇注后24小时应即时进行桩头清理，剔除高于设计桩顶的多余混凝土部分并将桩顶上部钢筋表面进行清理。
2、将进入承台部分桩四周的浮浆剔除，确保进入承台部分的桩与承台混凝土很好的形成一体。
3、截出后的桩顶面比设计桩顶高程面高15cm,即柱体混凝土进入承台15cm。
五、施工注意事项及质量保证措施
钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的质量直接关系到上层结构的安全。
为确保本工程桩基成桩质量，根据钻孔灌注桩施工工艺及过去施工的经验总结，施工过程中应注意加强以下控制。
1、钻机就位必须保持牢固平稳，不因为施工振动产生倾斜和位移，在机架上作出控制标尺为准确控制钻进深度提供观测和记录标准。
2、根据本工程施工现场的地质情况，本工程钻孔施工的钢护筒长度应在3米左右，钢护筒内径应大于钻头100mm，护筒埋置其顶部高于地面30cm。
3、由于本工程施工现场地质层有砂层透镜体，施工中应尽量保证孔内泥浆高度，保持泥浆压力确保孔壁稳定。
4、在钻进施工时应时时安排专人负责泥浆指标和钻孔情况进行记录，主要填写内容为：
工作项目，钻进深度，钻进速度，及孔底标高。
根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，当地质情况不符合地勘报告时及时报请监理现场确认，由设计确定是否进行变更设计。
时时对施工过程中的泥浆指标进行检测，排渣后及时进行补注泥浆并在施工的各个不同阶段进行泥浆密度调整，保证成孔质量。
5、开始钻孔施工时要先慢后快，钻进施工过程中应加强检测，及时发现施工中出现的异常现象，分析异常现象出现的原因并采取针对性的措施进行解决，对产生的偏差进行纠正后再继续施工。
6、在钻进过程中根据进尺深度进行详细的地质记录，为桩孔成孔深度提供依据。
同时成孔的直径、位移、倾斜满足设计及规范要求。
7、钻孔施工中不能采取超深钻进方式解决沉渣厚度的问题，出现超钻，原钢筋笼因为过短不得使用，须采用长度相吻合的或新加工钢筋笼进行安装。
8、钢筋笼制作必须牢固且整体性好，保证在吊装过程中不变形。
9、浇注混凝土用的导管必须完好无破损，管接口密封圈安装完好，保证导管整体不漏气从而保证不出现断桩。
10、水下混凝土的水泥用量应大于350Kg，含砂率宜采用0.4~0.5。
11、在混凝土浇注施工中拔升导管必须根据混凝土浇注的高度决定，必须始终保证导管埋入混凝土2~6米，保证不因为拔管过高产生管内进浆而出现断桩，同时避免导管被埋面造成桩基砼灌注失败。
12、在混凝土浇注施工尤其是初期的混凝土浇注时混凝土会对钢筋笼产生一个向上的推力，如果钢筋笼安装不牢固就有可能产生钢筋笼上浮。
为避免钢筋笼上浮在钢筋笼安装就位后应采取有效措施对钢筋笼进行固定和加压。
13、桩孔成型后须及时进行清孔、吊放钢筋笼、水下混凝土浇注施工，避免长时间停顿出现坍孔和桩底沉渣增厚影响后续施工和结构工程质量。
六、施工安全保证措施
1、施工作业班组进场施工前进行安全教育和施工安全技术交底，提高施工安全意识。
2、按照作业性质发放相应的劳动健康安全保护用品，要求场内人员必须佩戴安全帽，高空作业佩戴安全带。
3、施工现场钢筋加工区的用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》进行布置和设备设置。
4、泥浆池四周设置临时护栏，避免现场作业人员跌入池中。
5、钻井设备在钻进施工和出渣过程中，人员应与机械保持一定的安全距离，避免机械伤害。
6、作好钢筋笼吊点设计，在第一次钢筋笼正式吊装前进行试吊演练，总结吊装经验，保证吊装安全。
7、吊装过程中，吊臂及钢筋笼下严禁人员滞留，避免出现以外造成损害。
8、吊装必须配备专职吊装指挥人员负责指挥。
9、吊装前必须对起吊范围的环境进行认真了解，避免出现触电、撞击等以外事故出现。
六、施工现场应急救援预案
1.安全疏散
在发生重大事故，可能对区域内外人群安全构成威胁时，必须在指挥小组统一指挥下，对与事故应急救援无关的人员进行紧急疏散。
对可能威胁到场外人员安全时，应立即和地方有关部门联系，引导其迅速撤离到安全地点。
2.紧急避险
事故发生后应有紧急避险措施，防止事故进一步扩大和伤亡人员的增加，以及在抢险时发生二次事故。
3.及时救护
现场伤员被救出后应及时送上已到达现场的120医院救护车上，使其得到更好的救护处理。
当现场伤员被救出后而120医院救护车还未赶到时，现场应对伤员进行现场简单处理后及时将伤员组织送到就近的医院，由医院的医生进行救护处理。
自行组织车辆送救路线：
第1条线路：
武侯立交桥→西三环路二段→草金立交→晋阳路→康忠宣诊所。
里程2.2公里，时间5分钟。
第2条线路：
武侯立交桥→西三环一段→草金立交→苏坡立交→清江中路→蜀都大道→长顺上街→省第五医院。
里程6.7公里，时间25分钟。
事故现场处理完成后，项目部“应急救援指挥小组”人员应积极配合事故处理相关部门做好以下工作：
·接受事故调查小组的询问并如实回答。
·认真填写《事故调查表》。
·认真分析事故原因。
·严肃处理事故直接责任人。
·制定相应事故的预防措施。
·结合事故对项目部全体人员进行安全教育和相关法律、法规的学习。
·妥善处置伤亡人员的善后事宜。
七、现场环境保护
1、由于在钻孔过程中会制造和排除泥浆，所以施工现场必须完善现场的循环泥浆沉淀和排放系统。
2、经过沉淀排放出施工现场的施工用水必须满足排放标准。
3、项目部将安排专人对撒落在道路上的泥水、建渣、垃圾进行清除。
4、为保证成都市创建“文明卫生”城市，项目部将安排专人定时或不定时地对施工现场进行洒水降尘和对围栏进行保洁。
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