5标桩基首件工艺试验方案文档格式.docx
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下部主要为海积的黏性土⑥4层，⑥14层，灰色，兰灰色，可塑状，地层分布连续，工程性质一般。
底部为冲积粉细砂⑥25层，灰色，中密-密实状，埋深大，顶板标高-95.68～-102.89，工程性质较好。
2.试验方案编制依据及目的
2.1．方案编制原则
本着科学管理、合理安排施工顺序、连续流水作业、经济合理、机械化施工、科学布置现场等原则编制本试验方案。
2.2．方案编制依据
⑴、浙江省甬台温高速公路复线温州灵昆至阁巷段工程第5合同段招投标文件相关要求；
⑵、浙江省甬台温高速公路复线温州灵昆至阁巷段工程第5合同段《两阶段施工图设计》；
⑶、现行设计施工规范；
⑷、本公司质量管理体系文件；
2.3．试验目的
⑴对设计地质进行验证，取得详细地质参数；
研究适合本段工程地层特点的钻孔设备及各种设备在相应地层施工功效；
确定适合本段工程地质条件的清孔方法；
研究钢筋笼保护层措施的可靠性和下设的最优方法；
验证钻孔桩混凝土的浇筑方式、工艺的合理性；
检验施工准备工作的周密性、严谨性。
2.4.试验执行规范
⑴《公路工程桥涵施工技术规范》（JTGF50—2011）；
⑵《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2012）；
⑶《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014）。
2.5.试验部位
本次试桩选在滨海互通主线桥右幅36#墩3#桩基，桩径1.5米，设计桩长为72.6米。
3.施工准备
3.1.施工技术准备
⑴熟知合同有关内容
由公司或项目部组织有关技术、管理人员以施工队长、班组长进行合同交底、合同分析。
⑵熟悉、审查施工图纸及有关设计文件
由项目总工组织会同技术员、质检员、施工队长及班组长进行图纸会审，并填写图纸会审记录。
⑶编制和审定施工组织设计
由项目总工程师主持编制施工组织设计，经公司总工审批后报监理单位。
⑷掌握规范要求、备齐资料表格
由项目总工对技术员、质检员、班组长进行技术交底，使现场每位人员熟知岗位职责、各工序质量控制点、设计及规范要求，并备齐所需各种资料表格。
3.2.施工现场准备
现场准备工作主要是“三通一平”、人员设备进场、规划征地、建宿舍、原材料进场和试验配比。
1施工道路
根据现场实际情况，施工车辆可由现有道路及临时便道通行。
⑵施工用水用电
由各级领导协同解决，并由相关人员将水电引至现场。
⑶人员设备进场
进场人员约20人，主要负责协调关系，联系材料，现场准备等工作。
⑷现场布置
据现场实质情况合理布置现场，设置项目部、钢筋加工场、钻机施工区、渣土堆放区、材料仓库、泥浆循环池等。
⑸搭建临舍
施工队伍进场后搭建临时设施、包括办公室、食堂、宿舍、仓库等，并由项目部相关人员检查验收合格后方可使用。
⑹原材料进场和试验配比
钢筋进场后组织原材检验及模拟焊，混凝土采用自建拌合站砼，已通过有关部门验收，并做出C30砼配合比，以便指导施工。
3.3.本次试验主要施工设备安排
序号
设备名称
型号规格
数量
产地
额定功率
进场时间
1
旋挖钻机
XR360
3月20日
2
挖机
220型
徐州
3月1日
3
吊车
25T
2月28日
4
电焊机
上海
30KW
3月15日
5
切断机
济南
15KW
6
调直机
12KW
7
水准仪
DSZ3-28
苏州
1月15日
8
GPS
日本
9
3PN泵
3PN
青州
3月18日
表3.3-1投入的主要施工设备一览表
3.4.本次试验人员组织
⑴施工人员一览表
表3.4-1本次试验现场施工人员组织
种类
备注
备注
项目经理部
25
电工班
钻机机长
钢筋工
12
电焊工
维修工
灌注工
杂工
钻工
10
后勤
共计：
69人
⑵人员组织网络图
图3.4-2人员组织网络图
3.5.材料组织计划
3.5.1．材料供应计划
本工程混凝土采用自建拌合站搅拌砼砼，并由实验室提供砼配比。
进场后首先将钢筋等原材料进入钢筋加工现场，并取样送检，材料采购由专职材料员负责。
3.5.2．材料保证计划
施工中为防止天气因素影响材料进场及性能，钢筋采用多次分批进场。
4.施工方法及工艺流程
4.1.施工方法
桩基施工采用旋挖钻机钻进成孔水下导管灌注法施工。
施工准备→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→钻进成孔→钢筋笼制做与安装→导管安装→砼搅拌、运输、灌注→成桩移位。
4.1.1．施工准备
⑴施工资料准备
开工前应有相关部门提供的该工程的地质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及图纸会审资料。
施工现场环境和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑物、精密仪器车间等的调查资料。
主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需作材料的物理性能试验，并委托有资质的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
有效的桩基工程的施工组织设计或施工方案，有关载荷、施工工艺的试验参考资料。
⑵测量放样
据设计单位提供的基准点和高程点，利用GPS测放所有桩位，并用水准仪测定所有标高，自检无误后，交监理单位验收，验收合格后，方可正式施工。
2泥浆制备
在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,通常采用澎润土制备成泥浆进行护壁。
泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重在起到保持这种压力差方面具有关键作用。
如果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;
如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。
要充分发挥泥浆的作用,其指标的选取是非常重要的。
就要求在实际工程的施工中,根据工程地质具体情况,合理地控制不同土层中泥浆的指标。
泥浆应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。
主要指标为密度、粘度、PH值、含砂量等。
其中膨润土的质量标准参见《钻井液材料规范》GB/T5005-2001。
泥浆用粘土应选择粘粒含量大于50%，塑性指标大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3-4倍的粘土为宜。
应按地基土的性状、钻机和工程条件来定。
一般100L的水需加8kg的膨润土，对于粘性土层，膨润土可降低到3～4kg。
由于情况各异，泥浆的性能指标和配合比，必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化。
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
4.1.2．埋设护筒
护筒采用直径大于桩径200mm，长3.0m的钢制护筒，埋设护筒时采用十字定位法埋设，即在距桩中心1.0--1.2m处，呈垂直方向埋设四个控制桩，控制桩埋深不少于0.5m。
用回交的方法确定桩中心，埋设护筒顶口高出地面30cm，护筒周围用粘土捣实，确保护筒埋设牢固。
4.1.3．钻机就位
钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕，施工队对钻机就位自检。
钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。
针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
就位时，钻头尖对准桩位，对位误差≤2.0cm调整钻机平整稳固。
保证主动钻杆垂直地面，即主杆垂直度偏差<
1%L。
4.1.4．钻孔
采用人工造浆作护壁泥浆。
当钻至不同地层时，选用不同的钻压和转速，保证成孔质量。
用粘土在井内制浆，在附近设置泥浆沉淀池。
考虑到现场施工条件，我部计划泥浆池钢板护壁，施工结束将泥浆外运。
钻机就位后进行调平，保证底座和顶端平稳，保持在钻进过程中不产生位移和沉陷。
成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。
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。
成孔中,按试施工确定的参数进行施工,记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、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。
旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度,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。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:
由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;
当软地层变为硬地层时,要减速慢进;
在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;
对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;
砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。
钻孔过程中，每台钻机均配备2名钻机机长，配备2名副手，确保桩基的钻孔施工能连续进行。
4.1.5．检孔和清孔
钻孔达到设计深度要求后，采用无收缩水文测绳测量孔深、采用成孔检测仪检测孔径、垂直度，自检合格后上报现场监理，检查合格后方可进行下一道工序。
验孔合格后，立即用换浆法进行清孔，清孔时注意保持孔内水头，防止坍孔。
清孔后的泥浆指标满足下列要求：
泥浆比重1.03～1.1，粘度17～20Pa.s，含沙率＜2%，胶体率不小于98%。
清孔取样时分别自顶、中、底分别取样，以平均值为准。
桩底要严格清孔，清孔后要保证孔底的沉淀层厚度不大于设计或规范要求，摩擦桩桩底沉淀层厚度不大于15㎝。
钻孔桩基允许误差如下：
表4.1-1钻孔桩允许误差表
平面位置
50㎜
钻孔直径
不小于设计值
倾斜度
桩长的1%
孔深
不小于设计桩长
4.1.6．钢筋笼制作与安装
⑴钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸按设计要求进行采购；
钢筋进场后由实验室按规定进行取样试验，合格后方可用于本工程，严禁不合格产品进场。
⑵钢筋笼按设计要求预制，使用钢筋笼滚焊机工厂化加工钢筋，钢筋笼的加强筋点焊在主筋上，保证钢筋笼骨架刚度，必要时可用十字撑将钢筋笼临时支撑，防止变形。
螺旋箍筋调直后均匀绑扎在主筋上，箍筋与主筋之间间隔点焊，保证箍筋不松动。
桩基主钢筋笼各段之间主筋采用套筒连接，安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧，安装后应用扭力扳手校核拧紧扭矩，拧紧扭矩值应符合下表：
表4.1-2拧紧扭矩
钢筋直径mm
16
18-20
22-25
28-32
36-40
拧紧扭矩
N.m
100
200
260
320
360
⑶钢筋笼送至孔口后，可用吊车或利用吊车本身安装，主筋连接采用冷挤压套筒连接,上下节钢筋笼的主筋应在一垂直线上，同样主筋接头在同一截面不能超过50%，间距要求错开1m。
图4.1-1钢筋笼吊装示意图
⑷钢筋笼安装下放时，应在人工扶持下缓缓落入孔内（有十字撑的要拆除），在骨架入孔时，应清除钢筋笼上的泥土和杂物，修复变形或移位的箍筋。
钢筋笼在下放过程中若遇障碍，应及时停止下放，查明原因处理后,方可继续进行，严禁高起猛落，碰撞和强行下放。
声测管预先安装至钢筋笼内侧，钢筋笼下放时同步对接安装声测管，固定点不超过2m一道，声测管埋设深度应在灌注桩的底部以上50mm-150mm，声测管的上端应高于灌注桩顶面500mm，在灌注桩基混凝土前，应检查声测管内的水位，如管内的水不满，应补充灌满。
⑸钢筋笼达到设计标高后，应用拉筋将钢筋笼固定在胡同或钢轨上，拉筋长度应根据固定点的高程来计算，保证钢筋笼笼底标高以及锚固长度。
同时为保证钢筋笼的偏位在规范范围内，在下放钢筋笼之后，利用预埋的护桩点对钢筋笼进行定位，钢筋笼定位必须准确，要求用定位钢筋来固定钢筋笼位置，确保灌注混凝土过程中钢筋笼不变位。
4.1.7．导管安装
图4.1-2导管安装示意图
在安装导管之前，一定要对灌注混凝土所需的导管提前进行各种检测试验。
导管的检测包括：
导管的水密试验，接头抗拉试验。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力。
导管检测试验必须提前做，一是在成孔后可及时进行混凝土的灌注，同时可防止灌注混凝土的过程中出现质量问题。
导管采用Φ30cm导管，丝扣连接，接头处加设橡胶“O”型垫圈，导管下放必须居中，导管下口距离孔底300—500mm。
导管安装过程中，一定要将导管接口的螺旋接口旋紧，防止导管在混凝土中脱落；
记录导管安装的顺序，以便于控制导管的拆除。
4.1.8．二次清孔
在混凝土灌注前，再次检测孔内沉淀厚度，如大于设计要求时，必须进行二次清孔（如图4.1-3所示），直到达到以下要求：
摩擦桩孔底沉渣不得大于15cm；
旋挖钻成孔采用正循环清孔（一般小于100mm）；
图4.1-3清孔示意图
4.1.9．砼搅拌、运输
要求搅拌站上料严格按配合比进行，搅拌时间≥90S，确保砼和易性，坍落度控制在180—220mm，并每根桩留置四组砼试块。
标养试块由搅拌站留取，同条件试块在工地制作，并按时浇水养护。
混凝土输送车将混凝土运至现场直接灌注。
4.1.10．灌注水下混凝土
二次清孔后，应立即进行水下砼灌注工作，灌注水下砼采用提升导管法，如图5.1-4所示。
⑴首批砼的灌注
砼在搅拌站生产，贮料斗的容积要等于或大于计算首批砼体积，砼吊斗的贮量除了满足首批砼的数量要求外，还要求吊装方便，开启灵活，操作简单，不漏浆。
吊斗放料口距离漏斗的距离应以0.3-0.5m为宜。
灌注砼前应对隔水栓进行全面检查，检查内容有球式隔水栓距浆表面高度是否在30㎝左右，过球是否方便，铁丝固定端是否牢靠，导线装置是否稳定。
检查合格后，可进行首批砼的灌注。
图4.1-4砼灌注示意图
首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋设深度（≥1.0M）和填充导管底部的需要，首灌所需混凝土数量可参考公式计算：
式中：
V---灌注首批砼所需数量；
D---桩孔直径；
H1---桩孔底至导管底端距离，一般为0.4M；
H2---导管初次埋设深度；
d---导管内径；
h1---桩孔内砼达到埋设深度H2时，导管内径柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度。
为准确判断首批砼灌注的成败，必须做到“看”、“听”、“测”相结合。
“看”是指观察孔内水头是否泛起和外溢，导管内砼下降是否顺畅，导管内砼面是否低于孔内泥浆面（如果低于孔内泥浆面，说明导管下部已被埋住），“听”是指听导管内是否有漏水的声响，导管内砼下落时是否发出落差很大的隆隆声，用手锤敲击导管时，是否发出空音，如果是则说明砼已顺利落下，并排除了导管内的泥浆。
“测”则是指用测绳量测孔内砼面和导管内砼面距孔口水面的距离，以判断导管埋深和压力平衡情况。
⑵连续混凝土灌注
连续砼灌注应注意一下几方面的工作：
①采用测深锤检测砼的灌注高度，测锤应有适当的质量、容重和形状，一般采用圆锥体，锤外壳可用钢板焊接或锌铁皮制成，锤内装砂或铅来调整其容重（25KN/m3）。
容重过大，测锤进入砼太深；
容重过小，测锤接触不好完整砼面，因此容重以稍大于砼容重为宜。
测绳选用质轻、抗拉强度高及遇水不伸缩的材料，要经常对测绳进行校正，保证测试结果的准确性。
这种检测方法主要依靠手感和经验来判定测锤在砼内的位置，要使测锤位置在扰动砼和表面砼接触面附近时读书，并效验读数的准确性，以防止误测，检测时宜靠近导管放锤，防止测锤刮碰钢筋笼，致使检测失败。
②及时测量孔内和导管内砼面的高度，并认真填写砼灌注记录表。
根据导管在孔内的随机长度，计算导管在砼中的埋深，并将埋深控制在2-6m之间。
导管埋深超过上限值或导管内砼外溢下降困难时，要提起导管并满足埋深的限制要求，卸下超过需要高度的导管，将其刷洗干净后存放于备用处。
③砼灌注过程中药随机抽检坍落度，及时按规定制作试块。
④经常观察护筒内泥浆外溢情况。
灌注时，泥浆应源源不断地流出孔外，否则，应查明原因，及时采取相应的措施，防止通堵塞导管。
⑤灌注过程中，要保证孔内有足够的水头高度（和成孔时要求相同）。
灌注中，严禁散落砼落入孔内，避免增加通面上的压力，给砼灌注带来不必要的困难。
提升导管时，应避免导管倾斜或刮碰钢筋笼。
⑥当孔内砼面接近设计标高时，要及时估算运输车内或输送管内搅拌待出的砼量，以及导管内超高部分和砼量与灌注所需砼量的差额，以便搅拌站提前做好供应计划，减少浪费。
⑦在砼灌注完毕前，适当增加砼灌注高度的测量次数，要防止因导管提动过快造成夹泥。
灌注末期的泥浆较浓，甚至夹带大量的泥块，应充分考虑60-100㎝的超灌高度，保证桩头质量。
⑧灌注完毕后，应缓慢提升最后一节导管，当其将要离开砼面时，要抖动几次导管，以防砼上面的泥浆和沉淀物挤入导管所遗留的小孔内，造成桩心不密实或夹泥，影响桩的质量。
4.1.11．拆除护筒及钻机移位
在桩基混凝土灌注临近结束时，一定要控制好灌注混凝土顶面距离护筒顶面的尺寸，以确保桩头混凝土的质量。
灌注混凝土结束后，在桩基混凝土未初凝前将护筒拔出。
拆除护筒可采用钻机拔出，也可采用吊车将护筒拔出。
拆除护筒有两点要求：
⑴应将护筒垂直拔出，不可采用单根钢丝绳将护筒倾斜着拔出；
⑵护筒要缓缓拔出，不可速度太快。
桩基灌注混凝土结束后，及时将钻机移到下一根桩基的桩位处，为桩基施工节省时间，尽可能加快施工进度。
4.1.12．验收
混凝土桩身强度达到设计的80%时，开挖基坑，凿除多余部分，露出新鲜混凝土面，进行桩身检测，桩身检测利用无破损检测方法。
4.2.施工工艺流程图（见下页）
设备材料进场
验收桩位
5.工程质量管理体系及保证措施
5.1.工程质量的管理体系
⑴在项目部成立以项目经理为组长的质量管理机构，副组长由总工、副经理以及各部门负责人担任，同时各队成立现场质量管理小组。
质量管理机构见图5.1-1。
⑵建立完善的工程质量保证体系，确保本工程质量目标的实现。
本工程质量保证体系如图6.1-2所示。
5.2.工程质量保证措施
⑴建立和健全本工程质量保证体系
①建立由项目经理任组长，总工程师任副组长，横向包括项目部各部室负责人，纵向到各队队长及工班长的质量管理领导小组，全面领导本工程的质量管理工作。
图5.1-1工程质量管理机构
②项目部设安全质量部，配备质检工程师，各施工队设质检员，各工班设兼职质检员，形成项目部、施工队、作业班组三级质量检查与验收的工程质量管理体系。
③制定和落实各项质量管理制度，包括技术交底制度、“三检”及工序交接检制度、隐蔽工程检查签证制度、测量资料换手复核制度、原材料、仪器设备标定制度、施工资料管理制度、质量一票否决制度等。
④建立完善的工程质量保证体系，确保本工程质量目标的实现。
图5.1-2质量保证体系框图
⑵加强施工过程中的质量控制
①.成立工地实验室
a.工地实验室配备有资质的专业试验人员，装配先进齐全的试验仪器，确保满足工地质量检测和工程试验的需要。
b.建立严格的检测试验制度，把工作程序用制度的形式固定下来，按照“跟踪检测”、“复检”、“抽检”三个等级进行。
②配备先进测量仪器及专业测量人员
项目部精测队装配全站仪、精密水准仪等先进的量测仪器，配备专业测量工程师，做到量测信息及时收集、及时分析、及时反馈、及时应用，保证路基、桥梁等施工测量放样的准确性。
③原材料、半成品质量控制
a.项目部所采购的原材料、半成品、工程设备和器材，严格按照IS09001体系中的《设备和材料采购程序》以及设计图纸的规定进行采购。
b.严格落实材料进场前检查验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进入工地，已进场的不合格材料限时清理出现场。
c.加强工程材料的仓贮管理，完善仓贮设施，确保工程材料在仓贮期间不腐蚀、不变形、不变质、不损坏。
d.严格仓库管理，作好材料、（半）成品进出库记录，使材料的使用具有可追朔性。
④工艺控制措施
a.工程开工前，认真编制实施性施工组织设计，优化施工方案，并经监理工程师审批后，严格按照施工组织设计施工。
b.认真进行技术交底，交方法、交工艺、交标准。
c.在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施工生产正常进行。
⑤工序质量控制措施
工序质量的好坏，施工操作者是关键。
a.施工操作者必须具有相应的操作技能，特别是重点部位工程以及专业性较强的工种，操作者必须具有相应工种岗位的实践技能，必须做到考核合格、持证上岗。
b.施工中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检。
c.按已明确的质量责任制检查操作者的落实情况，各工序实行操作者挂牌制，督促操作者提高自我控制施工质量的意识。
d.推行工序作业样板制，以点带面，达到全面标准化、规范化作业的目的。
e.对质量要求高或施工质量不易保证的部位，制订专门施工质量保证措施，并作为施工措施的组成部分。
⑥选用先进的机具设备
配备精良的施工设备，广泛应用成套机具，充分发挥机械作用，实行机械化作业。
做到数量足够，性能良好，完好率和利用率高；
重要设备及易损件有储备，保证施工连续。
⑶工程质量事故分析与处理
①发生工程质量事故后，项目部遵循“四不放过原则”。
即因不查清不放过，主要事故责任者不受到处罚不放过，职工未受到教育不放过，防范措施不具体不放过。
②对已发生的质量事故处理做到：
事故原因有结论，处理有结果
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