公路工程桩基施工方案Word文件下载.docx
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甘谷驿东村延河大桥
米
276.00
（全幅）
柱基础、柱式墩、桩基础、肋板台
9×
30m预应力混凝土连续箱梁
2
ZK45+719.0
盖头坪延河
大桥（左幅）
363.40
（半幅）
柱基础、柱式墩、桩基础、肋板台、扩大基础、重力式台
12×
YK45+746.0
大桥（右幅）
3
ZK46+796.0
枣花沟大桥
（左幅）
126.00
柱基础、柱式墩、肋板台、柱式台
6×
20m预应力混凝土连续箱梁
YK46+808.0
（右幅）
4
ZK47+016.0
东沟中桥
66.00
柱基础、柱式墩、桩基础、柱式台
3×
YK47+028.0
2.2工程地质概况
项目区地处陕北黄土高原东南部，属黄土梁峁沟壑区，山高坡陡，沟壑纵横，地形破碎，地表植被稀疏，沟底流水切割侵蚀较强，梁峁黄土广泛分布，沟底多见基岩出露或埋深较浅。
隧道围岩主要为Q2老黄土，呈松软结构，岩体呈破碎状结构，围岩稳定性差。
沿线地表水系不发育，主要水系为延河；
地下水类型为第四系潜水、基岩裂隙水，主要靠大气降水补给。
降雨渗入补给量随季节变化明显，雨季渗入补给量大，沿线河流水系的水位上升。
2.3气候条件
项目区属暖温带半干旱大陆季风性气候，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥；
冬长夏短，早晚温差较大。
区内海拔在860～1100m之间，年均降雨量在450～530mm之间，年平均气温为8.6～9.4℃，季节性冻土深度为70cm。
3、总体施工方案
桩基采用冲击钻冲孔作业、水下灌注桩基混凝土，对于靠近河岸、水深较浅处的桩基采用筑岛围堰法施工，土围堰采用自卸汽车运输土方，挖掘机碾压夯实，桩基及承台施工完毕后挖除土围堰恢复河道。
对于距河岸较远、水流较深处的桩基采用钢管桩及工字钢搭设水中桩作业平台（钻机作业平台搭设方案见后）。
3.1施工进度计划
根据以往施工经验，桥梁开工日期为2013年3月28日，完工日期为2014年9月31日。
其中桩基开工日期为2013年3月28日，完工日期为2013年9月31日。
3.2投入本工程的施工机械设备
投入本工程的主要施工机械设备见表3-1《主要施工机械设备汇总表》。
表3-1主要施工机械设备汇总表
机械名称
规格型号
单位
配备
用于施工部位
冲击钻机
台
8
吊车
QY-16
混凝土罐车
8m3
6
发电机
250kw
5
电焊机
BX1-500
钢筋加工机具
套
7
泥浆泵
Φ250导管
m
180
9
2.0m3漏斗
个
4、施工方案及施工措施
钻孔灌注桩施工顺序：
测量放线→钻孔平台施作→埋护筒→钻机就位→钻孔→清孔→钢筋骨架就位→设导管→二次清孔→水下砼灌注→拔护筒→凿桩头→检测。
钻孔灌注桩采用旋转钻机施工，灌注水下砼工艺成桩。
钻孔灌注桩工艺流程见图4-1《钻孔桩工艺流程图》。
4.1钻孔灌注桩施工方法、工艺
充分利用冲击式钻机或卷扬机带动一定质量的冲击钻头，在一定高度内使钻头提升，然后突然使钻头自由下落，利用冲击动能冲挤土层形成桩孔，再利用大功率泥浆泵通到孔底循环运转将钻渣岩屑置换排出。
每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。
钻孔达到设计深度后，压入相对密度较小不含杂质的泥浆进行清孔，把钻孔内悬浮较多钻渣的泥浆置换出孔外。
清孔结束后，利用检孔器检孔检查验收，符合要求后下放钢筋笼，浇筑水下混凝土。
钻孔灌注桩施工方法见图4-2。
图4-1钻孔桩工艺流程图
图4-2钻孔灌注桩施工示意图
（1）钻机作业平台搭设
以甘谷驿东村延河大桥桩基为例施工方法如下：
甘谷驿东村延河大桥5#、6#墩位于水中，每个墩有1根Ø
2.0m桩基，桩基上顺接1根Ø
1.8m立柱；
平台搭设方法如下：
①通过放样在水中用长木桩定出具体墩台的桩基位置。
围绕桩基定出四个点，具体点位如下图所示，每个点用吊车振动锤打入长12米的Φ430mm钢管桩，共4根钢管桩均入土9m，形成水上施工平台支撑点，钻孔平台平面示意图见图4-3。
图4-3钢管桩钻孔作业平台平面示意图
②在各钢管桩支撑点上沿桥纵向设置2根28#工字钢作为施工平台的横梁，再在各钢管桩支撑点沿桥横向设置2根28#工字钢作为施工平台纵梁。
28#工字钢纵梁在横梁的上面，焊接为整体形成水上施工平台的支撑架。
③采用长5.5米、直径Ф2200mm、厚度1cm的钢护筒，分别在具体桩位用吊车振动锤打入，经试桩确定入土层深度为3米；
在河岸上设置泥浆池，钻孔泥浆从护筒中抽至岸上泥浆池，循环直至终孔。
④水中桩基依次进行施工，每完成一根桩基的砼浇筑后用吊车振动锤拔出钢护筒，拆除上面工字钢及分别用吊车振动锤拔出钢管桩。
转入下个墩台搭设水上施工平台。
水中桩钢管桩平台的应力验算：
把整个钢管桩平台焊接成整体，不存在稳定性问题，只进行平台承载力计算，为保证钻机在整个施工过程中，水中平台有足够的承载力，根据容许承载力计算公式计算如下：
a.计算依据：
《公路桥涵地基与基础设计规范》
b.按支撑桩计算：
φ430×
10的钢管桩，入土深度按3m计。
单桩轴向允许承载力[P]计算公式为：
[P]=0.5*（U∑aitili+aARa）
其中：
桩截面周长U=πd=1.351m
桩底面面积A=πr2/4=0.145m2
对于钢管桩平台，根据地质资料，河床底以下10余米范围内为粘土，则可得：
震动影响系数a、ai均取0.7
支撑桩入土深度为3m，全部为粘土，即计算土层数i=1层，li=3m
桩周土的极限摩阻力取软塑亚粘土最小值ti=25kPa
桩尖土的极限承载力取最小值Ra=1000kPa
将所有数值代入公式，得：
=0.5*（1.351*0.7*25*3+0.7*0.145*1000）
=86.21KN即单根桩能承受8.6T左右的承载力。
GPS-200钻机自重14T，再加上导管、钢筋笼、人员等重量按18T考虑，而每根钻孔桩周围4根钢管桩承受一台钻机，所以每根钢管桩承载18/4=4.5＜8.6T，完全可以满足回旋钻机的施工要求。
承台及立柱施工前设置拉森钢板桩围堰进行凿桩头、桩基检测。
（2）钻机就位
钻机就位前，对钻孔各项准备工作进行检查。
钢护筒安装完毕，进行钻机就位。
就位时要求保持机身平稳，钻杆中心与桩位中心重合，进行钻杆垂直度检验，然后再进行钻进施工。
为便于计算桩长，先测定护筒顶标高。
（3）试钻
①由于地质情况不熟悉，为详细了解各层的地质情况，并在钻孔中采取相应的措施，第一根桩施工时作为试钻，在钻孔时慢速钻进，根据泥浆带出的沉渣，做好详细的记录，在钻孔结束时，绘制详细的地质覆盖图。
②钻孔时，根据试钻情况提供的地质覆盖情况，采用不同性能指标的泥浆进行钻进，防止出现坍孔或缩颈。
（4）泥浆护壁钻进
根据地质特点，钻机在成孔时，要把好三关：
进尺关、泥浆比重关、垂直度关。
泥浆池：
采用在场平面直接开挖泥浆池的方法进行施工。
进尺：
不同的地层要求采用不同的进尺。
根据施工工程地质、水文条件，施工中密切注意各土层的变化，及时调整施工进尺。
泥浆：
泥浆用膨润土和添加剂人工进行调制，根据施工场地地质报告及现场实际配备泥浆。
灌注砼时的回收浆，先放入沉淀池中沉淀，测试其指标后，进行调整，达到表4-1《钻孔桩泥浆指标表》要求方可使用。
表4-1钻孔桩泥浆指标表
检测项目
范围
调整措施
粘度
S
16～22
加水和碳酸钠
比重
g/cm3
1.2～1.4
加水
含砂率
%
4～8
灌注砼时的回收浆，用泵直接泵入沉淀池中，当泥浆循环使用达到废弃指标时，将泥浆泵入废浆池中，用排污车外运处理。
废弃指标为：
粘度>
30s、比重>
1.4g/cm3、含砂率>
7%、PH>
12。
垂直度:
钻机施工区域地基有相适应的承载力，保证钻机在钻进过程中稳定，使钻杆在钻进过程中不左右摇摆；
施工中钻杆中心、钻头中心、护筒中心三者在同一铅垂线上，及时调整钻进垂直度，并用测锤及经纬仪在相互垂直的方向上进行检测，以保证钻进的垂直度。
（5）终孔及检验
钻孔达到设计深度，监理验收合格后立即进行清孔。
第一次清孔：
清孔处理的目的是使孔底沉碴（虚土）厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁泥垢厚度符合质量要求和设计要求，为在泥浆中灌注砼创造良好的条件。
第二次清孔：
在第一次清孔达到要求后，由于要安放钢筋笼及导管准备浇注水下砼，这段时间的间隙较长，孔底又会产生新碴，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。
清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外，置换沉碴。
清孔时保持孔内水位在地下水位1.5~2.0米以上，以防止钻孔的任何塌陷。
清孔后孔底钻渣沉淀厚度及孔底泥浆指标符合规范要求，同时浇注水下砼前进行二次清孔，孔底沉淀土厚度符合要求。
钻孔时不采用加深钻孔深度的方式代替清孔。
（6）钢筋笼
①主筋采用机械套筒连接，螺旋筋和主筋连接采用电弧点焊焊接。
②钢筋笼在平整的加工场内，预先制作成型,其焊接质量满足规范要求，加工尺寸、位置符合设计要求。
③为防止钢筋笼在灌注砼过程中上浮，在加工钢筋笼时预先在钢筋笼顶部焊接抗浮钢筋。
④钢筋笼焊接完成后，经自检合格后，报监理验收。
验收合格并经监理许可，才能进行钢筋笼吊装。
用25T汽吊起吊、人工扶笼入孔、缓慢下放入孔。
⑤吊放的允许偏差为：
骨架倾斜度0.5%；
骨架保护层厚度±
10mm；
骨架中心平面位置20mm；
骨架底面高程±
50mm。
（7）导管安装
导管是灌注水下混凝土的最主要工具,采用什么样的导管形式,将直接关系到整个灌注工作的好坏,因此,除了对制作的导管进行必要的强度检验和压水试验,以免因导管产生破裂、脱节或漏水等事故外,还要能及时、迅速的拆卸导管,缩短灌注时间。
除此以外,还应注重在导管下部设置导向装置,使导管在灌注过程中始终处于孔洞中心,以防止因偏心造成桩身混凝土产生局部夹层。
钢筋笼吊装完成后，进行砼浇筑导管安装。
采用Ф250导管，导管间用丝扣联结牢固，并加设密封圈。
导管安装前作水密封试验，试验压力不得低于0.5Mpa。
导管安装时要调整吊机吊钩位置，使导管尽量置于孔的中间，缓慢下放导管，避免碰撞钢筋笼。
严禁猛起猛落。
管口与孔底保持30～50cm间距，确保管内砼畅通。
（8）砼灌注
①砼灌注采用导管法水下砼灌注，砼运输车运至施工现场。
②灌注前，需对孔底沉碴厚度进行测定，如沉碴厚度超过规定标准时，进行第二次清孔。
③砼运至施工现场时，砼从运输车中倾倒入料斗中，再用吊机起吊料斗进行砼灌注。
灌注首批砼之前在漏斗底放入特制的隔板，隔板用钢丝绳引出漏斗外，然后再放入首批砼。
在确认储存量备足后，拉起隔板，借助砼重量排除导管内的水，灌注首批砼量使导管埋入砼中深度不小于1.0m，首批灌注砼的数量需经计算确定。
④砼灌注保持连续进行，以防止断桩。
浇注过程中勤量测，勤拆管，始终保持导管埋深在2.0～6.0m左右，最后一次拆管时要缓慢提升导管,以免孔内因导管拆除留下的空间，不能被周围砼所填充，桩体中出现空芯。
施工过程中严禁将导管提出砼面，以免形成断桩，同时严禁将导管埋置过深，以防砼堵管或钢筋笼上浮。
⑤随孔内砼的上升，需逐节快速拆除导管，时间不超过15分钟。
在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续的砼徐徐灌入漏斗和导管，不得将砼整斗从上而下倾入管内，以免管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。
⑥为确保桩头砼质量达到设计要求，桩芯砼需超浇50cm~100cm，浇注过程作好详细记录。
⑦在砼灌注过程中，为防止钢筋笼上浮，开始灌注砼时放慢灌注速度；
当孔内砼面进入钢筋笼1～2m后，适当提升导管减小导管埋置深度（不小于1m），增大钢筋笼在下层砼中的埋置深度。
⑧砼施工过程中，要严格检测砼坍落度，坍落度18～22cm，并按照实验规程作好试块及试验记录。
⑨灌注过程中要及时测量砼面高度，当确认已灌注至超出设计标高50-100cm时，方可停止灌注，拔出导管。
4.2施工注意事项
在造孔时，要及时将孔内残碴排出孔外，以免孔内残碴太多，出现埋钻现象,扰动孔壁造成坍孔、扩孔；
卡钻和掉钻，要有有效的技术措施；
冲击成孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、坍孔，护筒周围冒浆等情况时，停止施工，采取措施后再施工；
及时将清出的钻碴运出现场，防止污染施工现场及周围环境；
浇注水下砼时，严禁导管提出砼面，派专人测量导管埋置深度时的管内外砼面的高差，及时填写水下砼浇注记录；
在浇注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，不得将砼整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出节段间的橡胶垫而使导管漏水；
对浇注过程中的一切故障均记录备案。
5、质量控制措施
5.1质量检测及控制程序
质量检测及控制建立班组自检、分队专职质检员自检和经理部专职质检工程师自检的三级自检制度，坚持自检、互检和专检相结合的三检制，并接受监理工程师的质量检查和社会质量监督，报检项目及内容如下：
（1）护筒埋设报检，检查项目：
护筒中心偏差、护筒直径、埋设深度、渗漏水，合格后进行下道工序；
（2）泥浆报检，检查项目：
泥浆池、沉垫池尺寸、泥浆三项指标、泥浆池防护情况，合格后进行冲孔施工；
（3）钢筋笼入孔前报检（与终孔报检同时进行），检查项目：
钢筋表面处理、钢筋焊接、接头搭接长度、同一断面钢筋接头数量、钢筋间距、钢筋笼直顺度、钢筋笼直径、钢筋笼长度；
（4）终孔报检，检查项目：
钻孔原始记录、渣样、终孔深度、孔径、孔底标高，合格后进行一次清孔，吊放第一节钢筋笼入孔；
（5）钢筋笼入孔后节段连接报检，检查项目：
两节段间钢筋搭接长度、焊缝长度，接头错开距离，合格后将钢筋笼下至设计位置；
（6）灌注前报检，检查项目：
复检孔深、检查孔底沉渣厚度、泥浆三项指标、导管水密试验、料斗容量、导管直径。
报检程序：
施工队自检→旁站检查→专工检查→专业监理工程师检查→下道工序施工。
5.2钻孔灌注桩质量控制措施
（1）测现场水准控制点和定位基点。
（2）复测桩位，误差控制在规范允许范围之内。
（3）检查护筒位置，埋设正确和稳定，护筒与坑壁之间用粘土填实，护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm。
（4）检查钻机顶部起吊滑轮、桩中心线在同一铅垂线上，钻机稳固。
（5）钻孔过程中适当控制进尺速度：
（6）清孔：
①清孔分两次进行。
钻孔至设计深度后，可使钻机空钻不进尺，射入较稀泥浆或清水，使孔中较浓的泥浆能置换或稀释出来，进行第一次清孔。
第二次清孔是在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行。
②清孔过程中测定泥浆的比重，清孔后的泥浆比重小于1.2，清孔结束后测定孔底沉渣，其值符合规范和设计要求。
③清孔结束后用水平尺测量垂直度（不大于1%），合格后立即进行砼浇筑。
（7）钢筋笼的制作和沉放质量监控：
①检查钢筋笼保护层垫块设置，沿钢筋笼加强筋每隔2m设置一组，每组四个，按90度均匀设置。
②钢筋笼验收合格后安放，采用吊车下钢筋笼，控制好笼顶标高。
钢筋笼的吊装采用双点起吊，保持钢筋笼中心线与桩孔中心线重合。
钢筋笼安放时避免碰撞桩孔孔壁，采用慢起慢落逐步下放的方法；
入放桩孔时，始终保持垂直状态，对准桩孔孔位徐徐下放，如下放插入困难时，禁止晃动和强行冲击下放插入。
钢筋笼顶标高符合设计要求。
（8）水下砼灌注：
①浇筑前作好各种材料的化验及砼配合比。
②坍落度：
180～220mm。
③砼有良好的和易性和流动性。
④砼运输时尽量减少时间，防止泌水、离析。
⑤导管使用前经过过球和压水试验，确保无堵塞、无漏水、渗水，经验收合格后使用，接头连接处加密封圈，并上紧丝扣。
⑥待导管下完后，利用导管进行第二次清孔，在砼灌注前再次用测绳量测孔深、孔底的沉渣厚度，同时放好隔水栓，导管距孔底300~500mm，符合要求后才灌注。
⑦砼灌注时，检查隔水栓是否放置，首盘砼量根据孔径进行计算，保证首盘砼埋管深度在0.8～1.2m，在砼灌注过程中，卸管时测量砼面标高，以控制卸管节数，防止导管拔脱，造成断桩。
一次拆管不超过6.0m，当砼灌注达到规定标高时方可停止灌注。
⑧检查每根桩的砼实际灌注量，充盈系数要求大于1，砼的标高符合设计要求（超出设计桩顶标高500mm，以保证设计标高以下的强度）。
⑨砼的灌注是确保桩质量的关键工序，单桩砼的灌注时间不超过首盘混凝土的初凝时间，并连续灌注。
在砼的灌注过程中，抽样检测砼的坍落度，并对现场砼试块进行取样。
6、安全保证措施
6.1安全管理目标
杜绝责任职工死亡事故、杜绝多人重伤事故、杜绝重大机械设备事故、杜绝责任交通行车重大事故。
6.2施工安全组织机构
成立项目安全生产管理小组。
组长：
项目经理
副组长：
项目总工副经理安全总监
成员：
桥梁专工、施工队长
6.3安全施工一般规定
（1）建立以岗位责任制为中心的安全生产逐级负责制，制度明确，责任到人，奖罚分明。
（2）在编制施工计划的同时，编制详细的安全操作规程细则、制度、切实可行的安全技术措施，分发至工班，组织逐条学习、落实。
抓好“五同时”（即在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“三级安全教育”。
（3）每一工序前，做出详细的施工方案和实施措施，报经工程师审批后，及时做好施工技术及安全工作的交底，并在施工过程中督促检查，严格执行特殊工种持证上岗。
（4）进行定期或不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象，同时加大安全教育宣传力度，对重点作业场所、危险区、主要通道都五牌一图，即a、工程告示牌；
b、安全生产纪牌；
c、防火须知牌；
d、安全无重大事故计数牌；
e、工地主要管理人员名牌；
f、施工总平面图。
（5）坚持每周一的安全活动日的安全学习活动。
严格执行交接班制度，坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评比安全的“三工制”活动。
（6）施工现场设立安全标志。
危险地区悬挂“危险”或“禁止通行”、“严禁烟火”等标志，夜间设红灯警示。
（7）施工场所的各种机具设备和劳动保护用品，定期进行检查和必要的检验，保证其经常处于完好状态，不合格的机具设备和劳动保护用品严禁使用。
（8）施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行。
各种施工机械和电气设备均设置漏电保护器，确保用电安全。
（9）各种电气设备的检修停电作业；
带电作业时，由专人操作并设专人监护。
（10）操作人员体检合格，无妨碍作业的疾病和生理缺陷；
各种机械操作人员和车辆驾驶员取得操作合格证，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员建立档案，专人管理。
机械操作人员在工作中不擅离岗位。
（11）操作人员按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度、工作中注意观察和工作后的检查保养制度。
（12）钢筋加工场地在两端地锚外侧设警戒区，并安装防护栏及警告标志，无关人员不得在此停留，操作人员在作业时离开钢筋2m以外。
（13）定期组织机电设备以及车辆安全大检查。
对每次检查中查出的安全问题按照“三不放过”（即事故原因查不清不放过；
责任者和群众未受到教育不放过；
没有制订出今后防范措施不放过。
）原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
（14）在施工期间，维护天然水道并使地面排水畅通。
（15）施工过程中，戴安全帽，不准穿拖鞋。
6.4钻孔灌注桩施工安全技术措施
（1）钻孔灌注桩施工队加强安全生产教育，对新工人，临时上岗人员进行安全培训，每次培训均形成书面文字，记录时间、地点、培训内容、参加人员。
（2）钻机就位后，对钻机及其配套设备，进行全面检查，如卷扬机、钢丝绳、滑车、钻头、泥浆泵、水泵及电气设备等是否安好正常；
钻机安设平稳、牢固，钻架加设斜撑或缆风绳。
钻机平台和作业平台搭设坚固牢靠，并满铺脚手板，设防护栏、走道；
杂物及障碍物及时清除。
（3）进入施工场地戴好安全帽，高空作业系好安全带。
（4）冲击钻孔，选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳等，配置适当，钢丝绳与钻锥用绳卡固接时，绳卡数量与钢丝绳直径相匹配。
冲击过程中，钢丝绳的松弛度掌握适宜。
（5）钻机在作业中，由本机或机管负责人指定的操作人员操作，其他人不得随意登机；
操作人员在当班中，不得擅自离岗；
（6）经常检查钻锥、卷扬机和钢丝绳的损伤情况，当钢丝绳断丝超过5%时，立即更换；
钢丝绳与卷扬机连接的夹子数，按等强度安装。
（7）采用冲击钻孔当钻头提到接近护筒底缘时，减速、平稳提升，不得碰撞护筒和钩挂护筒底缘。
（8）检查钢丝绳是否牢固，卷扬系统保护罩是否安装完好，严禁带病作业。
（9）钢丝绳在卷扬机套筒上排列整齐。
卷扬机在卷扬钢丝绳操作时，严禁作业人员在其上面跨越；
卷扬机卷筒上的钢丝绳，不得全部放完，最少保留3圈。
（10）钻孔过程中，设有专人，按规定指标，保持孔内水位的高度及泥浆的稠度，严防坍孔；
防止钻头碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底缘；
提升时缓
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