冲击钻专项工程施工设计方案Word格式.docx
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四分部起讫里程：
DK226+679.59～DK233+386.3,正线长6706.71m。
四分部主要工程内容包括：
路基6段;
涵洞2座;
特大桥1座，大桥2座、中桥1座，隧道3道;
悬灌梁2联;
32m支架现浇梁24孔，24m支架现浇梁9孔；
钻孔桩共236根，桩长6.5m～28m，共3351延米，直径Φ1.0的132根，直径Φ1.25的72根，直径Φ1.5的32根。
2.2自然条件
线路起点位于华北平原北部边缘，沿线地形平坦开阔，村镇密布，地表多为耕地，土地利用率较高。
线路向东北在密云附近进入燕山山脉，地形渐趋陡峻，由平原边缘的剥蚀丘陵逐渐过渡到低～中山区，燕山山脉区山岭陡峭，沟谷深切，地形极为复杂，山岭陡坡多基岩裸露，丘陵缓坡及沟谷处或辟为耕地，或被乔木、低矮灌木林及草本植物所覆盖。
2.3地质条件
（1）工程地质特征概述
自密云至新民线路走行于燕山山脉、鲁努儿虎山脉及辽西丘陵区，该区地形起伏变化较大，地下水以基岩裂隙水为主，一般埋深5～20.0m；
下伏基岩主要岩性为砂岩、页岩、灰岩、白云岩、泥灰岩、板岩、石英岩、混合岩、安山岩、凝灰岩、流纹岩、片麻岩、片岩、石英岩等。
河北境内，断裂构造发育，以北北东、北东、北东东向、近东西向为主，北西向和近南北向次之，所涉及的区域构造带有燕山断隆构造带，华北平原构造带和北西西向张家口-蓬莱构造带。
近场区共发育断裂81条，其中晚第四纪活动断裂或断裂段6条，早、中更新世断裂或断裂段20条，其它均为前第四纪断裂。
由于地下水埋深较浅，部分路堑挖方断存在地下水的作用和影响，部分地段岩层走向与线路走向基本平行，需考虑顺层边坡的不稳定问题路基挡护工程量大。
密云至平泉间的燕山山脉区地形陡峻，坡陡谷深，部分桥隧交接或路隧交接部位存在危岩、崩塌、岩堆等地质灾害。
本段中、低山及丘陵区的部分沟谷中存在较厚层的第四系松散堆积，遇集中降水有形成泥石流或山洪突发等灾害。
（2）特殊岩土
①填土
城区、村庄附近地表分布有填土，主要类型有填筑土、素填土及杂填土，各矿区附近弃有大量尾矿砟。
②季节性冻土
本区大部分位于寒冷地区内。
部分路段存在较厚的季节冻土层。
③膨胀土（岩）
沿线零星分布侏罗系凝灰岩及石炭系本溪组铝土质泥岩，其全风化层多具弱～中等膨胀性；
沿线零星分布的第四系全新世以前各时代的黏土多具弱膨胀性。
（3）水文地质条件
沿线地下水类型主要有孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。
除此之外，雨季或冰雪融化时，在土、石界面以上，常存在暂时性上层滞水，软化了界面附近土层，直接影响堑坡稳定。
沿线河流密布，除滦河、潮白河等较大河流常年有水外，其它河流均为季节性河流，水量受季节影响较大。
2.4气象条件
线路主体大部走行于燕山辽东半岛暖温带亚湿润季风性大陆气候区，冀北及辽西境内处于燕山辽东山东半岛暖温带亚湿润季风性大陆气候区。
按对铁路工程影响的气候分区，北京市范围平原区属于温暖地区，北京市范围山区、河北承德属于寒冷地区。
沿线气象台（站）主要气象要素
城市
项目
承德县
（98~07年）
承德市
平泉
（99~08年）
累年极端最高气温（℃）
41.3
43.3
42.1
累年极端最低气温（℃）
-21.6
-27.0
-32.9
历年年平均气温（℃）
10.3
9.1
7.9
历年最冷月平均气温（℃）
-7.6
-9.1
-9.9
历年平均相对湿度（%）
57.2
55.0
59.2
历年平均降水量（mm）
483.4
512.0
469.2
历年平均蒸发量（mm）
1564.1
1534.9
1604.1
历年平均风速（m/s）
0.8
1.1
1.6
历年最大风速（m/s）及风向
13.3
NNE
21.3
WNW
16
土壤最大冻结深度（m）
1.26
1.39
历年大风日数
2.0
7.8
5.9
累年雷暴日数
33.8
44.3
39.2
累年雾日数
13.2
40.0
74.6
历年最大积雪深度（cm）
23
20.0
18
根据收集到的沿线各城镇气象资料，参考当地建筑规范及建筑经验，综合分析确定沿线土壤最大冻结深度段落划分见附表：
沿线土壤最大冻结深度段落划分
里程
最大（标准）冻结深度（m）
备注
DK141+200～DK210
河北省内最大冻结深度
DK210+000～DK283+200
2.5地震动峰值加速度
根据《北京至沈阳客运专线（京冀段）工程场地地震安全性评价报告》结论及国家标准《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，沿线地震动峰值加速度段落划分见下表。
沿线地震动峰值加速度段落划分
地震动峰值加速度
地震基本烈度
DK147+100~DK403+800
0.05g
Ⅵ
2.6主要工程数量
针对本标段地质条件和施工条件采用冲击钻法钻孔桩施工，工程数量表如下：
表2-1京沈四标四分部钻孔桩工程数量表
序号
名称
数量
（根）
总桩长
（m）
1
李家沟1号大桥
50
586
2
李家沟中桥
20
220
3
李家沟2号大桥
68
1157
4
柳树底村特大桥
98
1388
5
合计
236
3351
3、施工计划
根据合同工期要求，结合项目特点和施工组织设计，钻孔桩开工日期：
2014年4月1日，完工日期：
2014年8月30日。
4.1劳动力配置计划
表4-1人员配备表
人员
人数
钻孔作业工人
钢筋加工施工人员
12
混凝土灌注施工人员
8
吊车及装载机司机
4.2主要机械设备配置计划
表4-2机械作业配备表
设备名称
单位
冲击式钻机
台
吊车
装载机
钢筋弯曲机
钢筋切断机
6
电焊机
7
钢护筒
个
发电机
5、钻孔桩施工工艺
5.1施工准备
5.1.1技术准备
（1）技术人员要认真审核图纸，做好技术交底和作业指导书，在施工前及时下发到现场各级管理人员和作业工人的手中，并要现场解答清楚明了。
（2）施工前由技术人员测量放样出桩基中心精确位置，埋设中心桩，做好护桩。
5.1.2现场准备
（1）平整场地，清除坡面危石、浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实，以保证钻机的稳定。
（2）挖好泥浆池和沉淀池，布置好场内便道、输电线路、孔外排水系统以及其它附属设施。
确保做到文明施工。
5.1.3原材料准备要求
（1）钢筋、水泥必须有出厂合格证，并经过复试合格后方可使用。
（2）砂、石必须经过试验室进行检验，满足含泥量要求，确定混凝土的施工配合比。
当砂、石材质变化较大时必须重新进行试验及重新出施工配合比。
5.2施工工艺流程
人工冲击钻施工钻孔桩施工工艺流程如下图所示。
图1冲击钻孔灌注桩施工工艺框图
5.3施工工艺方法
5.3.1测量放线
采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后由技术人员报监理复核。
5.3.2泥浆循环系统布置
为了充分利用泥浆及做好泥浆排放工作，根据现场具体情况合理布置泥浆循环系统，该系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成，并配有排水清渣设施。
5.3.4泥浆制备
旱地泥浆池：
用挖掘机挖坑作为泥浆池和沉淀池（需要时，内壁用粘性土抹平）；
泥浆池位置的确定不影响后续工程施工，一般情况设在墩与墩之间。
用造浆机制浆，并储存于泥浆池中。
钻孔施工时，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，以保证成孔速度和质量，施工中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。
桩孔混凝土灌筑时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，用于下一桩基钻孔护壁中。
5.3.5埋设护筒
现场监理对桩位测量复核合格后,即可进行护筒的埋设。
护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定，一般情况埋设深度在2～4m为宜，壁厚4mm，护筒内径比桩径大20～40cm，护筒的高度高出地面30cm。
采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，护筒顶部高出地面30cm，埋高时位置要准确，护筒要竖直。
护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜度不大于1%，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉，并及时纠正。
钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5～2.0m。
护筒埋设好后，应设置好护桩，拉出十字线，以便监理现场检查。
5.3.6钻机就位
安装钻机时要求底部垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。
5.3.7开钻前检查
现场技术人员对桩位、护筒埋设质量、泥浆指标等进行检查，检查合格后，向现场监理提出开钻前的报验检查，监理接到通知后，及时到现场进行检查，验收合格后方可开钻。
5.3.8钻进
开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
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，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。
宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
泥浆补充与净化：
开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。
并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
钻进过程中，应随时对孔位中心进行复查，主要办法是将钻头自然垂吊于孔中，用护桩拉十字线将孔位中心恢复，用钢尺测量十字线中心与钻头吊绳之间的偏差，发现超出50mm时，及时分析原因进行纠偏。
5.3.9检孔
钻孔完成后，用检孔器进行孔径、孔深、孔型、成孔倾斜度的检测。
检孔器的外径、长度、重量要严格按照技术人员的交底进行加工制作。
成孔孔径不得小于设计孔径，成孔深度不得小于设计孔深，成孔倾斜度不大于1%。
其中，倾斜度检测采用吊车吊放检孔器进行，用吊车下放检孔器到孔底，通过量测吊锤底部与钢丝绳的偏斜距离，并通过三角关系推算成桩的垂直度。
5.3.10第一次清孔
检孔合格后，即进行第一次清孔，清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆比重、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，泥浆指标检测由现场试验人员进行，达到指标要求后，第一次清孔结束。
清孔应符合下列标准：
（1）孔内排出或抽出泥浆手摸无2～3mm的颗粒；
（2）泥浆比重不大于1:
1;
（3）含砂率小于2%；
（4）黏度为17～20s；
（5）沉渣厚度不大于5cm。
5.3.11第二次清孔
第一次清孔结束后，报请监理检验，监理同意后进行钢筋笼吊装、导管安装。
钢筋笼吊装、导管安装结束后，现场作业工班、技术人员、质检人员先进行泥浆指标、沉渣厚度的自检，泥浆各项指标如符合规定，且沉渣厚度符合要求，由质检人员负责向监理工程师报检，监理工程师检查合格后，即可转入下道工序施工。
如果不符合上述程序和检测指标，需进行二次清孔，重新履行各项程序，直至符合要求为止。
5.3.12冲击钻钻孔注意事项
（1）钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的位置必须准确。
（2）冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。
（3）钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆泊损失较小，水头始终保证在2m左右，有效地防止孔壁的坍塌，埋钻头现象的发生，确保了钻孔桩成孔的质量和成孔的速度。
（4）钻进过程中，每钻进3～5m检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在钻进有如砂层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。
5.3.13钢筋笼的制造和安装
（1）钢筋笼的制造必须保证钢筋安装的垂直度和安装效率。
（2）钢筋笼的制造除满足设计要求外，在骨架处设置控制保护层厚度的定位筋，竖向间距为2m一道，横向每平米不少于4处，成梅花型布置，并在骨架顶端设吊环。
（3）钢筋笼的安放：
整个桩采用两段或两段以上的钢筋笼，在孔口进行单面搭接焊，接头之间应弯折成5º
角焊接，其焊接长度为20cm，且保证在同一轴线上。
骨架下放时注意防止碰撞孔壁，下放至孔内设计标高后将骨架吊环在孔口，并临时与护筒口焊接牢固。
5.3.14下放导管
采用250mm钢导管，使用前要进行水密、承压等试验。
安装时，每个法兰盘必须拧紧，以防浇筑时，出现导管断落现象，并应在灌注混凝土前进行升降试验，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止钢筋骨架与孔壁碰撞，导管下口到孔底的距离一般控制在25～40cm之间。
5.3.15混凝土的配制
（1）水泥、中砂、石子等检测合格后方可使用，坍落度为180mm～200mm，施工中根据实验室提供的配合比进行施工。
（2）水泥采用普通硅酸盐P42.5水泥，初凝时间大于2.5h，碎石采用5～31.5mm，级配良好，砂子选用优质河沙。
（3）混凝土配置后要有良好的和易性，运输和灌注过程中无显著离析、泌水现象，保证足够的流动性。
5.3.16混凝土的灌注
灌注混凝土的漏斗和储料斗用3mm钢板制作，要求不漏浆、不挂浆，流动顺畅彻底。
导管内径25cm，导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。
导管吊放入孔，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好，导管在孔桩内的位置应保持居中，防止导管跑偏，撞坏钢筋笼并损坏导管，导管底部距孔底高度宜为40cm。
导管下好后，根据孔内泥浆指标和沉渣厚度进行必要的二次清孔，清孔结束后混凝土浇筑前用射水冲射钻孔孔底3～5min,将孔底沉淀物翻动上浮，然后立即浇筑水下混凝土，射水压力应比孔底压力大0.05MPa。
各项准备工作完成后，即可开始灌注混凝土。
混凝土应连续不断地进行，每斗混凝土的灌注时间间隔应尽量缩短，提升拆卸导管所耗的时间应严格控制，一般不超过15分钟。
各岗位工作人员应密切合作、齐心协力，不得中途中断灌注作业，混凝土灌注速度一般可控制在20～25m³
/h。
为了防止停电造成灌注中断，施工现场配有满足搅拌灌注及照明需要的备用电源。
混凝土运送到灌注现场时，应进行检查，严格控制混凝土的泌水离析现象或坍落度（180～220mm），若不符合要求时，应重新拌合，拌合后的混凝土仍达不到设计要求，严禁灌入孔内。
当导管内混凝土不满时应徐徐灌注，防止在导管内造成高压气囊，将导管连接处胶垫挤出，而使导管漏水，或将空气压入混凝土内，影响混凝土强度。
灌注中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时地拆卸导管，保持导管合理的埋深。
首批灌注混凝土的数量（6～8m³
）能满足导管首次埋深大于1m，在灌注过程中导管的埋置深度宜控制在2～4m。
灌注的桩顶标高应预加一定的高度，一般应比设计高出0.5m～1m，预加高度可于基坑开挖后凿除，凿除时应防止损坏桩身。
处于地面及桩顶以下的井口整体性钢护筒，可在混凝土灌注完毕提起，在提起过程中，要防止提起过快过猛，造成填土杂物或淤泥夹入混凝土，影响桩身混凝土。
5.3.17灌注水下混凝土的注意事项
（1）混凝土拌合必须均匀，防止混凝土离析而发生堵管事故。
（2）灌注混凝土必须连续作业，避免任何原因中断灌注，因此混凝土的搅拌和运输应满足连续作业的要求。
（3）在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，以控制和保证导管埋入孔内混凝土适当的深度，防止导管提升过猛，管底高出混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩夹泥。
也要防止导管埋入过深，造成导管混凝土压不出或导管被混凝土埋住。
所以及时观察管内混凝土下降和孔内水位上升情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
（4）导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管。
此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校正好位置，继续灌注。
（5）拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全。
已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。
（6）处于地面以下护筒，需待混凝土抗压强度达到5Mpa后方可拆除。
（7）在灌桩时，每根桩应按照规范做足量试块。
（8）有关混凝土灌注情况，灌注时间，混凝土面的深度，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人全程盯控并进行记录。
（9）在灌注过程中，应防止污染环境和河流。
6、质量检验标准
6.1成孔质量验收标准
（1）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。
（2）钻孔桩成型后孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
（3）钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深符合施工工艺设计要求。
（4）浇筑水下混凝土前应清底，桩底沉渣允许厚度为：
柱桩不应大于50mm。
钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法如下表所示：
表6-1钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
允许偏差
检验方法
护筒
顶面位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
孔位中心
群桩
100mm
单排桩
6.2钢筋质量验收标准
（1）所采用的钢筋力学性能应符合设计及有关施工规范的规定，其种类、钢号、规格等均应符合设计图纸的规定。
（2）所有钢材应有出厂合格证，并经现场监理见证取样送检合格后投入工程使用，钢材检验标准及检查方法见下表。
（3）钢筋笼制作必须按设计要求加工，钢筋笼的主筋间距、箍筋间距、直径、长度等应符合设计和规范要求。
制作允许偏差见下表。
表6-2钢材检验标准及检查方法表
性质
检验项目
检验标准
检查方法
关键
材质
符合设计标准
检查质量检查资料
厂家或供货单位提供
规格
用游标卡尺或用尺量
一般
锈蚀情况
≤厚度负偏差的1/2
用游标卡尺或目测
挖孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法见下表：
表6-3钢材检验标准及检查方法表
钢筋骨架在承台底以下长度
±
尺量检查
钢筋骨架直径
20mm
主钢筋间距
0.5d
尺量检查
不少于5处
加强筋间距
箍筋间距或螺旋筋间距
钢筋骨架垂直度
0.5%
吊线尺量检查
注：
d为钢筋直径，单位为mm
6.3桩身混凝土质量验收标准
（1）桩基础所需原材料进场后，应对水泥、砂、石进行检验合格后方能使用，水泥、砂、石检验标准见下表：
表6-4水泥检验标准及检查方法表
（允许偏差）
备注
品种
符合设计要求
查合格证，并现场取样作物理化学性能检测
查看厂家或供货单位提供化验资料。
标号
符合混凝土的配合比设计要求
出厂时间
三个月以内
查出厂日期
保管情况
无受潮变质
表6-5砂、石检验标准及检查方法表
检验标准（允许偏差）
石子强度
试验报告
石子规格、材质
符合规范要求
石子含泥量
≤2%
砂子规格、材质
砂子含泥量
≤5%
（2）砼配合比必须经试验确定后，报送监理工程师审批。
上料拌合时要严格按施工配合比计量过磅，控制好水灰比和砼的搅拌时间，确保混凝土的质量。
（3）桩身砼浇筑过程中，每桩在出料口现场取样3～4组，做抗压强度试验。
桩砼浇筑完毕后，应及时派专人用麻袋、草帘加以覆盖并洒水进行养护。
（4）混凝土的强度等级必须符合
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