公铁两用桥工程试桩施工组织设计文档格式.docx
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附件4质量保证体系框图21
附件5安全体系保证框图22
附件6施工场地布置图23
附件7施工进度计划图24
附件8关于试桩桩顶高程变更的事宜25
附件9关于增加工程试桩位置的有关事宜26
一、编制依据
（1）《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002
（2）《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10005.1-2005
（3）《XX黄河公铁两用桥工程试桩要求
（二）》（中铁大桥勘测设计院）
（4）其他相关标准规范
二、试桩设计
2.1试桩目的
根据中铁大桥勘测设计院有限公司对XX黄河公铁两用桥工程试桩的要求，确保公铁两用桥项目的顺利实施，在施工开始之前进行试桩试验。
本次试桩主要目的为：
（1）通过试桩验证工程地质勘察报告各土层的设计参数的合理性。
（2）根据试桩结果为施工图桩基设计提供参考依据，检验设计理论及设计成果。
（3）在试桩的基础上，进一步完善钻孔灌注桩施工工艺，总结出可用于工程实践的结论性成桩工艺标准。
2.2试桩位置
XX黄河公铁两用桥铁路桥长14.887km，公路桥长11.575km，桥梁基础均采用钻孔摩擦桩。
根据设计要求，本次试桩共计1根，即试桩5。
桩位位于黄河南岸主桥6号墩中心线以南，桩径φ1.5m，桩底高程（黄海高程，下同）+9.8m，桩顶高程+89.8m，设计桩长80m，水封混凝土采用C30。
试桩5的坐标（1954年北京坐标系）如下：
坐标X=3865215.656Y=477017.986
桩位具体位置如图1所示，并详见“附件8高程变更通知”及“附件9关于增加工程试桩位置的有关事宜”。
图1试桩位置示意图
2.3试桩地质
本次试桩参考地质钻孔为DZ6-2，孔口高程+90.86m，根据详勘地质报告，各土层设计摩阻力取值详见表1：
表1：
桩基设计参数建议值表
层号
土层名称
层底标高
工程地质特性
基本承载力
[σ0]
钻孔灌柱桩极限摩阻力fi
（m）
（kPa）
②1
粉土
88.26
松散，潮湿
140
25
②2
粉砂
82.86
松散，饱和
80
③2
细砂
78.56
210
45
71.36
稍密～中密，饱和
62.16
中密，饱和
③3
中砂
59.66
370
60
④1
52.76
密实，饱和
450
④1－1
49.46
300
65
39.86
④2
35.96
70
31.06
25.16
④2-2
18.36
85
15.86
⑤1
粉质粘土
11.36
硬塑～坚硬
400
75
⑥1
7.16
350
-0.14
-4.84
⑥1-2
-7.74
-9.64
⑥2
-13.94
⑥2-1
-16.34
坚硬
420
⑥2-2
-19.34
2.4试桩设计
本次试桩选用材料为混凝土－水下C30，
，
；
Q235钢筋,，fsk=235MPa,
。
钢筋笼制作方法见附件2。
根据规范及表1中地质资料计算并参考试桩要求和试桩桩顶高程变更通知（见“附件8高程变更通知”），确定荷载箱放置高程为＋35.4m。
荷载箱设计最大行程15cm。
三、施工组织
3.1人员组织
根据设计要求，南岸新增加1根试桩，我项目部立即成立了工程试桩作业队，其主要管理人员如下：
人员组织情况表
职责
人员
职务、职称
总负责
吴向军
项目副经理
总工
董政
项目副总工程师
现场负责
李延刚
作业队长
现场技术
张龙伟
工程师
现场质检
常人才
现场测量
刘淇
高级技师
现场安全
魏学文
机电
李显元
材料
陈向东
现场管理
崔岚岭、张清玉
3.2机械设备
根据设计要求以及试桩施工的需要，各类施工机械设备均已准备完毕，状态良好，主要机械设备如下：
机械设备情况表
仪器设备
数量
型号及技术要求
钻机
1
GPF-25
汽车吊机
QY-25
电焊机
4
BX1-500
钢筋弯曲机
GW-40W
钢筋切断机
FGQ-40A
钢筋调直机
GT4/14
柴油发电机
2
DSS250
潜水泵
泥浆泵
挖掘机
PC-220
泥浆分离器
ZX-250
四、钻孔桩施工方案
根据本工程内容和地质水文状况，试桩钻孔桩采用旋转钻机钻孔，采用泵吸反循环方式以刮刀钻头成孔，桩位旁设置泥浆池，以优质泥浆护壁，成孔后清孔并及时安装钢筋笼。
钢筋笼采取在钢筋车间分节制造，孔口接长成整体的方法安放就位，垂直导管法灌注水下混凝土。
荷载箱按设计位置与钢筋笼焊连后整体放入孔内。
4.1工艺流程
见“附件1试桩施工工艺流程框图”。
4.2施工准备
根据试桩位置布设情况，平整施工场地，测量放线确定桩位，开挖泥浆池，接通桩位处的水电。
4.3钻机选型
依据本桥地质情况和桩长桩径，选用GPF-25型工程钻机，采用泥浆护壁，泵吸反循环排渣、泥浆处理器处理钻渣的钻进工艺成孔，垂直导管法灌注混凝土的成桩工艺进行施工。
根据公铁两用桥的地质情况和南岸以往试桩的经验，对钻头部分做了适当的改进，改进后的钻头护圈高度达到3m。
4.4钢护筒的制造与埋设
钢护筒采用外径1.9m，壁厚8mm，护筒长度根据地层情况插打到地质稳定层内而定，并高出地面20～30cm。
钢护筒安装完毕后满足中心偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
4.5泥浆及钻孔
4.5.1泥浆性能指标
泥浆拌制选用优质膨润土，经试验室配合比试验确定合理的配合比，用拌浆机拌制，并在试桩过程中对泥浆的各项指标，性能进行分析和调整。
泥浆性能指标：
一般地层（易坍地层），相对密度1.03～1.06，粘度17～20s，含砂率≤2%，胶体率≥95%，PH值8～10。
4.5.2钻机就位
将试桩中心线引至安装就位的钢护筒顶，对称用油漆标出四个点，根据四点拉线和钻机底盘尺寸在钻孔位置处标出钻机底盘定位标志。
利用吊机安装钻机走道梁，复测钻盘中心位置，钻机就位，微调找平并定位锁定。
就位自检合格后，通知监理工程师检查验收。
验收合格后进行钻进作业。
4.5.3钻具安装及钻机调试
考虑到本工程的特殊地质情况，钻机配备刮刀钻头钻孔。
4.5.4土层钻进作业
试桩处地质资料显示，桩长范围内各土层均为砂类土或粘性土。
开钻时以低档慢速正循环钻进，钻至泥浆面以下30m，改为泵吸反循环钻进，钻进过程中坚持减压钻进，保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。
旋转钻机在反循环钻进施工过程中，时刻注意观察护筒内外水头差变化情况，保持孔内水头高出护筒外水位2m以上。
土层钻进均采用刮刀钻头钻机，施工中对不同地层，通过调整泥浆比重、钻速、钻压等措施，在防止塌孔的同时，使用不同地层钻进悬渣要求，加快钻进速度。
开钻后，每钻进1m或在地层变化时在泥浆池中捞取并保留钻渣样品并做好编号，查明土类并详实记录，同时与地质资料进行比对。
接长钻杆时，应先停止钻进，将钻头提离孔底2.0m左右，维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，防止出碴口被堵，然后停泵接长钻杆。
钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，防止漏气、漏水和掉钻等事故发生。
钻孔过程中现场工程师旁站监督，发现问题及时解决。
具体注意事项如下：
（1）钻孔前，绘制钻孔地质剖面图，钻孔作业采用减压钻进，根据不同土层选择与之适应的进尺和钻速。
对粘土层，主要采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进方法钻进；
对于砂层，采用减压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或塌孔。
（2）开始钻进时，进尺应适当控制，在钻头出护筒刃脚处，同样采用低钻压、低钻速钻进，并控制进尺，以确保护筒底口部位地层稳定，钻头出护筒2～3m后，再恢复正常钻进状态。
（3）钻进过程中随时注意孔内泥浆面高度，并及时补充泥浆，维持水头差。
（4）在砂层钻孔施工时速度要慢，进度不大于1m/h，泥浆要浓，向外渗透以稳定地层。
（5）钻孔过程中，及时填写钻孔记录，交接班时由班长交待本班作业情况及下一步注意事项。
4.5.5成孔检查
成孔后，应分别采用探孔器以及桩孔超声波检测仪进行成孔的垂直度等质量检测。
满足要求后进行清孔作业。
垂直度要求：
最大偏差＜1/150；
轴线偏差：
＜40mm；
清孔要求：
孔底沉淀层，试桩S1≤36mm，试桩S2≤44mm；
清孔后泥浆指标：
相对密度1.03～1.06，粘度17～20s，含砂率＜2％。
当泥浆指标及孔底沉碴满足规范要求后，拆除钻杆，下钢筋笼，同时按照设计要求安装荷载箱、声测管等，若泥浆指标及孔底沉碴满足规范要求则不再进行二次清孔，准备灌注混凝土。
4.6钢筋笼制作与安装
试桩钢筋笼总长度为80m，重7.5t，钢管重1.2t。
钢筋笼在生产区分节制作，分节长度约8～10m（安置荷载箱处钢筋笼分节），分节制作时，将各节段编号，以保证钢筋笼顺利有序吊装。
钢筋主筋接长采用单面搭接焊。
节头错开50cm以上，且满足同一断面不超过50%的焊接接头要求。
试桩沿桩周均匀布置3根φ50、δ=3.5mm声测管，声测管同钢筋笼一起吊装。
声测管除底节钢筋笼安装的同时焊接在钢筋笼上外，其余各节均预先绑扎在钢筋笼内，在安装钢筋笼的同时进行丝扣对接，声测管底口处用安全阀拧紧。
顶部用木塞封闭，以防砂浆、杂物堵塞管道。
4.7测试系统安装
4.7.1安装工序
试验中测试系统的安装工序如表2所示
表2试验工序
工序
工作内容
实施方式
时间安排
荷载箱进场前
荷载箱处声测管、电缆的连接接头（图2）
声测管接头由施工单位制作，电缆连接接头由检测单位自备
荷载箱进场
装卸、安置
检测单位实施，施工单位配合
3
荷载箱安装前
锥形体内预浇筑混凝土
荷载箱及管线安装
焊接、绑扎至钢筋笼上
5
成孔
检测设备检孔、下笼灌注
检测单位实施，施工单位配合（施工过程中对检测仪器的保护）
6
检测进出场
搭建／拆卸基准梁、防风帐篷
检测单位实施
7
检测过程
进行加载／卸载和数据采集
检测单位独立完成
8
检测报告
整理检测成果
图2接头连接大样（上图为声测管，下图为应变仪电缆护管）
4.7.2锥形体内预浇混凝土
荷载箱锥形体内混凝土在搅拌站灌注好后运至现场。
由检测单位指导协助搅拌站做好荷载箱进场前的所有准备工作。
4.7.3荷载箱与钢筋笼焊接
在下笼前将荷载箱与钢筋笼连接好（图3）。
（1）制作钢筋笼时，主筋在放置荷载箱位置截断，并且为防止桩体因加载产生应力集中而破坏，荷载箱上下各1米内钢筋笼箍筋应进行加密处理，间距缩减至10cm；
（2）将灌注好的荷载箱用吊车侧吊，将吊起后的荷载箱与荷载箱上下两侧钢筋笼主筋对接焊接；
（3）钢筋笼的主筋与荷载箱上侧的五组钢横梁进行焊接，并在荷载箱周边呈三等分焊上直径为10mm的钢筋一根，加强荷载箱与钢筋笼的连接，保证下笼时荷载箱的安全；
（4）为保证混凝土灌注导管从荷载箱中心孔顺利穿入，在荷载箱与上下钢筋笼连接处焊接锥形导正筋，导正筋采用直径为16的光圆钢（如图4中内圈放射状钢筋）；
（5）焊接后荷载箱端面与钢筋笼轴线应保持垂直状态，保证荷载箱水平度在3‰之内或不垂直度应小于5°
图3荷载箱与主筋的连接构造图4锥形导正筋的安装
4.7.4安装位移护管、安装荷载箱的加压管、荷载箱周边接头处理以及应变计的安装均由检测单位负责实施。
4.7.5每条声测管需准备一套伸缩节（施工单位根据声测管尺寸制作），行程不小于15厘米。
端面用O型圈密封，防止混凝土灌注过程中水泥浆渗入堵塞声测管（图2）。
4.7.6下笼
（1）试桩成孔后，施工单位自制探孔器对成孔质量进行检验，并与检测单位超声波桩孔测试仪的检测结果进行对比，符合规范要求方可下笼。
（2）钢筋笼在吊装入孔过程中，采取可靠措施保证试验预布管线、检测设备不受损伤。
4.8水下混凝土灌注
水下混凝土灌注采用导管法。
导管采用直径32.5cm。
（1）导管使用前进行水密、承压和接头抗拉等试验。
进行水密试验的压力宜等于最大孔深孔底静水压力的1.3倍，且不得有漏水现象；
进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力；
抗拉力试验值大于导管自重和管内装满混凝土后总重的1.3倍；
（2）灌注水下混凝土前，导管下口到孔底的距离一般在0.4米为宜;
（3）水封混凝土使用商品混凝土，其配合比应经过试验确定。
（4）混凝土初凝时间不得小于16小时，坍落度以18～22cm为宜，并具有一定的和易性，保持坍落度降低至16cm的时间不小于1小时；
（5）钢筋笼与荷载箱放入孔中后，若泥浆指标及孔底沉碴满足规范要求则不再进行二次清孔。
如超过规定，则利用导管按反循环法进行二次清孔。
（6）水封混凝土开盘前在贮存混凝土漏斗颈口处安装用纸袋或塑料布包的砼，松松的包好使其有可变的直径，由人工拉着在下砼时松开，同时颈口处加盖盖板，通过提升盖板灌注首批砼；
（7）水封混凝土砍球前，首批混凝土灌注方量保证导管埋置深度不小于1m。
砍球后砼必须不间断的连续下砼，并保证导管埋设深度始终控制在2～6m。
砍球连续下完砼后，必须检查并确认已封住，方能继续进行封孔。
（8）水下混凝土在运输过程中的延续时间（从水和水泥进入搅拌机起到混凝土进入导管为止）不宜超过混凝土流动度保持时间的一半，并不应超过90分钟。
混凝土全部采用混凝土搅拌车运输。
（9）测量水下混凝土面的位置用测绳吊着锤铊进行，测绳要事先用标定过的钢尺丈量标定其尺寸，锤铊重宜为3～4kg，过重陷入混凝土内，而过轻则又浮在泥浆面沉不下去。
测铊用圆钢车制成圆锥形，锤铊底直径为9～12cm，高约12～15cm。
（10）灌注混凝土过程中，应随时注意测量混凝土面的高程，并在灌注每罐混凝土时测量一至二个断面的混凝土面高程，并根据每车混凝土数量和成孔直径进行复核混凝土面高程，以便掌握导管的埋入深度和是否需要提升导管。
（11）为防止钢筋笼在混凝土浇注时上浮，要焊接几根钢筋笼钢筋在钢护筒上或地锚装置上。
（12）在灌注混凝土过程中，拆下来的导管应及时用水冲洗干净，并堆放整齐，以便下一个孔使用；
（13）水下混凝土灌注顶面宜高出桩顶设计高程0.5～1.0m,以便清除浮浆,确保桩身混凝土的质量；
（14）从开钻到水封整个过程中，要认真填写各项施工记录和检查签证，竣工后作为隐蔽工程施工资料归档移交；
（15）钻孔桩水下混凝土的质量要求：
a、强度不低于设计的C30级；
b、桩身混凝土无断层或夹层；
c、钻孔桩桩底沉淀厚度不大于设计规定。
4.9其他注意事项
1、灌注水下混凝土时，试验桩从桩底起每15米制备强度和弹性模量试件各一组，试件的捣实和养生条件与现场的桩身混凝土基本一致，待试验时做混凝土的强度和弹性模量、比重试验。
2、混凝土灌注临近通过荷载箱位置时放慢拔导管速度，当荷载箱上部混凝土大于2.5m时导管底端方可拔过荷载箱。
3、浇筑完成后至检测采集数据期间要做好外露试验管线及设备的保护工作，防止损伤和被盗。
五、安全保证措施
5.1安全保证体系
（1）在施工过程中必须坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全生产保证体系和各级安全岗位责任制，责任落实到人。
充分发挥各级专职安检人员的监督作用，及时发现和排除安全隐患。
（2）组织保证体系的主要内容有：
成立项目安全领导小组，建立项目安全生产责任制，项目经理对本项目安全负总责的组织领导责任。
进行安全生产教育，支持班组安全制度。
5.2安全保证措施
（1）各项机械应有操作实施细则，并要定期检查、加油、杜绝机械和人身事故，对水箱要采取防冻措施；
垂直水平运输机械要注意防滑。
（2）施工人员进入工地必须戴安全帽，严禁穿拖鞋；
（3）钻机开钻前要把钻机四周所放构件清理干净，以免开机时甩出伤人；
（4）各工程严格执行相应的操作规程，不得违章作业；
（5）严格交接班制度，交接不清不得下班。
每班应认真填写工程日志，记好施工记录，确保技术资料完整；
（6）钻机使用的电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水、不漏电。
对经常处于水、泥浆浸泡处应架空搭设。
挪钻机时不得挤压电缆；
（7）保证水封混凝土时不中断供电和供水；
（8）夜间作业应有良好的照明；
（9）钻孔桩的主要工序，都是在地面以下进行，不便于直观检查，施工难度大，施工质量的好坏，只能靠每个参与施工人员的工作质量来保证。
因此要求每道主要工序，都必须经过严格检查，符合规范要求之后，才允许进行下一道工序的施工。
为此必须建立健全的岗位责任制，使每项工作都有专人负责；
（10）钻孔桩用泥浆池要有防护和警示标志。
（11）现场照明、配电箱、开关箱、架空线等严格按有关规定安装。
安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。
（12）电力维修、机械操作等特殊工种持证上岗，配备绝缘防护用品以及灭火器材。
六、质量目标及预防保证措施
6.1质量目标
每一分项工程质量合格率达到100%，检验和实测项目的换算优良率达到90%以上，主要分项工程达到优良等级。
6.2质量管理及预防保证措施
项目部建立质量管理体系，确保钻孔桩分项工程一次验收合格率达到100%。
（1）编制科学、规范、经济合理的施工工艺，切实符合现场实际情况，同时建立各级质检人员岗位责任制，做到分工明确，责任到人，严格遵守现行施工规范和质量检验评定标准；
（2）认真进行技术交底。
由项目经理部总工程师、技术主管、工程技术人员逐级进行书面及口头技术交底，确保操作人员掌握各项施工工艺及操作要点、质量标准等；
（3）抓好技术资料管理工作，做到技术资料整理与现场施工同步，及时收集整理各种原始资料；
（4）加强现场监督检查工作，严格三级检查制度，每道工序完成后，由施工作业队的质检人员进行自检，找出问题并及时进行处理；
认为可以进入下一道工序时，由项目部质检工程师进行现场检查，合格后，报请现场监理工程师检查，经现场监理工程师检查签认合格后方可进行下道工序施工；
（5）原材料进场后必须经试验室进行检验，检验合格后方可使用，不合格的材料严禁使用；
（6）为保证水封混凝土连续不断地灌注，混凝土的生产、运输及其他机械设备，均应保持其良好的性能，并应有急救措施。
（7）技术人员、质检员跟班作业，尤其在灌注时要全过程旁站。
（8）加强雨季施工的质量控制。
施工现场做到排水畅通，加强施工道路的养护，保证道路畅通，提供良好的施工环境，并做好物资、设备的防湿防潮工作。
七、文明施工及环境保护措施
7.1文明施工
（1）施工现场必须以开展创建文明工地为主要工作来抓，严格控制施工质量，党员和领导干部要起到模范带头作用；
（2）积极开展文明施工窗口达标活动，施工场地布置以及所采取的相应安全措施符合有关规定；
（3）施工现场必须做到挂牌施工和管理人员佩卡上岗，管理和施工人员服饰都要各自统一佩带；
（4）工地现场施工材料必须堆放整齐，工地生活设施必须清洁文明；
（5）建立奖惩制度，保证文明施工管理措施落实到人，有奖有罚。
7.2环境保护措施
为了保护生态环境，防止水土流失，环境保护工作在施工时应做到全面规划，合理布局。
严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护和水土保持的法规、方针、政策和法令，设立环保宣传牌。
7.2.1加强施工生产的环境保护工作
（1）施工废水、生活废水采用沉淀池、化粪池等方式处理。
施工便道要经常洒水，防止车辆通过时尘土飞扬，钻孔桩泥浆要及时清理。
（2）加强环保管理，健全企业的环保管理机制，定期进行环保检查，及时处理违章事宜，并与地方政府环保部门建立工作联系，接受社会及有关部门的监督。
（3）加强环保教育，宣传有关环保政策、知识，强化职工的环保意识，使保护环境成为参建职工的自觉行为。
7.2.2水土保持、生态环境保护
施工中注意自然和生态环境的保护、水资源的开发，要持许可证并报有关管理部门备案，不污染黄河水源。
为保护生态环境，防止水土流失，施工时将全面规划，合理布局，化害为利，为当地居民创造清洁适宜的生活和劳动环境。
具体措施如下：
（1）设立环保机构，严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护的方针、政策和法律法规，由项目经理负责，班组成员参加，将环保责任和义务落实到人。
（2）严格遵守环境保护政策，为了确保环境得到保护，不管任何时候都接受监理工程师、业主及政府有关环保机构工作人员的检查，认真按照监理工程师的指令去办。
（3）对废土、废石的处理：
废土用来造田，废石用来填坑，对不能利用的废土，与地方政府协商，寻找适当地点作填埋处理。
（4）加强施工生产的环境保护工作，消除施工污染，维护施工人员的身心健康，防治噪音污染，降低对当地居民的干扰和影响。
（5）施工完毕，临时用地进行退土还耕。
（6）施工过程中一旦发现地下文物，及时停止施工，用最快的方式通知业主及有关文物保护部门，及时采取保护现场的紧急措施,避免人为的破坏。
八、应急保障措施
为预防施工过程中出现意外情况，保证施工安全顺利的进行，在现有条件下，制定如下应急措施：
（1）多预备1个钻头，防止钻进过程中钻头损坏，随时更换；
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