陆地钻孔灌注桩施工作业指导书Word格式.docx
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5.2.3施工现场的安全控制31
5.2.4防火安全32
5.2.5施工机械的安全管理32
5.2.6防台预案35
6环境保护措施36
6.1原则36
6.2组织措施36
6.3技术措施36
7文明施工37
1.工程概况
2.1工程概况
苏通长江公路大桥D2合同段陆地85#～113#墩下部结构为钻孔灌注群桩基础，单幅承台5根钻孔灌注桩，桩径1.5m，采用矩形布置，桩长65.2m～77.1m不等，共有基桩290根。
主要工程数量表（290根基桩）
项目
单位
桩基础
混凝土
C30水下
m3
36347
钢材
钢筋
φ25
Kg
1392542.3
φ20
103634.5
φ16
33462.6
φ10
303422.3
钢板
Q235C
78609
Q345C
检测管
φ50*3钢管
m
62064
2.2工程地质水文条件
2.1.1地形地貌
苏通大桥D2合同段所在地属长江冲积平原的新长江三角洲，是大长江三角洲的近前缘地带。
两岸陆域河网密布，地势平坦，高程一般在2至5m（85国家高程系统）之间，局部地段有山丘分布。
2.1.2工程地质
⑴工程地质概况
桥位区位于长江河口地带，第四系地层分布广泛，活动断裂未通过桥区，属于区域地壳稳定区。
第四系地层为一套河床、河流漫滩相为主导的松散沉积物，具有河流相结构，厚度均在280～330m左右。
通过设计文件提供的资料表明，钻孔桩最大底标高为－75.0m，桩基础自上而下分别为：
淤泥质亚粘土、亚粘土、亚砂土、软塑亚粘土夹粉砂、粉砂层、中粗砂层、板结砂岩等。
工程地质柱状图如图2.1.2-1所示
⑵水文地质概况
桥位区地下水有基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两类。
由于基岩裂隙水埋藏深，水量一般较小，对本次工程没有什么影响。
松散岩类孔隙水按埋藏条件及水力性质分为四大层组：
全新统孔隙潜水（微承压水）、上更新统第一孔隙承压水、中下更新统第二孔隙承压水、上第三系第三孔隙承压水，其中，与本工程相关的为孔隙潜水及第一孔隙承压水。
孔隙潜水含水层为全新统粉砂或粉砂夹亚粘土，有粘性土覆盖或夹层地段具微承压性质，孔隙潜水与长江水呈互补关系，水位埋深2m左右，随江水位变化不明显。
第一孔隙承压水含水层为上更新统粉细砂及中粗砂，渗透性强，因受海侵影响，水质较差，北侧为微咸水，南侧为淡水。
图2.1.2－1南引桥D2合同段工程地质图
2.1.3气象条件
苏通长江公路大桥位于长江下游，临近长江入海口，地处中纬度地带，属北亚热带南部湿润季风气候。
气候温和，四季分明，雨水充沛。
主要灾害天气有暴雨、旱涝、连阴雨、雷暴、台风、龙卷风、飙线、寒潮、霜冻、大雪和雾，对本工程影响较大的主要是雨、风和雾。
桥位地区年平均气温为15.40C，年极端最高气温为42.20C，年极端最低气温为-12.70C，最高月平均气温为30.10C，最低月平均气温为-0.20C。
桥位地区年平均下雨日为120天左右，最多150天；
年平均下雾日和雷暴日均为30天左右，最多可达60天。
本地区受热带风暴和台风影响，从5月下旬至11月下旬都有可能遭受台风袭击，年均出现台风2.3～2.7次，7月上旬至9月中旬为台风多发期，8月份是台风影响最多的月份，约占40%。
桥位附近3～5km范围内曾发生频率极低的龙卷风，强度为F0级，危害程度较轻。
受季风气候影响，桥位地区盛行西北风，下半年以东南风为主，全年以偏东风出现频率最高。
2.已完成基桩施工总结
2.1施工工艺总结
自5月28日首件桩施工开工至6月24日，已浇筑完成12根基桩，根据一个多月来的施工，我们掌握了大量第一手资料。
根据现场记录显示，钻机自上而下穿过淤泥质亚粘土层（厚约25m）、亚砂土层（厚约8m）、亚砂土夹粉砂层（含少量砾石，厚约12m）、中粗砂层（厚34m以上）、板结砂岩（厚5m以上）。
在清孔过程中发现我部施工标段内土层中粉砂含量大，清孔时要严格控制泥浆指标和泥浆循环时间。
通过钢筋笼的制作、吊装和接长，我们发现钢筋笼分节数直接影响钢筋笼的下放接长时间，通过在钢筋厂把钢筋笼的分节长度加长，即可减少施工现场接长时间。
商品砼通过在首件桩的使用，可满足施工需要。
2.1基桩施工过程中存在的问题
自5月28日首件桩开工以来，基桩施工还算比较顺利，施工速度获得了业主和监理单位的一致好评，至6月24日，已浇筑完成的钻孔桩有12根。
同时,在施工过程中也出现了不少问题，其中91＃墩1＃、2＃桩每次清孔都花费大量时间，而且清孔效果不好，清完孔后3、4个小时孔内沉淀迅速增厚至1～2m，甚至超过2m。
在91＃墩2＃桩，在混凝土浇筑过程中测锤难以下放测量混凝土面标高。
90＃墩4＃桩在距终孔还有3m多的时候，由于手拉葫芦破裂出现了掉钻头埋钻的事件。
90＃墩9＃桩在浇筑至结束还剩大约还有4方时，由于埋管深度过大导致导管拔不出来，最终剩余大约7.5m留在混凝土内。
另外91＃墩5＃桩、10＃桩斜孔；
90#墩10#桩在接近终孔时,钻头掉入孔底。
86＃墩9＃桩出现斜孔。
2.2原因分析
根据多次开会讨论和现场研究，基本上认为出现以上施工问题有以下几点原因：
⑴91＃墩1＃桩清孔时间长，清完孔后沉淀层厚，主要是因为地层中粉砂含量过大，泥浆指标未控制好，泥浆循环时间短，随泥浆悬浮出来的粉砂未及时沉淀便流入基桩中。
在改善泥浆循环系统和泥浆性能后，清孔时间很快缩短，清孔效果明显。
⑵91＃墩2＃桩清孔过后，桩底沉淀过厚并有豆腐块状沉淀致使测锤难以下放。
其原因为泥浆指标未控制好，粉砂未除净；
再者，钻机队将制造P.H.P泥浆用的原材料膨润土、C.M.C和P.H.P未经充分浸泡便投入泥浆池中使用，这既没提高泥浆质量，又浪费材料增加成本。
⑶90＃墩4＃桩掉钻埋钻，主要原因是钻机队在提升钻杆过程中，手拉葫芦破裂导致，钻头掉入孔内；
掉钻后，钻机队未及时向经理部会报，在数小时提钻未果后，孔内钻渣迅速沉淀导致埋钻；
最终虽未造成严重后果，但很费时间处理。
⑷90＃墩9＃桩浇筑混凝土时埋管，主要是因为导管在浇筑过程中未及时提管，导管埋深过大导致。
最后留有大约7.5m导管在基桩内。
⑸91＃墩5＃桩、10＃桩，86＃墩9＃桩偏斜，初步原因为钻机队在钻进过程中，盲目追求钻进速度，在地层变化时，未及时采取正确的钻进方法导致。
⑹90＃墩10＃桩掉钻头，现场情况为钻杆法兰盘有一处破裂，并有螺帽磨擦迹象；
另外三个螺栓孔处螺帽磨擦法兰盘已出现凹槽。
具体原因有待进一步调查研究。
在今后钻进工作中，特别要加强钻机队的工作责任心。
3.钻孔灌注桩施工
3.1钻孔施工
3.1.1一般要求
钻孔灌注桩施工应由完善的施工记录。
钻孔灌注桩施工时应严格控制成孔及桩身混凝土质量，并采用可靠的检测手段对钻孔的成孔质量及桩身混凝土的质量进行检测。
3.1.2施工准备
⑴施工控制测量
测量组已对首级控制网进行了复测，复测方案及复测成果已获批复。
根据D2标施工的需要，测量组对控制网进行了加密布设，加密布设方案及测量成果已获批复。
⑵施工放样和检测
测量组应根据“苏通大桥基础施工测量规则”及“苏通大桥基础施工测量实施细则”等有关要求执行。
测量组在进行测量前，所有测量仪器在使用前到政府设立的计量部门标定合格后方准使用，并定期按规定重新标定。
施工放样时相互复核，确保准确无误，除使用设计部门提供的水准点外，设置工地临时水准点，采用三等水准规范进行施工测量放样。
同时与相邻同段进行联测，复核检查平面和高程控制点。
⑶临建施工
钻孔灌注桩施工现场的平面布置、施工道路、陆地施工平台、泥浆循环系统、混凝土供应系统和水电供应系统等均按工程部设计图纸进行施工布设。
⑷施工人员、设备及材料
进场设备及人员以满足钻孔灌注桩施工为前提，在充分满足钻孔施工需要的基础上，根据施工现场的实际情况做好钻孔施工设备、人员与材料的准备，及时编制钻孔施工设备、人员与材料进场计划，及时组织设备、人员及材料进场。
·
提高人员素质
①按“钻机开钻运行情况检查表”的表格内容，在开钻前对钻机进行全面检查。
②施工工程中每一道工序完成后首先由自检员进行自检，自检合格后再请监理检查，自检不合格的立即返工。
③施工过程中每一道工序有完整的检查证、表格。
④施工人员作好施工日记及施工总结，每一根基桩完成后都及时总结，对容易发生的质量隐患进行提前预防。
⑤加强砼工、钢筋工、电焊工等工种的职业技术培训和技术考核，作到关键技术工种必须持证上岗，并选派经验丰富能力强，技术水平高的工人技师任班组长。
⑥建立健全质量问题的定期汇报制度，每个施工队每天由技术员、质检员将工程进展、工程质量情况向经理部汇报，发现问题及时解决。
设备管理、标识
①生产机械部长、测量组组长、试验室主任负责本部门使用的设备维护管理。
②项目所使用的机械、检测设备按照我局的设备控制程序进行分类管理。
③所有机械、检测设备均建立台帐和履历书。
④验收合格的设备贴予明确的标识物，对于验收不合格的不得投入使用。
⑤不得对设备进行无故拆卸、启封，掌握正确的使用方法，操作规程张贴于明显位置。
设备较准
①所有的检验、测量和试验设备均按计划进行计量确认或校准。
进行计量确认或校准时，环境条件要满足检定规程的要求。
②发现检验、测量和试验设备偏离校准状态时，立即停止使用，并重新评定已检验和试验结果的有效性。
③检验设备经修理、返还、搬动后，再使用时按规定的校正程序重新校准。
④当业主或监理要求验证检验、测量和试验设备的技术性能时，设备管理人员将所需的检验、测量和试验设备的技术资料提供查阅。
⑤检验、测量和试验设备计量确认或校准记录由设备管理人员妥善保存。
⑥测量组、试验室根据上一次测量和试验设备检定时间制订检测仪器设备周期检定计划，进行强制性检定的应坚持校准制度。
设备保养
①由机械工程师制订机械设备的维修、保养计划。
②机械部门按计划对设备进行检查、维修、保养，以满足施工过程能力。
试验控制
在施工现场设工地试验室。
在监理工程师的指导下，严格按照技术规范的规定进行实验，并把试验报告按照规定及时上报监理工程师。
功能包括砂石料等原材料试验，钢筋拉伸弯折试验及钢筋焊接检验，水泥胶砂强度、安定性、泌水率等试验，砼的配合比使用性能、强度、弹性模量试验等。
①原材料检验
粗集料：
每月测试碎石的压碎值、杂质含量和其它有机物含量以及磨耗系数，不符合要求的不得进场。
细集料：
检验砂中杂质的含量，不符合规范要求的砂子不得进场。
水泥：
每批进场水泥都必须具有质保单和厂家的品质试验报告合格证明书。
对水泥质量怀疑时按照规定重新取样试验，经监理工程师认可后方可使用。
水：
砼拌和用的水要进行水质化验，并符合技术规范要求后方可使用。
钢筋：
种类、钢号和直径均要符合设计图纸要求。
每批使用的钢筋应附有生产厂家的生产合格证书，运到工地的每批钢筋按照技术规范的要求进行抽样检验，确认合格后使用。
②砼配合比
对混凝土的配合比设计、试配资料报监理工程师批准后，按批准的配合比使用。
按照监理工程师规定的混凝土数量取样进行制作承台砼抗压试验的试件，试件的制作、浇注、振捣、养生及试验均在监理工程师的监督下按照技术规范要求进行。
⑸开工申请
钻孔灌注桩各分项工程开工前根据招、投标文件有关规范要求编报施工方案及开工报告。
待开工报告得到批复或监理工程师同意开工后才允许开工。
3.1.3钻孔施工
⑴陆地平台搭设
陆地钻孔灌注桩施工时对于地质情况较差的墩位，采取搭设钻孔平台方法进行基桩施工。
平台基础采用6根φ630mm的钢管桩，上部采用H600型钢搭设。
平台的钢管桩振沉采用DZ90型振动锤施工，钢管桩入土深度为5.5m，顶部高出地面50cm。
上部I28a型钢采用50T履带吊安放。
平台钢管桩的斜率控制在1/100以内，平面偏移小于25cm。
⑵钢护筒搭设
①钢护筒长度的确定
对监理工程师批准可以施工的桩位进行清除杂物，场地平整（填实、整平），地质较差的墩位铺50~100㎝的宕渣，保证钻孔时的静压水头高度不小于1.5m；
然后测量放样，定出桩位，埋设钢护筒。
根据地质资料情况，南引桥区内有液化土存在，在引桥桩基施工时钢护筒必须下沉到液化土层以下1~2米，加上护筒顶标高高于地面标高35cm。
陆上部分基桩的钢护筒长度为2.25～6m，内径采用φ1.7m（δ=10mm），用δ=10mm钢板加工而成。
②钢护筒的加工
本项目钢护筒拟定在桥位附近钢构件厂整节加工，采用Q235钢板在工厂卷制。
钢板下料之前根据设计图绘制加工图，其内容包括按钢护筒编号的加工大样图、拼接简图和堆放与发送顺序图等。
用于卷制钢护筒的钢板必须平直，不得使用表面锈蚀或受过冲击的钢板，且应符合规范标准和设计要求。
钢料切割使用剪板机。
钢料在切割后进行矫正，矫正后钢料表面不应有明显的凹痕和其它损伤，可采用锤击法或热矫法，下料后应根据要求将板端开好坡口。
钢护筒采用三辊轴卷管机卷制，卷管方向应与钢板压延方向一致。
卷板过程中，密切注意保护管端平面与管线垂直。
为满足钢护筒接缝处的圆度要求，卷管后应进行校圆。
校圆分整体校圆和局部校圆两道工序。
整体校圆可在卷板机上进行，也可在整体校圆夹具上进行。
局部校圆采用薄钢板剪成直径为钢护筒内径的圆弧的一部分作为样板，该样板内靠筒体口附近进行检查，若不密贴表示该处不圆，不圆处局部垂直，直至密贴为止。
钢护筒横向焊缝将承受动静荷载受拉，属一级焊缝，需对焊缝内部缺陷进行超声波检测。
根据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》标准，达到BI级为合格，抽查每条焊缝长度的50％，若同一焊工同一条焊缝有缺陷延长倾向，应l00％探查。
所有焊缝质量要求均应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041--2000）焊缝要求。
生产厂家应按《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221l--95）和《公路桥涵施工技术规范》进行外观自检评定。
焊接管的管节制作偏差，要符合下表要求：
焊接管偏差范围表3.1.3－1
偏差部位
允许偏差
备注
外周长
±
0.5%周长，且不大于10mm
测量外周长
管端椭圆度
0.5%d，且不大于5mm（d为管径）
椭圆度指管端两相互垂直直径之差
管端平整度
2mm
管端平面倾斜
管节对口拼接时，相邻管节的管径偏差要小于3mm，对口的板边高差△要小于1.0mm。
③钢护筒的吊运与堆放
钢护筒节段加工完毕，经检验合格后，即可进行埋设施工。
工厂加工完成运往施工现场以前，在钢护筒适当位置处设置吊耳。
钢护筒吊装施工时，为保证钢护筒起吊时不变形，采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力，起吊时顶端吊点采用两点吊装，根部吊点采用一点吊装。
先起吊顶部吊点，后起吊根部吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点迅速吊到90°
后，拆除根部吊点垂直吊起入孔，
钢护筒的堆放支点位置与吊点位置相同，偏差不大于20cm。
钢护筒出厂后采用平板车运输至施工现场。
运输过程中应将其位置相对固定好，防止其相互碰撞发生变形。
运输时要捆绑牢固，使各支点同时受力。
为避免桩身挠曲，可以采用多点支垫。
各支点垫木要均匀放置，各垫木顶面要在相同的水平面上。
钢护筒的堆放层数以不超过3层为易。
④钢护筒的插打
图3.1.2-1钢护筒定位示意图
对监理工程师批准可以施工的桩位进行清除杂物，场地平整（夯实、整平），然后在其上进行测量放样，定出桩位，并将桩中心引至桩周围。
插打钢护筒前先用人工开挖30cm深的孔，再将钢护筒放入插打。
钢护筒下沉采用50t吊车配合DZJ120kw振桩锤打入。
钢护筒下沉应确保钢护筒的平面位置偏差小于±
5cm，钢护筒倾斜度小于0.5%。
并且在施工的各环节严格控制钢护筒发生变形。
⑶泥浆制备及其循环系统
①根据苏通大桥的地质特点及建设要求，钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，宜采用不分散、低固相、高粘度的优质PHP泥浆，主要由优质膨润土、碱、羟甲基纤维素CMC和聚丙烯酰胺PHP等原料组成。
泥浆配比由试验室做试验确定。
正式施工时应结合桥位处具体的地质水文条件，以满足最容易坍塌的土层孔壁稳定为主要条件确定泥浆的基本配合比。
根据拟定的泥浆基本配合比进行泥浆配制试验，检测项目包括稳定性检验、泥皮形成性检验、泥浆流动性检验、泥浆密度检验等，根据检测结果，对基本配合比进行修正、调配后，最后确定泥浆施工配合比，配合比经试验室试验合格后使用。
A．基浆的制备
基浆采用机械搅拌制备，按施工配合比将水注入搅拌机内开始搅拌，逐步加入优质膨润土等搅拌成浆。
拌好的泥浆注入储浆池存储，同时采用高压水泵自吸反喷多次循环，充分搅拌使泥浆性能均匀，形成匀质泥浆。
泥浆各项指标必须满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）6.2.2条的规定和表3.1.3-2的要求。
基浆（彭润土＋碱）配置完成后必须在储浆池内静置24小时，使膨润土颗粒都充分膨胀后方可使用，基浆的粘度小于22s。
基浆首先拌制成浓基浆，储存在事先开挖的造浆池内，静置24小时。
在钻进砂性土层时补给泥浆一般采用浓泥浆；
在钻进粘土层时，将浓浆稀释后补充泥浆。
B．PHP鲜浆的配制
PHP是PAM的水解化合物。
PAM原料为非水解型，分子量为1000万左右。
使用前要先水解，水解后称“PHP”。
工地上制PHP通常采用常温法，提前水解的步骤如下：
将PAM（100）置于清水（6000）中浸泡1天；
同时加入烧碱（NaOH）在搅拌筒中搅拌以促溶。
NaOH用量可按反应量计算，用量多少与PAM分子量水解成正比，约为PAM的10%左右；
将搅拌溶液停置2~3天，使PAM分子有效地分散于水中，形成PHP浓液。
C．PHP新鲜泥浆的配置
将PHP（60％~70％）的浓液加入到前叙膨胀润土浓基浆中，经高压反复喷射混合，形成PHP新鲜浓泥浆。
制作时应注意：
浓鲜浆的粘度要大幅度提高（即粘度T>
=25秒，达到30秒左右）时，必须先将基浆PH值加碱调至>
=10~12（高粘度必须相应的高PH值）。
此种浓度很高的鲜浆，以储浆池存放，在施工中可随时掺用到不同泥浆中使用。
PHP掺用剂量为泥浆体积的0.003％左右（30PPm百万分子三十）。
最合理的比例应通过实验来决定，也可通过其表征点来判断。
PHP鲜浆的表征：
PHP含量不足时泥浆呈红黄色；
含量合适时呈嫩豆腐色果冻状；
过量时则变成清水，水土分层。
将拌制好的PHP泥浆用固定容器盛装，在使用时在与其他泥浆稀释使用。
工程中浓鲜泥浆常用以防止护筒底泥浆反穿不稳定地层塌孔和卵石泥浆严重漏失等紧急情况中。
在钻孔中，如检测粘度和胶体率不足则可在回流池中加入PHP浓液。
淡鲜泥浆一般用在清孔时的“换浆”中。
优质PHP泥浆鲜浆指标表3.1.3－2
型
类
标
指
膨润土基浆
PHP鲜浆
浓
淡
1、比重V（g/cm3）
＜1.04
＜1.03
1.05
1.04
2、粘度T（Pa.s）
20~22
17~19
27~35
22~26
3、含砂率π（％）
0~0.3
0.3~0.5
0~0.2
0.3~0.4
4、胶体率G（％）
98
96
100
5、失水量（ml/30min）
＜20
＜15
＜12
≤10
6、泥皮厚K（mm/30min）
≤2.0
≤1.5
≤1
7、酸碱度（PH）
8~9
7~8
10~12
9~10
8、适用地层
砂性土层
粘性土层
9、说明
膨润土＋碱＋CMC
基浆
＋PHP
注：
1.膨润土＋碱＋少量CMC＝基浆，其比例应通过“调配”而成。
2.
基浆＋PHP水解溶液＝鲜浆，其比例也应通过“试验”配制而成。
3.将粘度高的浓浆稀释后称“淡浆”。
②泥浆循环净化
泥浆循环系统由泥浆池、泥浆泵、泥浆净化器、沉淀池以及进出泥浆槽等组成。
钻孔泥浆采用泥浆净化器和多级沉淀相结合的方式进行净化。
泥浆净化器每个墩设置两套，每套供1台钻机使用。
同时，每台钻机配备一个10×
8×
2m的沉淀池、一个2.5×
10×
2m的泥浆池，两池之间用沟槽连接（见图3.1.3-1）。
另外开挖一个6×
3×
2m的基浆储备池。
泥浆循环由泥浆池自流入孔，钻孔时用泥浆泵将孔内泥浆通过钻机钻杆气举携渣孔道吸出，首先进入泥浆净化器振动筛下层6mm筛孔的筛床上，作预先净化处理，及时将筛上钻渣渣料排出清理，滤好的泥浆再由泥浆泵将其泵入FX500－PU旋流器振动筛上层0.5mm筛孔的筛床上作二次净化处理（这样做的目的除了可以回收部分浆液外，还可回收泥浆中的细颗粒，使泥浆的比重不至于减少的过多，而维持了一定的比重，保证了泥浆的固壁性能），净化好的泥浆排入泥浆净化池内再次净化，为加快泥浆净化的过程，可加入一定比例的絮凝剂。
用泥浆泵将泥浆净化池上层的泥浆泵入储浆池内再次净化，经此净化后的泥浆在满足表3.1.3-3的要求后可直接经沟槽流入孔内。
以此循环自始至终，直到钻孔完毕。
图3.1.3-1泥浆池布置平面图
循环系统示意图见图3.1.3-2所示：
图3.1.3-2反循环钻孔泥浆池布置示意图
图3.1.3-3泥浆循环系统示意图
钻孔阶段、泥浆循环净化再生阶段及清孔阶段各泥浆的指标应符合表3.1.3-3的要求
泥浆指标表表3.1.3-3
新浆
钻进
回流
清孔
弃用
彭润土＋碱
与钻屑混合
净化＋
＋
沉淀中
<
1.03
1.20
1.08（<
1.12）
1.06~1.10
>
1.3
26~35
25~28
24~26（20~22）
22~24（20~22）
42
0.3
4.0
0.5~1.0
≤0.50
10
90
15
18
25
1.5
≤1.0
2.0
5
升级会员 