鄞州BT桩基施工方案Word格式.docx
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水下C30（㎥）
1号桥
3×
10m
1582.981
1243.28
2号桥
20m
1639.864
2176.6
3号桥
4×
2367.721
3142.71
4号桥
16m
1243.897
1406.81
5号桥
8m
1502.292
1179.9
6号桥
1184.803
930.53
7号桥
1313.365
1031.93
8号桥
1467.536
1680.1
9号桥
1829.786
1437.1
10号桥
1359.395
1067.66
11号桥
1584.372
1244.37
12号桥
11×
30m+30m+2×
40m+30m+13×
30m
866.08
10559.18
1664
22973.13
13号桥
13m
1746.038
1974.72
2.3.2、施工难点
⑴、桩基础要穿越较厚的软弱层，且大部分为深桩基础，最长为71.3ｍ。
由于桩基深，一旦一根桩基出现质量事故，则返工时间长，同时后面墩柱、盖梁、架梁等一系列施工将受到影响。
⑵、钻机坐落在软土地基上，在施工时，如果软弱地基处理不到位，会造成钻机下沉、偏移，从而导致桩位偏移。
⑶、软弱地基流塑性大，在钻孔过程中，易破坏土体平衡，软弱土层向冲孔处滑移，引起缩颈、塌落等现象。
尤其在灌注混凝土时，如果出现上述情况，极易造成桩基夹层。
⑷、本工程大部分桩基位于河道之中，如何保证水中桩基施工平台有足够的承载力和稳定性是本分项工程的一个难点。
⑸、12号大桥（中心桩号K6+936.7）上跨杭甬高速公路，13#墩位于杭甬高速公路的中央分隔带上，该部分桩基也是本分项工程的一个难点。
⑹、部分桩基局部须穿越厚度较大的砂砾、圆砾土层，成孔过程中易发生塌孔、漏浆等现象。
3、总体施工方案
3.1、总体布置
项目经理部设置了路基施工一队、路基施工二队、路基施工三队、桥梁施工队、梁板预制厂、混凝土搅拌站、交安及绿化施工队、路面施工队等专业班组。
专业班组负责人由具有丰富的道路施工及结构施工经验的人担任。
路基施工一、二队：
负责1号桥、2号桥、3号桥、4号桥、5号桥、6号桥的桩基施工。
路基施工三队：
负责7号桥、8号桥、9号桥、10号桥的桩基施工。
桥梁施工队：
负责施工11号桥、12号桥、13号桥的桩基施工。
混凝土搅拌站：
负责本工程所有桥涵桩基混凝土的供应。
3.2、施工设备及人员配备
施工设备表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
EX200
台
3
良好
2
钻机
GPS-18、GPS-20
8
钢导管
套
4
工程吊机
60T
辆
5
泥浆泵
14.5KW
只
10
6
钢筋切断机
GQ40
7
钢筋弯曲机
GW40
交流电焊机
BX1-450
9
砼运输车
8m3
全站仪
11
水准仪
人员配备表
工种
项目负责人
周肖燕
技术负责人
陈良飞
质检负责人
童晖辉
安全负责人
王懂君
试验负责人
曹磊
测量负责人
周建辉
施工负责人
徐金刚
机械操作工
普工
25
3.2、总体计划
1、总工期：
计划2013年12月10日开工，2014年8月10日竣工，总工期8个月。
2、控制性工期安排：
（1）、2014年1月10日前完成8号桥桩基施工；
（2）、2014年1月25日前完成11号桥桩基施工；
（3）、2014年2月10日前完成7号桥、9号桥、13号桥桩基施工；
（4）、2014年2月20日前完成3号桥、5号桥桩基施工；
（5）、2014年4月5日前完成4号桥、6号桥桩基施工；
（6）、2014年4月10日前完成10号桥桩基施工；
（7）、2014年5月20日前完成2号桥桩基施工；
（8）、2014年6月5日前完成1号桥桩基施工；
（9）、2014年8月10日前完成12号桥桩基施工。
4、施工工艺及施工方法
4.1、工艺流程
施工准备→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻孔→成孔清孔→吊放钢筋笼→下导管→二次清孔→灌注水下砼→凿除桩头→基桩检测。
灌注桩施工工艺流程
施工准备
桩位放样
护筒埋设
钻机就位
钻孔
成孔清孔
成孔检测
钢筋笼制作
吊放钢筋笼
下导管
导管拼装检验
二次清孔
浇筑水下混凝土
凿除桩头
桩基检测
4.2、钻孔前的准备工作
4.2.1、技术、资料及机械设备准备
（1）、组织有关人员熟悉和审阅施工图并进行施工技术交底。
（2）、调查和收集所需的气象资料、地质资料等。
（3）、专业测量放样人员做好桩位放样工作，并画出具体桩基的放样图及桩位编号图。
先放中心桩，再放桩位，报项目部专业测量员复核，复核完毕无误后，再报请监理工程师验收，验收合格后方可埋置护筒，护筒埋置后需经项目部、监理复核后方可开钻。
施工现场做好桩位的定点工作，护筒的埋设与校正工作，每个桩位均已设置不少于4点的护桩。
（4）、根据工程进度要求,合理配套进场机械，钻机进场后即进行安装保养。
4.2.2、桩基钻孔平台
（1）、陆上桩采取将桩位处整平压实后垫枕木作为施工平台。
（2）、位于河道中的桩基，施工平台采用排架平台。
4.2.3、桩机就位组装
（1）、采用锤绳纠正桩机的垂直度，保证垂直度在0.5%之内。
（2）、为保证桩机平整和稳固，在桩机底座上设置沉降观测点，随时观测钻机沉降情况，发现问题及时处理。
（3）、每台桩基准备一套测绳，用于对桩孔深度的测量。
4.2.4、护筒埋设
护筒一律采用钢护筒，采用厚度不小于8mmA3钢板卷制而成。
护筒内径比钻孔桩设计直径大20～40cm，每节护筒的高度为1.5m～3.0m；
视具体情况确定。
（1）、陆上桩采用挖埋法埋设护筒，护筒高出地面30—50cm左右；
将护筒底埋入较为密实的稳定土层，护筒中心与桩位中心偏差不大于50mm，护筒与孔壁间用粘土分层夯实，以防地面水流入，并能固定护筒。
（2）、位于河道中的桩基护筒采用可回收循环利用的大小双层钢护筒形式,小护筒置于大护筒之内为正式护筒。
❶大护筒埋设：
虽大护筒非正式护筒，对其埋设偏位精度要求较低,但为了保证大护筒的垂直沉入,避免产生较大偏移或倾斜,故需在平台位置设置定位导向装置,然后采用振动或锤击使之沉入河床，为减小护筒与土层的摩擦力，护筒间采用满焊连接。
大护筒埋置深度按下列公式计算得出：
L=（（h+H）·
Rw-H·
R0）/（Rd-Rw）
（1）
其中：
Rd=（Δ+e）/（1+e）·
R0
（2）
式中：
L—护筒漫置深度，m
H—施工水位至河床表面深度，m
h—护筒内水头，即护筒内水位与施工水位之差，m
Rw—护筒内泥浆容重，KN/m³
R0—水的容重，KN/m³
Rd—护筒外河床土的饱和容重，KN/m³
Δ—土的相对密度
e—饱和土孔隙比
考虑到水流在大护筒周围形成局部冲刷、护筒底端发生管涌现象及水流冲击力不对大护筒产生冲击造成位移、倾斜或沉陷，按公式
（1）计算出的L值乘以安全系数1.5后作为埋置深度，即LS=1.5L
❷小护筒埋设：
大护筒埋设完毕，将护筒内水抽干，为了保证小护筒的埋设精度，分别在平台位置和大护筒内2米以下设置定位导向装置。
小护筒通过振动或锤击沉入，小护筒埋设完毕后，用黏土填密实，填土标高为桩顶标高以上1.00m，因护筒间回填土遇水软化,且大小护筒间的土层厚度不足，泥浆护壁无法保证两层之间的土层不坍塌，小护筒须穿过大护筒中的回填土层，并进入河床下并比大护筒超深0.5以上，以避免大护筒内的回填土层坍塌造成扩孔。
且小护筒高出大护筒0.5m，以利泥浆循环。
4.2.5、制备泥浆
（1）、根据本工区桩位所处的地质情况，采用原孔造浆的方法，并适当加入粘土即可钻进。
钻进过程中经常测定泥浆浓度，过浓影响钻进速度，过稀不利于护壁、排渣。
根据施工经验，泥浆浓度控制在1.15～1.2之间。
（2）、泥浆的循环，采用高压泥浆泵正循环施工法，采用陆上控制泥浆池的方法进行抽排循环，压、排浆均采用15KW泥浆泵。
（3）、钻孔速度每小时1.5m左右，这样既能保护孔壁均匀完好，又有利于保持循环液钻渣含量基本稳定，排渣顺畅均匀，及混合液的浓度得到控制。
4.3、钻孔
钻机就位后，对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括机具设备的检查和维修。
钻孔时先往孔内注入泥浆，泥浆的相对浓度根据土层情况确定，在整个钻孔过程中，应保持孔内水位高出地面水位1.5～2.0米；
当遇到砂及卵石层等松散层时，按照1:
1的比例投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），使泥膏和片石挤入孔壁，力求孔壁坚实。
在钻孔过程中根据不同的地质情况选用不同的泥浆和冲程进行钻进，即能保证钻孔的进度，又能保证孔壁坚实，防止坍孔。
，施工时达到设计标高后，若发现地质情况与地质钻孔资料不符，应及时与有关方面商量，酌情处理。
具体操作要点如下：
（1）、安装钻机时转盘中心同钻架上吊滑轮及钻头中心、桩中心同在一条垂直线上，钻机中心位置偏差不大于2cm。
（2）、初钻时以低档慢速钻进，使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁；
钻至护筒刃脚下2—4米，可按土质情况用正常速度钻进。
（3）、架设钻具时，将钻头放入距孔底钻渣50—80mm时开动泥浆泵，待冲洗液循环2—3分钟以后，再开动钻机。
慢慢将钻头放到孔底。
（4）、正常钻进时，合理调整和掌握钻进速度不得随意提动孔内钻具。
操作时集中精力掌握升降钢丝绳松紧度减小钻具的晃动。
（5）、在粘土层中钻进时，采用尖底钻头，中等钻速、大泵量、稀泥浆的办法。
（6）、在接长钻杆时，应注意接头紧密，防止漏气、漏水和钻杆松脱。
钻进过程中防止扳手、管钳、垫叉等金属工具掉入孔内损坏钻头。
（7）、如护筒底部土质松动出现漏浆时可提升钻头向孔内倒入粘土块，再放入钻头倒转使胶泥挤入孔壁内堵住漏浆空隙,稳住泥浆后继续钻进。
（8）、钻进时为减少扩孔、弯孔和斜孔，应采用减压法钻进，使钻杆维持垂直状态，使钻头平稳回转。
4.4、清孔和成孔检查
4.4.1、清孔
钻孔到达设计要求深度后进行循环换浆法，即让钻头继续在原位旋转，注入较稀的泥浆。
视清出的泥浆比重及含砂量确定。
一般在30—90分钟之间。
清孔后的泥浆比重及含砂率应为1.05～1.15之间，砂率为＜4%，粘度在17～20Pa.s之间。
4.4.2、成孔检查
钻孔应符合以下允许偏差：
❶平面位置任何方向不大于50mm；
❷钻孔直径不小于桩的设计直径；
❸倾斜率：
不大于1%；
❹深度：
不小于设计要求；
❺清孔后泥浆指标：
比重1.05～1.15；
粘度17～20（Pa.s）之间；
含砂率〈4%；
4.5、钢筋笼的制作和安装
（1）、骨架分段制作，分别编号，制作过程中必须保证骨架有足够的刚度。
主筋的接头须错开，同一截面的主筋接头不超过50%；
（2）、骨架外侧设置砼保护层厚度的垫块，纵向间距≤2m，环圆周4处；
（3）、骨架在运输过程中，防止其变形，在顶端设置吊环。
（4）、骨架制作和安装质量要求如下：
项目
允许偏差
主筋间距（mm）
±
保护层厚度（mm）
20
箍筋间距（mm）
中心平面位置（mm）
外径（mm）
顶端高程（mm）
倾斜度（％）
0.5
底面高程（mm）
50
（5）、安装钢筋骨架时，须设置吊挂装置，不得直接将骨架支撑在孔底；
（6）、钢筋骨架分节吊装，桩基主筋采用机械连接形式，并满足《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010）的规定。
4.6、声测管安装
第四步:
4.7、二次清孔
钢筋笼安装完毕后，进行第二次泥浆清孔。
用测绳进行沉渣厚度的测定，直径小于1.5m的桩，沉淀厚度要求小于200mm，直径大于1.5m或桩长大于40m的桩，沉淀厚度要求小于300mm。
清孔后泥浆性能标应为相对密度1.05～1.15，粘度17～20秒，含砂率＜2%。
清孔后2小时内必须灌注砼。
4.8、安放导管和灌注砼
（1）、安放导管：
本工程准备采用内径φ250mm，壁厚5mm的钢导管进行灌注砼。
导管连接为螺纹连接，连接处保持密封可靠。
灌注前进行水密承压和接头抗拉试验。
在灌注砼前，导管居中插入，导管底至孔底距离约250mm—400mm，灌注时在漏斗底设置可靠的隔水设施（塞球）。
当漏斗中存备有足够数量的砼后缓慢下放塞球。
首批砼数量满足初步埋置深度和填充导管底部间隙的需要。
灌注时保持导管底口埋在砼中2—6m。
（2）、砼提供：
灌注砼采用水下C30砼，在砼半成品的配制时按水下砼进行配料，根据现场情况，可用砼装卸搅拌车直接送至储料斗，也可用砼输送泵输送至储料斗后进入导管。
（3）、混凝土配合比设计
灌注砼为水下混凝土，混凝土配合比应满足以下条件：
❶、水泥的初凝时间不宜早于2.5h，其用量一般不应少于275kg/m3，水灰比宜采用0.5～0.6；
❷、骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，并不应大于37.5mm。
细集料宜采用级配良好的中砂；
❸、混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水，灌注时保持有足够的流动性，其坍落度当桩径D＜1.5m时，宜为180～220mm；
D≥1.5m时，宜为160～200mm，且应充分考虑气温、运距及施工时间的影响导致的坍落度损失；
❹、砼配合比经试验并优化，报经监理工程师签认后才能使用。
（4）、灌注施工
❶、灌注砼之前对第一斗砼量进行严格计算，以保证灌入砼后导管埋入深度在1.0m以上。
首批砼量在漏斗中满足时，备料斗中再准备一部分，将阀门及塞球松开。
砼迅速落入孔底，封住导管下口与孔内泥浆水隔开，进行连续灌注。
首批砼的灌注量计算公式为：
V=π（d2h1+D2HC）/4
式中：
V——初存量或漏斗和储斗斗容量之和（m3）
h1——孔内砼面高度达到Hc时，导管内砼柱与导管外水压平衡所需高度（m）
h1=Hwrw/rc
Hc——钻孔初始灌注需要的砼面至孔底的高度，即导管初次埋深加间距至少为1米，间距为0.25—0.4米
Hw——孔内水位至初次灌注需要的砼面距离（m）
D——钻孔实际直径（m），可取（1.1—1.3）的设计桩径
d——导管内径（m）
rw——孔内水或泥浆重度（KN/m3）
rc——石料拌和物重度（KN/m3），限24KN/m3
❷、首批砼灌注正常后，应紧凑地、连续不断进行灌注，严禁中途停工。
在灌注过程中要防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，使测深不准确。
灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔口反水情况，及时测量孔内砼高度，正确埋深以2～6米为宜。
❸、导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如果导管法兰卡挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋笼后，移到钻孔中心。
随着孔内唯其的上升，需逐节（或两节）拆除导管，拆除导管的动作要快，时间不宜超过15分钟，拆下的导管应立即冲洗干净。
❹、在灌注过程中，当导管内砼不满，导管上段有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间橡皮垫，从而造成导管漏水。
❺、为确保桩顶砼质量，在桩顶设计标高以上超灌1m的高度。
❻、在灌注砼的过程中，要有专人进行详细的记录，填好水下砼灌注记录表。
❼、在灌注砼时，每根桩应制作不少于1组（3块）的砼试件，同时做一次砼坍落试验。
❽、砼灌注完毕，要及时将护筒拔出地面，并在桩位处做好标记。
4.9、凿桩头
桩基混凝土超灌部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。
每座桥梁配备相应数量的空压机与风镐,及时组织力量进行凿除桩头上部松动混凝土、浮浆等，确保桩体砼与上部露出水面的桩体良好结合。
5、钻孔过程中常见事故的预防及处理
5.1、塌孔
塌孔的表征:
塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
原因如下：
泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成坚实护壁泥皮，孔壁渗漏;
孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够;
在松软砂层中钻进，进尺太快;
提住钻头钻进，旋转速度过快，空转时间太长;
清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，反循环清孔，泥浆吸出后未及时补浆;
起落钻头时碰撞孔壁。
预防及处理原则:
保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求;
保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同的转速和进尺;
起落钻头时对准钻孔中心插入;
回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1～2m，静置一定时间后重钻。
5.2、钻孔偏斜和缩孔
偏斜缩孔原因:
钻孔中遇较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方;
在有倾斜度的软硬地层交界处，岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石中钻进，钻杆受力不均;
钻杆刚度不够，钻杆弯曲接头不正，钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;
在软地层中钻进过快，水头压力差小;
全压钻进；
垫固不牢，钻进时钻机下沉、倾斜都能导致成孔倾斜，钻进速度过快，护壁泥浆压力不足也可以导致缩孔。
预防和处理:
安装钻机时使底座水平，起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上，并经常检查校正;
倾斜的软硬地层钻进时，采取减压钻进;
钻杆、接头逐个检查，及时调整。
遇有斜孔、偏孔时，用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。
偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻;
全过程采用减压钻进方式。
5.3、掉钻
主要原因:
钻进时强提强扭、钻杆接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入孔中，另外由于操作不当，也易使铁件等杂物掉入孔内。
小铁件可用电磁铁打捞。
钻头的打捞应视具体情况而定，主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等器具。
在钻孔过程中除以上几种主要事故外，还需注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等。
6、水下混凝土灌注事故的预防及处理
6.1、导管进水
首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。
处理方法:
将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除，重新灌注。
6.2、卡管
初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小，流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接逢处漏水、大雨中运输混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞:
机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。
混凝土灌注导管内外压力差不够。
预防措施:
准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性能。
处理办法:
拔管、吸渣、重灌。
6.3、钢筋笼上浮
由于Φ1000钻孔灌注桩桩径较小，如果清孔结束后孔内泥浆比重较大，就会产生很大浮力使钢筋笼上浮；
砼浇灌过程中灌注速度过大也会造成钢筋笼上浮。
清孔结束后，要严格控制泥浆比重应符合设计规范要求，水下砼浇筑时要控制灌注速度不宜过快，同时在钢筋笼顶端沿周长焊接6根Φ22钢筋，一端与钢筋笼焊接，一端焊与钻机机座上，以抵住钢筋笼上浮，同时控制钢筋笼底标高。
6.4、砼顶面下沉
主要原因：
砼灌注时速度过快，孔内砼面上升过快，导致砼内部气泡无法排出。
当砼灌注结束后一段时间，由于砼内部气体排掉后造成砼表面下沉。
预防措施：
严格控制砼的浇筑速度，拔导管时须留1.5-4M导管埋于砼内，浇筑结束后等待30分钟后未发现砼表面下沉方可移动钻机。
7、成桩检测
基桩砼到达强度后，请专业检测单位对基桩砼质量进行检测，出现质量问题时，采取措施进行补救。
8、灌注桩质量技术保证措施
8.1、成桩桩位
护筒埋设后钻孔前应用经纬仪复测桩位是否符合设计要求，偏差值是否符合设
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