京沪一标钻孔施工组织设计.docx
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京沪一标钻孔施工组织设计
第一章工程概况
一、编制依据：
1、“京沪高速铁路第一合同段平面布置图〞。
2、?
建筑地基处理技术标准?
JGJ79—2002。
3、?
建筑地基根底技术标准?
DB42/242-2003。
4、?
铁路桥涵施工技术标准?
。
二、工程概况
京沪高速铁路土建Ⅰ标段天津特大桥DK102+161～DK156+899段、天津联络线特大桥、天津南〔华苑〕高架栈桥的钻孔桩施工及机械配套机具设备租赁。
工程地点：
沿104国道，在天津市北辰区青光镇至静海县岳庄子村。
三、地质条件
地层主要以黏性性土、粉土、砂类土为主，设计图纸未见石质地质，城区、村庄及局部坑塘分布有厚度不等的填土。
四、工期要求
满足甲方工期要求。
五、主要工程量表
见甲方提供的?
施工单元划分一览表?
。
六、工程桩设计技术要求
桩径三种：
φ1000mm、φ1250mm、φ1500mm；
桩头灌注高70cm，空孔段用沙石回填；
桩中心偏位不得大于50mm；
桩身砼强度C25，主筋保护层厚度50mm，充盈系数1.06；
钢筋笼采用外加劲箍，主筋为单面搭接焊〔搭接长>10d〕，同一截面接头数不得超过主筋总数的50%，且要相互错开45d以上〔d为钢筋的直径〕。
第二章施工配套设备和施工准备
一、工艺选择
根据本工程的地质条件和工程特点〔桩径大〕，为创全优工程，确保施工工期，提高生产效率，采用旋挖钻机钻进成孔，和以导管为通道的隔水回顶灌注成桩工艺。
二、设备选择
针对采用的工艺和工期要求及场地情况，选用中联生产的ZR250B型等工程钻机10台为成孔设备，配套机具见列表：
主要机具、设备表
名称
型号
单位
数量
柴油发电机
75KVA
台
2
柴油发电机
40KVA
台
3
吊车〔16T〕
徐州
台
10
泥浆泵
3PH-150
台
20
旋挖钻机
台
10
灌注导管
φ250游轮式
m
400
初注斗
3.0m3
个
16
浇注斗
个
10
运料斗
个
10
试模
150×150×150
组
90
装载机
2L50
台
1
切割机
J3G2-400
套
8
钢筋弯曲机
套
8
交直流电焊机
BX1-315
台
24
全站仪
TC1500
台
1
水准仪
NA728
台
1
泥浆检测仪器
套
3
钢丝测量绳
根
20
三、施工组织：
1、施工准备
①熟悉“旋挖钻机钻孔桩施工工艺〞、“钻孔桩施工操作规程〞、“钻孔桩施工设计图〞、“工程地质勘察报告〞、“施工组织设计〞及各种相关技术规程。
②进行图纸会审及技术交底。
③进行场地平整，然后进行打入桩桩位放线。
④根据施工场地的环境情况，对包括地下、地表、空中障碍物进行去除，组织好水、电等的供给。
⑤搭建施工临时设施。
⑥组织施工机机械、施工材料、施工人员进场。
2、劳动力组织
根据施工进度方案安排及设备配备情况，按每台机组定员7人〔机长1人，桩机操作员2人，施工员2人，装吊工2人〕，灌注混凝土作业队5人，8个钢筋笼制安队共计120人，所有旋挖钻机另配备维修工2人，清理工8人，水电工2人，环保员1人，施工主要管理人员6名，合计200人。
以上人员需经甲方进行平安技术教育及培训。
3、材料组织
根据设计要求的工程量，本工程共配备旋挖钻机8台，正常施工后，每天可完成钻孔桩24根。
为保证钻孔桩施工所需要材料的供给和质量要求，我部采取以下几方面措施予以保证：
①钢筋原材料具备合格证明书并供给即使，钻孔灌注桩施工所需的混凝土供给及时；
②钢筋半成品及制作完成的钢筋笼的堆放形式和层数应平安可靠，防止产生纵向变形和局部压曲变形；
4、施工用水用电
施工用水采用甲方供水及就地打井，以保证施工用水，水样送检合格前方可使用。
施工用电600KVA变压器由沿线高压线引入，另外工程队自备75KVA的发电机组2台和40KVA的发电机组2台。
5、桩位测量：
桩位放样采用拓采用拓普康GTS-332全站仪利用极坐标放样，对设计单位交付的测量资料进行检查，符合测量基准点和基准线，用长约300mm直径10mm吊锤入土层作为标记
6、循环系统设置
依据旋挖钻机工艺特点和施工场地要求，在两墩之间每隔一孔开挖一个泥浆池，周边用沙袋垒墙高0.5m，长宽以实地利用但要避开桩位，桩孔与循环池间挖设0.8×0.5循环槽。
7、设备安装
设备吊放必须平稳，要有专人指挥，设备就位后，旋挖钻机自行锁定，确保施工中不发生倾斜和位移
所有电线，电缆和压力管线，在处于运输道路上和产生摩擦运动部位处，均应加套管保护和高架或挖沟埋设
第三章旋挖钻机成孔施工方法
一、施工工艺
1、工艺原理
旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上，以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源，利用筒式钻斗底部的斗齿，在液压油缸的加压下钻进，切削土体，并压入容器内，然后由钻杆提出筒式钻头，至孔口后快速回转倒土。
护壁泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成，并随着旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内，起到静压护壁作用，以保证水头压力，如此反复循环完成成孔作业。
成孔到达设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌注水下混凝土。
工艺框图如下图：
由流程图可知，旋挖钻孔灌注桩的特别之处在于制备泥浆和补充泥浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标的泥浆，同时要及时补充泥浆，以确保孔内水头压力，防止塌孔。
3、施工操作要点
〔1〕桩位的测量放样
采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。
桩位用ø10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm〔四周填以水泥砂浆或混凝土来保护〕作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。
〔2〕埋设护筒
护筒的作用为固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水流入孔内，保证孔内水位高出地下水位或施工水位，增加水头高度，保护孔壁不坍塌，确保成孔质量。
a、护筒的要求
护筒选用整体式钢制护筒，壁厚5—8mm，高度3m，内径180cm。
为了增加护筒的刚度，防止周转使用中的变形，在护筒的上口和中部的外侧各焊一道加劲肋。
由于整个钻孔桩处于黄河高漫滩区，地下水位较高，故在施工前先用水平仪测出原地面标高、地下水位的高度，在埋设护筒时，护筒的顶端均高出地下水位2.0m以上，以增加孔内水头压力。
b、护筒的埋设
在埋设护筒前，首先对场地进行平整，垫高、去除杂物。
施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。
首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，在钻头的端部临时连接一扩孔器，使成孔直径可达165cm，深度略小于护筒的埋深，然后用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中，从钻头连接扩孔杆至钻进挖深到安放好护筒仅需15分钟。
护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。
经确认护筒平面位置的偏差不大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，那么将其四周用粘土填实，准备下一道工序的施工。
〔3〕钻孔
a、钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。
钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
b、调制化学泥浆:
化学泥浆调制的好坏是钻孔桩施工是否顺利的一个关键性指标，经过反复实验，本大桥用泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成成分性能和用量如下：
膨润土：
主要成分为蒙脱石，分钙土和钠土，使用时参加纯碱改造成钠土用于配浆。
他具有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。
烧碱〔na2co3〕：
调整泥浆的ph值，使其保证在8—10的偏碱性范围内，以保证水化膜的厚度，提高泥浆的胶体率〔稳定率〕和稳定性，降低失水量，同时防止了因ph值过小而引起钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度，也防止了ph值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。
纤维素〔cmc〕：
增加泥浆粘性，使土层外表形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。
钻孔中化学泥浆性能指标和用量如下
膨润土
纯碱
占用土量
纤维素
占用土量
水
m3
相对密度
粘度pa.s
酸碱性ph
胶体率（%）
砂率
（%）
1t
5kg
0.5kg
13
1.08-1．20
19-23
8-10
≥95
6-8
c、泥浆循环系统的布置
根据现场实际情况，在每六排墩身中间场地设置一个造浆池和泥浆净化、循环系统，具体布置如下列图所示：
d、钻进
当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳,提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。
同时，做好整个过程中的钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。
在钻孔过程中，根据不同的地质情况，主要用了以下四种钻头：
挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。
其成孔性能如下：
①、挖土钻头：
是最常用的钻头，在钻头底部有两扇仅可向斗内方向翻开的合叶门。
当钻进时，斗齿切削孔底土，经合叶门将土压入斗中，当回次进尺完成提升钻头时，斗内的土在自重作用下将两扇门关紧，防止土掉入孔内。
出孔口后，通过钻杆上压盘挤压钻头上弹簧螺杆，使合叶门翻开到出斗中土。
②、挖砂钻头：
用于钻进砂性土地层，也可用于孔底清渣。
整体结构与挖土钻头根本一样，只是在底部为双层，双层底可以相对旋转一个角度，实现进土口的翻开与关闭。
钻进时进土口为翻开状态；进尺结束，钻头反向旋转一个角度，进土口关闭，钻头成完全密封状态，将土取出。
这主要是基于砂性土无粘结力而设计。
③、筒钻：
整体结构与挖土钻头根本一样，只是底部没有封口。
主要用于施工孔内的两层胶结岩层，该岩层整体性好，强度大，利用桶钻的剪压作用，破坏岩层的整体性，从而到达进尺的目的。
与螺旋钻配合使用效果更佳。
④、螺旋钻头：
依靠螺旋叶片之间的空间收集从孔底切削的土体，主要用于钻进胶结层，由小及大，循序渐进，到达破坏胶结层的整体性，从而到达进尺的目的。
与桶钻配合使用效果更佳。
另外，对于粘性土，特别适宜干法钻进。
弃渣外运与钻进同步进行，每从孔内出几桶钻渣，就用装载机及时的外运至弃渣场，以减少现场施工干扰，减少弃渣对桩孔的压力，确保施工现场的文明和质量平安。
e、清孔、检孔、成孔验收
清孔：
根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。
清孔采用挖斗反复捞取沉渣，直到其厚度符合标准和设计要求，然后注入纯度较高的化学泥浆，置换出孔内的钻孔泥浆，保证清孔后的各项指标符合现场实际地质情况的需要。
检孔：
主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。
用笼式检孔器检测。
检孔器用ф22的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径〔150cm〕，长度为6m。
检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。
如上下畅通无阻直到孔底，说明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻那么说明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，那么需重新下钻头处理。
成孔验收：
成孔到达如下质量标准后，即可进行下一到工序的施工。
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