桥梁桩基监理实施细则.docx
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桥梁桩基监理实施细则
新建铁路兰州至中川机场线工程
ZCTL-JL-1-2监理标段
桥梁桩基监理实施细则
（旋挖钻机干作业成孔）
北京铁研建设监理有限责任公司
新建铁路兰州至中川机场线工程监理站
二○一三年七月
新建铁路兰州至中川机场线工程
ZCTL-JL-1-2监理标段
桥梁桩基监理实施细则
（旋挖钻机干作业成孔）
批准：
审查：
编制：
北京铁研建设监理有限责任公司
新建铁路兰州至中川机场线工程监理站
二○一三年七月
一、编制依据及适用范围
1、已经批准的《兰州至中川机场铁路监理2标监理规划》；
2、施工单位中铁大桥局中川铁路项目部上报的《施工组织设计》；
3、铁一院中川铁路设计图纸；
4、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003；
5、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008.
本监理细则适用于中川铁路工程地质条件良好，且桩基深度内未见地下水的素填土层、亚粘土层、亚砂土层、亚粘土夹粉细砂层，强风化泥质粉砂岩层，弱风化泥质粉砂岩层、夹有卵石的砂砾地质土层等的桩基施工。
二、工程概况：
1、线路走向
新建兰州至中川机场铁路自兰州西客站引出，兰州西至福利区利用既有兰新线，福利区至石岗在既有线北侧新建铁路，设无配线西固高架站，后跨越西柳沟互通、石岗环线沿南滨河路前进，在石岗折北跨越黄河，穿越红山顶后沿李麻沙沟行至中川机场，并预留运行货车及向张掖延伸接轨条件。
自陇海铁路GJLXK2+200开始，至中川DK63+630结束，线路全长约61公里，其中新建线路长约48.2公里。
全线设兰州西、陈官营、福利区、西固、兰州新区和中川机场站6个车站，预留树屏车站，中川机场站按设于地下一层设计。
同步建设兰州北编组站西端下行HK0+000至既有兰新铁路周家庄线路所HK22+778=K44+000新建货车联络线，长约22公里；兰州西站中川机场方向至宝兰客专联络线，上行约1.2公里，下行约1.5公里；兰州北编组站上下行系统西端环线。
2、沿线地形、地貌
兰州西站至中川线路由南向北依次经过黄河阶地平原区、低中山区、李麻沙沟河谷阶地平原区、浅谷黄土峁丘陵区及倾斜冲、洪积平原区。
黄河河谷阶地区（GJLXK1+000～DK21+550）：
地形平坦、开阔，地表建筑物林立，厂房密布。
高程在1500～1620m之间；低中山区（DK21+550～DK27+000）：
地势陡峻，沟谷深切，多为“V”字形沟谷，沟壑交织，高程在1600～2000m之间，相对高差100～150m，一般沟深在10～30m之间，局部深达60m，地表植被不发育；李麻沙沟河谷阶地区（DK27+000～DK52+400）：
地形较平坦、开阔，高程在1650～1850m之间。
DK23+900～DK35+300段内砖窑密布，地表人工开挖严重，形成众多的人工陡坎，地表起伏大。
地表多为农田村舍，局部生长耐旱植物；浅谷黄土峁丘陵区（DK52+400～DK59+000）：
高程在1800～1940m之间。
地形起伏较大，多为低缓的山丘，丘间为宽缓的冲沟，分布众多的采砂场。
地表植被稀疏，局部生长耐旱植物；倾斜冲、洪积平原区（DK59+000～DK63+978）：
地形平坦、开阔。
地势西南高东北低，海拔1900～1920之间。
在既有兰州至中川高速公路两侧及村镇周边人工种植的树木茂密。
兰州北至兰新线货车直径线自东向西依次经过黄河河谷阶地区、李麻沙沟河谷阶地区、低中山区、庄浪河河谷阶地区。
黄河左岸二级阶地区（HK0+000～HK0+700）：
地形平坦、开阔，高程在1530～1550m之间；低中山区（HK0+7000～HK18+650）：
地势陡峻，沟谷深切，多为“V”字形沟谷，沟壑交织，高程1600～1700m，相对高差约100m，区内多基岩裸露，地表植被稀疏；庄浪河阶地区（HK18+650～HK20+580）：
地形平坦、开阔，地势北高南低，自然坡度一般为1°～2°，高程在1700～1750m之间。
村舍较多，地表多辟为耕地，植被较茂密。
3、工程地质
⑴断裂构造
本段线路在构造上横穿祁连褶皱系的中祁连隆起带。
线路处于北北西、北西西、北东-北东东构造交汇部位，活动断裂十分发育。
相继产生了深沟桥、陈官营、寺儿沟等断裂，构成兰州盆地及七里河断陷盆地的边缘，断裂将第三系红层断开200m。
在中、晚更新统以来，七里河阶地完成，同时活动断裂错断了黄河四、五级阶地。
全新世以来，北东东向的构造活动性加强，断裂活动错断了马兰黄土及黄河一、二级阶地。
⑵褶皱构造
本线路仅在李麻沙沟发育一处褶皱构造，即李麻沙沟向斜。
李麻沙沟向斜位于哈家嘴与沙井驿之间，轴向北北西，走向为N20°E，轴长约25km，宽约10km，向北开阔，由第三系中新统地层组成，两翼倾角一般为15°左右。
⑶水文地质
本线经过地区的地下水资源总体贫乏，而且水质较差，仅在兰州西站到西固的黄河河谷段及庄浪河河谷段，地下水位较浅，水量丰富，水质较好,自兰州西高速入口至中川机场段地下水位较深。
⑷工程地质特征
本线发育的不良地质主要有危岩落石、泥石流、黄土陷穴、人为坑洞及地震液化等。
不良地质在全线分布不均匀，主要分布于低中山区。
人为坑洞主要集中在李麻沙沟两侧。
4地震动参数
根据国家质量技术监督局颁发的《中国地震动峰值加速度区划图》（GBl8306——2001图A1）及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GBl8306200l图B1），考虑到本区的地震地质特征以及历史地震影响烈度分析结果，结合沿线地质及工程情况，本段地震动峰值加速度为0.238g（相当于地震基本烈度八度），地震动反应谱特征周期0.45s。
5气象特征
沿线气候属中温带半干旱大陆性气候区，其特点是气候干燥，旱季长、雨季短，降雨量较少且集中，昼夜温差变化较大，春、秋季多风，夏季短促，冬季寒冷干燥。
年平均气温5.7℃，最冷月平均气温-8.8℃，最热月平均气温22.8℃，年最大降雨量546.7mm，年平均蒸发量1825.7mm，历年平均风速2.4m/s，土壤最大冻结深度103mm。
三、专业工程特点及其技术质量标准
1、专业工程特点
（1）专业的大型设备作业，成孔速度快，后续的混凝土供应要及时跟上；
（2）不需要循环泥浆，对环境影响小；
（3）设备简单，容易操作，成孔混凝土质量有保证。
（4）缺点是孔底虚土多，无法测得沉渣厚度。
（5）因部分地层稳定性差，会造成塌孔，造成实际浇筑桩身直径偏大。
2、中川铁路项目相关技术质量标准
（1）技术标准
铁路等级：
国铁Ⅰ级；
正线数目：
双线；
速度目标值：
160公里/小时,兰州西至西固黄河桥段维持既有线速度不变；
最小曲线半径：
兰州西至西固黄河桥段800米，个别保留400米；西固黄河桥至中川段3500米；
最大坡度：
兰州西至福利区6‰，福利区至中川18‰；
牵引种类：
电力；
机车类型：
动车组；
到发线有效长度：
650米，乘降所及机场站450米；
闭塞类型：
自动闭塞；
行车指挥方式：
综合调度集中。
（2）桩基相关设计要求
桥梁钻孔桩设计以摩擦桩为主，桩径为φ1.25米，φ1.50米.根据图纸要求，桩长大于等于40米或桩径大于等于2米的桩要埋设声测管，声测管规格为：
D57×3mm.
钻孔桩成孔质量标准
项 目
允 许 偏 差
孔的中心位置（mm）
群桩：
100；单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计直径
倾斜度
小于1%
孔深
摩擦桩：
不小于设计规定；
端承桩：
比设计深度超深不小于50mm
沉厚度（mm）
摩擦桩：
符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；端承桩：
≤100mm；
钢筋笼骨架安装允许偏差（mm）和检验方法
序号
项目
允许偏差
测量方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
尺量检查
3
主筋间距
±0.5D
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
±20mm
尺量检查不少于5处
5
箍筋间距
±20mm
尺量检查不少于5处
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线检查
钻孔灌注桩实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
混凝土强度（MPa）
在合格标准内
试件大于等于10组时，按数理统计方法评定；试件小于10组时，按非统计方法评定；
2
桩位（mm）
群桩
中间桩D/2且不大于250，外缘桩D/4
测量或尺量检查
排架桩
顺桥
100
横桥
150
3
孔深（m）
不小于设计
测绳：
每桩量测
4
孔径（m）
不小于设计
探孔器：
每桩量测
5
钻孔倾斜度（mm）
1%桩长，且不大于500
探孔器：
每桩检查
四、监理工作的范围及重点
1、监理工作范围及重点
（1）施工方案的审查；
（2）施工准备情况的检查确认，人员、材料、设备进场验收；
（3）测量放样复核。
（4）钻孔过程现场盯控，检查钢筋笼加工制作质量。
（5）成孔验收（桩长、桩径、垂直度、孔底沉渣等）；
（6）下钢筋笼。
（7）混凝土灌注施工。
2、监理工作重点：
（1）对施工单位上报的钻孔桩施工方案进行审查，完成后报监理站领导批准，督促施工单位完成作业指导书的编制并对现场作业人员进行技术交底。
（2）参加现场核查，熟悉施工现场环境,排查清施工区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑等的分布情况。
（3）检查已进场设备的相关资料，年检情况及操作人员证件。
督促施工单位建立设备维修保养台账。
（4）检查施工单位混凝土配合比审批情况，进场的钢筋及混凝土原材料的进场试验情况。
（5）对施工单位桩位测量放样进行复核，要求施工单位埋设定位桩并进行保护。
（6）钻孔施工过程的检查，督促施工单位填写钻孔记录并定期检查，对地质情况进行确认。
（7）成孔检查：
成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。
检孔器应按如下要求制作：
检孔器长度一览表
桩径
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
检孔器长度
6.0
6.6
7.2
7.8
8.4
9.0
9.6
10.2
（8）钢筋笼安装质量检查，重点是阶段焊接质量。
（9）混凝土灌注施工：
灌注混凝土前现场必须配置坍落度筒，浇筑过程对进行混凝土进行抽测。
并现场配试模，监理见证试件制做，混凝土浇筑过程全过程旁站并填写旁站记录。
五、监理工作流程
施工单位施工过程监理单位
过程巡视检查，按照设计检查孔径、孔深，查验施工记录；观察岩样；见证检验；做好监理相关记录
钻孔过程控制；提取岩样、钻孔记录填写，紧急情况处理
检查孔径、桩长、垂直度、检测沉渣指标
测量检查确认
钢筋笼验收检查安放定位
钢筋笼加工、安放、定位
下钢筋笼
灌注施工，留置试件
开盘检查；过程旁站
凿桩头；无损检测；（承载力试验）；试块强度检验；申请验收
见证检测；查验实验报告；质量验收签证
六、监理工作控制重点、目标及手段
1、监理工作控制重点及目标
（1）监理工作控制重点
①做好施工组织设计、施工方案审核工作
施工组织设计是钻孔灌注桩施工中必须要做的工作，在开工前，施工单位应向监理方报送施工组织文件，监理人员审核并帮助施工单位完善施工组织设计。
②测量定位控制
测量定位，这是关系到孔位的准确性、钻孔的垂直度以及控制基准面标高准确与否的关键环节，在具体操作中，要采取施工单位自检及监理人员复检、验收相结合的措施，严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内（一般控制在±5cm范围内）。
在测量放线中应选用适宜精度的经纬仪及激光测距仪采用极坐标定位法，充分发挥经纬仪对角度和激光测距仪对距离控制上的优势；桩位测量后，还要用钢尺和相邻的桩位进行校正，看所测距离与计算值是否一致，以杜绝错误的发生；桩位确定后，用长约300mm的钢筋钉入地下，用油漆注明以便识别，并做好保护。
③成孔过程质量监理程序
A、检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认；B、钻进时检查地质情况是否与设计相符，与柱状图进行对比，检查是否入岩，并对入岩深度及时签认；C\终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求；D\清孔沉渣厚度是否满足规范设计要求。
④孔壁坍塌控制
孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，应高度重视并采取相应措施予以解决。
监理人员首先应认真审阅场地工程地质勘察报告，对地层情况做到心中有数；其次必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；再者，要督促施工单位成孔后及时灌注混凝土，减少灌注时间，以保证桩身质量。
⑤灌注过程质量监理程序
A检查钢筋笼顶固定措施是否可行，其顶面标高是否满足设计要求；
B核实施工现场的配合比每盘材料数量是否按批准的配合比执行；
C检查导管的长度及导管的水密性，核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求；
D检查储料斗的容积是否可以达到混凝土初灌量导管的理论埋深;
E浇灌混凝土过程中，检查导管的埋深、压浆及混凝土面上升情况，注意孔内是否有异常情况，督促施工单位控制好水灰比、拌和速度与灌注速度；
F施工单位按规定随机取样制做试块，监理随机抽检取样试块，浇灌完毕检查混凝土顶面标高。
⑥混凝土坍落度控制
混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在18～22cm范围内。
要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量，监理人员必须重视以下几点：
A制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的材料要进行二次复检方可投入使用；
B混凝土的配合比要通过试验确定；
C做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作，严格按配合比进行投料；
D要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验；
E按设计要求做好混凝土的试块工作，并保证取样的真实性。
⑦导管埋深控制
导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。
监理人员应要求施工单位在开始浇筑混凝土时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1．0 m以上的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在1～6 m，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。
⑧钢筋笼上浮控制
在灌注混凝土前，钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：
A钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；
B混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；
C混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮，解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。
另外，监理人员还应要求施工单位做好如下控制措施：
A在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋（φ20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上；
B用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；
C当混凝土上升至钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（≥1．5 m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。
⑨桩头质量控制
有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。
在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。
在实际施工中，超灌量控制不当是经常存在的。
监理人员必须重视影响桩头质量的因素，要求施工单位采取如下控制措施：
A施工中应测准混凝土上升面标高；
B应确定合理的超灌量，根据桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0．5～1．0 m的超灌高度；
C在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在1～6 m范围。
（2）监理工作控制目标
①成桩过程各项指标，包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求；
②钢筋笼加工、制作、安装质量满足设计和验收标准要求；
③预留混凝土试块强度满足规范要求；
④桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺陷；
⑤桩极限承载力满足规范规定的验收指标。
2、监理工作手段
通过日常巡视检查，关键部位、关键工序的全程旁站监理、试验平行检验，对钻孔桩施工进行安全质量控制。
七、监理工作方法及措施
1、监理工作方法
（1）钻孔桩钻进应符合下列要求；
①操作按《钻机操作技术规程》进行作业。
起落钻头速度均匀，不得过猛或骤然变速。
②钻机钻进过程中应按规定的要求及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为工作项目、钻进深度、钻进速度及孔底标高。
③钻孔时要认真做好地质情况记录表，发现与设计不符应及时上报。
（2）验孔时现场要配备检孔器、测绳等。
（3）原材料取样应符合下列要求：
①钢筋进场时必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试样做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应符合现行规范标准。
②检验数量：
以同牌号、同炉批、同交货状态的钢筋，每60t为一个批号，不足60t也按一批计。
（4）钢筋加工检验方法：
尺量。
（5）钢筋制作安装应符合下列要求：
①钢筋笼制作采用箍筋成形法，现场监理对主筋焊接或套筒连接质量进行重点检查，并按规定进行监理平检试件的取样（套筒500个接头一组，焊接每200个接头一组）
②钢筋笼长度及主筋长度根据孔深及焊接规范要求配置长度钢筋笼上端的弯钩在未成形之前弯成。
③钢筋笼每间隔2m处于同一截面对称设置四个钢筋“耳环”，耳环钢筋直径大于设计标准，以此控制孔壁与钢筋笼保护层厚度。
④钢筋笼利用吊车安装，起吊钢筋笼时，吊点设在加强箍筋处。
⑤钢筋笼入孔后，在顶端处接长主钢筋与钻机平台型钢连接，使其定位牢固，在灌注水下混凝土过程中钢筋笼不会下落或被混凝土顶托上升。
⑥控制钢筋笼入孔定位标高，并使钢筋笼底部处于悬吊状态，然后灌注桩基混凝土。
⑦孔桩灌注完毕后，待桩上部混凝土初凝后，即解除钢筋笼的固定措施，以便使钢筋笼随同混凝土收缩，避免粘结力的损失。
（6）混凝土搅拌
①严格控制混凝土原材料每盘称量偏差。
②开盘前依据试验配合比和施工配合比，核查各种材料质量、计量系统、搅拌设备系统、计量仪表精度和灵敏度。
验证混凝土的工作性和拌和物性能等
③混凝土拌制过程中，应对混凝土拌和物的坍落度、含气量、粘聚性、保水性，进行测试。
（7）混凝土运输：
核查适应混凝土凝结速度和浇筑速度需要的混凝土运输设备的能力。
（8）灌注应符合下列要求：
①导管在使用前除应对其规格、质量和拼接进行认真检查外，还需进行拼接、过球和水压试验。
②检查首批混凝土方量，导管口到孔底一般在0.3-0.4m，首批混凝土导管埋深应满足1m以上．
③灌注应紧凑、连续进行，严禁中途停工，混凝土持续灌注时间应不大于混凝土初凝时间。
尽量缩短拆除导管时间，掌握好下料速度。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
拔管前须仔细测探混凝土面深度。
用测探锤测探混凝土面深度。
用测深锤测探时，至少有2人用测锤分别换手测探，防止误差。
④重点要求：
参考铁建设（2013）241号文件《高速铁路桥涵混凝土工程施工技术指南》P57页7.3.24条文要求“干作业成孔的钻孔桩混凝土，应按照水下混凝土标准进行配制，可采用导管法干作业浇筑，设计桩顶4米范围的混凝土应进行振捣，混凝土浇筑完毕后对露出地面的桩顶混凝土进行保湿养护”。
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