岳长江公路大桥试验桩投标方施工组织设计说明书(修改).doc

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表1施工组织设计文字说明

0、概述

0.1、工程简介

本项目是湖北省“六纵五横一环”骨架公路网中随州至岳阳高速公路跨越长江的控制性工程。

本项目位于湖北、湖南两省的长江交界处。

项目起自湖北省监利县白螺镇，接在建的随州至岳阳高速公路湖北南段，于白螺跨越长江，止于湖南省岳阳大鼓山，接湖南省拟建的随州至岳阳高速公路湖南段起点，全线长约5.42公里，其中桥梁长4315米，北岸接长1.037公里，南岸接线长0.068公里，工程总建设里程5.42公里。

本次招标的工作内为试桩土建工程施工，共2根钻孔灌注桩。

其中一根位于长江北岸，另一根位于长江南岸，北岸试桩S1设计直径1.2m，桩长约为45m，容许承载力20004KN，嵌岩深度11.9米；南岸试桩S2设计直径2.2m，桩长约为70m，容许承载力40647KN。

试桩的试验采用自平衡加载方案。

南岸试桩S2在荷载试验完成后，桩身需经压浆处理，后期将作为南塔的工程桩使用。

试桩主要参数见下表：

自平衡试桩有关参数表0.1

试桩

里程

桩号

X坐标

Y坐标

桩径

（cm）

桩顶标高（m）

桩底标高（m）

桩长

（m）

地质

钻孔

北侧

S1

K1+980

3270588.9818

471814.3396

1200

29.22

-15.78

45

ZKC3

南侧S2

K3+929

3269374.8061

473339.1256

2200

20.401

-49.599

70

SZK93

0.2、试验内容与目的

0.2.1、S1试桩主要研究内容

1）明确试桩的单桩极限承载力；

2）确定各级荷载作用下，桩侧各土层的分层极限侧摩阻力和桩端土的极限端承载力，并给出桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力的比例；

3）分析试桩清底系数m0及修正系数λ。

0.2.2、S2试桩主要研究内容

1）验证试桩的单桩设计极限承载力；

2）确定各级荷载作用下，桩侧各土层的分层侧摩阻力和桩端土的端承载力，并给出桩侧摩阻力和桩端阻力占单桩极限承载力的比例；

3）给分别出软硬岩在单桩承载力中所占的比重；

4）推算南岸单桩极限承载力值；

5）分析试桩清底系数m0及修正系数λ；

6）探索大跨度桥梁、大直径工程在复杂地质条件下做试桩的相关施工工艺。

0.2.3、试验桩研究目的

1）通过试桩施工工艺的研究，包括桩身混凝土配合比设计、钻机选用、钢护制作与埋设、泥浆制备、钻孔及清孔工艺、成孔及成桩质量等，确定桩位区钻孔灌注桩的合理施工工艺，并提出指导性意见。

2）通过试桩的静载试验，确定单桩极限承载力，测定钻孔桩桩端阻力和侧壁分层摩阻力等岩土参数，为优化主桥基础桩长及进一步确定主桥桩基持力层提供科学依据。

0.3、施工条件

0.3.1、地形、地貌

桥位区地处长江中游江汉冲湖积平原和江南低山丘陵过渡地带，北岸以平原为主，沿江一带零星分布低山残丘；南岸主要是低山丘陵地形，发育有与长江近于垂直的马鞍山、蜈蚣山和浑圆状铜鼓山等，湖泊星罗其间。

桥位两岸大堤间距约为2330m。

北岸江汉平原地势平坦，长江大堤堤顶高程35.90m，堤高6～7m。

堤内地面高程一般为24～26m，分布较多排灌渠道。

大堤外江侧为长江漫滩，其中高漫滩滩宽200～300m，地面高程一般为27.0～29.5m，高漫滩至长江水边为边滩，高漫滩与边滩由一高1.5～3m的陡坎相接，边滩呈缓坡状，坡度约12º。

0.3.2、水文地质

根据螺山水文站统计资料，长江汛期最大流量78800m3/s（1954年8月），最小35200m3/s（1972年7月），多年平均洪峰流量49700m3/s。

枯水季节最大流量7020m3/s（1964年），最小流量4060m3/s（1963年），多年平均为5400m3/s。

多年平均流量为204400m3/s。

历年最高水位为34.95m（1954年，黄海高程，下同），历年最低水位为15.56m（1960年），多年平均水位为23.36m。

最高水位与最低水位之差为19.39m。

1981～1985年桥区下游螺山站和龙口站的实测的洪水期平均比降为0.0226‰，枯水期平均比降为0.0327‰。

桥位处枯水期，主流流速为1.0m/s左右，中洪水期流为2～3m/s，高洪水期最大可过3～4m/s。

推算的桥位处多年逐月平均水位见下表。

桥位断面各月平均水位0.2表

月份

1

2

3

4

5

6

桥位水位（m）

16.55

15.99

17.07

19.69

23.24

24.68

月份

7

8

9

10

11

12

桥位水位（m）

27.277

26.31

25.28

23.99

21.07

18.16

1、设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法

1.1、施工组织

若我局中标，将组建强有力施工班子，并在全局范围内抽调精干的人员和优良的设备进行施工，尽快组织设备、人员、材料进场。

1.1.1、组织机构框图（表1-b）

1.2、人员、设备动员周期

1.2.1、人员动员周期

主要人员组织调动2天，其他人员4天。

1.2.2、设备动员周期

主要机械设备2天。

1.3、设备及人员到达现场的方法

1.3.1、设备

设备采用平板车运抵施工现场。

1.3.2、人员

人员利用公共交通工具或自有车辆有计划地组织到达现场。

2、主要项目的施工方案、施工方法

2.1、施工测量措施

1）控制网复核及加密点

根据图纸和设计单位提供的测设基准资料和测量标志恢复定线测量，对导线控制点和水准点进行复核并加密。

平面控制网采用TCA2003全站仪按三等测边网的等级进行施测，按规范采集完野外数据后对所测边长经气象、加常数、乘系数和倾斜等修正后投影到平面上，然后对其进行严密平差，并评定其精度。

2）高程控制网

水准控制点经复核核准后根据施工需要和现场通视条件进行加密，并定期进行复核、核正。

采用NA2水准仪及配套铟佤尺按三等水准要求进行测量，按规范采集完野外数据后对其进行平差，数据显示，整个水准路线各测段的往返不符值均小于12L1/2，其它数据均符合三等水准规范的要求。

3）施工测量

根据试验桩的坐标数据采用全站仪用极坐标法测放出试验桩的理论中心线位置。

2.2、试验桩施工

2.2.1、施工工艺流程

施工工艺流程图见图2-1。

2.2.2、钻孔灌注桩成孔施工

1）钻机的选型

S1试验桩桩长45m，桩径φ1200mm；S2试验桩长70m，实际成孔深度78.40m，桩径φ2200mm。

根据试验桩的桩长和桩径及成桩处的地质情况，选用KP1500型、ZSD300型钻机。

钻机性能见表2-1。

钻机主要性能参数表表2-1

钻机型号

KP1500

ZSD300

投入数量

1台

1台

最大钻孔口径（m）

≥2.0

≥3.0

最大钻孔深度（m）

100

140

输出扭矩（KN·m）

23.5

≥200

最大提升能力（KN）

1500

最大钻速（rpm）

15

15

钻杆内径（mm）

≥273

配重（KN）

不小于300KN

循环方式

正、反循环

合格

不合格

施工准备

钻机就位

清孔换浆

钻进成孔

提钻移机

注浆

检测

灌注水下混凝土

沉渣厚度测试

安放钢筋笼

下导管

测孔

导管水密性试验

钢筋笼制作

钻渣外运

钻渣收集

泥浆处理、循环

造浆

泥浆外运

二次清孔

图2-1钻孔桩施工流程图

2）钢护筒制作沉放

钢护筒在厂家制作，汽车运至现场，直径比灌注桩直径大20cm，长度S1试验桩钢护筒2m，S2试验桩钢护筒5m。

沉放采用吊车吊振动锤振动下沉。

3）泥浆的制配和循环

通过对桥位区提取江水进行检测，检测结果如各项指标均满足要求，钻孔护壁泥浆直接采用江水进行调制。

（1）泥浆的原材料、配合比及性能

A制备泥浆的原材料

a膨润土：

经调研，优良的工程造浆粘土为蒙脱石为主的钠基膨润土。

因为蒙脱石含量高的膨润土，阳离子交换容量大，膨胀性及分散性能好，造浆率高，配制的泥浆流变性能好，失水量小。

b分散剂

分散剂的首要作用是使进入水中的膨润土颗粒分散开来，形成外包水化膜的胶体颗粒，减少了内部阻力，泥浆中如含有Mg2+、Ca2+、Na+等金属离子，泥皮的形成性能降低，比重增加，致使膨润土凝聚、泥水分离，有可能造成孔壁坍塌。

使用分散剂可以解决这些问题，改善泥浆的性能。

本工程拟采用纯碱（Na2CO3）作为分散剂。

cPHP

将土微粒絮凝成链，增强护壁效果。

B泥浆配合比

根据钻孔灌注桩试桩技术要求确定泥浆性能指标要求如下：

泥浆性能指标要求表2-2

钻孔方法

地质情况

泥浆性能指标

相对密度

粘度

（a）

含砂率

（%）

体率

（%）

含水率

L/30min

皮厚

mL/30min

切力

（Mpa）

碱度

PH

反循环

一般地层

1.02-

1.06

16-

20

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

易塌地层

1.06-

1.10

18-

28

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

卵石地层

1.10-

1.15

20-

35

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

在正式开钻前根据确定的原材料及泥浆性能指标要求进行配合比试验及优化试验，最终确定的配合比作为试桩施工过程中的指导配合比（具体的配合比试验室将另行上报）。

试桩过程中根据实际情况再进行调整，确定各地层最适合的施工配合比，此配合比作为其余工程桩施工的指导配合比。

（2）泥浆的制配和调整

A制浆设备：

制浆设备采用回转钻机，在泥浆池内进行。

B钻渣的分离：

钻渣的分离分为三个环节：

筛分、旋分、沉淀。

筛分是泥浆通过振动筛将大块的钻渣分离出来；然后经旋流器利用离心力的原理将直径0.074mm以下的颗粒旋分出来；再流入泥浆池内沉淀，沉淀后的泥浆经连通槽流入钻孔孔内循环使用。

因此分离土渣应采取重力沉降和机械处理两种方法组合使用。

机械处理采用ZX-250型泥浆净化器并配备分离和筛分的集成设备。

泥浆净化器性能指标见表2-3

泥浆净化器性能指标表2-3

名称

泥浆净化器

型号

ZX-250

处理能力（m3/h）

250

分率程度（μm）

≥74

总功率（kw）

45

经处理后泥浆含砂率（%）

≤1

C泥浆性能的检测和调整

a钻孔过程中泥浆性能的检测

为了保证施工各阶段的泥浆性能指标，在钻孔施工过程中对泥浆性能定期进行检测。

开钻施工期间每1小时检测一次，等泥浆性能稳定后每2小时检测一次，并根据钻进过程中地层变化情况增加检测频率。

b泥浆性能的调整

对回收利用的泥浆要进行及时的调整，对性能指标不能满足要求的添加新拌制的泥浆、增粘剂、分散剂等材料，使其能够达到使用中性能指标。

在钻进过程中则需要根据进尺及泥浆水头高度情况向孔内加入水、膨润土、纯碱、PHP等调整泥浆的技术指标。

终孔时的泥浆调整仍然采用上述的方法进行施工。

D钻渣及泥浆的处理

钻渣和