灌注桩施工方案1.docx
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灌注桩施工方案1
珠海港高栏港区神华煤炭储运
中心一期程码头工程Ⅰ标段
灌注桩工程
施工方案
批准：
审核：
编制：
中交第四航务工程局有限公司
珠海神华煤炭储运中心一期工程码头工程Ⅰ标项目经理部
1、工程概况
1.1.工程概况
本工程皮带机栈桥长121.14m，宽24m。
栈桥分为3个结构段，结构段基础均采用桩基结构，其中1个结构段桩基采用Φ1000钢管桩，另外2个结构段桩基均采用Φ1000灌注桩。
采用灌注桩作为桩基两个结构段的共分为12个排架，排架间距分为6.6m和7.89米两种，每排桩基有4根直径1000mm的灌注桩，共计48根灌注桩。
桩长设计长度为58.5~59.7m，桩底标高约为-56.0~-57m.。
自上而下桩周边土层大致为回块石层、淤泥层、淤泥质粉质粘土层、粘土层、粉砂层、粗砾砂层、强风化岩层，桩底以最后进入强风化层1m终孔。
设计单桩工程量约为：
钢筋5.16t，C30砼51.3m³。
1.2.自然条件
潮位
本海域潮汐性质属于不正规半日潮，潮位特征值如下（潮位值以理论最低潮面为基准）：
最高高潮位3.94m最低低潮位-0.31m
平均高潮位2.08m平均低潮位0.81m
平均潮差1.27m平均海面1.47m
1.3.现场情况及施工方案总体规划
本工程灌注桩处于码头后方的北围堰护堤边坡处。
鉴于现场实际地形情况，灌注桩的施工分为陆上与水上两部分。
陆上回填开山土，水上则搭设钢平台，其中陆上施工平台区域为设计
轴~
轴（共28根灌注桩），水上施工平台区域为设计
~
轴（共20根灌注桩）。
灌注桩成孔需穿透较难处理的护坡抛石层（抛石层厚度最大为5m）和淤泥层（最大厚度达到15m），对此本工程采用双护筒护壁的方法进行冲孔施工。
另外为加快成孔施工进度，钻孔灌注桩根据现场实际情况和工程地质条件拟采用组合成孔工艺，具体为岸上埋设临时外护筒后用冲孔桩机穿透抛石层，接着埋设永久护筒后用旋挖机成孔；水上段在搭设施工平台后，根据地质实际情况，桩底有抛石层的桩位埋设临时外护筒后用冲孔桩机穿透抛石层，接着埋设永久护筒后采用回旋钻成孔。
桩底没有抛石层的桩位直接埋设永久护筒后采用回旋钻成孔。
2、编制说明
2.1编制依据
（1）合同文件（包括招标文件、投标文件、设计文件及设计交底会议纪要、技术规格书等）
（2）设计施工图纸
（3）国家法律、法规和国家或行业现行的相关施工技术规范、标准及试验规程
（4）其他公司管理制度及文件
2.2.施工技术规范和验收标准
（1）《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）
（3）《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）
（4）《港口工程荷载规范》（JTJ215-98）
（5）《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）
（6）《水运工程测量规范》（JTJ203-2001）
（7）《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248-2001）
（8）其他有关现行标准、规范
以上标准未涵盖的内容而需执行其他标准和规定，或者标准之间不一致或不明确的内容由设计单位确定。
3、施工方法
3.1.施工流程
施工准备
工作平台施工
测量定位
钢护筒制作
外钢护筒埋设
泥浆制作及入孔
泥浆排渣
冲孔至抛石层底
内钢护筒埋设
旋钻成孔至设计标高
清孔
验孔
钢筋笼安装
钢筋笼制作出运
设立导管
水下砼灌注施工
混凝土搅拌
清除桩头浮浆层
桩检测及验收
灌注桩施工工艺
3.2.施工方法
3.2.1工作平台施工
（1）陆上施工平台
根据现场情况，回填灌注桩
轴~
轴区域的护堤边坡至约+3.5m的标高，回填宽度约为26m，接着用反铲整平场地，以利桩机行走。
施工时利用铁皮制作2个100m3的泥浆池，放在桩位的附近，用来泥浆循环和沉淀渣土。
现场平面布置图详见附图1
（2）水上施工平台
灌注桩水上施工平台长42m，宽26m，采用钢结构，底部由钢管桩支撑，钢管桩直径Φ600mm，采用壁厚8mm的钢板卷制而成。
钢管桩上设主梁，主梁采用双I45a工字钢组合截面，间距6m，主梁上垂直于主梁间隔0.4m设一道横向分配梁（横梁），横梁采用I32a工字钢，横梁上铺设10mm厚钢板。
各结构构件之间采用焊缝连接。
平台结构图详见附图2，平台设计计算书详见附件3
水上施工平台搭建顺序：
放样→打钢管桩→护筒埋设→纵横梁固定→32#工字钢固定→铺设钢板→围栏立柱固定→横栏固定→搭设完毕
施工平台的支承钢管桩的沉桩采用35t吊机船起吊，60kW振动锤振入施工。
支承钢管桩预计施工长度约24m，穿过淤泥层，进入粘土持力层，控制为振动锤打不下去为止，平台纵横梁焊接和安装采用吊机船吊装，人工焊接。
平台四周设置安全围栏，围栏高度1200mm。
护筒埋设与平台搭建同步，护筒与平台固定在一起，以增加平台的整体稳定性。
3.2.2.施工测量
灌注桩施工测量采用经纬仪直角交会法，用2台经纬仪交会定桩位，另用一台经纬仪或全站仪校核。
3.2.3钢护筒的制作与埋设施工
（1）钢护筒的制作
根据灌注桩所处位置地质条件，钢护筒采用δ=10mm厚的钢板制作，其中外护筒直径为1200mm，内护筒直径为1080mm。
护筒材料采用Q235，分节加工，卷板焊接法制作，护筒成型后电焊接缝，焊缝要饱满，焊渣清除干净。
，将焊接成型后的钢护筒对接焊成5m和3m一节，施工时根据需要选用。
每根桩第一节护筒的外侧用δ=8mm、宽20cm的钢板外贴焊接加强，以免护筒沉放时内卷。
（2）钢护筒沉放
测放桩位，桩机就位，用桩架将外套筒吊装就位并垂直沉放，接着用振动锤振压下沉,直至钢护筒无法沉放时，换用桩机冲孔，钢护筒在冲孔时随冲随沉，直至外护筒随成孔逐步接长穿透抛石层。
用冲桩机冲过抛石层后，接着采用振动锤沉放内护筒，当无法沉放或护筒已穿过淤泥层及砂层进入粘土层，应立即停止沉放。
埋设护筒时位置要准确，护筒要竖直。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差100mm，竖直线倾斜不大于1％，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉，并及时纠正。
3.2.4成孔
（1）冲击锤成孔
施工中投入2台冲机，同时冲孔施工。
冲机锤为实心锥，重5t。
每个工作平台上布置1台200kW发电机作为工作电源。
桩机开始冲孔前要检查操作性能，检查桩锤的锤径、锤齿、锤体型状，并检查大螺杆、大弹簧垫，保护环、钢丝绳及卡扣等能否符合使用要求，根据不同工程的具体特点确定锤齿长度。
锤齿不宜过长，一般以5～6cm为宜，锤齿应向外倾斜，倾斜度以1:
5为宜，开孔前应将冲锤悬吊距平台面1m左右，检查锤体的偏心程度，对明显偏心的冲锤严禁使用。
开孔时低锤密击，锤高冲程不大于1m，以免产生偏孔。
当遇到岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石，使孔底表面略平，然后低锤快击使成一紧密平台后，再进行正常冲击，同时泥浆比可降到1.2左右，以减少粘锤阻力。
但又不能过低，避免岩渣浮不上来，排渣困难。
开冲一个台班后，重新复检桩位，偏差超过规范要求时必须重新定位修正。
继续冲孔，每班应掏渣2～3次，每次掏渣后必须加入粘土造浆，也可直接补给泥浆，随着冲孔进行按前述方法跟进下护筒。
冲孔过程中，钢丝绳上要设有标记，提升落锤高度要适宜，防止提锤过高击断锤齿，提锤过低进尺慢，工作效率低。
松绳不应太少以防止打空锤，也不宜松绳太多，容易偏孔或卡锤。
在冲孔时应视地质条件认真控制好泥浆比重，一般以1.25～1.35为宜，泥浆过浓易斜孔、吸锤，进尺较慢；而泥浆过稀则易塌孔，多沉碴，进尺也慢。
一般冲孔桩的排渣方法有正循环法、反循环法、捞渣桶掏渣法、吸渣泵吸渣法等多种方法。
本工程采用正循环法。
冲孔施工桩位对准开冲时，在护筒内加入粘土或泥浆，开孔2m内，起锤高度不宜大于1m。
冲锤起得过高时冲锤晃动大，会破坏护筒的稳定，泥浆无法在护筒口指定位置排出。
当护筒埋设好后，要设置一条排浆沟槽，使护筒口与指定的泥浆罐相连。
同时，在开孔前泥浆应调配合适，如果不合理使用会造成孔内沉渣，影响施工进度。
每工作班要2～3次将冲锤提出孔口清洗检查，检查锤头是否变成蒜头锤，有无断齿，钢丝绳扎口是否松动，大罗杆的磨损程度，大弹簧是否拆断等，发现问题应及时向现场管理人员报告，并进行解决处理。
（2）旋钻机成孔
冲锤成孔至抛石底后，陆上灌注桩即开始采用回钻旋机成孔至设计底标高，水上采用回钻旋机成孔至设计底标高。
本工程计划投GPS-20型回旋钻机两台。
回旋钻机
钻孔设备就位后，检查机底和顶端是否平稳，用测量仪器进行检查钻机的起吊滑轮缘、转盘中心和孔中心是否在同一轴线，保证偏差不大于2cm。
钻进时，边钻进边注入泥浆进行护壁，保持泥浆面始终不低于护筒顶下0.5m，钻进过程中随时检测垂直度，并随时调整。
钻机作业分班连续作业，及时填写钻孔施工记录，交接班时作好交接工作，交代清楚钻进情况及注意事项。
施工中对钻孔泥浆进行检测和试验，每工作班检测不得少于1次，不符合要求的，随时调整。
钻进过程及时排渣，减少钻头阻力。
排渣方式采用泵吸反循环。
同时适量保存各层土层、岩层的渣样，以便对各地质层的岩土类别进行鉴别。
在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，保持孔内具有规定的水头和泥浆相对密度及粘度，以防塌孔。
处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外，防埋钻。
钻进中发现地质情况与地质报告不符时，立即通知设计、监理，研究处理方案。
成孔过程中桩机上必须设有记录本，由操作人员做好各项原始记录，一般每2小时记录1次，遇特殊情况每半小时记录1次，终孔后将原始记录交给资料员保留作为工程竣工资料。
（3）泥浆的配制及循环：
为保证土层中易液化坍塌砂质层和淤泥层的成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度要特别重视，施工中采用外购泥浆和自造浆相结合的办法。
外购泥浆主要采用膨润土泥浆进行护壁。
泥浆比重控制在1.1～1.25，胶体率不低于95%；含砂率不大于4%。
泥浆技术指标见表3.1
表3.1泥浆技术指标表
序号
名称
新制泥浆
循环再生泥浆
废浆
测量仪器（方法）
1
比重（g/cm3）
1.06～1.10
1.10～1.25
1.30
比重秤
2
粘度（s）
18～28
23～30
＞30
漏斗法
3
含砂量（%）
≤4
≤8
＞8
量杯法
4
PH值
8～10
≤11
＞11
PH试纸
在成孔施工过程中，加强对泥浆的性能指标的检测和控制。
根据钻到不同地层的地质情况，适时调整泥浆指标，并作好施工记录。
施工时利用铁皮制作二个100m3的泥浆箱，置放在桩位的附近，用来泥浆循环和沉淀渣土。
定期对泥浆池，循环沟进行疏通，确保泥浆循环畅通。
泥浆箱应围蔽设安全警示牌；为达到环保及安全文明施工要求，泥浆不得随意排放，经沉淀后的清水，可以排入海中，废浆集中后运出施工现场。
（4）成孔注意事项
①钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。
②冲锤的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降钻头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。
③钻孔作业应当连续，并作冲孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，水头始终保证在2m以上，有效地防止孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，确保冲孔桩的成孔质量和成孔速度。
④钻进过程中，每冲进2—3m检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
根据实际地层变化采用相应的冲进方式，在冲至中下层易液化砂层时，冲进速度必须放慢，以确保成孔质量。
在冲进至岩层时，应当重锤低进，及时修整锤齿，保证孔径的竖直度，不致引起桩的偏斜及形成梅花桩。
⑤在机械检修或因故停钻时，应保持孔内水头和要求的泥浆指标。
3.2.5终孔、清孔及验收
当冲、钻孔达到达设计要求的标高后，进行桩底岩石取样，通过监理工程师验收，然后立即进行清孔。
清孔是保证灌注桩质量的关键工序、重要环节，根据本工程地质条件，采用换浆与掏渣相结合方法。
在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头稳定，防止坍孔。
清孔完毕后将取样盒（即开口铁盒）吊到孔底，取出检查沉淀在盒内的渣土厚度和泥浆浓度，清孔后孔底泥浆应达到规范要求。
具体要求为：
孔底50cm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率≤8%，孔底沉渣厚度小于5cm。
清孔后的泥渣至泥浆池沉淀后，将表层清水排入海中，泥渣暂存在泥浆池内，待泥渣接近满池时，再用专用运渣车将其外运到指定的位置弃倒。
3.2.7钢筋笼制作和安装
钢筋笼在的加工场地分段进行制作，每节钢筋笼的基本长度约20m，整个桩分为3段钢筋笼。
成型后的钢筋笼规格、主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径及长度严格按设计图纸及施工规范制作，钢筋笼按图纸要求设保护垫块。
安装时采用25t履带吊吊装，各段钢筋笼的接口对准后进行套筒连接，上下节钢筋笼保持垂直。
安放钢筋笼入孔，防止碰撞孔壁，要缓慢下落，下插困难时，可采用正反旋转。
放至孔内设计标高后将骨架吊环挂在孔口，并临时与护筒口焊接牢固。
灌注桩要求预埋声波测试管。
声波测试管用内径50mm的黑铁管，管子应水密，在灌注砼前管内注满水，并加塞或盖子，避免砼落入管内，声波测试管用铁丝绑扎在钢筋笼上，管的顶端应高出砼芯顶端300mm。
3.2.8混凝土浇注
（1）浇注导管
导管采用φ300mm钢导管，刚导管顶端设置漏斗，导管每节长2～4m，采用拆管器连接，并用胶圈密封。
使用前进行了水密等试验。
砼隔水活塞用砼制作，用4mm钢丝吊住。
吊机起吊导管对准桩孔垂直放入，防止碰撞孔壁将泥土带进孔底，导管以放到底为宜，并将导管上下2米升降数次，没有发生法兰盘挂钢筋现象，将导管提高距孔底30～50cm，方可开始灌注混凝土。
（2）砼浇注
灌注桩砼浇注采用吊机+吊斗的工艺。
砼采用C30商品混凝土（坍落度18～22cm），由混凝土运输车运到现场卸砼入储料斗，储料斗内盛满砼后，剪除砼球塞，第一斗量应足以将导管端部埋深大于1m，保证砼的质量。
当储料斗内盛满混凝土后，剪除混凝土活塞，等混凝土面下落至储料斗底部时，随即向储料斗内继续加入混凝土，接着连续浇灌。
浇注混凝土过程导管埋深以2～6米为宜，每次拆管时间要快，一般在15分钟内完成，浇注混凝土过程安排专人做好详细记录，填好水下砼灌注记录表，准确测定孔内砼内砼上升速度，控制好导管提升速度，保证导管在砼中埋置深度不小于2m。
严禁把导管底端提出砼面，避免造成断桩。
浇注至桩顶，预留50cm凿除层，以新鲜砼溢出时作为浇注结束。
（3）砼浇注注意事项
1）开始浇注阶段
为防止隔水活塞与导管间的缝隙进水，在活塞顶部铺2—3层稍大于导管直径的水泥纸或一层胶皮板，在即将开浇时，再散铺一些干水泥或水泥砂浆，以免浇注时混凝土中的骨料卡入活塞而增加下滑阻力。
为使活塞能翻出导管口，导管距孔底的距离控制在30～50cm，待活塞被挤出导管后，再把导管下降至孔底10～20cm，使导管有更多部分埋入首批浇注的混凝土中。
2）中间浇注阶段
当导管内末端灌满混凝土，后续混凝土应徐徐倾入承料漏斗内，以防止积存在导管内的空气不能及时排出时产生高压气囊，而使导管节间接头挤开导致漏水。
在整个浇注过程中，应避免混凝土直接溅入仓内水中，即使是在面上的混凝土也应通过导管注入，不能直接入仓，以免被水稀释离析，影响混凝土质量。
导管的埋入深度一般为2m—6m，导管过长时，必须安排拆管。
若浇注过程因故中断，应向业主及监理工程师报告，并会同业主、监理工程师及设计共同确定适宜的处理方法。
3）终浇阶段
终浇高程为设计高程以上0.5m，待混凝土达到一定强度后，凿除表面软弱层。
4.主要施工人员和设备配置
主要机械设备一览表
序号
机械设备名称
型号
单位
数量
备注
1
冲桩机
JKL6T
台
2
2
回旋钻
GPS-20
台
2
3
振动锤
60KW
台
1
4
振动锤
90KW
台
1
5
吊机船
35T
艘
1
6
吊机
25T
台
1
7
焊机
台
4-6
8
切割机
台
1
主要施工人员一览表
序号
工种名称
单位
数量
备注
1
管理人员
人
2
2
冲桩机操作员
人
4
含杂工
3
回旋钻操作员
人
4
含杂工
4
船吊机操作员
人
2
含杂工
5
吊机操作员
人
1
6
焊工
人
6
含杂工
7
安全、资料员
人
1
8
电工
人
1
9
质量、技术员
人
2
5、施工进度计划
本工程计划于2011年11月20日开工，2012年3月25日完工，工期127天。
6、质量保证措施
（1）本灌注桩需完全执行《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248-2001）的有关规定；成桩机械必须鉴定合格，不合格机械不得使用；
（2）桩的主筋、箍筋、砼强度、保护层厚度等需符合设计要求
（3）清孔后，沉渣厚度必须小于50mm；
（4）灌注水下砼，必须具备良好和易性及缓凝，塌落度宜为180～220mm，灌注时导管、隔水栓应符合要求，开始灌注砼时导管出口至孔底距离为30～50cm，导管应埋入砼面下2～6m，灌注水下砼必须连续施工到顶，严禁有夹层和断桩，应连续浇灌一次成型，顶面高程应考虑在凿除泛浆高度后，保证暴露的桩顶砼达到强度设计值（高度一般可考虑为1200mm以下），每孔实际灌注砼的数量，严禁小于计算体积。
（5）钢筋砼原材料、水下砼配合比、泥浆质量和稳定性等均应检验合格。
（6）操作人员按要求进行操作和控制，并准确填写有关记录。
整个浇注过程应连续进行。
（7）主管工程师经常在现场，特别是浇注过程中必须值班。
检查施工情况，发现问题及时处理。
7、施工安全保证技术措施
5.1.安全风险分析
（1）自然环境影响：
包括强风、台风、阴雨、高温等，影响范围涉及工程、人员、设备。
强风为主要的安全风险。
（2）水上作业：
对人员、设备工作的安全有一定影响，特别对人员的安全影响最大。
（3）用电安全，火灾、易爆物的控制。
（4）起重运输（物件吊运、安装），包括物件、人员、起重设备和运输设备的安全。
（5）机械设备操作：
对操作者、设备及附近人员的损害风险。
5.2.施工安全技术措施
（1）搭设施工平台前应对桩基础及钢结构架进行力学计算，在确保安全、稳固的情况下才能进行施工。
（2）冲孔机械就位后，应对冲孔机及配套设备进行检查，机械的转动部位必须加设防护罩进行保护。
（3）冲孔机的摆放必须平稳、牢固，作业平台满铺板，四周设置防护栏杆，预留的桩孔口应有盖板或使用网罩防护。
（4）严格按冲孔桩机操作规程进行操作，严禁违章操作和违章指挥；
（5）按业主、监理等要求严格落实高空作业的各项安全规定，做好作业前的交底和检查工作，以保安全。
（6）大型船机设备和特殊工种作业人员资料提前上报，特殊工种（电工、焊工、起重工）必须持证上岗。
（7）进行灌注桩施工作业的人员必须先经过三级安全教育，并接受项目部的安全技术交底之后才能进场进行施工；施工工程项目部的部门、施工班组要定期组织安全教育和学习，按规定填写记录，保存备查。
（8）施工现场特别是重点部位设立安全宣传标志和警示牌。
（9）安全检查：
专职安全员（佩带HSE袖标）每天例行检查外，对存在的问题填好《隐患整改通知书》，逐条、逐项整改。
安全员负责对整改项目落实情况的核查，对没有及时整改的班组和分包商，项目部将采取更加严厉的措施并对责任人给予经济处罚。
（10）恶劣天气（6级以上大风、大雨或大雾等）情况下，不得进行灌注桩作业。
（11）作业人员必须戴好安全帽，水上平台临边应设置围栏、挂安全网防护。
（12）现场电线、配电箱的布置由专业持证电工来完成，其他人员严禁乱拉乱接。
所有配电箱、电器设备均接地保护，电线电缆绝缘保护良好，确保用电安全。
（13）严格遵守起重吊装作业的安全操作规程，保证吊机和操作人员证件齐全有效。
在进行起重作业时，必须先报请业主、监理同意，方可进行施工；施工过程中，接受业主、监理等的监督和指导。
（14）机械设备操作：
所有机械设备使用都必须检查以保安全，机械的运动部件及电动工具必须安装防护罩，防止与人体接触，机械设备由持证合格人员操作，并严格遵守操作规程，杜绝事故发生。
机械设备要注意日常保养。
8、职业健康安全环保保证技术措施
（1）开工前，技术员和施工员要对职工进行环保教育，加强职工的环
境保护意识。
（2）开工前及开工后定期对职工的身体健康状况进行检查，不符合要求者不准上岗，杜绝传染源。
（3）施工现场物品摆放合理、有序，易污染物应有明显的标识。
（4）施工机械要保证工作状况良好，不超负荷运转。
（5）加强现场用水、排污的管理，施工场地设置沉淀池，施工废水经沉淀后方能排入大海；施工现场设置排水沟，保证排水畅通无积水；派专人打扫现场区域卫生，场地整洁无垃圾，搞好现场清洁卫生。
（6）严禁将生活垃圾及施工垃圾扔到海上，集中收集之后，统一处理。
（7）坚决杜绝浪费，禁止随地乱丢材料和机具。
（8）加强劳动保护，合理制定劳动作息时间，保证职工充分的休息时间。
（9）进行卫生保健、生活急救等卫生知识教育宣传活动，抓好现场饮食卫生。
（10）加强现场的保卫工作，防止偷窃、打架和酗酒事件的发生。
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