大桥桩基首件施工方案.docx
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大桥桩基首件施工方案
新建XXX至XXX铁路先期开工段站前工程
施工总价承包（S1标）
（DK1+250～DK16+000）全长14.75公里
桥梁桩基首件工程施工方案
（DK3+585大桥）
二○一六年一月二十六日
桥梁桩基首件施工方案
1工程概况
本桥为跨越水塘及立交而设，中心桩号DK3+585。
起点桩号DK3+462.41，终点桩号DK3+709.43，桥梁全长247.02米；下部结构桥台采用单线T形桥台，单线圆端形实体桥墩，墩台采用φ1.0m钻孔桩基础。
2设计情况
本桥0#、7#桥台桩基共计16根（2台×8根），桩径1.0m，桩长8m和19m，桩长共计216m。
1#、2#、3#、4#、5#、6#桥墩桩基共计24根，（6台×4根），桩径1.0m，单根桩长8m、9m、10m、12m、13m，桩长共计240m。
我部选定1a#-1桩基作为首件工程。
首件桩基工程数量小计表
钢筋规格
HPB300钢筋φ≤10
HPB300钢筋φ＞10
HRB400钢筋φ＞10
合计
钢筋重量（kg）
96
527
1434
2057
C30砼（m3）
7.1
3首件工程的目的
通过首件工程的技术经验，全面、客观的分析影响工程质量的各种因素，对各项工艺、技术和质量指标进行综合评价，从而得到更加科学、合理的施工工艺，为后续的批量生产建立质量控制目标和措施，避免技术、工艺等各种原因造成的各种隐患。
4施工组织
4.1工期安排
2016年4月1日进行场地平整，桩位测量，挖泥浆坑、导管试压等辅助工作，2016年4月2日至2016年4月3日钻孔，2016年4月4日进行钢筋笼安装和水下混凝土灌注。
4.2人员配置
4-1主要管理人员表
序号
姓名
职务
主要职责
1
技术负责人
编制施工方案，监督施工过程
2
队长
负责施工管理协调
3
技术员
负责施工现场的技术指导
4
材料员
负责现场材料调配及供应
5
安全员
负责施工现场安全管理
6
试验员
负责施工现场试验工作
7
质量员
负责施工现场质量管理
8
测量员
负责路基测量放线工作
9
工班长
组织工班具体施工
4.3机械配置
4-2主要机械设备表
序号
设备名称
型号
数量
进场日期
技术状况
1
冲击钻机
2
2016.3.26
良好
2
发电机组
XR200
1
2016.3.26
良好
4
发电机
150
2
2016.3.20
良好
5
拌合站
120
1
2016.3.20
良好
6
挖掘机
220
1
2016.3.20
良好
7
装载机
ZL50
2
2016.3.20
良好
8
泥浆泵
2
2016.3.26
良好
9
砼罐车
12m3
4
2016.3.25
良好
10
吊车
25t
1
2016.3.25
良好
5施工方案
5.1施工准备
5.1.1首先修筑一条便道以利于施工设备的进场，及砼浇注时砼灌车的便利运输，确保钻机进场前做到“三通一平”。
将场地四周整平，清除杂物，夯打密实，为钻架架设提供条件，避免产生不均匀沉陷，影响钻孔质量。
5.1.2桩位测量放样，桩位放样完毕后，埋设护桩，护桩要坚固，并交待工人注意保护，避免碰撞。
开钻前要对护桩进行复测。
5.1.3设置施工泥浆循环系统，包括供水系统、制浆池、沉淀池和制备泥浆的原材料等。
泥浆池长6m、宽2m、深1.5m，泥浆池与护筒口之间设置溜槽；泥浆池四周采用临时护栏进行防护，泥浆的性能指标要符合技术规范要求；废弃泥浆要进行罐车外运。
5.2施工顺序
场地平整—桩位放样—开挖泥浆池、泥浆沟—护筒埋设—钻机就位、钻头对中—冲击造孔、泥浆循环、清除废浆和钻渣—清孔换浆—安放钢筋笼—吊放钢导管—灌注水下混凝土—桩基检测
5.3施工方法
5.3.1护筒制造埋设
钻孔用护筒采用厚度10㎜钢板制作，高度为150cm，内径125cm。
护筒的顶部开设1个溢浆口，并高出地面35cm。
护筒顶高程高出地面0.25m。
其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，其中黏性土不应小于1m，砂类土不应小于2m。
护筒中心线应与桩中心线重合,顶面允许误差为5cm，护筒倾斜度为1％。
护筒埋设后周围要用粘土分层夯填密实。
以免护筒底部坍塌造成周围填土松动影响钻机稳定和钻孔质量。
5.3.2钻机就位
钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，包括钻机座落处平整、加固。
主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。
将拼装好的钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，打木桩固定，以防产生偏移。
顶部的起吊滑轮缘或转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%及孔位中心<100mm的要求。
桩位、护桩基护筒经测量监理工程师及现场监理工程师检查合格后方可进行下道工序施工。
5.3.3冲击钻钻孔
（1）正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。
钻进时，应采用小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起到导向作用，并防止孔口坍塌。
钻进深度超过钻头冲程后，方可进行正常的冲击。
坚硬岩层应采用中、大冲程，松散地层应采用中、小冲程。
（2）钻进过程中，必须勤松绳、少量松绳，不得打空锤；勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜地层。
每次松绳量，应根据地质情况、钻头形式、钻头质量决定。
钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。
（3）钻孔作业连续进行，不得以中断时，要把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。
（4）钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出地下水位1.5～2.0m；保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。
（5）钻孔过程中用自制的检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔事故。
（6）当钻孔距设计标高1米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。
5.3.4检孔及终孔
钻孔到设计标高后，采用测绳和测锤测钻孔深度，算出孔底标高，实测孔深应符合设计及规范要求。
采用检孔器检查孔径和垂直度，检孔器长6m，主筋采用Φ22的钢筋，笼内采用Φ22的钢筋焊接5道加强筋，间为100cm，两端钢筋向内弯曲。
5.3.5一次清孔
经监理检查认为孔径、孔深及垂直度符合要求后，开始一次清孔。
一次清孔采用换浆法进行，清孔过程中采用标准测锤检测沉渣厚度，直到沉渣厚度符合设计要求后停止一次清孔。
5.3.6钢筋笼制作
钢筋笼在钢筋加工场统一下料配筋，分节制作，加强筋（间距2m）成型法。
先根据设计图纸要求，确定加强筋的尺寸，并根据尺寸制作标注模具，焊缝长度不小于5d。
加强筋焊在主筋的内侧，校正好加强筋与主筋的垂直度后，采用点焊牢固。
螺旋筋按照设计要求间距绑扎于主筋上并与主筋点焊牢固。
相邻主筋纵向错开布置，保证同一断面接头不大于50%。
按照设计要求，每根加强筋四周均匀焊接4根定位钢筋，保证保护层厚度。
成型后的钢筋笼应就近存放。
5.5.7钢筋笼安放
⑴钢筋骨架设防止在运输和就位时变形的强劲内撑架,吊车吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外形轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。
⑵钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块或按照设计要求，以保证钢筋保护层厚度。
⑶钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，入孔后位置正确，符合设计要求，并牢固定位。
5.5.8导管安装
导管内径30cm，最下节长4m，中间节长2.6m，最上节配置0.5m、1m、1.5m的非标准段。
导管使用前先进行水密试验。
导管的长度、质量及水密性均应符合设计要求。
导管接头采用法兰盘螺栓进行连接，法兰盘端面用O型密封圈进行封闭。
导管安装好后应仔细检查连接丝扣，并将导管位置居中，保持轴线顺直。
下料漏采用钢板加工而成，料漏容量为2m3方
5.5.9二次清孔
导管安放好后，进行二次清孔，目的是抽换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，降低泥浆比重和含砂率，直到泥浆指标符合设计及规范要求。
5.3.10水下混凝土灌注
（1）钻孔桩水下混凝土拌制在项目部搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，导管法灌注，导管直径根据钻孔桩直径选用，导管直径选用30cm。
（2）灌注准备:
在清孔过程中，对各类设备进行检修，备足原材料。
导管使用前，进行试拼和试压试验，试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
（3）水下混凝土材料：
粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂。
水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
水下混凝土坍落度18～22cm，运输、灌注过程中无显著离析、泌水现象。
强度等级不低于设计要求。
（4）水下混凝土灌注方法
①安装导管并放入钻孔内，导管下口离孔底约40㎝，上口与储料斗相连，储料斗的容积不小于2m3。
确保首批混凝土灌注后导管埋入深度大于1米。
②导管安装后，再次探测孔底沉渣厚度，如超过设计要求，则需进行二次清孔至合格为止。
③混凝土运至现场时，要检查混凝土的和易性、坍落度，如不符合要求，则进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的，混凝土不得使用。
④水下混凝土灌注过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的高度，及时调整埋管深度。
导管埋深控制在1～3米内，采用16t吊车或钻机自带起吊设备提拔导管，砼灌注速度不得太急以防钢筋笼上浮。
⑤水下混凝土灌注连续进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的时间。
当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。
为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水位高度。
⑥为防止钢筋骨架上浮，混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，应减慢混凝土的灌注速度。
混凝土顶面上升距钢筋骨架底部3米以上时拔除导管，使导管底口高于钢筋骨架底部2米以上后，再以正常速度灌注砼。
⑦水下混凝土浇筑面应高出桩顶设计高程1.0m，超灌的桩头在浇筑承台前凿除。
5.4检测标准
5.4.1泥浆性能指标如下：
泥浆比重：
岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。
粘度：
一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。
含砂率：
新制泥浆不大于4%。
胶体率：
不小于95%。
PH值：
大于6.5。
5.4.2清孔应符合下列标准：
沉渣厚度柱桩不大于10cm；摩擦桩不大于30cm；泥浆比重不大于1.1；泥浆含砂率小于2％；泥浆黏度为17-20s;孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒。
5.4.3钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法应符合下表的规定：
5-1钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
预面位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
2
孔位中心
群桩
100mm
单排桩
50mm
3
倾斜度
1%
5.4.4钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法应符合下表的规定：
5-2钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
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
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
注：
d为钢筋直径，单位为mm。
6、质量控制措施
6.1成孔过程关键点质量控制
6.1.1孔底沉渣控制
孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过200mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，主要是由于泥浆性能不符合要求，影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。
泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1．1～1．2、粘度为18～25s为宜。
钻孔结束后，监理人员应要求施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。
钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。
6.1.2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、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、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，易造成埋、卡钻事故，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，在特殊地层钻进应要求采用优质冲洗液护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，要督促施工单位及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。
6.1.3扩径和缩径控制
扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。
缩径会减少桩的竖向承载力，而扩径会增加成本，必须采取有力措施予以控制。
为避免扩径的出现，监理人员应检查钻机是否固定、平稳，要求减压钻进，防止钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前监理人员应详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层，如有应要求施工单位采用失水率＜3～5ml／30min的优质泥浆进行护壁，经常对钻头的直径进行校正，钻头直径一般比所需成孔直径小20～25mm为宜。
6.2灌注过程质量监控
6.2.1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：
①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；②混凝土的配合比要通过试验确定；③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；④要设有专人对搅拌室的混凝土进行坍落度等指标的检验；⑤按设计要求做好混凝土的试块工作，并保证取样的真实性。
6.2.2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浇时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1．0m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1～6m，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。
6.2.3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：
①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；②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；③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：
①在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊4根较粗钢筋（Ø20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上；②用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；③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（≥1．5m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。
6.2.5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问题，超灌量过大，造成浪费，超灌量不足，桩质量不能得到满足。
另外，在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响。
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：
①严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层；②施工中应测准混凝土上升面标高；③应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0．5～1．0m的超灌高度；④清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样，孔底50cm范围内的泥浆比重≤1．25、粘度≤28s；⑤在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在1～6m范围。
7、安全环保措施
1.建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生产制度和规程。
2.强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必须戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。
3.施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。
4.冲击成孔机操作时应安放平稳，以便防止冲孔机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。
钻机钻进时，孔口人员应集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必须牢固垫稳，操纵岗位不得离人。
5.随时检查桩施工附近地面有无开裂现象，防止机架和护筒等发生倾斜和下沉。
6.冲击钻具应平稳起吊，防止冲撞护筒和孔壁，钻具进出孔口时，严禁孔口附近站人，停钻时孔口加遮盖防护。
在危及人身安全设备旁设立醒目警示标志，严禁人员靠近跨越。
7.用电设备应派专人看管，应有良好的接地、接零和漏电保护装置，严禁带电作业。
非电工不准随意拆卸或修理电器设备，对过路电缆应深埋或架空。
8.经常检查冲击钻头、钢丝绳磨损情况，卡扣松紧程度、转向装置灵活与否，防止夹钻、卡钻或掉钻。
9.废弃的泥浆等应按环境保护的有关规定处理。
8工艺试验总结
工艺试验总结必须从实际出发，本着低成本、高效率、切实可行的原则。
总结过程中充分考虑水量及运距、机械、人工、总体工期进度等因素。
通过对本试验桩施工，通过对桩基成孔后孔深、孔径和孔斜率检测，结合现场施工工艺，确定最优施工工艺参数和施工方法；
将以上各种施工记录和检测数据加以归纳总结，编制首件工程施工总结报告。
评估通过后，修改完善作业指导书，在本标段桩基施工中推广使用。
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