灌注桩施工专项方案.docx
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灌注桩施工专项方案
灌注桩施工专项方案
专
项
施
工
方
案
2013.09.12
第一章编制依据
1.1编制依据
1、根据上海中交水运设计研究有限公司提供的“上港十四区（上港集团宝山码头）产业转型项目新建规划一路工程”相关文件及图纸等。
2、本工程施工工艺所对应的标准和规范
3、我公司现场踏勘以及在建工程的现场实际情况。
4、公司的综合实力、管理水平以及以往类似工程施工经验。
1.2执行的技术规范标准
1）《建筑工程测量规范》（GB50026—2007）
2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
7）《钻孔灌注桩施工规程》（DBJ08-202-2007）
12）《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）
13）《上海市地基处理技术规范》（DGTJ08-40-2010）
15）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
16）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
17）《混凝土设计规范》（GB50010-2010）
18）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）
21）《施工现场临时用电安全技术标准》（JGJ46-2005）；
22）《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-2011）；
23）中华人民共和国工程建设标准强制性条文》；
本企业有关施工标准和方法及作业指导书等
公司ISO19001：
2008版贯标程序文件及相关文件。
我公司已通过ISO9001质量体系、ISO14001环保体系、GB/T28001职业健康安全管理体系的整合型的认证。
本工程各分部工程施工全过程将全面按照我公司编制的整合型程序文件中的规定运作。
第二章工程简介
2.1工程简介
工程名称：
上港十四区（上港集团宝山码头）产业转型项目新建规划一路工程
建设单位：
上港集团瑞泰发展有限责任公司
设计单位：
上海中交水运设计研究有限公司
勘测单位：
上海勘察设计研究院
监理单位：
上海远东水运工程建设监理咨询公司
上海住远建设工程监理有限公司
2.2工程内容
本工程共计钻孔灌注桩共计1215根。
如下表所示：
钻孔灌注桩
名称
型号
数量
标高
备注
GZZ1
φ600X28500
17
3.30
GZZ1-1
φ600X28000
6
3.30
GZZ2
φ700X28500
110
3.30
GZZ2-1
φ700X28000
96
3.30
GZZ2-2
φ700X27000
1000
3.30
混凝土设计强度为水下C35，根据施工规范要求，灌注桩混凝土浇筑过程再将混凝土强度提高至C40。
主筋净保护层为70mm。
第三章施工部署
3.1施工总体安排
灌注桩施工须待回填砂回填完毕后进行，在回填砂完成面（3.00m）上铺设钢箱梁、走道板及25#槽钢，箱梁高1.5米，使灌注桩机械设备高于本工程平均高潮位4.5m。
灌注桩施工前，需要对回填砂地坪进行密实度检测，确保回填砂地坪达到灌注桩机械施工的承载能力。
灌注桩施工顺序应配合回填砂施工进度展开。
考虑到工期紧张，灌注桩共配置12台GPS10型钻机，六泊位布置5台，七泊位布置4台，八泊位布置3台，五泊位待六泊位完成后施工，四泊位待七、八泊位完成后施工，二、三泊位在上述施工段沉桩完成后调剂使用。
7.9.3灌注桩施工工艺
本工程灌注桩桩顶设计标高为3.30米，在水面以下，给工程带来施工不便，我们将护筒筒顶标高埋设到+4.5米，穿越至第三层土层。
1、护筒长9米，壁厚8mm，可循环使用，待灌注桩养护完成后振动拔出。
2、灌注桩施工工艺流程
7.9.4灌注桩施工设备表
主要机械设备计划表
序号
机械名称
规格
（电机功率）
单位
数量
施工部位
工程量
台班
备注
1
灌注桩钻机
GPS—10型
套
12
灌注桩
2
冲抓机
CZ-8B型
套
12
灌注桩
3
钢筋切断机
DA40-1
台
2
灌注桩
4
钢筋对焊机
UN1-100
台
2
灌注桩
5
钢筋弯曲机
台
2
灌注桩
6
交流电焊机
BX1-300F-3型
台
20
灌注桩
7
泥浆泵
7.5DNP
台
20
灌注桩
8
泥浆泵
3PNL
台
20
灌注桩
9
镐头机
PC-200
台
4
灌注桩
10
挖掘机
PC-200
台
4
灌注桩
11
履带吊车
45T
辆
4
灌注桩
12
振动锤
60kw
只
2
灌注桩
13
抓斗
2m3
只
4
灌注桩
14
走道板
6m*1m
块
30
灌注桩
15
空压机
0.9m3
台
4
灌注桩
7.9.5灌注桩施工准备
1、排架搭设方法
排架搭设拟定采用2排1.5米高的钢箱梁作为支撑，钢箱梁间距5米，长10米，上部铺设25#槽钢及走道板作为灌注桩沉桩机械的施工平台。
平台搭设采用45吨履带吊配合实施。
（见排架搭设示意图）
2、钢护筒的制作
本工程施工区域-7.00米标高以上为第①1层浜底淤泥、第①2层杂填土、第②3层砂质粉土，土质性能较差，泥浆护壁较难保证施工质量，因此采用钢护筒法施工，本工程护筒计划采用壁厚8mm，护筒直径采用600mm、700mm二种。
护筒筒顶标高埋设到+4.5米，高于设计最高水位+4.48米，护筒长10米，穿越至第三层土层。
下节护筒长1米，壁厚3.5mm，上节护筒长9米，壁厚8mm，下节护筒为一次性使用，作为灌注桩桩顶保护，上节护筒为可循环使用，待灌注桩养护完成后振动拔出。
上下节护筒为电焊连接，拔出时气割割断。
3、泥浆循环池设置及泥浆外运
每部钻孔灌注桩设备，在岸侧相应区域吊放二只2500×4000×2000钢泥浆池用于钻孔时泥浆循环。
灌注桩施工过程前，应办好泥浆外运许可证，所有泥浆池中泥浆用泥浆泵抽吸到泥浆船或泥浆车上外运处理。
在施工过程中严禁泥浆外溢或直接放入黄浦江，以免污染环境。
4、钢筋笼制作
1）工程所用的钢筋进场后，试验合格后方可用于工程。
钢筋笼分段制作，长度以5-8米为宜，安装时在孔口焊接接长。
焊缝宽度、保护层等应符合设计规范要求。
钢筋笼制作在后方钢筋制作场地进行，搬运时应采取措施，防止扭转、弯曲、埋设钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁，钢筋笼下放到适当位置后，应进行固定，在两段钢筋笼连接时应采用双面电焊焊接5d，其中加强箍筋应与主筋电焊，其余箍筋可采用电焊与绑扎来固定。
2）在钢筋笼上每隔1.5米交错设置4个预制砼块，以确保灌注桩的保护层厚度达到设计和规范要求。
7.9.6灌注桩施工方法
1、敲拆、清障
本工程五～八泊位灌注桩施工条件较好，地下无障碍物，二～四泊位经现场踏勘，泥面下1.5～2米范围内，存有部分遗留建筑垃圾及砼块等障碍物。
因此，在沉灌注桩前，应对原地层障碍物清障，配合使用长臂挖掘机、冲抓机，便于沉桩施工。
埋设护筒后，用冲抓机清障至桩顶标高后，然后对其进行清障。
敲拆、清障工作量均由监理现场签证为证。
2、钢护筒埋设
根据本工程特点，护筒采用振动法埋设，用电动振锤振动下沉埋设，施打前应设立定位和导向设施，以控制钢管护筒中心线与桩位中心尽可能在同一轴线上，将钢管护筒打入至设计深度并保证其垂直度，允许偏差控制在1%以内，以利于灌注桩施工。
护筒筒顶标高埋设到+4.5米，高于设计最高水位+4.48米，护筒长10米，穿越至第三层土层。
下节护筒长1米，壁厚3.5mm，上节护筒长9米，壁厚8mm，下节护筒为一次性使用，作为灌注桩桩顶保护，上节护筒为可循环使用，砼浇筑后，保证灌注桩设计桩顶标高1.5米充盈，待灌注桩养护完成后振动拔出，并凿除凿平充盈混凝土。
3、冲抓机就位
待平台搭好后，埋好钢护筒，下一步就是冲抓机就位，利用履带吊将其吊在排架上，使机械移到桩中心位置上，进行冲抓、清障、机械定位后必须检查钻机底部安装平稳情况及电源接线安全情况。
4、钻孔
首先钻机就位，再现场组装好后，利用履带吊将其吊在排架上，利用自身滚筒滚动，移动钻机用经纬仪指挥钻机就位，使机械移到桩中心位置上，进行冲抓、清障、机械定位后必须检查钻机底部安装平稳情况及电源接线安全情况。
根据项目部灌注桩的施工经验和现场的地质状况，在施工时必须保证灌注桩开孔时的泥浆稠度及高度，以保证成孔时不塌孔。
建立泥浆循环系统，在泥浆筒中造浆，泥浆比重根据钻进不同土层进行配制。
当全部准备好后，用第一节钻杆接好钻头，另一端接到主动钻杆上，使钻头对准桩中心线，慢慢放下至土面，先空钻，然后慢慢钻人土中，至钻头基本钻人土中，观察检查是否正常后，才正式开始钻进，每钻进一节钻杆立即接上下一节，以便迅速钻进直至符合要求深度为止。
钻进时经常要检查成孔垂直情况，如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施纠正。
对于分层处和易发生偏斜的部位，应降低转速慢慢钻进的方法穿过，以保证孔形良好。
5、泥浆
在钻进过程中，应随时补充泥浆，调整泥浆比重，泥浆比重控制在1.1～1.2因泥浆作用如下：
1）泥浆能夹带被钻头削碎的土颗粒不断从孔底溢出孔口，达到连续钻进，连续排土。
2）能加固孔壁，防止地下水渗入面造成塌孔。
3）护筒内泥浆面始终保持一定高度，以增加孔内侧压力。
6、清孔
钻孔达到设计要求深度后，进行两次清孔，清孔时采用循环换浆，让钻头继续在原位旋转继续注水，用清水换浆使原土造浆，使泥浆密度控制在1.2左右。
当第一次清孔完毕后立即放下钢筋笼及导管，在导管放好后，混凝土浇筑前，须检测孔底沉渣厚度，沉渣应清除干净，本工程灌注桩为端承桩，残余厚度应≦50mm，必要时还要进行第二次清孔，清孔的方法是用钢管从孔底注入清水，进行换浆，逐步将泥渣换出孔外，清孔达到要求后，立即进行水下混凝土浇筑。
7、钢筋笼安装
1）钢筋笼制做时，应同时穿入圆型保护层垫块并经验收合格后方可用于工程。
钢筋笼运至施工现场，卷扬机将分段的钢筋笼吊至灌注桩孔口，经焊接并隐蔽验收后，依次放入灌注桩孔内。
2）钢筋笼经检查合格，开始安装。
安装时，上下主筋位置应对正，保证钢筋笼上下轴线一致。
做到对称施焊。
3）钢筋笼全部入孔后，应按设计要求检查安放位置并做好记录，符合要求后，将主筋点焊于孔口护筒上以便使钢筋笼定位。
桩身混凝土灌注完毕，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定装置，保证钢筋笼随混凝土一起收缩。
8、砼灌注
1）灌注桩混凝土采用C35商品混凝土。
由混凝土输送泵送至灌注桩的混凝土料斗内，砼灌注采用导管法施工，导管内径为250mm，采用丝扣连接。
水下混凝土浇筑后，待混凝土初凝前，潜水员水下拆除上节护筒，并凿平灌注桩桩顶。
2）初灌量满足规范要求，根据公式
式中：
V—混凝土初灌量（m3）；
D—下部桩孔直径700m；
H1—导管底口与孔底间距0.4m；
H2—导管初次埋深1m；
d—导管内径250㎜；
HW—孔内泥浆深度27m；
rW—泥浆重度12kN/m3；
rc—混凝土重度24kN/m3。
计算得出初灌量V不小于1.2m3。
首批混凝土的埋管深度不小于1米。
开导管方法采用料斗阀门法，待料斗里混凝土料加满后，立即吊起料斗阀门盖，开始混凝土浇筑，砼浇筑采用一次浇筑，不得中断，以保证砼的均匀性。
在整个浇筑过程中导管应埋砼中2～6米，导管随浇筑随提升，避免提升过快造成砼脱空现象，或提升过晚而造成埋管拔不出的事故。
混凝土面上升的高度并根据导管埋深决定是否拔管，探测次数不少于使用的导管节数，并在每次提升前探测一次管内外混凝土面高度。
浇筑时利用不停浇筑及导管出口砼的压力差，使砼不断从导管内挤出，使砼面均匀上升，孔内泥浆逐渐被砼替换而排出孔外，流入泥浆池内。
灌注过程中做好记录，严禁将混凝土导管拔离混凝土面。
单桩混凝土灌注时间不超过8小时。
3）在配制灌注桩混凝土时，除了满足混凝土的设计强度要求外，还要考虑水下混凝土施工的特点（要求混凝土和易性好、流动性大、缓凝）和对混凝土强度的影响，混凝土强度应比设计强度提高5Mpa，碎石粒径为5～25mm，混凝土应具有良好的和易性，塌落度配制成16～22cm，并有一定的流动度保持率。
4）砼浇筑时注意事项：
（1）浇筑时要保持孔内砼均衡上升，导管提升速度应与砼上升速度相适应，始终保持导管在砼中插入深度不小于2米，也不能使砼溢出漏斗。
（2）在砼浇筑过程中，随时用探锤测量砼面实际标高，计算砼上升高度，导管下口与砼相对位置，统计砼浇筑量，及时做好记录。
（3）砼浇筑至顶部3m时，可在孔内放水适当稀释泥浆，或将导管埋深减为1m，或适当放慢浇筑速度，以减少砼排除泥浆的阻力，保证浇筑顺利进行。
（4）水域当砼浇筑到桩顶设计标高以上2米，即派潜水员水下拆除上节护筒，然后抹平到桩顶设计标高。
（5）每根灌注桩制作抗压试块两组作为R28强度评定的要求。
（6）灌注桩小应变检测按设计规范要求，由专业队伍水下检测，灌注桩检测桩数应为总桩数的100%。
（7）采用高应变动力试验法对单桩垂直极限承载力进行检测，检测桩数取总桩数的3%。
本工程钻孔灌注桩总数为1215根，故高应变检测桩数为37根。
7.9.7灌注桩质量技术要求
1、清孔
清孔时可采用敲拆机与人工相结合的方法，对于清除表层并达一定深度后仍遇到大石块等障碍物，可采用GP－10冲抓钻机施工，该钻机采用冲击修整孔壁或利用冲击功能将石块等障碍物击碎，并将块石残体抓离桩孔。
2、泥浆
泥浆循环二台钻机总设2只循环池。
每只循环池由两只泥浆输进及输出泥浆。
外护筒内设一只泥浆泵，输出泥浆至循环池，泥浆在钻孔中不定时抽查泥浆比重，以便护壁。
3、成桩检测
根据设计要求，灌注桩成桩后大应变测试3%，小应变测试100％。
灌注桩须按设计要求进行检测且合格后，方可进入下道工序施工。
7.9.8灌注桩施工过程的难特点及采取措施
1、坍孔（在成孔过程中或成孔后孔壁坍塌）
原因分析：
（1）提升、下落冲锤、掏渣筒和放钢筋骨架时碰撞孔壁
（2）护筒周围未用粘土填封紧密而漏水或护筒埋置太浅
（3）未及时向孔内加泥浆，孔内泥浆面低于孔外水位，或泥浆密度不够。
（4）在流砂、软淤泥、破碎地层、松散砂层中进钻，进尺太快或停在一处空转时间太长，转速太快
预防措施及处理方法：
（1）提升钻杆，掏渣筒和放钢筋骨架时保持垂直上下，护筒周围用粘土填封紧密，钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；
（2）遇流砂、松散土层等，适当加大泥浆密度，不要使进尺过快或空转时间过长；
（3）轻度坍孔，加大泥浆密度和提高水位，严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。
2、钻孔偏移（倾斜）（成孔后不直，出现较大的垂直偏差）
原因分析：
（1）桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨损，部件杆弯曲，接头不直
（2）土层软硬不匀
（3）钻机成孔时，遇较大孤石或探头石，或基岩倾斜未处理，或在粒径悬殊的卵石层中钻进，钻头，钻头所受阻力不匀
预防措施与处理方法：
（1）安装钻机时，要对导架进行水平和垂直较正，检修钻孔设备，如钻杆弯曲，及时调换或更换，遇软硬土层应控制进尺，低速钻进；
（2）偏斜过大时，填入石子粘土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降，往复扫孔纠正；
（3）如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时用低锤密击，把石块打碎，如基岩倾斜，投入块石，使表面略平，用锤密打.
3、流砂（桩孔内大量冒砂将桩孔涌塞）
原因分析：
（1）孔外水压比孔内大，孔壁松散，使大量流砂涌塞桩底
（2）遇粉砂层，泥浆密度不够，孔壁未形成泥皮
预防措施与处理方法：
使孔内水压高于孔外水位0.5M以上，适当加大泥浆密度，流砂严重时，可抛入碎砖、石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，使其成坚厚孔壁，阻止流砂涌入。
4、不进尺（在粘性土层钻近时，泥块抱住钻头，难以钻进
（1）钻头粘满粘土块（糊钻头），排渣不畅，钻头周围堆积土块
（2）钻头合金刀具安装角度不适当，刀具切土过浅，泥浆密度过大，钻头配重过轻
预防措施：
（1）加强排渣，重新安装刀具角度、形状、排列方向，降低泥浆密度，加大配重；
（2）糊钻时，可提出钻头清除泥块后，再施钻。
5、钻孔漏浆（在成孔过程中或成孔后，泥浆向孔外漏失）
原因分析：
（1）遇一透水性强或有地下水流动的土层。
（2）护筒埋设过浅，回填土不密实，或护筒接缝不严密，在护筒刃脚或接缝处漏浆。
（3）水头过高使孔壁渗透。
预防措施与处理方法：
适当加稠泥浆或倒入粘土，慢速转动，或在回填土内掺片石、卵石，反复冲击增强护壁，护筒周围及底部接缝用土回填密实，适当控制孔内水头高度，不要使压力过大。
6、钢筋笼偏位、变形（钢筋笼变形，保护不够，深度、放置位置不符合设计要求）。
原因分析：
（1）钢筋笼过长，未设加劲箍，刚度不够，造成变形。
（2）钢筋笼上未设垫块或耳环来控制保护层的厚度。
（3）桩孔本身偏斜或偏差。
（4）钢筋笼吊放未垂直缓慢放下，而是斜插入孔内。
（5）孔底沉渣未清理干净，使钢筋笼达不到设计深度
预防措施与处理方法：
（1）钢筋过长，应分2－3节制作，分段吊放，分段焊接或设加劲箍加强，在钢筋笼部分主筋上，应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊耳环，控制保护层的厚度。
（2）桩孔本身偏斜、偏差位，应在下钢筋笼前往复扫孔纠正，孔底沉渣应置换清水或适当密度的泥浆清除。
7、吊脚桩（成孔后，桩身下部局部没有混凝土或夹有泥土）
（1）清孔后泥浆密度过小，孔壁坍塌或孔底涌进泥浆或未立即灌混凝土。
（2）清渣未净，残渣石渣过厚。
（3）吊放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使泥土坍落孔底。
预防措施与处理方法：
（1）做好清孔工作，达到要求后立即浇筑混凝土。
（2）注意泥浆密度和使孔内水位经常保持高于孔外水位0.5M以上。
（3）施工中注意保护孔壁，不让重物碰壁，促使孔壁坍塌。
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