高速公路工程钻孔灌注桩施工组织设计围护桩 受力桩 桥梁基础桩大学论文.docx
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高速公路工程钻孔灌注桩施工组织设计围护桩受力桩桥梁基础桩大学论文
昆明南连接线高速公路工程一标
钻孔灌注桩施工组织设计
（围护桩+受力桩+桥梁基础桩）
编制：
校对：
审核：
上海隧道工程股份有限公司
昆明南连接线高速公路工程一标项目经理部
2011年8月16日
一、编制说明
1.1工程概况
国道昆明南连接线高速公路工程西起高峣立交，沿线经过草海、河尾村、徐家堆、六甲乡、上五甲、罗衙村、中营、高庙、照西村、杜家营（昆玉高速），跨越昆河铁路、南昆线，止于东连接线民办科技园立交，全场共24.998km。
南连接线规划道路等级为高速公路，主线双向六车道，行车速度为100km/h、隧道80km/h、匝道车速60～80km/h。
国道昆明南连接线高速公路工程一标由与高峣立交相接的A、B匝道与穿越草海的主线隧道、西坝河与船房河之间路堤桥、河尾村立交、跨采莲河路堤桥等几部分组成。
其中草海隧道全长1420m，A匝道长440.288m、B匝道长541.892m（A、B两条匝道均包括老桥改建段），西坝河至船房河之间路堤桥长1231.653m，下穿滇池路隧道长678m，暗埋段长100m，跨采莲河路堤桥长184m。
A匝道工程起点桩号为AK0+806.379，终点桩号为AK1+246.667；
B匝道工程起点桩号为BK0-370.214，终点桩号为BK0+171.678。
A、B匝道在草海中与主线相接，主线隧道过草海后在新河地区与南连接线高速公路相接，终点桩号为K1+420。
表1.1桩基形式表
工程部位
桩基形式
新河敞开段XC1~XC3
围护桩：
Φ600mm钻孔灌注桩+Φ700mm搅拌桩止水
草海隧道
桩基础：
Φ800mm钻孔灌注桩；立柱桩：
Φ800mm钻孔灌注桩
桥梁下部结构
桩基础：
Φ1200mm钻孔灌注桩，钻孔灌注桩桩长53~71m
K2+797~K2+922敞开段Pm05~Pm09和K3+097~K3+272敞开段Pm17~Pm23
围护桩：
Φ800@1000mm钻孔灌注桩+Φ500@400mm旋喷桩止水帷幕
K2+922-K3+022暗埋段Pm10-Pm13和K3+022-K3+097敞开段Pm14-Pm16
围护桩：
Φ1000@1200mm钻孔灌注桩+Φ500@400mm旋喷桩止水帷幕；立柱桩：
敞开段采用单排Φ1000mm钻孔灌注立柱桩，暗埋段部分采用单排Φ1000mm钻孔灌注立柱桩，过采莲河箱涵区间采用双排Φ1000mm钻孔灌注立柱桩；抗拔桩：
Pm04-Pm09和Pm14-Pm24敞开段抗拔桩采用Φ500mm沉管灌注桩，共1599根，桩长14m。
地基处理
Pm10~Pm13暗埋段底板底需进行地基处理，采用Φ500旋喷桩，桩中心间距1.5m，桩长10m，桩顶标高同基坑底标高；K3+576~K3+597.892段地基处理方式为CFG桩及高压旋喷桩，高压旋喷桩间距2.5m，桩长14m，按梅花形布设
采莲河箱涵
围护桩：
由Φ600mm@700mm灌注桩（桩长12m）+Φ500mm@400mm高压旋喷桩止水帷幕（桩长12.8m）组成；受力桩：
Φ600mm灌注桩（桩长10m）沿箱涵中心线@1.5m布置，其中在k0+000~k0+011里程内按@1.25m布置；明渠与箱涵连接处两侧各设置一座挡土墙，纵向间隔1.8m、横向间隔1.15m布置9根Φ600mm灌注桩（桩长10000mm）作为基础
建设单位：
昆明元鼎建设发展有限责任公司
设计单位：
上海市隧道工程轨道交通设计研究院、上海市政工程设计研究院
监理单位：
上海英泰克工程监理有限公司
施工单位：
上海隧道工程股份有限公司
1.2编制依据
1）草海隧道工程图、桥梁工程图、下穿滇池路地道图、采莲河支流置换箱涵图
2）工程建设标准强制性条文
3）《昆明南连接线高速公路工程岩土勘察报告》
4）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
5）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
6）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）
7）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
8）《钢筋混凝土用钢第2部分：
热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）
9）《钢筋混凝土用钢第1部分：
热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）
10）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2002）
11）《钢结构工程施工及质量验收规范》（GB50205-2001）
12）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
13）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）
14）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
15）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
16）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
二、地质情况简介
2.1工程地质
根据地质勘探报告，地基土的构成及特征（如表2.1草海隧道，2.2道路段）：
土层岩性特征一览表（草海隧道）（表2.1）
地
质
年
代
土
层
序
号
土
层
名
称
厚
度
（m）
状
态
压缩
性
密实度
土层描述
人工填土
1.00~4.90
松散
两岸陆域由杂填土、素填土、耕植土构成，杂填土多分布在层上部，含碎石等，素填土、耕植土多分布在层下部，含植物根茎等；东风坝为回填土，以粘性土为主，含碎石。
泥炭质土
2.80~11.8
高
含有机质、泥炭质、腐植物，偶夹粘性土、粉土，有机质含量不均，局部为泥炭或有机质土，表层近湖底处多为淤泥。
灰色粘土
0.7~5.5
流塑，局部软塑
高
欠均匀，含有机质、腐植物，夹少量粉土，多呈淤泥质，局部为有机质土、粉质粘土；刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高。
灰色粉土
0.7~12.3
中
稍密，局部中密
不均匀，含云母、石英等，夹有粉细砂及少量中粗砂，局部夹粘性土薄层；无光泽，摇震反应迅速，干强度低，韧性低。
灰色粘土
0.6~2.9
流塑
高
欠均匀，含少量有机质、腐植物，夹少量粉土、砂土，多呈淤泥质，局部为粉质粘土；刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高。
灰色粘土
3.1~11.6
流塑~软塑
高
尚均匀，含有机质、腐植物、泥钙质结核，夹少量粉土、砂土，有时呈淤泥质，局部为粉质粘土，偶为有机质土；刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高。
灰色粉土
0.6~4.1
中
稍密
欠均匀，含云母、腐植物等，夹有粘性土及砂土；无光泽，摇震反应中等～迅速，干强度低，韧性低。
泥炭质土
5.7~12.5
高
欠均匀，含有机质、泥炭质、腐植物，有机质含量不均，偶为泥炭或有机质土。
灰色粉土
0.7~5
中
稍密
欠均匀，含云母、腐植物等，夹薄层粘性土及少量砂土；无光泽，摇震反应中等～迅速，干强度低，韧性低。
灰色粉质粘土
0.7~3.8
软塑~可塑
高
欠均匀，含有机质、腐植物、泥钙质结核，夹少量粉土、粉砂，局部为粘土；稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。
灰色粘土
13.5~22.5
软塑~可塑
高
尚均匀，含有机质、腐植物、泥钙质结核，夹少量粉土，局部为粉质粘土；刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高。
灰色粉土
0.7~5.6
中
稍密~中密
欠均匀，含云母、腐植物等，夹薄层粘性土及砂土；无光泽，摇震反应中等～迅速，干强度低，韧性低。
泥炭质土
0.7~2.2
高
欠均匀，含有机质、泥炭质、腐植物，偶为有机质土。
泥炭质土
4.1~12.1
高
欠均匀，含有机质、泥炭质、腐植物，偶夹粘性土及粉土，有机质含量不均，局部为泥炭。
灰色粉质粘土
0.5~5.8
软塑~可塑
高
欠均匀，含有机质、腐植物、钙质结核，夹有粉土、粉砂，局部为粘土；稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。
灰色粉土
0.9~5.8
中
中密
欠均匀，含云母、石英、有机质等，夹有粘性土及砂土；无光泽，摇震反应中等～迅速，干强度低，韧性低。
灰色粘土
可塑，局部软塑
高~中
均有分布，尚均匀，含有机质、腐植物、结核及螺壳碎屑，夹少量粉土、砂土，局部为粉质粘土；刀切面光滑，无摇震反应，干强度高，韧性高。
灰色粉土
中
中密
欠均匀，含云母、石英、有机质等，夹有粘性土及少量砂土；无光泽，摇震反应中等～迅速，干强度低，韧性低。
土层岩性特征一览表（道路段）（表2.2）
地
质
年
代
土
层
序
号
土
层
名
称
厚
度
（m）
状
态
压缩
性
密实度
土层描述
杂填土
2.5~5.3
松散
填料不均，结构松散，主要由碎石、砖块等建筑垃圾组成。
素填土
0.5~4.6
松散
填料不均，结构松散，主要由粘性土组成。
②
灰黄色粘土
0.6~4.8
软塑~可塑
高
土质不均，局部为粉质粘土，切面光滑，有光泽干强度高，韧性高，无摇振反应。
③
灰~兰灰色粘土
9.2~22.4
可塑为主
中~高
土质不均，夹薄层粉砂及泥炭土，局部为粉质粘土，切面光滑，有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。
灰黑色泥炭土
0.5~9.5
高
土质不均，由泥炭土及泥炭组成，局部夹薄层粘土，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。
灰色粉砂夹粘土
0.7~8.6
中
稍密~中密
土质不均，局部为粉土，无沉积层理。
④
灰色粉土
1.7~15.1
中
中密~密实
土质不均，夹较多薄层粘性土及中砂，无沉积层理，切面稍光滑，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中等。
灰黑色泥炭土
0.5~7.3
高
土质不均，由泥炭土及泥炭组成，局部夹薄层粘土，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。
灰~兰灰色粘土
1.0~7.7
可塑
高
土质不均，夹薄层粉砂、粉土切面光滑，有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。
⑤
灰~兰灰色粘土
1.4~19.1
可塑~软塑
中
土质不均，夹薄层粉砂、粉土，局部为粉质粘土，切面光滑，有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。
灰黑色泥炭土
1.5~1.8
高
土质不均，由泥炭土及泥炭组成，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，局部分布。
灰色粉土
1.2~5.9
中
中密
土质不均，夹较多薄层粘性土，切面稍光滑，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中等。
⑥
灰色粉土
1.6~16.9
中
密实
土质不均，夹较多薄层粘性土，切面较光滑，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中等。
灰黑色泥炭土
1.0~1.8
高
土质不均，由泥炭土和泥炭组成，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。
灰~兰灰色粘土
1.1~11.0
可塑
中
土质不均，夹薄层粉砂、粉土，切面光滑，有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。
工程地质与水文地质情况详见详勘报告。
2.2水文地质
勘察场地内的地下水有孔隙潜水和孔隙承压水两种类型。
（1）草海隧道：
孔隙潜水主要赋存于浅部人工填土、泥炭质土、粘性土中，无统一自由水面，接受大气降水、地面排水的垂直下渗补给，以蒸发、侧向径流为主要排泄方式，水量一般较小。
工程沿线场区内的浅部潜水与草海内地表水水力联系密切。
孔隙承压水主要赋存于第③、④、⑤大层的各粉土层和粉土亚层中，为主要地下水含水层，此类含水层主要接受侧向补给，富水性一般，为弱透水层。
勘察深度范围内，按埋藏深度，承压含水层主要可分为3层：
第一承压含水层高程一般在1880～1860m之间，含水介质为第③大层的粉土、砂土；第二承压含水层高程一般在1870～1830m之间，含水介质为第④大层的粉土、砂土；第三承压含水层高程一般在1840m之下，含水介质为第⑤大层的粉土、砂土。
根据区域观测资料，地下水混合水位一般为1885.0～1886.5m。
（2）道路段桥梁段：
施工场地地下水由浅部土层中的潜水和深部的粉土及砂土中微承压水、承压水组成。
由路堤桥、道路和下穿滇池路地道等组成，对工程具直接影响的地下水为潜水。
场地内潜水补给来源主要为大气降水与地表径流，地下水位随季节、气候作用而略有变化，一般呈“枯水季节降低，雨水季节上升”的特点；勘查期间测得的潜水地下水位埋深为0.15~5.30，相对应的黄海高程为1882.75~1888.17m。
三、施工筹划
3.1工程总体筹划
3.2工程量
表3.1.1：
滇池路下穿结构钻孔灌注桩工程量表（滇池路西侧）
里程桩号
桩型
桩径（mm）
桩距（mm）
桩长（m）
单桩砼方量（m³）
根数
K2+797~K2+822
围护桩A型
800
1000
9
4.52
52
K2+822~K2+847
围护桩B型
800
1000
12
6.03
52
K2+847~K2+872
围护桩C型
800
1000
14
7.04
52
K2+872~K2+897
围护桩D型
800
1000
16
8.04
52
K2+897~K2+922
围护桩E型
800
1000
18
9.05
52
K2+922~K2+972
围护桩F型
1000
1200
21
16.49
84
K2+797~K2+972
立柱桩
1000
8000
25
19.63
22
表3.1.2：
滇池路下穿结构钻孔灌注桩工程量表（滇池路东侧）
里程桩号
桩型
桩径（mm）
桩距（mm）
桩长（m）
单桩砼方量（m³）
根数
K3+222~K3+272
围护桩A型
800
1000
9
4.52
104
K3+172~K3+222
围护桩B型
800
1000
12
6.03
104
K3+147~K3+172
围护桩C型
800
1000
14
7.04
52
K3+122~K3+147
围护桩D型
800
1000
16
8.04
52
K3+097~K3+122
围护桩E型
800
1000
18
9.05
52
K2+972~K3+022
围护桩F型
1000
1200
21
16.49
84
K3+022~K3+072
围护桩G型
1000
1200
20
15.71
84
K3+072~K3+097
围护桩H型
1000
1200
18
14.14
42
K2+972~K3+272
立柱桩
1000
8000
25
19.63
106
表3.2：
采莲河箱涵钻孔灌注桩工程量表
桩型
桩径（mm）
桩长（m）
单桩砼方量（m³）
根数
围护桩
600
12
3.39
883
受力桩
600
10
2.83
206
表3.3：
路提桥基础钻孔灌注桩工程量表
桩型
桩径（mm）
桩长（m）
单桩砼方量（m³）
根数
北线基础（西坝河~船房河）
K1+480~K2+705.5
1200
53~71
59.94~80.3
203
南线基础（西坝河~船房河）
K1+480~K2+705.5
1200
54~71
61.07~80.3
201
北线基础（滇池路~采莲河）
K3+416~K3+591
1200
57~66
64.47~74.64
30
南线基础（滇池路~采莲河）
K3+416~K3+591
1200
55~70
62.2~79.17
30
DC1匝道基础
1200
57~71
64.47~80.3
28
DC2匝道基础
1200
57~69
64.47~78.04
28
DC3匝道基础
1200
55~70
62.2~79.17
20
3.3工期安排
根据现场的实际情况，为保证施工进度，需合理地统一调度、安排施工进度计划，科学的组织施工外，还要在机械设备及劳动力上匹配，具体保证措施如下：
（1）合理安排施工流程，配备性能良好的机械设备，备足施工原材料和易损件，制定详细的砼供应和废浆外运计划，从而为施工进度计划的实施提供保障。
（2）加强现场管理，合理布局，做好各工序及时提前验收工作。
（3）下笼、配合下放各种试验器材、下套管是影响本工程进度的关键，施工中各种试验器材提前加工，作好辅助工作。
钢筋笼、套管孔口下放安排3人同时焊接，采用3班轮休制，缩短施工时间。
（4）做好施工现场的调度工作,监督进度计划实施。
（5）充分发挥施工调度在施工阶段组织各施工班组和工种的相互配合，进度协调的指挥核心作用，施工员、技术员要监督进度的实施，调整协调各方面的进度关系；监督检查施工准备工作；督促劳动力，施工机具，运输车辆，材料购配件等，并对临时出现问题采取调配措施；按现场布局管理施工现场，并结合实际情况进行必要的调整，及时发现和处理施工中各种事故和意外事件；调节各薄弱环节，减少钻机的辅助时间，坚决贯彻项目部的决策，发布调度令，监督进度计划实施。
（6）实行隐蔽工程的预检制度，发挥质检人员的作用，对施工过程中的质量实行全天侯，全方位的监督与检查，杜绝不合格产品，避免返工，使各工序均能按计划有条不紊地进行，从而为进度计划的实施提供质量保证。
3.4施工前准备
目前已完成场地的三通一平。
进场施工时，场地需满足工程材料堆放、机械运行及文明施工科学管理的需要，管线改移后的场地需平整夯实后进行硬化，保证施工达到安全生产和文明施工要求。
同时，设备进场后，布置好现场水、电等管线。
管线的布置须合理，既便于施工，也不影响交通。
（1）根据现场安全交底和施工现场管线图，探明施工场地内有无在用地下管线，及时做好管线搬迁工作或做好明显标记，注意保护。
若废弃管线影响施工时，必须提前做好清理工作；处于原采莲河箱涵桩位，用冲击钻机（海格力斯CZ-5）对原采莲河箱涵进行处理，箱涵处理后预埋深护筒；
（2）按施工平面图要求做好加固位置的清理准备工作，对场地内进行必要的硬化处理，使桩机移动范围内及时覆土压实，并保持场内外道路清洁；
（3）工程放样：
根据施工图纸在现场确定施工桩的轴线和孔位。
做好标记并请监理现场复核。
复核合格后方可施工；
（4）根据轴线进行沟槽开挖工作，以便于正常施工后泥浆的排放与外运；
（5）根据“三通一平”交底，按施工要求布置好供水，供电，排水，排浆设施；
（6）做好设备安装及调试工作，确保机械在开工后能正常运转，并向总包方提供施工机械及配套设备的技术性能资料；
（7）对参加施工作业的人员进行技术、质量及安全的交底工作。
（8）施工前完成原材料的检验、取样和复试工作，并经监理认可。
3.5设备材料配备
（1）机械设备配备
机械设备配备应考虑两点：
一要满足施工的需要，二是适合现场条件。
因此在考虑各种因素的基础上，对机械设备作了充足的考虑，以确保本工程桩基质量。
结合本工程的实际情况我司针对性组织了机械设备。
钻孔灌注桩施工拟投入台型回转钻机施工钻孔灌注桩，及相应配套设备若干。
根据工程开工的要求所有设备及相应机具将按计划进场，进行安装调试。
表3.6：
钻孔桩施工设备表
序号
名称
规格
数量
备注
1
工程钻机
GPS-20
12台
67kw
2
泥浆泵
3
电焊机
BX1-500-1
48台
42KVA
4
钢筋弯曲机
GW50A
1台
5
钢筋切断机
6-50
1台
6
钢筋调直机
GT4×10
1台
7
排污泵
8
汽车吊
QUY25
6台
9
全站仪
10
水准仪
（2）材料准备
根据施工图翻样钢筋、混凝土、水泥等材料计算清单，即提前着手联系采购。
考察施工材料供货商，不仅从价格上更要从其质量、供应能力上进行综合考察作好材料进场的准备工作，在材料上确保工程的顺利施工。
钢筋材料的进场首先是根据施工的需要按品种、规格分批进场。
然后按现行相关规范进行现场见证取样送检复试。
混凝土采用商品砼，施工前即同供货单位签订有效合同，确保工程开工后材料24小时不间断供应。
3.6人员配备
表3.7：
钻孔灌注桩人员及主要职责
岗位
定员（人）
主要职责范围
钻孔班
钻孔班长
2×2
及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效率负责。
钻孔工人
2×3
服从班长的安排，负责桩机移位，成孔、下钢筋笼、下导管、清孔和水下砼灌注等工作。
制笼班
班长
1
服从项目的统一安排，认真组织本班生产，协助机械修理工作，对本班的安全、质量和效率负责。
工人
6
服从班长的安排，负责制作钢筋笼，
孔口焊按吊装钢筋笼等工作。
砼灌注班
班长
2×2
负责钢筋笼及注浆管下放、导管下放二清灌注
工人
2×3
配合成桩各工序施工
机
械
维
修
机修工人
1
负责维护、保养和修理各种设备机具，
协助设备安装。
电工
1
负责维护、保养和修理各种电器设备，
负责各种电器设备的安装和接线。
起
重
运
输
起吊司机
2
负责设备机具设备安装、移动。
驾驶员
2
负责现场设备、原材料、半成品的运输和
泥浆的外运工作，负责试验品运输。
后勤服务
1
负责生活服务的文明、卫生管理。
材料管理
1
零星材料登记看护和工地治安管理。
普
通
工
人
灌注工
2
抬运钢筋笼、导管、做好水下砼灌注准备等工作。
场地工
2
清理泥浆沟、排水沟、挖护筒，
清理场地及材料，搞好环境卫生。
管理人员
12
合计：
57人
以上计划为每天24小时2台桩机各2班作业计划。
本工程下穿地道段滇池路为昆明交通主干道之一，交通情况复杂，只有合理安排各工艺工序穿插施工、科学管理，优化劳动组织才能保证施工顺利进行。
3.7钻孔灌注桩施工场地布置
（1）在施工现场挖砌个的泥浆池，根据拟投入台桩机昼夜施工，需要在施工现场挖砌个的储废浆池。
根据现场实际情况泥浆池布置在施工附近，保证施工的方便性。
由于施工工艺的特殊性，因此必须保证泥浆循环池有足够储存优质泥浆的空间，及时替换泥浆，确保施工的正常进行。
（2）泥浆主循环槽是保证进出车辆畅通的情况下，利用桩距间隙挖砌，并力求主干道不变，各分支循环在硬地坪上铺设铁槽，严禁用枕木和其他物品设置泥浆槽。
（3）施工用水、电线路、钢筋堆场及钢筋笼加工车间布置：
进场后根据现场情况确定。
（4）钢筋笼加工场地先放在场地中部，这样也有利于钢筋运输车辆进出。
（5）场地布置见附图1：
施工场地布置图
四、主要技术参数
4.1钻孔灌注桩技术参数
4.1.1滇池路下穿结构灌注桩
（1）砼强度等级：
C25
（2）充盈系数：
>1.1
（3）成孔后灌注前的沉渣厚度≤100mm
（4）桩位定位偏差≤100mm，桩径偏差≤50mm，桩身垂直度≤1%（设计要求）
（5）主
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