桩基础施工方案1127.docx
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桩基础施工方案1127
郑州市三环路快速化工程
北三环中州大道互通立交桥
桩基专项施工方案
审批：
复核：
编制：
中国水电建设集团路桥工程有限公司
郑州市三环路快速化工程BT项目第二项目经理部
二○一二年十一月
桩基础专项施工方案
1编制依据、范围
1.1编制依据
⑴现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；
⑵《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；
⑶《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008；
⑷《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008；
⑸《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）；
⑹郑州市三环线快速化工程北三环第一、二标段施工图设计；
⑺《三环快速化工程勘察报告》；
⑻北三环快速化工程施工组织设计。
⑼国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。
⑽本单位施工能力、施工经验、资源配置等。
1.2编制原则
合理配置资源，满足工程需要的原则。
以优质、高效、快速施工为目的，进行机械设备配套，合理配置施工队伍、组织工程材料供应。
突出重点，统筹安排的原则。
统筹安排，科学合理地安排施工进度，组织连续均衡施工，做好工序衔接，确保按期或提前完成工程建设。
应用“四新”技术，提高施工水平的原则。
突出应用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高施工的机械化作业水平，积极应用先进的科技成果，从而达到提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本的目的，做到优质、快速、安全、高效按期完成工程建设。
安全生产，预防为主的原则。
运用现代科学技术，采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全。
规范施工，确保工程质量的原则。
严格执行国家和交通部现行的《施工规范》和《验收标准》，运用现代科学技术优化施工组织方案、施工工艺和施工方法，确保工程质量达到全线整体创优规划要求。
保护环境，文明施工的原则。
树立环保意识，严格按国家关于环境保护的有关规定组织施工，保护好周围生态环境，做到文明施工。
1.3适用范围
适用范围为郑州市三环路快速化工程第二项目经理部施工二处中州大道互通立交桩基础专项施工方案。
主线为:
N主线、S主线、M主线；匝道分别为：
A匝道、C匝道、D匝道、G匝道、H匝道、NS匝道、SS匝道、JN匝道及JS匝道桩基。
2工程概况
2.1工程概况
北三环快速化工程，场址位于郑州市中心城区北部，西起南阳路立交西侧、经索凌路、丰庆路、文化路、花园路、经三路、东至中州大道东侧龙湖外环路，路段全长约7.872公里。
中州大道与北环立交桥东西长1.46km，南北长1.9km，桥孔布置基本以25～35m中等跨径的预应力混凝土连续箱梁为主，中州大道互通立交由水电三局的第一工程处和水电五局的第二工程处共同施工，基本按照东北～西南方向进行划分。
第二工程处共承担初步设计施工中的756根桩基施工任务，其中桩基础桩径包含1.2m、1.5m、1.8m，混凝土总量约5.7万mP3P。
2.2水文、地质及气候
2.2.1地形地貌
场地位于郑州市东北郊北三环路，场地地形平坦，地面高程87～90米（85国家高程基准）。
场区中州大道是呈东西向穿过。
道路两旁房屋林立，建筑较密集，零星分布水塘，沿线均为城市繁华地带，地下、地上管线多而杂，道路交通拥挤。
郑州市区域上位于华北平原西南部的边缘地带，西南部与嵩山余脉相连接，北部、东北部及东部与黄河泛滥堆积平原相连接。
拟建北三环—中州大道立交场地位于郑州市东北部，地貌单元为黄河冲积平原郑州东部泛滥平原区。
场地分布于北三环及中州大道两侧，大部分位于批发市场、民房及街面铺内，建筑房屋仍未拆迁。
场区地形相对高差不大，最大高差2.42m，地势平缓。
2.2.2工程地质及水文特征
根据地质钻探结果及静探、标贯和土工试验成果，将勘探深度90.0m深度内地层按地质时代、物理力学性质差异划分为10个基本工程地质单元，从上到下分别描述如下：
⑴人工填土（Q4PalP）
第
（1）层人工填土（QR4RPmlP）：
层底埋深0.6-7.2m，层底高程81.66-88.80m，层厚0.6-7.2m。
主要为柏油路面、灰土垫层和人工堆填粉土，含有少量碎石及砖块等。
⑵第四纪新近堆积层（Q4-3a1）
第
（2）层粉土夹粉质黏土（QR4-3RPalP）：
层底埋深2.0-15.5m，层底高程71.35-87.10m，层厚0.8-13.40m。
黄褐色～褐灰色、浅灰色，稍密～中密，稍湿～湿。
干强度及韧性低，见锈色斑点，含少量螺壳碎片。
局部夹粉沙及粉质黏土薄层。
第⑵-1层细砂（QR4-3RPalP）：
层底埋深2.0-14.5m，层底标高73.71-85.42m，层厚0.7-10.2m。
黄褐色～浅灰色（局部灰褐色），松散～稍密，潮湿～稍湿，主要成分为石英、长石等含粉砂夹层，局部夹粉土薄层，见螺壳碎片。
⑶第四纪全新世冲积层（Q4-1a1）
第（3）层细砂（QR4-2RPalP）：
层底埋深7.5-20.5m，层底高程67.98-80.20m，层厚1.2-13.8m。
黄褐色～深灰色，中密，饱和，级配较好，含粉砂、中砂夹层，主要矿物成分石英、长石等，局部夹粉质粘土、粉土薄层。
第（4）层亚粘土（QR4-1RPalP）：
层底埋深18.8-32.8m，层底高程54.45-72.93m，层厚3.0-19.3m。
黄褐色、灰褐色～浅黄色，中密-密实，饱和。
含粉砂、中砂夹层，主要矿物成分石英、长石等，局部夹粉质黏土及粉土薄层。
该层底部见卵砾石，以砾石为主，含卵石，主要以细砂填充，卵砾石含量在75%左右，厚度约0.4～1.0m，一般粒径2.0-10.0cm，磨圆度较好。
第（4）-1层粉质黏土（QR4-1RPalP）：
层底埋深14.1～27.5m，层底高程60.62～73.39m，层厚0.6～2.3m。
褐黄色～灰褐色,软-可塑，干强度中，韧性中，无摇震反应，含铁锰氧化物及少量粒径0.5-2.0cm的钙质结核。
⑷第四纪晚更新世冲积层（Q3al）
第（5）层粉土夹粉质黏土（QR3RPalP）：
层底埋深26.3-339.5m，层底标高18.18-61.05m，层厚1.5-17.9m。
黄褐色～灰褐色，密实，湿，见锈色斑点，含大量径钙质结核，粒径10-50mm，最大>100mm，局部富集成层，钻进困难。
偶见贝壳碎片，局部夹粉质黏土薄层，褐黄色，可塑。
第（6）层细砂（QR3RPalP）：
层底埋深33.5～42.6m，层底高程46.00～54.10m，层厚1.0～10.5m.
黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为石英、长石，见铁质浸染条纹，偶见贝壳碎片。
第（6）-1层粉土（QR3RPalP）：
层底埋深32.9～41.5m，层底高程46.62～54.55m，层厚1.0～4.0m.
黄褐色，密实，湿，见铁质浸染条纹，局部含较多钙质结核，粒径10-300mm，局部富集。
第（7）层粉质黏土（QR3RPalP）：
层底埋深46.0～58.0m，层底高程29.49～42.25m，层厚5.5～20.7m。
黄褐色，局部呈灰褐色、棕红色，硬塑，含大量径钙质结核，粒径10-50mm，局部富集成层，钻进困难，岩心呈块状或短柱状。
局部夹粉土薄层。
第（7）-1层细砂（QR3RPalP）：
层底埋深42.2～57.4m，层底高程30.05～46.77m，层厚3.0～3.3m。
黄褐色，密实，饱和，偶见贝壳碎片，主要矿物成分为石英、长石等。
第（8）层粉质黏土（QR3RPalP）：
层底埋深60.7～66.7m，层底高程20.79～27.58m，层厚9.4～15.9m。
黄褐色，局部呈灰褐色，可塑～硬塑，含较多铁锰氧化物及大块姜石，粉粒含量较高，局部夹粉土薄层。
第（9）层粉质黏土（QR3RPalP）：
层底埋深70.5～76.0m，层底高程12.10～18.10m，层厚6.5～11.0m。
黄褐色，硬塑，粉粒含量较高，含较多姜石，一般粒径约30-50mm，最大粒径100mm，含量约20%，局部富集成层，钻进困难。
第（10）层粉土（QR3RPalP）：
层底埋深85.3～89.5m，层底高程-0.90～2.80m，层厚9.3～19.0m。
黄褐色，密实，湿，见铁质浸染，含大量小姜石，黏粒含量较高。
第（11）层细砂（QR3RPalP）：
此地层在勘察深度范围内未揭穿，最大揭露厚度为4.7m。
黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为石英、长石。
2.2.3气候特征
项目所在郑州市区域上属于暖温带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。
年平均气温为14.2℃，一月份气温最低，月平均气温-0.2℃~～0.4℃;七月份气温最高，月平均气温270C左右，极端最高气温40.5℃,极端最低气温-17℃。
年平均降水量为640.9毫米，雨水多集中在6～9月份，占全年降雨量的50％以上，年均蒸发量2058.6毫米，平均初霜日在11月上旬，终霜日在次年3月下旬，全年无霜期217天。
地面最大冻土深度20厘米。
夏季多东南风，冬季多西北风，平均风速在3.0米／秒左右。
2.2.4地震烈度
根据郑州市基岩地质图【1:
100000（河南省地矿局，1988年）】、郑州市地震小区划研究报告（河南省地震局，1989年）、郑州市郑东新区地震小区划报告（中国地震局地质研究所，2003年）和豫北地区新构造活动特征及中长期地震预报研究（刘尧兴等，2001年），近场区范围内的主要断层有老鸦陈断裂、上街断裂、须水断裂、花园口断裂、中牟北断裂、中牟断裂、古荥断裂和郭小寨断裂等。
据本场地最近的断层为老鸦陈断层。
老鸦陈断层北起黄河老桥，从邙山东侧通过，向南延伸经省体育馆东缘穿过市区，与上街断层、须水断层相交。
野外调查表明该断层没有往东南十八里河方向延伸的迹象。
走向330度，倾向北东，视倾角60º~70º，西南盘上升，东北盘下降，该断层不属于活动断层，为前第四纪断裂，且距本场地较远，对本桥没有直接影响。
2.3交通运输条件
本工程地处郑州市城区，交通发达，多条道路直通项目所在地。
与外界连接有京珠高速、连霍高速、郑少高速，另有多条国道、省道与其相连，本项目的厂发材料及地方材料的运输，可通过公路网线直接运至项目施工现场。
2.4泥浆系统
根据桩基的设计、施工进度及环保、水保要求等综合考虑，在不影响钻孔施工的前提下，每个施工区域布置6个泥浆箱，按照统一部署，采用3.0m×9.0m×1.5m的矩形泥浆箱，钢板厚度6mm，采用75角钢包边，10#槽钢进行背肋加固，φ25钢筋做吊耳，φ48×3.5mm钢管做临时支撑，泥浆采用4寸泥浆泵送至孔内，灌注混凝土时抽回泥浆池。
池内、外两端各放置一个Φ25钢筋焊接的爬梯，泥浆箱两头需做3×0.7×1m操作平台，采用20mm钢板做底座，10#槽钢做支撑，Φ25钢筋做拉杆，φ48×3.5mm钢管做防护栏。
由于反循环钻施工需要泥浆较多，且施工区域内桩基为1.8m桩径36m桩身桩基，初步估计孔深40m，所以需要泥浆71m³，配置泥浆为实际泥浆量的150%所以反选换钻施工需配置3个3.0×9.0×1.5m泥浆箱，反循环施工需要泥浆循环流动且本管段属于一类土流动泥浆会使原土塌方所以必须使用泥浆箱且埋在地下，所以需用液压反铲开挖一个长22m宽10m深1.5m基坑将泥浆箱埋下。
图2.4-1泥浆池示意图
2.5污水与废弃物处理系统
受城市交管部门的限制，施工产生的渣土只能夜间运输，白班施工产生的渣土需堆存再施工区域内临时堆存场内，以保持路面整洁，施工正常进行，所以在各施工区域建设三个长15m宽8m弃渣池，用于废料及渣土的临时堆存场。
临时堆存场周边采用红砖砌筑0.70m×0.25m砌墙，大约用砖11.6m³。
待夜间运输至弃渣场，弃渣场位于北邙乡黄河边，距离本管段大约46km，经考察选用以下运输路线：
从北环路出发经中州大道进入连霍高速公路，顺连霍高速公路往西走到G30处驶出，进入S232省道往北走到达弃渣场，行驶时间大约为一小时四十分钟。
渣土车采用10t渣土运输专用自卸汽车，渣土使用1m³斗容液压反铲装进运输车，运输车出场前，使用洗车机清洗车底部及四周，使其满足环保要求，不对道路造成污染。
每个施工场地内另备一个采用3.0m×9.0m×1.5m的矩形污水箱，做法同泥浆箱，场内围挡两端设置的1m×2m×1m的收集池，及时将废水用潜水污水泵抽至废水池内，运至弃渣场集中处理。
3主要工程量
根据初设图纸，施工二处主要施工项目为：
N主线（1#墩-35#墩，共10联34孔）桩基148根，S主线（1#墩-32#墩，共9联31孔）桩基128根，M主线右幅:
（22#墩-44#墩，共7联22孔）桩基110根，M主线左幅（4#墩-13#墩，共2联9孔）桩基106根，A匝道（22#墩-44#墩，共7联22孔）桩基26根，C匝道（1#墩-4#墩,共1联3孔）桩基16根，D匝道（1#墩-23#墩,共6联22孔）桩基56根，G匝道（0#墩-16#墩,共5联16孔）桩基32根，H匝道（1#墩-23#墩,共6联22孔）桩基48根，NS匝道（0#墩-6#墩,共2联6孔）桩基16根，SS匝道（0#墩-6#墩,共2联6孔）桩基16根，JN匝道（23#墩-27#墩,共1联4孔）桩基16根，JS匝道（1#墩-12#墩,共3联11孔）桩基38根的桩基施工。
桥墩桩基采用钻孔灌注桩，直径主要为1.2、1.5、1.8米。
采用C30水下钢筋混凝土。
各桥桩基础汇总如下表：
表3-1主要工程量
材料名称
N主线
S主线
M主线
A匝道
C匝道
D匝道
G匝道
H匝道
NS匝道
SS匝道
JN匝道
JS匝道
合计
桩基个数（个）
148
128
216
26
16
56
32
48
16
16
16
38
756
混凝土方量（m³）
12878.68
9054.86
15270.12
182.49
832.4
3784.94
2558.83
2470.05
966.98
966.98
1159.25
2816.83
57431
4施工顺序及进度安排
4.1施工顺序
以关键项目、重要部位为主线，合理优化施工技术方案，配置施工资源，做好施工平衡；合理组织，力求做到混凝土施工的均衡性，以降低高峰期的施工强度。
根据立交桥布置结构、桥梁施工难易程度和避免各个施工交叉作业施工，桥梁施工分三个施工点：
第一作业队（北环段）：
从西往东施工。
第二作业队（中州大道段）从北向南施工。
第三作业队（中间段）：
从外围向内侧施工。
4.2作业队伍施工划分
施工一队：
主要负责北三环段，有部分N主线、S主线、NS匝道、SS匝道、JS匝道、C匝道、D匝道，合计桩基274根。
施工二队：
主要负责中州大道段，有部分M主线、A匝道、D匝道，合计桩基212根。
施工三队：
主要负责中间段，有部分M主线、N主线、S主线、G匝道、H匝道、JN匝道、D匝道，合计桩基270根。
4.3施工进度安排
桩基施工进度安排具体见下表。
表4.3-1桩基施工进度横道图
日期
横道
部位
工期
开始时间
结束时间
2012年
2013年
11月
12月
1月
2月
3月
M主线桥桩基施工
52天
2012年12月30日
2013年2月19日
N主线桥桩基施工
70天
2012年11月20日
2013年1月28日
S主线桥桩基施工
62天
2012年10月30日
2012年12月30日
A匝道桥桩基施工
40天
2013年1月1日
2013年2月9日
C匝道桥桩基施工
24天
2012年12月1日
2012年12月24日
D匝道桥桩基施工
54天
2012年12月29日
2013年2月20日
H匝道桥桩基施工
59天
2012年10月31日
2012年12月28日
G匝道桥桩基施工
60天
2012年12月29日
2013年2月26日
NS匝道桥桩基施工
40天
2013年1月29日
2013年3月9日
SS匝道桥桩基施工
40天
2012年12月31日
2013年2月8日
JS匝道桥桩基施工
60天
2012年12月25日
2013年2月22日
JN匝道桥桩基施工
30天
2013年2月10日
2013年3月11日
4.4各施工钻机布置
表4.4-1旋挖钻布置表
作业队伍编号
设备配置
钻孔桩根数
总长（m）
混凝土方量（mP3P）
I
3台旋挖钻机、2副导管、2副井口设备、2台吊车。
274
11400
19318
Ⅱ
3台旋挖钻机、2副导管、2副井口设备、2台吊车。
212
8894
14739
Ⅲ
3台旋挖钻机、2副导管、2副井口设备、2台吊车。
270
13088
23374
4.5施工队伍人力资源配置
根据本段桩基的地层情况、工程量及总体工期安排，施工人员配置按照9台旋挖钻机机组、6个混凝土浇筑队、3个钢筋加工队、3个辅助作业队和3个后勤组。
辅助作业队主要包括电工、供水等人员，后勤组主要包括现场值班技术人员、质安人员、内业技术人员、物资材料人员、修配、食堂、车队人员等。
本段桩基施工总计需要各类施工人员520人。
表4.5-1施工人员计划表
序号
工种或岗位
数量
说明
1
钻工
60
钻孔
2
电焊工
70
钢筋龙焊接及钢筋厂焊工
3
钢筋工
80
钢筋加工作业
4
混凝土工
60
混凝土生产及浇注
5
修理工
30
机修加工
6
水电工
10
供水、供电
7
司机
60
渣土、混凝土运输、起重设备等
8
技术人员
30
现场值班、统计、质检、安全管理
9
管理人员
50
项目经理等后勤人员及管理人员
10
普工
70
后压浆、安全文明施工
合计
520
4.6主要施工机械设备
主要施工机械设备表4.6-1。
表4.6-1主要施工机械设备表
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
旋挖钻机
YTR220等
台套
10
1台备用
汽车起重机
25t
辆
6
泥浆池
钢制，3×6×1.5m
个
27
装载机
ZL50
台
3
反铲挖掘机
PC200
台
3
自卸车
20t
辆
30
钢筋滚笼机
LH1250-14m
台套
3
交流电焊机
BX1-500
台
36
直流电焊机
AX5-500
台
2
直流电焊机
AX3-30-10
台
1
钢筋对焊机
UN1-150\100
台
3
钢筋切断机
GQ50-1
台
6
钢筋弯曲机
GW40
台
6
钢筋调直机
GTJ4-4
台
6
套丝机
台
3
灌浆管车丝
水泵
IS50-32-125
台
20
箱式变压器
SR11R-500KVA-10/0.4KV
台
3
移动式发电机
50kw
台
3
混凝土罐车
14m3、16m3
台
30
注浆泵
TTB180/10（55）
台
12
搅拌机
TTJ-500
台
10
制浆机
TTP-400
台
20
水泵
IS50-32-125
台
20
洒水车
SGZ141GSS-G
台
2
罐容8m3
高压清洗机
CMD-55
台
10
炮车
自制
辆
3
钢筋笼运输
5组织机构及职责
为了实现项目经理部管理目标，项目经理部已设立管理机构，成立专门职能部门，配备合格人员，将管理目标分解到各职能部门和有关的人员，并通过多种渠道，广泛宣传，把项目经理部管理目标落实到各项管理活动中去，确保全体员工理解管理目标的内涵。
5.1组织机构及人员配置
图5.1-1组织机构图
5.2检验试验机构
根据相关规定，试验检测30%由郑州市质监站指定的检测机构检测，70%的检测为外委，不允许施工单位自己建立试验室，抽样送检由施工单位完成。
根据此要求，五局在郑州项目设置试验室，负责拌合站混凝土质量的控制、二处现场的取样、送检，二处设立现场标养室。
5.3主要领导及管理人员职责
⑴处长
a贯彻执行国家法律、法规、方针、政策和项目的各项管理制度，接受项目和分局的管理，维护项目的合法权益；
b在工程处管理授权范围内以合同为依据，与业主和监理工程师沟通协调。
解决工程处施工过程中出现的各种问题，全面履行工程合同；
c根据项目及分局的有关规定，结合工程处实际情况，制定工程处管理规章制度，加强工程处内部管理；
d履行“工程处管理目标责任书”规定的任务。
保证工程的进度、质量和安全，实现工程处的经济效益最大化；
e负责工程处资源的动态配置，认真做好人力资源、设备资源的优化配置；
f负责督促施工方案的优化、积极引进新工艺、新材料、新技术，推动工程处技术水平和经济效益的提高；
g按照公司管理体系文件中工程处职责和权限,在工程处上有效运行质量、环境、职业健康安全管理体系；
h认真履行安全生产职责，做好对工程处的施工现场工作环境、文明施工，发现和妥善处理相关突发事件、事故，并配合项目和分局对质量安全环境各类事故的调查处理；
i认真做好工程竣工资料的过程收集整理，参与工程完工验收；
j协助项目进行工程处审计、检查、鉴定和评优申报；
⑵生产副处长
a协助处长做好工程处在建工程管理工作；负责工程项目合同履约、项目施工进度的总体控制与指导；
b加强本处在建工程管理人才队伍建设，负责在建工程管理人员业务培训工作；
c负责工程处前期策划方案的审定组织工作并负责监督实施；
d负责国家和上级的质量、职业健康安全、环境法律、法规、政策、管理制度等在本处具体落实；
e负责本处工程履约管理并及时向相关领导汇报项目履约情况；
f参与建立与业主、监理沟通渠道，及时处理工程处存在和业主、监理反应的问题；
g促进公司管理体系在工程处持续有效运行；
h参与工程处施工组织设计（方案）优化方案及施工科研项目的申报、初审等相关工作；
i参与新技术、新工艺、新材料引进推广应用工作；
j督促建立健全工程处施工质量、职业健康安全、环境管理组织机构；
k完成领导交办的其他工作。
⑶处总工
a负责主持工程处施工技术管理、科技创新管理工作；对本工程处工程质量负技术责任；
b负责本工程处的施工组织设计、质量计划、职业健康安全、环境管理计划、作业文件等的审批；
c负责工程处在建工程施工组织设计（方案）优化方案的
申报工作；
d负责主持工程处施工科研管理，并参与工作；
e负责组织工程处施工工法编写评审和上报工作；
f负责技术中心技术创新成果上报工作；
g负责新技术、新工艺、新材料引进推广应用工作；
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