振动沉管灌注桩工程施工设计方案.docx
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振动沉管灌注桩工程施工设计方案
市金马北路工程
学院路-南湖滨路段）
振动沉管灌注桩
CFG桩）施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位:
中宏路桥建设
编制日期：
二0一五年八月
1、编制说明与依据1
2、工程概况1
3、工程建设条件1
3.1、地形地貌1
3.2、气候条件2
3.3、地质构造2
4、软基处理CFG桩设计要点2
4.1、CFG桩软基处理地段及围2
4.2、CFG桩设计施工程序2
4.3、CFG桩材料要求3
4.4、施工机械要求3
4.5、CFG桩施工规3
4.6、CFG桩工程质量检验要求3
5、主要工程量4
6、CFG桩施工方案4
6.1、CFG桩工作段的划分4
6.2、施工准备4
6.3、施工程序5
6.4、施工要点7
6.5、施工检测要点7
6.6、施工注意事项8
6.7、主要施工机械9
6.8、主要管理人员9
7、质保体系和质保措施10
7.1、建立健全质保体系10
7.2、关键环节的几点质保措施11
8、安全生产措施12
9、环境保护措施13
10、文明施工措施
14
1.编制说明与依据
（1）《市金马北路（学院路—南湖滨路段）工程岩土勘察报告》（省闽东工程勘察院）；
（2）《市金马北路（学院路—南湖滨路段）工程施工图设计文件（第一册）》（市规划设计研究院2014年6月）；
（3）《公路路基设计规》JTGD30-2004；
（4）《建筑地基基础设计规》GB50007-2002；
（5）《建筑地基处理技术规》JGJ79-2002；
（6）《公路软土地基路堤设计与施工技术规》JTJ017-96；
（7）《公路路基施工技术规>JTG_F10-2006；
（8）《公路工程质量检验评定标准》JTG_F80-1-2004；
（9）省和市有关市政建设管理、安全生产、文明施工、工程质量监督、工程施工监理等规章制度；
（10）本公司的施工能力、技术实力、管理水平及多年的施工经验；
2.工程概况
东侨开发区金马北路北段工程位于东兰组团连接金塔组团的主要干道。
北起学院路与市金马北路段（天山路-学院路）道路工程的终点K1+620对接与万广路和海滨路交叉，跨越东湖塘南至南湖滨路，道路全长2.284公里，路幅标准宽度50m,其中跨越东湖塘大桥桥梁长1080m。
本工程路基总长1204m,分为北岸段和那南段两个部分，其中北岸段路基桩号从K0+000至K0+960长960m,南岸路基桩号K2+040至K2+284长244m,中间全长1080m东湖塘连接南北两岸路基段。
3.工程建设条件
3.1、地形地貌
拟建区域属海积滩涂地貌，后经围垦及海堤改造，地势变化较大，地表多为新近堆填的填方区，覆盖大量垃圾土。
海堤段右侧大部位于东塘湖，左右侧高差约10m，变化较大。
3.2、气候条件市位于位于省中北部沿海，气候属中亚热带，降水充沛，干、湿季分明，夏有酷暑，冬少严寒，自然景观四季常绿，夏季海洋性气候特点明显，冬季大陆性气候特点突出。
年平均气温19.0℃，最冷月１月份平均气温9.7℃，最热月７月份平均28.4℃。
极端最低气温一般都在0℃左右，极值为-4.3℃，极端最高气温一般36～37℃，极值为43.2℃。
年稳定≥10℃积温6202.9℃，年日照时数1697.9小时。
多年平均降水量为1799mm，4～9月为多雨季节，年最大降水量为2552.6mm，年最少降水量为905mm。
台风影响本区最早为4月，最迟为11月，影响期达8个月。
3.3、地质构造根据施工图设计文件岩土工程勘察报告钻孔资料揭示，自上而下，本桥位场地岩土层主要有人工素填土层，后1.5m~6.8m。
海积成因的淤泥层厚度
3.5m~19.1m,含泥粉砂层厚约5.2m,含泥粉砂层厚约5.9m~8.5m。
冲洪积成因卵石层厚度10.8~17.5m,燕山晚期花岗岩及风化层厚2.1~17.8m。
区未见对线路安全有明显的活动性折裂、区域构造相对稳定。
4.软基处理CFG桩设计要点
4.1、CFG桩软基处理地段及围
根据设计图文件，在东湖塘大桥两岸桥台软基地段进行CFG桩处理。
即北岸桥头K0+920~K0+966.257（约46.257米长）;南岸桥头K2+046.257~K2+080（约33.743米长）软土地基上进行CFG桩处理。
CFG桩采用正方形布置，间距为1.8米，处理完毕应保证地基坡脚外侧至少有2排CFG桩、为减少桥台前土压力对桥台桩基的推挤，在桥台前施打3~4排CFG桩。
4.2、CFG桩设计施工程序
4.2.1、先清除表层0.5米厚表土，然后铺设1米厚海砂垫层为施工平台。
施工CFG桩采用沉管法施工，CFG桩下端打穿淤泥进入卵石层1m，上端与砂垫层顶面持平。
4.2.2、施工前应进行成桩试验，试桩数量为5~7根。
4.2.3、CFG桩施打完毕后，在CFG桩桩顶设置级配碎石砂垫层，厚度50cm。
级配：
中碎石粒径1.5~4.0cm，含量为70%碎石，30%砂，在级配碎石砂垫层中间和项部分别铺设一层双向8T钢塑土工格栅。
4.2.4、路堤填土应由中间向两侧填筑，并进行沉降与稳定观测。
4.3、CFG桩材料要求
1）集料：
应根据施工方法，通过实验室试验确定合理集料级配和最大粒径，泵送混合料时砾石最大粒径不宜小于250mm；碎石最大粒径不宜小于20mm；振动沉管灌注混合料最大粒径不宜大于50mm。
可参入砂、砂、石屑等细集料改善级配。
2）水泥：
宜采用42.5普通硅酸盐水泥。
3）粉煤灰：
宜选用袋装Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。
4）粉煤灰碎石砼预制桩尖的强度为C35混凝土桩顶设置扩头桩帽，其强度与桩身相同，均为C15砼。
4.4、施工机械要求
CFG桩采用振动沉管灌注沉桩法施工，施工设备采用振动沉管打桩机。
4.5、CFG桩施工应符合下列规定：
4.5.1、混合料应严格按照成桩试验确定的配合比拌制，搅拌均匀，拌制时间不得小于1min。
4.5.2、沉管台设计高程后应尽快投料，第二次投料量应使管混合料与投料
齐平。
拔管过程中发现料量不足应及时补充投料，桩顶超灌高度不宜小于0.5m。
4.5.3、沉管应在设计高程留振10s左右，然后边振动，边拔管，拔管过程不得反插。
4.5.4、成桩过程中，每个台班做不小于一组（3个）试块（边长150mm的立方体）检验其标准养护28d抗压强度。
4.5.5、施打新桩与已打桩间隔时间不应少于7d。
4.6、CFG桩工程质量检验要求
4.6.1、在成桩28d后，对桩身质量采用低压变法和取芯法检测。
采用两种方法的抽检总频率应不小于总桩数的10%，其中采用取芯法检测的比例不应小于总桩数的0.5%。
4.6.2、在成桩28d后进行荷载试验，检验CFG桩的单桩承载力及复合地
基承载力。
抽检频率为总桩数的0.2%~0.5%。
且不少于3根桩。
4.6.3、CFG桩质量标准
项次
项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩距
+100mm或-100mm
抽查2%
2
桩径
不小于设计值
抽查2%
3
桩长
不小于设计值
查施工记录并结合钻孔取芯检查
4
垂直度
1%
查施工记录
5.主要工程量
每根桩长约21.0m，两段桥头总计：
桩身桩尖总长52857米。
CFG扩大桩头砼684.6m3，钢筋钢筑110.5T。
6.CFG桩施工方案
6.1、CFG施工工作段的划分
本项目CFG桩有两段，第一段北岸桥头K0+920~K0+966.257，第二段南岸桥头K2+046.257~K2+080。
根据业主提供的路基红线征地可移交的施工用地情况，本项目部确定第一段CFG桩先安排进行施工，第二段的路基红线施工用地业主还未提交，拟计划在2015年12月开始动工。
6.2、施工准备
（1）开工前，先进行施工测量，准确确定线路中桩、边桩的位置和高程。
（2）做好临时排水，永久和临时排水相结合，保证排水通畅、确保施工安全性和有效性。
（3）施工要提高机械化作业程度，要配足开挖、装运、平土和碾压机械。
（4）砂的试验满足施工需要，其渗透系数要不低于10-3cm/s，细度模数不
小于2.3，含泥量不得超过5%的粗砂。
（5）垫层分层摊铺压实，压实后的砂垫层密实度至少达到中密状态或设计要求。
（6）砂垫层面尺寸如宽度及纵横向坡度符合设计要求，砂垫层铺至最外一排CFG桩1.0m，基面平整，不积水，路拱明显，坡面平顺。
（7）本项目部为确保工程能在最短时间完成，对各机机械设备进行了全面检修，以保证设备性能良好。
（8）依据施工图纸的现场平面坐标轴线，结合导线复测成果进行桩位的布放。
桩位施放结束并自检合格后，报监理检验并签字认可。
（9）施工前进行试桩5～7根，以确定机械设备、施工工艺，技术参数等。
6.3、施工程序
CFG桩振动沉管施工工艺流程图
1．桩位施放根据桩位平面布置图及测量基准点，由专职测量人员进行桩位施放工作。
桩位施放结束并自检合格后，报监理检验并签字认可。
施放的桩位定位采用白灰点。
施工中对地表和己打桩的桩顶位移测量，桩顶位移超过10mm，要对桩体进
行开挖检验。
为保证桩体质量，混合料要均匀，且投料充分，混合料塌落度为100mm。
2.施工顺序
CFG桩施工时，采用隔行隔桩跳打，相邻桩之间施工间隔时间大于7天，
避免对已成桩造成伤害。
3．桩机就位
调整钻杆（沉管）与地面垂直，竖直度偏差不大于1%。
启动马达，沉管到预定标高，停机。
沉管过程中须作好记录。
激振电流每沉1m记录一次，对土层
变化处特别说明。
4.停机后立即向管投料，直到混合料与进料口齐平。
混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min。
加水量按塌落度10cm控制，成桩后浮浆厚度不超过20cm。
5.启动马达，留振5～10s，开始拔管，拔管速率为1.2～1.5m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥土质，拔管速率放慢。
拔管过程中不允许反插。
如上料量不够，须在拔管过程中进行空中补充投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求。
成桩后桩顶标高考虑计入保护桩长。
6.混合料搅拌：
砼采用商品砼按设计配合比配制混合料，严格控制粗骨料粒径，一般选为小10mm-30mm或更小，必要时掺加泵送剂及其它外加剂，混合料坍落度宜为200mm-220m。
7.灌料、提升：
当钻机钻至桩持力层时，开动混泥土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至施工设计桩顶标高，提升速度宜控制在2m/min-3m/min，严禁先拔管后灌料，掌握好灌料与提钻的时间差，尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。
在流塑性土中要控制提钻速度，保证成桩质量。
8.采用后插筋工艺施工，即混凝土灌注到桩顶标高后，再安装钢筋笼。
应始终保持钢筋笼对准孔中心。
采用专用插筋器引导钢筋笼的安装，当管混凝土不够时可在导管插入混凝土50cm，再进行压灌砼至桩顶设计标高以上50cm。
9.沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶。
然后移机进行下一根桩的施工。
10．施工时，桩顶标高高出设计标高，高出长度根据桩距、布桩形式、现场地质条件和施打顺序等综合确定，不小于0.5m，施工完成7天后，开挖至设计高程，截去保护桩长，施工完成28天，方可填筑路基。
11.基槽开挖和桩头处理施工结束后，及时进行桩体质量完整性和桩基承载力的检验，验收合格后、进行桩帽施工，在桩头位置立模、绑扎钢筋、浇筑砼。
12．成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械每台班做一组（3块）试
块（边长150mm立方体），标准养护，测定其立方体28天抗压强度。
施工中抽样检查混合料塌落度，每台机械每台班不少于4次。
13.褥垫层采用50cm碎石铺设，桩头处理后，桩间砂层和桩头处在同一平面，褥垫层虚铺厚度按下式控制：
H′=H/λ
式中H′——褥垫层虚铺厚度；
设计褥垫层厚度；夯填度，一般取0.87～0.9
本项工程H′=H/λ=5056.8CM
0.88
6.4、钢筋制作与商品砼运输要点
1.CFG桩采用预制桩尖施打，预制桩尖可到专用产家订购。
2.CFG桩钢筋笼长3m，在本项目桥梁钢筋施工场进行加工、钢筋笼制作必须牢固，加劲箍筋与主筋应焊接，笼体垂直度误差不得大于20mm，外径正误差
不得大于10mm、并符合现行行业标准的《建筑桩基技术规》JGT94中6.2.5条规定要求下。
3.桩帽扩大头螺旋箍筋也在桥梁钢筋加工场一同加工。
4.混凝土采用商品砼，用混凝土运输车运到现场施工便道，为防止重车压断已完工后CFG桩，需要用小型运输工具将砼转运到正施工的桩位灌注桩身砼。
5.施工桩长与设计桩长不符时，应及时告知设计进行处理再确定控制工艺。
6.5、施工检测要点
1．施工过程质量检验主要检查施工记录、混合料塌落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高、及桩体试块抗压强度。
2．桩位允许偏差：
0～50mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计值。
3．施工结束，成桩28天后进行桩身完整性及复合地基检测。
4．复合地基承载力试验在施工结束28天后进行。
实验数量为总桩数的
0.2%，全段路基工程的实验数量不少于3根。
5．检验标准如下表
项目
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
1
原材料
设计要求
查产品合格证或抽样送检
2
桩距
mm
±100
抽查桩数2%
3
桩径
不小于设计值
抽查桩数2%
4
桩长
不小于设计值
查施工记录
5
竖直度
%1
抽查桩数1%
6
桩体强度
不小于设计值
取芯法，总桩数5%
7
单桩和复合桩地基承载力
不小于设计值
成桩数的0.2%，不少于3根
6.6、施工注意事项
1.桩体采用C15，设计强度R28=15MPa，其各材料配合比根据试验室28天强度试验确定计算。
2.停机后立即向管投料，直到混合料与进料口齐平。
混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min。
加水量按塌落度10cm控制，成桩后浮浆厚度不超过20cm。
3.在松软土中成桩，桩机的振动力较小，采用隔桩跳打工艺，若已打桩结硬强度较低，在中间补打新桩时，已打桩易被振裂，且裂缝一般与水平成0～30°
角。
4.桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时，为控制平均速度，采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。
拔管太慢或留振时间太长，使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均匀。
5.CFG桩施工完成7天后，方可进行开槽。
基槽开挖时，采取人工开挖，专人指挥，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
必须遵循以下原则：
（1）不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损害；
（2）对中、高灵敏土，避免扰动桩间土。
基槽开挖和凿除桩头时，如有桩体断裂至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施。
用C15混凝土接桩至设计桩顶标高，同时注意在接桩头过程中保护好桩间土。
6.施工过程中，无论是振动沉管还是振动拔管，都将对周围土体产生扰动或挤密。
施工时振动可使土体密度增加，场地发生下沉；不可挤密的土则要发生地表隆起（隆起可能发生在施工作业面以外地段），桩距越小隆起量越大，以至于导致已打的桩产生缩颈或断桩。
6.7、主要施工机械
机械情况一览表
机械名称
型号
数量（台）
备注
商品砼拌和站
外购
振动沉管打桩机
75KW
1
混凝土搅拌车车
6m3
1
发电机组
200KW
1
6.8、主要管理人员
此工程由路基段负责施工，主要人员组成：
路基工程师1名，现场技术负责人1名，现场施工负责人1名，试验负责人1名，质检工程师1名，测量工程师1名，机长1名，测量员1名，试验员2名，施工员2名，民工10名。
人员情况一览表
名称
职务
数量（人）
备注
吕建勋
项目经理
1
宋永飞
项目总工
1
洪波
现场技术负责人
1
联健
路基工程师
1
施祖锦
施工现场负责人
1
明芳
质检工程师
1
希梅
试验负责人
1
美锋
测量工程师
1
-
机长
1
试验员
技术员
2
测量员
技术员
1
施工员
技术员
2
民工
10
7.质保体系和质保措施
7.1、建立健全质保体系
为实现项目部制定的质量目标，本着“质量就是生命”的指导思想，坚持质量就是信誉，质量就是效益的观念，特制定如下质量措施。
7.1.1、组织保证
建立以项目经理吕建勋为核心的质量管理网络，成立全面质量管理（TQC）领导小组。
加强质量管理，不断改善施工工艺和管理方法，严格自检制度，把质量控制放到施工过程中去，对施工全过程进行质量、控制和监督。
质量管理（TQC）领导小组人员如下：
组长：
吕建勋
副组长：
宋永飞涂晓亮
组员：
施祖锦洪波联健明芳美锋
7.1.2、制度保证
1部质控体系成立以该项目总工宋永飞为核心的项目部质控体系，独立行使质量监督权利并有质量否决权，结合本项目技术规对施工全过程进行质量、控制和监督并制定创优规划。
项目部质控体系人员如下：
组长：
宋永飞
副组长：
涂晓亮施祖锦
组员：
洪波联健明芳美锋
2建立质量终身责任制，按ISO9001标准进行现场管理。
建立质量终身责任制，从材料进场到工序质量控制，严格按公司的质量控制程序进行，项目实施期间有项目经理部按质量手册、程序文件和作业指导书进行部质量体系的管理、审核。
3建立健全包括图纸会审制度，技术交底制度，测量检验复核制度等各项技术制度，做到施工前有可行的技术方案，施工中有明确的质量目标和控制措施，施工结束后有及时、准确的检测报告。
4实行工序负责制及工程任务制度
由施工管理人员洪波联健、联健将施工员、试验员技术员每天的工作、地点、桩号、工作量等开出工程任务单，然后由质检员检查合格后方可有效。
由统计工程师归纳上报有关部门，以便查找原因，责任到人。
5建立质量奖惩制度建立与行政管理相配套的经济管理制度，根据质量责任制的量化指标，按工序进行考核兑现，体现出优质优价，保证施工质量达到优良的目标，树立样板工程。
6建立施工过程中的质量检查和验收制度工程质量检查以工程最初工序开始，逐道工序进行质量检查，发现问题及时纠正处理，未经处理，不得进入下道工序。
施工过程中，严格按照自检体系、质量保证体系进行。
质检是对整个工程的每道工序进行过程质量检测控制，只有自始至终地把好每道工序的质量关，加强对过程质量检控，才能尽量消除和避免质量事故的发生，起到提前预防的效果，确保整个工程的工程质量。
7建立质量管理例会制度项目经理部定期召开质量管理例会，主要听取施工组和质检工程师的工作情况汇报，研究解决发现的问题，并听取和贯彻监理工程师对质量管理工作的意见和指示。
7.1.3、施工与技术保证人员、设备、物资供应是工程施工的前提和要素，根据工程实际情况，项目部合理配置了足够的人员、机械设备以及测试设备，为工程的开展提供了充分保障，安排专人做物资供应工作，特别是原材料进场工作，以保证工程进度和工程质量。
7.1.4、标准化计量保证加强规化管理，严格施工程序，为使施工达到高标准状态，为出优质工程打好基础。
每道工序都有标准化要求，标准做法，做到工作有方圆之规、长短之绳，使工程质量再上新台阶。
做好计量达标工作。
试验仪器、测量仪器、施工磅称定期检测检验，从计量方面保证工程质量。
7.2、关键环节的几点质保措施
我项目经理部针对该工程实际情况，除建立并运行上述质保体系外，还需特别采取以下几点质保措施：
7.2.1、严格执行监理程序从开工准备到施工各阶段都要严格遵循监理程序，做到每一工序都得到监理工程师的验收和批准才进行下一道工序，随时听取监理工程师的意见、指导、并及时采取措施认真落实。
7.2.2、加强质量检测和控制按要求频率对施工过程进行控制和检测。
7.2.3、加强运输控制将不可利用的材料运输至指定的地点进行妥善处理，并保护运输途中不对沿线造成污染。
8.安全生产措施
1、建立完善的以项目经理吕建勋为核心的安全生产领导小组，林春海为专职安全员，有组织有领导的开展安全管理活动。
安全生产领导小组成员如下：
组长：
吕建勋
副组长：
宋永飞涂晓亮
组员：
洪波联健王航东王庆杰
2、加强安全生产教育，提高全员安全意识，重点是搞好四个方面的教育即高度责任感和安全第一的教育；本职工作、安全基本知识、技能的教育；遵守规制度和岗位标准作业教育；违章违纪案例的教育，平时经常进行安全教育，利用班前交待安全注意事项。
3、健全安全岗位责任制，做到奖惩严明、施工安全要求纳入工程承包容，逐级签订安全生产承包责任状，明确分工，责任到人，把安全工作落到实处。
4、大力宣传安全的重要性，利用多种形式对职工进行安全生产教育。
5、教育施工人员严格执行《安全操作规程》，并定期进行安全检查，堵塞漏洞，防止安全事故发生。
6、施工前对路基施工围地上、地下各类设施，如：
电线、通讯光缆、管道
等做好调查，及时与有关部门联系，妥善处理，以免发生事故
7、在施工现场及其附近重要交叉口，设置醒目安全标志，必要时设专人指挥，防止各种事故发生。
8、加强与当地政府、公安、交通部门及地方的联系，做好地方群众工作，使其积极配合，确保工程顺利进行；作好防火、防盗、防破坏工作，确保安全生产。
9、严格加强行政管理，杜绝各种非生产性事故的发生，把事故隐患消灭在萌芽状态。
10、进入施工现场人员应戴好安全帽，施工操作人员穿戴好必要的劳动防护用品。
11、凡患有高血压、心脏病及视力不清等症的人员，不得进行机上作业。
12、施工现场应全面规划，并有施工现场平面布置图；其现场道路应平坦、坚实、畅通，交叉点及危险地区，应设明显标志。
13、各种机电设备的操作人员，都必须经过专业培训、考试合格并具有上岗证书，懂得本机械的构造、性能、操作规程，能维护保养和排除一般故障。
14、驾驶人员及操作者，须领取经有关部门批准的驾驶证或操作证后方准开车。
禁止其他人员擅自开车或开机。
9.环境保护措施
1、遵照国家环境保护法，在本工程中，严格组织管理，保护周围环境不受污染。
2、施工现场整洁、有序，垃圾集中
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