射阳河特大桥水中墩施工方案.docx
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射阳河特大桥水中墩施工方案
一、编制依据
1、xx市高指连盐项目办编制《管理文件汇编》
（一）
（二）；
2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000及国家有关法律、法规；
3、连云港至xx高速公路（xx市境）桥梁施工图设计（中间资料）第四册《施工设计图》（xx特大桥）。
二、工程概况
xx特大桥5#～10#墩位于xx中，水深0.6m～9.0m其中5#墩0.6m、6#墩7.5m、7#、8#墩9.0m，9#墩3.5m，10#墩水深1.2m。
xx特大桥采用钻孔桩基础，地层情况由上至下为：
淤泥质亚粘土、亚粘土、粉砂、亚粘土、粉细砂、（亚）粘土、粘土；6#、9#墩设系梁，系梁底标高-0.6m，系梁高度1.2m；7#、8#墩为承台，承台高度3.0m，承台底标高0.5m。
xx特大桥水中墩桩径Φ1.5m、Φ1.8m，其中：
Φ1.5m18根，计942m；桩径Φ1.8m24根，计1668m。
承台钢筋混凝土544.1m3/个，系梁4道，混凝土38.52m3。
xx为V级航道，最大通航水位1.77m，测时水位0.5m；设计通航净宽38.0m、净高5.0m；设计流量1086m3/s，设计流速0.71m/s。
三、工期安排
水中墩（下部结构）计划开工日期：
2004年2月15日
计划竣工日期：
2004年4月15日
施工负责人：
xx
技术负责人：
xx
四、投入机械及劳力表
表4-1施工机械表
机械设备类型
机械
名称
规格
型号
额定功率（KW）
厂牌及出厂
时间
数量（台）
桩
基
挖掘机
现代225-7
1.1m3
常州03.10
1
1
正循环钻机
GPS-20
37kW
上海
7
6
泥浆泵
3PML
22kW
无锡01.10
10
6
汽车吊
QY-25
25t
徐州01.6
1
1
导管
Φ258
单位“m”
350
泥浆船
2艘
混
凝
土
砼搅拌站
HZS50
50m3/h
郑州华中建基
1
1
砼输送车
MR60-3
6m3
吉林
2
3
3
砼输送泵
HBT60
60m3/h
湖南98.6
1
砼配料机
PLD1200
6.6kW
华中建基
1
1
插入式振动器
20
平板振动器
5
钢
筋
钢筋切断机
GWJ140
4kW
江苏01.06
2
2
钢筋弯曲机
GW6-40
3kW
上海01.08
1
2
钢筋调直机
GT4-14
7.5kW
上海02.03
1
2
交流电焊机
BX-500
上海01.10
8
8
其他设备工具
发电机
GF-250
250kW
黄山.98.12
2
4
潜水泵
各型号
4
4
浮吊
1
表4-2测量、试验设备表
仪器设
备类型
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
备注
测量仪器
全站仪
莱卡TC702
台
1
经检校
自动安平水准仪
DSZ2
台
1
经检校
对讲机
C150
部
3
钢卷尺
把
2
经检校
测绳
米
400
经检校
坍落度筒
套
4
状况良好
试模
150×150
套
25
状况良好
泥浆比重仪
套
8
状况良好
表4-3劳动力表
序号
名称
单位
人数
备注
1
电焊工
人
30
2
装吊工
人
15
3
钢筋工
人
40
4
混凝土工
人
30
5
汽车司机
人
8
6
钻机司机
人
28
7
机长
人
28
8
吊机司机
人
4
9
机电工
人
15
10
杂工
人
48
五、施工方案
5.1钻孔桩施工
根据本桥水中墩地质情况，钻孔桩采用7台GPS-20正循环钻机施工。
1、施工测量
全线控制桩复测成果和大桥控制网经监理组复测合格，我项目部根据设计图纸坐标对xx特大桥各桩位进行测量放样并用白灰线画出护筒预埋位置，保证护筒预埋正确，为保证能在桩基钻进过程和成桩后能检查桩位偏差及护筒位移情况，在护筒四周预埋四个护桩，保证桩基钻进准确无误。
用钢尺复测各桩位间距，保证开钻前测量工作全部到位，并经监理组复核。
2、施工平台
由于xx特大桥水中墩水深较深，因此在钻孔桩作业前需搭设施工平台，然后再进行施工。
（1）施工平台搭设
根据各墩水深，拟采用不同平台结构形式。
①5#墩测时水深0.6m，采用四周打设木桩，码草袋围堰，然后采用粘土填心，填土时分层压实。
具体详见图1《5#墩施工平面布置图》。
图15#墩施工平面布置图
②9#、10#墩采用木桩搭设钻机平台；6#～8#墩采用钢管桩施工平台。
平台搭设时应牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
平台管桩施工时，倾斜率控制在1%且位置偏差在300mm以内；平台必须平整，各联结处要牢固。
钻机平台构造分别见图2《9#、10#墩钻孔桩作业平台示意图》、图3《6#墩钻孔桩作业平台示意图》、图4《7#、8#墩钻孔桩作业平台示意图》。
图29#、10#墩钻孔桩作业平台示意图
（2）护筒的制作和埋设
①护筒制作：
护筒采用8mm钢板制作，直径比设计桩径大50cm。
护筒在现场集中加工，验收合格后采用汽车运至施工现场打设，护筒连接时焊缝要求饱满。
护筒加工制作时，在护筒上对称焊接牛腿。
②为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。
③护筒高出河面水位1.4m。
④护筒打设：
先在钻孔平台平面位置确定桩位，设置导向装置，利用导向架进行定位。
当护筒中心与桩中心线重合后，利用浮吊锤击将护筒沉入。
根据xx的地质情况，护筒埋入土层5.5m,护筒打设时控制其倾斜度不大于1%且平面位置偏差不大于50mm。
护筒上预留牛腿按设计标高控制。
（3）钻孔泥浆制作
水中墩钻孔施工泥浆循环分别各由一只泥浆船提供。
泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作，造浆用的优质粘土塑性指标大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%。
制备的泥浆指标达到：
比重：
一般地层为1.05～1.20；砂层为1.2～1.45。
粘度：
一般地层为16～22秒，砂层为19～28秒。
PH值：
8～10。
含砂率：
小于4%。
胶体率：
大于96%。
泥浆必须充分拌匀备用。
在开钻前，备足制浆所需粘土。
（4）钻机就位
钻机利用汽车运至便桥上，再利用浮吊吊至各墩施工平台上，钻机就位前，应对钻机和各项准备工作进行检查，认真阅读地质资料，弄清地层情况，确定分段的泥浆浓度、钻速、钻压和泥浆泵量。
（5）钻孔作业
在正式钻进前，先启动泥浆泵，将制作好的泥浆输入护筒中，置换护筒内的清水，测定护筒内泥浆比重为1.30～1.45时方可钻进。
开始钻进时，控制进尺速度及钻压，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。
对于桩长大于60m的桩基在加强筋内侧对称预埋3根φ57×3mm的钢管。
钢管采用焊接连接，钢管埋至管底，管口高出设计桩顶标高50cm，管底封闭，管口加盖。
钢管埋设时在每6m间隔深度实际量测钢管的间距并焊接等长水平撑杆加以固定。
钻孔作业连续进行，不得中断。
因故必须停钻时，孔口加盖防护，并且把钻头提出，以防埋钻。
在钻进过程中：
a、记录孔位处的地层情况，在土层变化处捞取渣样，与设计地层作核对，将现场地层情况如实记录在钻孔原始记录本上，作为施工现场第一手资料。
b、经常对泥浆进行试验检测，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆稠度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。
当钻孔深度达到设计要求时，用测绳和探孔器对孔深、孔径、孔形和成孔垂直度等进行检查，并报监理工程师确认，符合要求后进行清孔。
当钻孔深度达到设计要求并经监理工程师成孔检查批准后，立即进行清孔，以免间隔时间长，钻渣沉淀，造成清孔困难。
清孔采用换浆法，注入净化泥浆（相对密度1.0～1.2，粘度17～20s，含砂率＜4%）置换孔内含渣的泥浆。
当从孔内取出的泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，实测孔底沉渣厚度不大于25cm时，停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。
（5）钢筋笼的制作与安放
在钢筋棚内集中下料，现场绑扎，根据不同的桩长，分几节绑制，钻机架、汽车吊机与浮吊配合提入孔内，钢筋笼采用现场焊接接长。
钢筋笼采用2m一道加强箍加强，且主筋与加强箍筋全部焊接，同时在钢筋笼内设置内支撑，防止装吊变形。
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，间距沿桩长不超过2.0m，横向圆周不得少于4块，以保证钢筋保护层厚度。
钢筋笼吊起后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。
下放过程中，注意孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。
钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，钢筋笼焊接时，保证上下两节钢筋笼的轴线一致，入孔后位置准确，符合设计要求，牢固定位，在投入到设计位置后，在主筋上焊接φ16钢筋设4个吊环，然后用φ50钢管穿在吊环上，放置在钻机平台上；同时采用Φ35钢管反压在钢筋笼上，钢管顶上部与钻机平台焊接，以防钢筋笼在砼水下灌注过程中发生上浮。
钢筋骨架底面高程偏差控制在±50mm。
钢筋笼安放、固定完毕后，将泥浆泵或空气压缩机与导管相连，进行二次清孔。
（6）水下混凝土的灌注
二次清孔沉渣厚度符合要求，并经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。
混凝土由拌合站集中拌和，混凝土输送泵泵送入料斗。
①灌注准备：
在清孔的同时，对各类设备进行检修，备足原材料，同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备。
以保持孔内水头和及时处理灌注故障。
导管使用前进行试拼、水密及水压试验，编号并自下而上标示尺度。
②安装储料斗：
储料斗采用6mm钢板制作，四周采用钢筋条加固。
为保证第一斗混凝土灌注后保证导管埋深不小于1.0m，储料斗容积4.5m3。
③水下混凝土拌和：
粗骨料选用级配良好的碎石，其粒径最大不超过40mm；细骨料采用级配良好的中砂；水泥采用32.5号水泥，水泥用量不少于380kg/m3；经监理工程师批准掺入缓凝剂；水灰比控制在0.49，坍落度18～22cm。
④水下混凝土灌注：
用浮吊将摆放有序的导管按刻度尺寸下到孔内，保证每一节导管口放橡胶圈并且拧紧，混凝土施工过程中不漏气。
导管下至距桩底30cm—40cm之间停止，保证第一兜混凝土能顺利翻浆，满足埋管深度要求。
搅拌站存放有足够的砂、石、水泥等材料和发电机、搅拌机常用配件保证每根桩水下混凝土灌注连续进行。
在水下混凝土灌注过程中，经常探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。
一般埋管深度控制在2～4m左右，防止导管提离混凝土面发生断桩，提管由钻机卷扬机完成。
水下混凝土灌注连续有节奏地进行，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。
当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，以防导管内产生过大气压。
水下混凝土初凝后解除钢筋笼固定。
3、钻孔桩检测
钻孔桩成桩后，会同监理工程师对钻孔桩施工质量进行逐桩检测。
钻孔桩检测采用小应变动测仪进行测量。
钻孔灌注桩施工工艺见：
图5《钻孔桩施工工艺框图》。
图5钻孔桩施工工艺框图
4、防止坍孔、缩孔措施和处理办法
由于钻孔桩穿过粉砂混粘性土、亚粘土、亚砂土和淤泥质土，钻孔施工中，容易出现坍孔和缩孔，为了确保钻孔桩的质量和进度，采取以下预防和处理措施。
①安装钻机时要使转盘、底座平正，并经常校核。
钻杆较长，转动时地下摆动大，在钻架上增添导向架。
②在钻孔过程中，详细绘制孔位处的地质剖面图，特别是粉砂混粘性土、亚粘土地层的深度和厚度，以便对不同土层选择合适的钻头、钻压、钻速、泥浆指标等。
③在钻孔和清孔过程中，注意保持孔内的泥浆面高度，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度。
④在粉砂混粘性土中钻孔，采用较大的泥浆比重，并加大护筒埋深，提高护筒顶面高度和孔内水位，以防止发生坍孔、缩孔。
⑤常见钻孔事故的预防和处理办法请见：
表5.4-1《常见钻孔事故的预防和处理办法》。
表5.4-1常见钻孔事故的预防和处理办法
序
类别
产生原因
预防和处理措施
1
扩孔
孔壁坍塌
局部扩孔不影响钻进至设计标高，可不处理；若扩孔后继续坍塌，按坍孔处理。
2
缩孔
钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀
及时焊补钻锥；上下反复扫孔以扩大孔径。
3
掉钻
落物
（1）卡钻时强扭；
（2）钻杆疲劳断裂；
（1）开钻前清除孔内杂物，用电磁铁或冲抓锥打捞；
（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；
（3）采用打捞钩、打捞叉吊出。
4
坍孔
（1）泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮
（2）护筒埋置太浅，下端孔口漏水；
（3）由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够；
（4）松散砂层中进尺太快；
（5）钻头、抽渣筒或钢筋笼碰撞孔壁。
（1）在松散砂层中钻进要严格控制进尺；投入粘土膏、卵石等挤入孔壁起护壁作用；
（2）发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻；
（3）发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到坍孔处以上1~2米，待沉积物密实后再钻；
（4）清孔指定专人补水；吊入钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。
5
钻孔
倾斜
（1）钻孔中遇有较大孤石；
（2）在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均；
（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；
（4）钻机底座不平，钻杆弯曲。
（1）遇孤石或倾斜的软硬地层钻进时，低钻速，控制进尺；
（2）经常检查钻机底座水平、钻杆接头，逐个检查及时调正。
5.2承台施工
xx特大桥7、8#墩承台高度3.0m，每个墩承台钢筋混凝土544.1m3，底标高0.5m。
钻孔桩施工完毕，开始进行承台施工准备，先将钻孔平台上纵横梁调整至不影响承台施工所需位置，然后进行承台底模支架的搭设。
（1）承台支架
为方便施工并经方案比选确定xx特大桥水中墩承台施工采用护筒上焊接自制牛腿，然后在其顶上设纵横向工字钢梁铺设底模方案。
牛腿采用32槽钢焊接，所有接触面均采用焊接连接。
牛腿加工制作见图8：
《牛腿加工示意图》。
图8牛腿加工示意图
牛腿加工验收合格后，与钢护筒焊接，焊接时沿护筒轴线对称布置，标高根据设计标高控制，牛腿与护筒焊接采用满焊，焊缝宽度、高度均满足规范要求。
护筒加工完毕打设控制其倾斜度不大于1%且顶面偏差不大于5cm，牛腿顶面高程不得高于设计高程。
钻孔桩施工完毕后在牛腿上搭设I45a工字钢纵横梁，每侧2根工字钢并联焊接，工字钢顶满铺10*20cm方木。
承台支架见图9：
《xx特大桥水中墩支架布置示意图》
（2）承台模板
承台施工支架搭设、方木铺设完毕后按设计进行等载预压，在预压过程中观测无沉降后，卸载安装承台底模。
承台底模采用大块钢板；侧模采用大块钢模板，分两节制作。
底模与钢护筒连接处采用焊接连接，以便阻水；侧模与底模采用螺栓连接，接触面设橡胶止水条；侧模支立时先安放第一节侧模，使之与底模形成一个封闭的套箱，然后进行钢筋绑扎，钢筋绑扎完毕验收合格后再支立第二节侧模。
侧模采用拉杆连接，外侧利用钻孔平台钢管支撑加固。
（3）承台混凝土施工
承台钢筋、模板验收合格后进行承台混凝土施工。
混凝土由xx特大桥搅拌站集中拌制，混凝土输送泵泵送入模，采用插入式振动棒捣固。
混凝土浇筑过程中均匀布灰，减少施工过程中的不均匀受力。
由于承台混凝土数量较大、水化热大，在施工过程中预埋散热管，混凝土浇筑完毕、拆模后抽水在预埋管内循环进行散热，避免混凝土开裂、影响混凝土质量。
六、质量保证措施
1、测量控制
水中墩钻孔桩利用导向架，在埋设护筒及钻进过程中应随时检查、复核桩中心位置是否正确，开钻前应检查钻机的平稳度，不允许在钻进过程中产生位移或沉陷。
承台施工过程中加强沉降观测，发现异常及时纠正。
2、灌注水下砼的质量保证措施
图9xx特大桥水中墩支架布置示意图
①灌注前，试验人员应到现场对泥浆试样进行性能指标试验，试验结果应符合规范要求，并注意保持孔内的水头，防止塌孔。
②不得用加深钻孔深度的方法来代替清孔。
③灌注前，对所有的导管进行试拼，并作气密性试验，确保导管的密封性良好。
④安放钢筋笼时，要利用导向架对其位置进行控制，并用钢管对其进行牢固定位。
⑤严格控制砼的各项工作性能，对原材料进行严格把关。
⑥水下砼灌注时，首批砼的数量应满足导管埋置深度≥1.0m，灌注过程中，应经常提拔导管，导管埋深控制在2~6m。
⑦灌注过程中，技术人员应经常测探孔内砼位置，及核对砼的灌入数量，以检查灌注过程是否正常。
⑧灌注混凝土的桩顶标高应比设计高出0.5~1.0m，以保证桩顶部位砼的强度，多余部分在浇注上部砼前应凿除，残余部分应无松散层。
七、工期保证措施
1、组织措施
①建立强有力的高效运转指挥系统，统筹安排机械设备、材料供应、劳力调配、组织施工生产，掌握形象进度，发现问题，及时处理；对其它各项工程明确阶段性工期目标，组织阶段性施工生产高潮，紧张有序、均衡、持续、稳定地展开施工，确保工期兑现。
②强化质量意识，加强工程测试工作，确保工程质量，杜绝返工、返修，加快施工进度。
2、技术措施
①优化分项施工方案，加强技术交底工作，严肃施工纪律，严格执行施组的各项施工方法及进度计划。
②桩基施工配备足够的机械设备，根据施工计划安排，按满足施工工期需要配备钻机。
③保障水、电供应，架设必要临时电力线，并配备足够的发电设备。
确保工程不间断施工。
④混凝土施工要认真检测砂、石料的含水量，及时调整配合比。
八、安全技术措施
认真坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针，结合本工程的实际，采取以下安全措施：
1、钻孔桩施工时，钻机平台上满铺脚手板并设置栏杆，并随时清除杂物。
2、没有施工的孔口均加防护盖。
3、钻机及卷扬机的钢丝绳在卷筒上应排列整齐，卷绕钢丝绳时，严禁工作人员在其上跨越。
卷扬机卷筒上的钢丝绳不得放完，应至少保留三圈，严禁人拉钢丝绳卷饶。
4、所有施工人员必须配戴安全帽。
5、严禁机械带病运转、超负荷作业。
夜间作业有足够的照明设施，工作视线不清楚时不得作业。
6、建立定期和不定期的检查制度，定期检查制度为项目经理部每周一次，作业班组每天班前、班中、班后各一次。
7、钢管桩施工平台严禁船只碰撞，夜间开启平台首尾警示灯，设置救生圈以保证人身安全。
8、水中墩施工严格按照水上作业安全操作规程施工，确保施工安全。
九、文明施工及环境保护
1、各种材料、机具要分类、分品种，堆放整齐。
2、设置长久性固定的安全警示牌、宣传牌。
3、施工有计划、有步骤进行，做到有序展开，工完料尽，场地恢复完整。
4、施工中的泥浆，经沉淀后，用罐车将废渣浆运送至指定地点掩埋，做好妥善处理，不得随意向河道、沟塘、农田排放。
5、施工中的建筑垃圾、机械油污，生活污水，生活垃圾事先应合理规划排放地点，不得污染当地水源与环境。
十、冬季施工保证措施
冬季施工编制冬季施工方案，报监理工程师审批，并组织有关人员进行讨论研究和技术交底，注意以下问题：
1、冬季施工时及时调整混凝土配合比，混凝土拌合物中不得掺有冰碴等，并按要求加入外加剂。
2、加强对现场的有关设备及各种施工管线的检查，并做好冬季防护工作。
3、及时与气象部门联系，掌握天气情况，作好防寒防冻工作。
附件1：
水中墩钻孔桩施工作业平台检算
附件2：
承台施工支架检算
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