泗许高速04标桩基施工方案.docx
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泗许高速04标桩基施工方案
一、工程概况及工程数量
K26+443.75分离式立交桥是泗洪至许昌高速公路路基工程淮北段04标的组成部分，位于淮北市濉溪县百善镇境内，桥梁全长975米，中心里程为K26+443.75，共7联，左右幅共计64孔，桥梁基础采用钻孔桩基础，均为摩擦桩，共计140根，其中直径120cm的16根，直径160cm的108根，直径180cm的16根；桩长34-49米不等。
主要工程数量：
主要工程数量表
工程项目
数量
备注
桩基
根数
Φ120
16根
Φ160
108根
Φ180
16根
延长米
Φ120
576m
Φ160
3792m
Φ180
768m
水下C25混凝土
10230.1m3
50×2.5mm声侧管
13866m
钢筋
螺纹Φ28
548529Kg
螺纹Φ16
6247Kg
螺纹φ12
8169Kg
圆钢φ10
74655Kg
设计参数：
1、公路等级：
公路-1级，时速120Km。
2、地质水文情况：
项目沿线出露的地层均为第四系松散层，一般性土体主要有粘土、粉质粘土、粉土和中细砂、粉砂等。
沿线粘性土广泛分布，厚5-40米不等。
主要为晚更系统Qp3aly颖上组合Qp3alh黄口组沉积物，为一套浅黄、黄褐色、硬塑，局部可塑偏硬的粘性土。
粉质粘土，项目沿线均较发育，平均厚1.5-18米，由上至下具有含水量逐渐减少和力学强度增加之趋势。
中细砂、粉砂分布于项目西段，粉质粘土之下，埋深2-22m，厚1.8-10米，局部厚达13米，砂层为灰黄、黄褐色，稍密-中密-密实状态，中低压缩性。
地下水资源较丰富，地下水系型主要为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水。
地下水一般与喝水存在着互补关系，风水期地下水接受河水补给，枯水期则河水排泄地下水，根据区域水文地质资料分析，地表水与地下水对混凝土基本无腐蚀性，地表水可直接作为工程用水，地震基本烈度6度，地震动峰值加速度为0.05g。
计划工期：
2010年9月1日～2010年10月30日。
业主单位：
安徽省交通投资集团有限公司
驻地监理单位：
安徽省公路工程建设监理有限责任公司
总监理单位：
安徽中兴工程建设监理所
二、工程特点及重、难点
1、工程特点
1.1本项目受前期征地影响较大，工期较紧迫。
全桥共计140根桩（桩长：
5136延长米），分布战线约1公里，桩基施工必须在2009年11月份之前完成，工期较紧迫，须合理地组织安排施工设备和施工队伍。
1.2安全文明施工要求高。
本工程桩基施工涉及泥浆池、渣土和泥浆外运，线路两侧均为田地及省道，弃浆地方很少。
对安全文明施工要求其表现在：
①进出场施工车辆基本无尘，渣土、泥浆外运车辆必须在施工场区出入口洗车台冲洗干净。
②桩基施工噪声大，特别是夜间施工影响厂区及周边居民休息。
③施工沿线分布有几处养殖场，施工势必带来影响。
1.3时速120Km/h，桩基均为摩擦桩，对桩基成桩质量要求高。
2、工程重点、难点
2.1本桥有两处跨线施工，分别跨越青阜铁路和S203省道，其中跨越青阜铁路处15#、16#桩基距离既有铁路较近，涉及到了对铁路的安全防护，并且铁路附近有地下光缆和管线穿过。
该处桩基施工时做以下几条防护措施：
①按程序完成对墩位施工范围的地下管线探挖及迁移工作。
②在开挖护筒前必须先进行围护，然后进行挖土，且挖土不得堆放到铁路侧，以减少侧向土压力。
③该处桩基施工采用加长护筒护壁，回填土要夯实；钻孔桩钻进工程中对不同地质采用不同的转速，合理配置护壁泥浆，避免由于坍孔对铁路路基造成影响。
④钻孔桩泥浆池、循环池均采用砖砌，且设置地点需远离铁路，钻孔泥浆用泥浆泵及专用泥浆管抽入泥浆池，防止泥浆等侵泡路基坡脚。
⑤靠近铁路边施工的钻孔桩机向内侧加设“八”型缆风绳，遇到大风等恶劣天气要停止施工，晚间施工配备足够的照明设备，防止钻机等倾覆对铁路造成安全影响。
⑥基坑开挖时应遵守先撑后挖的原则进行开挖，以确保铁路路基的稳定。
⑦施工前在临铁路线路侧的铁路限界外设置好临时围栏，并设好警示标牌，施工机具、人员材料一律不得侵入铁路限界作业。
⑧现场设有线路防护员与驻站联络员联系，有列车通过时，通知有影响行车安全的施工现场暂停作业，消除安全隐患。
涉及当地路政、铁路管理单位等多家单位，手续繁琐、时间限制等势必导致工期延后，因此桩基施工工期非常紧张，是本桥的重、难点。
2.2因为东西侧两个预制梁场均设置在11#、12#、25#、26#线路征地红线内，此处桩基直接影响到预制梁场的建设，因此此处桩基尤其紧迫。
2.3桩基较多，混凝土均采用水下灌注，因此成桩质量控制较难。
必须严格按照设计及规范要求施工，不能有任何闪失。
三、施工方法
1．工程施工程序
1.1根据工程工期紧、工程量较大、工程重难点等诸多因素，工程施工顺序如下：
因为架梁先从本桥大里程开始，而跨线施工需时间较长，考虑到梁场的建设的需要，因此桩基础工程采用分阶段、分区域性组织施工流程。
首先施工预制梁场内桩基（24#-27#，10#-13#）和大里程墩台的桩基础，然后陆续施工其他墩台的桩基，最后施工铁路附近的桩基。
2．详细施工方法
2.1开工技术准备
2.1.1桩基开工前，认真研究复核施工设计图纸及工程地质资料，并熟悉相应设计及施工规范的相关规定。
对桩基施工各工序分工种进行技术交底及作业指导，使全体施工人员熟悉掌握相关技术要领和规范要求。
2.1.2测量技术人员依据设计提供的坐标控制点加密导线点和桩位放样，并复核设计提供的坐标。
2.1.3对各种进场材料进行原材料检验试验，并出示检测报告，为材料质量提供依据。
桩基混凝土采用的自供混凝土需严格控制其质量。
2.1.4准备好施工所需的各种原始记录表格和相关资料，按照要求规范填写。
2.1.5实验室确定好各种标号的混凝土配合比，并上报监理办批复厚，才能开始施工。
2.2.施工准备
根据地质资料和设计桩基的质量、工期要求，桩基工程主要采用反循环钻机施工成孔和灌注水下混凝土成桩。
反循环钻机钻头必须采用合金钢牙轮钻头。
2.2.1平整场地
旱地清除杂物，换除软土，并夯填密实。
特别是场地位于沟渠处的桩基，要用普通粘土分层夯填密实，填筑高度高于附近的原地面0.3m。
2.2.2钻孔定位
场地平整后，根据设计施工图所给坐标，准确定出钻孔桩中心位置，经驻地测量监理工程师现场复核无误后，加设十字护桩，以便钻孔过程中核对桩位中心，护桩要牢固，一般用沙浆护住。
2.2.3埋设护筒
护筒采用厚度为6～10mm的钢板卷制加工，护筒内径较桩径大20～40cm。
在已确定的桩位处标出护筒的位置和开挖范围，开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作四个标记点，并做好保护（直到成孔后）。
由人工开挖至确定的护筒底标高，将中心引回，埋入护筒，使护筒中心与桩位中心重合。
护筒底部和四周所填粘土必须分层夯实。
当孔口土质较差时，在护筒下部浇30cm厚的C20砼，上部用粘土加水夯填密实，最后在四周回填土并夯实。
护筒平面允许误差为5cm，竖直线倾斜度不大于1%，一般情况下护筒埋深不小于1.7m（考虑砂层埋深较浅，钢护筒需根据实际情况加长），并保证护筒顶端高出地面30cm，高出地下水位2.0m。
当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。
护筒连接处要求筒内无突出物，耐拉、耐压，不漏水。
2.2.4泥浆准备
泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成，造浆用的粘土符合下列技术要求：
表1
钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标
相对
密度
粘度（Pa.S）
含砂率（%）
胶体率（%）
失水率（ml/30min）
泥皮厚（mm/30min）
静切力（Pa）
酸碱度（PH）
反
循
环
一般地层
1.05～1.20
16～22
8～4
≥96
≤25
≤2
1.0～2.5
8～10
易坍地层
1.20～1.45
19～28
8～4
≥96
≤15
≤2
3～5
8～10
注:
（1）地下水位高或其流速大时,指标取高限,反之取低限;
（2）地质状态较好,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限。
在钻孔桩附近设置制浆池、沉淀池，并用循环沟槽连接，用于钻孔过程中排出孔外的含有钻渣的泥浆循环净化沉淀后重复使用。
开钻前，准备足够数量的泥浆，保证钻孔工作的顺利进行。
2.2.5钻机就位
在埋好护筒和备足护壁泥浆后，立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔桩中心。
然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不大于2cm。
2.3钻孔
启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，开始钻进。
钻进时，进尺适当控制，在护筒刃脚处低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
如护筒底土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔内倒入粘土块，再放入钻头倒钻，使胶泥挤入孔壁，堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。
钻至护筒刃脚下1m后，可按土质情况以正常速度钻进。
钻进过程中随时注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应捞取浆样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质钻孔柱状图核对，操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交代本班组钻进情况，及下一班组需要注意的事项。
钻孔过程中要保持孔内1.5m～2.0m的水头高度，并要防止扳手等金属工具或其它弃物掉入孔内，以免损坏钻机、钻头。
钻进作业必须保持连续性，升降钻头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。
钻进过程中定时检查泥浆指标，泥浆如有损耗、漏失，及时补充。
遇土层变化，可适当调整泥浆指标。
钻进过程中经常检查转盘的水平情况及钻杆的垂直度，如有倾斜或位移，及时纠正。
钻孔达到设计标高后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、竖直度等几何尺寸进行全面检查，确定满足设计要求后，进行下道工序。
孔径检测采用笼式探孔器，探孔器的长度不小于4倍桩径，探孔器直径与桩径相同，孔深和孔底沉渣检测采用标准测锤检测。
钻孔过程中要填写钻孔记录表，记录表填写及时、准确、工整，记录详细、真实。
2.4清孔
钻孔深度达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，符合下表2
的要求后方可清孔。
项目
允许偏差
孔的中心位置（mm）
群桩：
100；单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度
小于1%
孔深
不小于设计规定
沉淀厚度（mm）
不超过200
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.03～1.10;粘度:
17～20Pa.S;含砂率:
<2%;胶体率:
>95%
表2
清孔采用抽渣法进行。
终孔后停止进尺，稍提钻锥离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，采用反循环泵将钻孔内悬浮钻渣抽出，把相对密度1.03～1.10的较纯泥浆换入，直至泥浆的各项指标符合规范要求。
经检验合格后，立即提钻并吊装钢筋骨架和安装导管。
在吊入钢筋骨架后,灌注水下砼前,再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,超过规定时,必须进行二次清孔,符合表2要求及设计要求后方可灌注水下混凝土。
2.5钢筋骨架的制作与安装
2.5.1钢筋骨架的制作
钢筋骨架在场外钢筋制作场地制作、存放，人工配合机械运至桩孔附近。
钢筋骨架根据实际情况分节制作、分节吊装。
钢筋骨架采用加劲筋成型法制作。
制作时，按设计尺寸做好加劲筋圈，标出主筋的位置，焊接时，使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记，扶正加劲筋，并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊。
在一根主筋上焊好全部加劲筋后，用机具或人工转动骨架，将其余主筋逐根照上述方法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布好螺旋筋并点焊于主筋上。
为使钢筋骨架正确、牢固定位，在钢筋骨架周围每隔2m对称焊4个定位钢筋，相邻两层投影在平面上的夹角为45度，以保证钢筋保护层厚度和钢筋骨架位置。
制作好的钢筋骨架放在平整、干燥的场地上。
存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高方木以免粘上泥土，如遇雨天应用彩条布覆盖，每组骨架的各节点要排好次序，便于使用时按顺序装车运出。
在骨架每个节段上都要挂上标示牌，写明墩台号、桩号、节号等。
钢筋骨架要特别注意防雨、防潮、防污染。
在能够满足需要的情况下不宜存放过多。
钢筋骨架的运输采用平车上加托架进行托运。
抬运时在若干加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入抬棍，各抬棍受力要均匀。
2.5.2钢筋骨架的起吊和就位
钢筋骨架的起吊采用16t或25t汽车吊。
为了保证骨架起吊时不变形，每节钢筋骨架采用两点起吊。
第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
起吊前,在骨架内部临时绑扎两道杉木杆以加强其刚度。
起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。
待骨架离地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点，随着吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。
解除第一吊点，检查骨架是否顺直。
如有弯曲应调直。
当骨架进入孔口后将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。
然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点。
解去后，杉木杆受水的浮力自行浮出水面后即可取去。
当骨架下降到第二吊点附近的加劲筋接近孔口时，可用木棍或型钢等穿过加劲筋的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加劲筋处，按上述办法暂时支承。
此时吊来第二节骨架，使上下两节骨架主筋位于同一竖直线上，进行孔口焊接，在钢筋骨架制作时，上下两节钢筋骨架主筋连接时应使接头位置错开不小于35倍的钢筋直径。
为保证上下对接的主筋在同一条直线上，接头对接时将主筋扳弯，角度为5.74度,焊接采取单面搭接焊，焊缝长度不小于10倍的钢筋直径，应做到焊缝饱满、无夹渣、无气孔、无咬肉现象。
接头完成，稍提骨架，抽去临时支承，将骨架徐徐下降，使全部骨架降至设计标高为止。
骨架最上端定位，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。
然后在定位钢筋骨架顶的顶吊圈下面插入两根平行的槽钢或钢管，将整个定位骨架支承于护筒上端的钻机平台上。
孔口焊接完成后撤下吊绳，根据钢筋骨架顶面标高，由护桩准确定出桩位中心，对称用4根同主筋型号钢筋顶端穿入槽钢或钢管将钢筋骨架吊于钻机平台上，并用钢管插入主筋内顶到加劲圈上点焊于钻机上，一方面可以防止导管或其它机具的碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中，另一方面也可起到防止钢筋骨架上浮的作用。
钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：
主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。
灌注完毕的混凝土开始初凝时,割断定位骨架竖向筋，使钢筋骨架不影响混凝土的收缩，避免钢筋混凝土的粘结力受损失。
钢筋骨架允许偏差表3
序号
项目
允许偏差
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
2
钢筋骨架直径
±10mm
3
主钢筋间距
±10mm
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
2.5.3超声波检测管的制安
各桩钢筋笼吊装前，依据施工图再次复核该桩是否需要预埋超声波检测管，需要预埋检测管的桩，检测管随钢筋笼吊装安设。
检测管规格为50mm*2.5mm,材质符合设计及规范要求，施工中应将其均匀布设在钢筋笼上，且与钢筋骨架绑扎牢固，管节间连接要牢固、密封，上下两端密封保证不进浆。
2.6灌注水下混凝土
2.6.1导管密封性实验
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试验。
进行水密试验的水压宜为孔底静水压力的1.5倍的压力。
密封性试验合格的导管方能投入使用。
2.6.2安放导管和二次清孔
装钢筋笼吊装结束后，测量孔深，并计算导管长度，安放导管。
导管应事先编号，每次使用时都应对法兰盘、橡胶垫圈、连接螺栓、阀门做认真检查，必要时应再做冲水试验。
连接后的导管下口距孔底30-50cm，然后进行第二次清孔。
达到孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，摩擦桩不大于20cm。
连接好储料斗，准备进行桩身混凝土的浇灌工作。
灌注混凝土前，严格检查混凝土的质量，质量控制重点是检查混凝土的塌落度且必须符合规范要求（18-22cm）方可进行首灌。
2.6.3封底
封底施工时必须注意储料斗的存料量必须保证初灌混凝土投料量埋管深度。
见图1，计算公式如下：
Ｖ﹥Ｓ1ｈ1＋Ｓ1ｈ2＋Ｓ3ｈ3
其中；Ｖ为储料斗的存料量
Ｓ1钻孔桩截面
h1等于40cm
h2大于100厘米
Ｓ3导管截面
ｈ3导管内外混凝土高度差，为管内混凝土与管外泥浆面平衡时的高度。
灌注混凝土时，必须先将导管口提离孔底40cm左右，灌料斗安放后，安放隔水栓，待灌料斗内混凝土盛满后，剪断隔水栓连接铁丝，混凝土随隔水栓一起落入孔底，压出导管中的泥浆并使导管下端能埋入混凝土中大于1.0m。
在灌注过程中，经常检查孔内混凝土的高度，为防止导管埋管太深或拔脱，每次拆除导管后，必须保证导管埋深控制在2m～6m，同时认真填写混凝土的灌注记录。
混凝土灌注到桩顶标高以上100cm时，停止混凝土灌注，拔出余下导管，混凝土灌注结束。
2.6.4混凝土通过自养，强度达到设计强度70%以上，由桩基检测单位进行桩的质量检测。
2.6.5破桩头施工：
当混凝土强度达到设计强度70%以上，采用人工配合风镐进行桩头混凝土破除，破除时不得损坏桩顶以下的桩体混凝土，破除面要平整，并露出新鲜混凝土。
2.7坍孔、涌砂的预防及处理
a、在松散粉砂土或流砂中钻进时，控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，使孔壁形成坚实泥皮，同时要根据实际地质情况决定护筒的埋设深度。
b、发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒并回填，重新埋设护筒再钻。
c、发生孔内坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘质混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再钻进。
d、清孔时派人补浆，保证孔内必要的水头高度。
供浆管避免直接插入钻孔中，应通过水池使水流减速后进入钻机中。
e、吊放钢筋骨架时应对准钻孔中竖直放入，严防触及孔壁。
2.8桩基检测方法（图纸要求进行超声检查）
桩基检测一般情况下都要进行低应变动测，首先凿除桩顶浮浆至新鲜混凝土，并保证桩头平整、密实，然后在桩头顶面按正三角形均匀打磨三个测点，直径约3～5cm，且各测点至少与钢筋笼保持20cm以上的距离。
超声波检测时，声测管内应注满清水，先用钢丝连接30cm长、直径32的钢筋试探，无堵塞、顺畅的情况下再进行检测。
2.7钻孔灌注桩施工工艺流程图
成孔清孔、报验
桩基钻孔施工
钻孔灌注桩施工工艺流程图
四、安全保障措施（内容多加点,可以在施组中抄点）
1、成立以项目经理为组长的安全工作领导小组、项目部设立专职安全检查工程师，施工队设专职安全员，负责全面安全工作。
2、建立了各项安全管理制度、奖罚制度，并确立了各级安全生产责任制。
3、施工中施工队安全员在现场进行安全检查，发现问题，及时向项目部汇报，及时解决。
项目部安全领导小组定期对施工队的工作进行检查，并帮助施工队解决现场实际问题。
4、现场设专人指挥、调度，确定合适的机械车辆走行路线，并设立明显的标志，防止相互干扰碰撞。
5、当风力大于5级时，应停止作业，以防机械倾倒，保证安全。
五、环境措施
1、施工现场设置专门的环保负责人，将环保工作分片，责任落实到人。
2、施工现场整齐、清洁，车辆不带泥沙出现场，施工废弃料集堆放。
3、注重施工现场的水土保持，尽量少占农田、耕地，保证原有水系的流通。
施工中做到不影响农田正常灌溉和耕作。
4、桩基施工产生的噪声不应大于《建筑施工场界噪声界限》（GB12523）的规定。
5、泥浆集中拌制，集中存放，并外运至指定地点，外运时采用专用拉浆车，防止泥浆污染道路及农田。
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