桩基首件施工组织设计.docx
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桩基首件施工组织设计
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兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段LH3合同段
（ZK18+638尹集大桥Z1-1桩基）
尹集大桥桩基
首件工程
施工方案
浙江省大成建设集团有限公司
临合高速公路LH3合同段项目经理部
二○一二年五月二日
临合高速公路建设项目
施工技术方案报审表
承包单位：
浙江省大成建设集团有限公司合同号：
第三合同段
监理单位：
河南省中原公路工程监理有限公司编号：
LH3-FA1
A-3
致临合高速公路LHJL1驻地监理办：
现报上ZK18+638尹集大桥Z1-1桩基首件工程的技术工艺方案及详细说明和图表等，请予审查和批准。
附件：
技术、工艺方案说明和图表。
承包人：
2012年月日
监理工程师审查意见：
签字：
2012年月日
高级驻地监理工程师审批意见：
签字：
2012年月日
临合高速公路建设项目
施工放样报验单
承包单位：
浙江省大成建设集团有限公司合同号：
第三合同段
监理单位：
河南省中原公路工程监理有限公司编号：
LH3-FY1
A-4
致临合高速公路LHJL1驻地监理办：
根据合同要求，我们已经完成ZK18+638尹集大桥Z1-1桩基首件（起迄桩号或工程部位）的施工放样工作，清单如下，请予查验。
附件：
1、测量及放样资料；
2、导线点附件、水准点调整情况及一览表；
3、控制桩及控制点的护桩设置一览表及草图。
承包人：
2012年月日
桩号或位置
工程或部位名称
放样内容
备注
ZK18+640
Z1-0桩基
查验结果：
监理员：
2012年月日
测量监理工程师意见：
签字：
2012年月日
临合高速公路建设项目
材料报验单
承包单位：
浙江省大成建设集团有限公司合同号：
第三合同段
监理单位：
河南省中原公路工程监理有限公司编号：
LH3-CL1
A-5
致临合高速公路LHJL1驻地监理办：
下列建筑材料经自检试验符合技术规范要求，报请验证，并准予进场。
附件：
1、材料出厂质量保证书；
2、材料自检试验报告。
承包人：
2012年月日
材料名称
黄沙
碎石
水泥
材料产地
马集沙场
尹集天泽园
祁连山水泥
材料规格
52.5
拟用于何处
桩基
桩基
桩基
本批材料数量
200T
200T
100T
承
包
人
的
试
验
试样来源
取样方式
试样数量
取样地点、日期
试验人员、日期
试验结果
材料进场日期
致（承包人）：
上述材料的取样、试验等是符合不符合合同要求的，经抽检复查，试验的结果表明，这些材料符合不符合技术规范要求，可以不可以进场，在指定工程部位上使用。
试验监理工程师：
2012年月日
临合高速公路建设项目
进场设备报验单
承包单位：
浙江省大成建设集团有限公司合同号：
第三合同段
监理单位：
河南省中原公路工程监理有限公司编号：
LH3-SB1
A-6
致临合高速公路LHJL1驻地监理办：
下列施工设备已按合同规定进场，请查验签证，准予在桩基首件工程中使用。
承包人：
2012年月日
设备名称
规格型号
合同数量
进场数量
进场日期
技术状况
拟用何处
备注
拌合站
ZLS60
1
1
3月15日
良好
砼运输车
东风
2
2
4月23日
良好
电焊机
500型
6
6
4月1日
良好
挖机
PC200
1
1
3月5日
良好
旋挖机
2
2
3月20日
良好
自控弯曲机
1
1
4月20日
良好
监理工程师意见：
签字：
2012年月日
临合高速公路建设项目
工程开工申请单
承包单位：
浙江省大成建设集团有限公司合同号：
第三合同段
监理单位：
河南省中原公路工程监理有限公司编号：
LH3-KG2
A-7
致临合高速公路LHJL1驻地监理办：
根据合同要求，我们已经做好桩基首件工程的开工前的一切准备工作，现要求该项工程正式开工，请予批准。
计划开工日期：
2012年5月15日
计划交工日期：
2012年5月20日
本项工程现场技术负责人姓名：
彭宏广
附件：
1、施工组织设计报审表；
2、施工技术方案报审表；
3、施工放样报验单；
4、建筑材料报验单；
5、进场设备报验单；
6、分项工程月进度计划；
7、原材料试验报告及标准试验报告；
8、文明施工、安全生产措施；
9、环境保护措施等。
承包人：
年月日
专业工程师意见
试验工程师意见
测量工程师意见
签字：
年月日
签字：
年月日
签字：
年月日
高级驻地监理工程师意见：
签字：
年月日
备注:
一、工程概况
桩基首件暂定Z18+638Z1-1桩。
主要工程量：
HRB335钢筋4747.55kg，R235钢筋5862.1kg，C30混凝土47.775m3桩基检测管钢板1.5kg，钢管520.325kg.
根据本项目部情况，我部设计建造一个混凝土拌和站，采用旋挖机开转。
二、首件工程施工计划及目的
1、施工计划：
本桩基计划于2012年5月15日开工，2012年5月20日完工。
2、首件工程的目的：
a、通过该桩基的施工，总结出一套桩基施工的合理施工组织设计和机械设备的配置方式；
b、总结如何依据合同文件的技术、质量标准及部颁质量标准进行规范的程序管理方法和质量控制手段；
c、通过首件施工，收集相关数据，以便指导我标段全面桩基工程施工并达到技术质量标准。
三、施工方案
3.1组织机构人员准备
组织机构如下：
序号
姓名
职务
1
傅安杰
桩基施工负责
2
彭宏广
桩基技术负责
3
周彦武
桩基测量负责
4
赖庞中
桩基质检负责
5
陈立江
质检员
6
黄峰
施工员
7
陈春波
试验员
8
别凯
安全负责
3.2机械及施工人员配备准备
投入本桥施工的操作人员均为多年从事桥梁施工的,具有多条高速公路桥梁施工经验的施工人员。
已进场的机械设备清单详见进场设备报验单，其他机械设备将按施工需要陆续进场。
人员配备：
序号
工种
数量
1
钻机操作工
2
2
电焊工
4
3
钢筋工
4
4
普工
8
5
电工
1
3.3材料准备
施工所需的原材料均已按规范要求取样试验。
试验结果见建筑材料报验单。
3.4技术准备
（1）各种原材料已经取样送检完成并检测合格。
（2）导线点、水准点加密完成，现场施工放样完毕。
（3）技术人员已完成图纸审核，各项技术交底工作已经完成。
3.5用电设施及钢筋加工场地建设
由于我项目部钻孔计划采用旋挖钻机进行成孔,桩基钻进时桩机本身无需用电,电源只用于泥浆制备、处理及钢筋的加工和安装，我项目部计划在钢筋场地安置变压器1台，以保施工时的供电，并对钢筋场地进行混凝土硬化。
3.6桩基弃土堆方、处理
由于施工方案的不同，在桩基施工时会有大量的弃土产生，我项目部经研究，计划把弃土进行集中堆放至征地红线边侧，并且对堆放场地进行硬化处理。
四、施工测量
本工程施工测量的主要任务是：
施工控制网的建立，施工细部结构以及形体的几何尺寸，倾角、线型等精密定位，测量技术含量高，施工测量精度要求高，因此我项目部将本工程施工测量列为首要工序，重点管理，要求测量部门技术超前，科学管理，精益求精，以高质量、高效率地完成本工程施工测量任务。
（1）测量硬件设施配置：
本工程中，将投入一台高精度的全站仪（科维TKS202），两台高精度的索佳C32Ⅱ精密水准仪。
（2）测量人员配备：
在本工程中将委派有桥梁施工测量经验的测量工程师1名，测量技术员1名，其他配合人员若干。
（3）测量技术管理：
在本工程施工中拟建严格的测量校核、复核、审核技术管理制度，除在测量部门内部实行此制度进行自检外，项目部实行项目总工程师、专职质检员、测量技术主管三级参加的技术复核制度，单项技术干部参加并负责单项的测量技术复核工作，项目总工程师负责全桥测量技术的审核工作。
五、工程试验
本项目部实验室工作主要有以下四个方面的内容：
a、进行原材料试验，为工程选定合格优质的原材料；
b、提供各种施工配合比，作为施工的依据；
c、进行工程半成品、成品的质量检验；
d、配合技术、质量部门进行质量检查管理工作。
六、详细的工作方法和工作程序
桩基施工工艺流程：
桩位测量放样→场地准备与钻孔平台搭设→护筒制作、埋设→泥浆制备→钻孔→制作钢筋笼→清孔→检孔→插放钢筋笼→灌注水下混凝土→养生→检测合格。
6.1钻孔桩施工测量控制
6.1.1测量人员及组织机构
测量队由周彦武任负责；组员：
赵烨祥。
6.1.2钻孔桩放样
采用高精度全站仪直接放样。
放样完成后由现场施工技术员布设护桩并用砼固定，画出护桩平面图，并利用护桩控制护筒埋设。
6.1.3护筒中心检测
1检测内容
a、由旋挖桩机自动进行护筒中心对位检测。
b、钻孔平台高程、护筒顶高程及原地面高程测量。
2检测程序
护筒埋好钻机就位后，现场施工技术人员对护筒埋设及钻机就位进行检查，检查合格后通知项目部测量队进行检测，测量队检测合格后报请测量监理工程师检测验收。
验收合格后准予开钻，并上报施工放样报验单。
6.1.4终孔高程复测和钢筋笼定位
终孔必须用水准仪进行高程复测，作好现场记录。
钢筋笼定位由现场施工技术人员根据孔中心距护筒边的纵横方向距离来控制定位。
6.2护筒制作、埋设及拔除
护筒具有固定桩位，引导钻锥方向，隔离地面水，形成静水压力，以保证孔壁不致坍塌等作用。
护筒按放样点位埋设后再用全站仪复核，确保其中心轴线与桩位中心偏差不大于5cm，并严格保持护筒的竖直。
护筒口顶端高度至少高出施工水位1.5～2m，护筒内径比桩径大20～40cm。
当地下水位在地面以下超过1m时，采用挖埋法。
先在桩位处挖出比护筒外径大80～100cm的圆坑，然后在坑底整平，再安设护筒。
在水深小于3m的浅水处埋设护筒时，一般采用振压法施工。
护筒采用钢护筒，每节钢护筒的高度一般为1.5～3.0m，护筒连接采用焊接形式，焊缝饱满密实，以确保护筒强度且不漏水护筒经检测合格后，用膨润土与砂性土混合料夯填护筒周围，确保密实不漏水、不下沉。
砼灌注完成后,护筒拔除由现场施工员负责指挥，拔除护筒时应严格控制护筒的垂直度，方向竖直，以免因倾斜挤压桩头而导致桩基中心偏位。
6.3泥浆制备及处理
制备泥浆选择水化快、造浆能力强、粘度大、含砂率低的粘土或膨润土，但尽量就地取材。
配置和钻进过程中要有专人按规定抽检频率负责泥浆各项指标测试，24小时值班并做好记录。
主要测定泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值、胶体率等。
不合要求时应及时更正。
对于钻孔过程中泥浆质量的控制，建立工地泥浆试验室是至关重要的，泥浆配制好后，要有专人负责试验工作，并定时检测，特别是从一种地质层进入另一种地质层时，要加强对泥浆指标的监控，当钻孔至粉砾及卵石土等易塌地层时，应加大泥浆比重，粘度及胶体率，以确保护壁厚度，防止塌孔现象发生。
不同地质层泥浆的控制指标如下表：
地层
比重（gcm3）
粘度
（s）
含砂率（%）
失水率（ml30nim））
泥皮厚（mm）
PH值
胶体率
粉质粘土
1.05～1.20
16～22
8～4
≤25
≤2
8～10
≥96
粉土
1.20～1.45
19～28
8～4
≤15
≤2
8～10
≥96
卵石土
1.20～1.45
19～28
8～4
≤15
≤2
8～10
≥96
风化泥岩
1.20～1.45
19～28
8～4
≤15
≤2
8～10
≥96
粉砂
1.20～1.45
19～28
8～4
≤15
≤2
8～10
≥96
清孔
1.05～1.20
16～22
2
≤15
≤2
8～10
≥96
对于桩基排出泥浆或泥砂的排放，项目部将进行集中处理,（详见环保措施）
6.4钻孔成孔
6.4.1钻进
旋挖钻机开至拟钻的孔位旁，利用旋挖钻机自身的对中系统对中桩位的中心。
钻机停位回转中心距孔位在3.8m～4.4m之间，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，可以减少由钻机自重和提升所产生的交变应力对孔的影响，检查在回转半径内是否有影响回转的障碍。
钻机就位后用全站仪、水准仪等进行调整，确保桩孔中心位置、钻机底座的水平度和钻机桅杆导轨的垂直误差小于0.1%，并符合设计及规范要求。
6.4.2护壁
旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。
可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。
针对工程的地质情况，加强泥浆技术，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。
泥浆制备采用钠基膨润土，其质量标准应符合SY《钻井液用膨润土》的要求，造浆率应大于16m3t，泥浆的密度应控制在1.05～1.20，泥浆粘度符合相应规定，PH值在7～10之间。
初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入2～3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。
6.4.3成孔
钻孔前检查各部件是否正常方可钻进。
钻进过程，旋挖钻机的回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比。
每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故，同时应适当控制回转斗的提升速度。
施工实践表明，升降速度宜保持在0.57～0.85ms，若提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。
一般情况下实际转速为临界转速的1.2～1.3倍，宜采用中、高转速，低扭距、少进刀的工艺，给进量为每转10mm～30mm,能取得钻进阻力小、成孔效率高的效果。
在钻孔过程中，应详细做好钻机钻进记录表，及实际地质情况记录表。
6.4.4清孔
为了保证清孔质量，采用二次清孔，即在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。
为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度，为清孔的进行，作好必要的前期准备，使土层颗粒充分化分散。
第一次清孔利用成孔结束后不提钻慢转清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻渣，以泥浆性能参数控制。
第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后进行，利用导管进行清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。
最终沉渣（摩擦桩）达到规范、设计要求≤20cm。
在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。
否则重新测量沉渣或清孔。
清孔后沉渣厚度要符合设计要求。
钻进、终孔、清孔过程要作好详细的钻孔桩成孔质量检查表。
6.4.5检孔
a.钻进中应用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于设计孔径的4～6倍，按要求检查钻进中和终孔的孔径。
b.采用适当的器具及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度，各项技术指标超过允许偏差时，要认真研究处理。
七、钢筋笼的制作、安装
7.1钢筋笼制作
选用具有质量保证书，并通过抽样复检合格的钢筋，由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检，抽检数量按规范要求进行，钢筋笼在预制模中电焊成型，必须做出成型主筋直、误差小、箍筋圆顺，直观效果好；
为使钢筋笼主筋有一定的保护层，在钢筋笼上设置混凝土垫块或焊接耳朵型钢筋。
7.2钢筋笼安装
根据设计钢筋笼底标高与孔口标高，计算好钢筋笼的吊筋或钢筋笼顶标高，钢筋笼顶端高程的允许误差为±20mm，地面标高为±50mm。
钢筋笼安装必须垂直吊装，保证钢筋笼保护层四周均匀。
在混凝土浇注过程中，当混凝土面上升至钢筋笼底部是应降慢浇注速度，以免钢筋笼随混凝土面上升而产生上浮现象。
八、混凝土材料及混凝土灌注
8.1配制砼所用材料要求
采用水泥的初凝时间不宜早于2.5小时，水泥的强度等级不宜低于42.5号。
粗骨料宜优先选用卵石，如采用碎石，宜适当增加含沙率，骨料最大粒径不应大于导管内径的16～18和钢筋最小净距的14，同时不应大于40mm。
细骨料宜采用级配良好的中砂；
.砼的含砂率宜采用40～50％，水灰比宜采用0.5～0.6，有试验依据时，含砂率和水灰比可以酌情加大或减小；
.砼的拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著的离析、泌水，灌注时保持有足的流动性，其坍落度宜为18～22cm；
每立方米砼的水泥用量，一般不宜小于350Kｇ，当加入适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，水泥可适量减少；
.配备适用的砼拌和、运输、灌注设备。
8.2水下混凝土灌注
8.2.1初灌量混凝土计算
根据导管至少需埋入混凝土中2.0m及导管中的混凝土能压住导管外的水头的原则,即可计算初灌混凝土量。
首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要，钻孔桩所需首批混凝土数量可参考下式进行计算
式中：
——首批混凝土所需数量（m3）
——井孔混凝土面高度达到
时，导管内混凝土柱需要的高度（m）,
（见附图）
——灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度（m）,
——井孔内混凝土面以上水或泥浆深度；
——井孔内径（m）;
——导管内径（m）;
——井孔内水或泥浆的容重（kNm3）
——混凝土的容重（kNm3）
——导管初次埋置深度，
≥1.0m
——导管底端至钻孔底间隙，约为0.4m.（附图）
8.2.2导管安装
导管的内径为250mm，每节长度为2.0m-3.0m不等,其中最下端导管长度为6.0m。
每节导管采用法轮盘相连接，用“O”型橡胶密封圈密封，严防漏水。
导管在初次使用前按监理工程师要求进行水密性等试验，以保证密封性能可靠，在进行水下灌注混凝土时不渗漏。
以后每次灌注前更换密封圈。
在施工过程中利用吊机配合安装。
导管在放入孔时应保持居中，防止导管移位，撞坏钢筋笼并损坏导管。
开始浇注混凝土时应先将导管放到孔底，然后向上提25cm-40cm。
导管下放完毕，计算导管总长度及导管底部位置，并做好记录。
重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超过规范要求，则应用导管进行第二次清孔，直至沉渣厚度满足规范要求，本工程孔底沉渣厚度不得大于5cm。
8.2.3导管埋深
导管埋深的大小对混凝土灌注质量影响很大，根据水下混凝土流动规律，埋深过小，往往会使管外混凝土面上的浮浆沉渣卷入混凝土内，形成夹层；埋深过大，导管底部的超压力减小，使导管内的混凝土不易流出，容易产生堵管，并给导管的提升带来困难，所以应有合理的埋深，导管埋深宜控制在2m-4m，任何情况都不得小于2.0m或大于6.0m。
8.2.4水下混凝土灌注
二次清孔完成后，应立即开始灌注水下混凝土。
具体操作如下：
安装漏斗，在漏斗内放入球胆即可输送混凝土。
初存量必须按照要求满足，确认初存量准确无误后即可剪断球胆挡板，灌入首批混凝土。
同时观察孔内返浆情况，测定埋管深度，检查导管内是否有水。
初灌完毕且无异常情况出现后，既可连续灌注混凝土，中途一般不得停断。
灌注过程中应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时升及拆卸导管，保持导管的合理埋深。
提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层混凝土造成浮浆泥渣的侵入，或带动钢筋笼等。
导管提升时应保持垂直且位居中，逐步提升。
灌注混凝土接近桩顶部位时，为严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，精确控制最后一次混凝土灌入量。
灌注混凝土顶标高宜高出设计桩顶标高0.5m-1.0m，确保凿除后的桩头混凝土强度能达到设计要求。
混凝土初凝后，如该桩内有声测管时，应用压水冲洗，并充满清水，严禁混凝土进入检测管，使管道堵死。
8.2.5钻孔灌注桩工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程框图如下：
N
Y
N
NN
Y
Y
N
N
Y
Y
N
Y
N
Y
N
N
九、钻孔灌注桩事故分析及处理方案
9.1坍孔
9.1.1原因分析
a．陆上挖埋式护筒底部和四周未用粘土填实，水中振动埋入护筒的深度不足或护筒底部埋设在砂类等透水层中。
b．孔内水位高度不够，不足以平衡水头压力。
c．当钻至沙砾等强透水层时，水源补给不足引起孔内水位急剧下降。
d．出现较强承压水时，导致孔底翻砂和孔壁坍塌。
e．钻孔附近有强振动影响，振塌钻孔。
f．泥浆比重偏小或者泥浆指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
g．成孔速度过快，在孔壁面来不及形成泥膜。
。
严重的要全部回填，待沉积物密实再进行钻进。
f．清孔时指定专人看管补水，保证孔内必要的水头高度。
g．吊放钢筋笼时必须垂直放入，防止碰撞孔壁。
）。
b、在安置护筒前严格验收制作质量，并在纵、横接缝处设置止水垫片。
c、加稠泥浆，放慢钻进速度，钻至护筒刃脚处回填粘土，反复冲击，增强护壁效果。
d、护筒一般应埋置在粘土层内不小于1m。
9.3缩孔
成孔过程中或成孔后局部或全部孔径小于设计要求的现象，称为缩孔。
8.3.1原因分析
a、软土层受地下水位影响和周边车辆振动。
b、塑性土膨胀，造成缩孔。
8.3.2防治措施
a、采用钻头反复扫孔以扩大孔径，保证其设计孔径。
9.4漏浆
8.4.1原因分析
a．在透水性强和地下水流动的地层中稀泥浆会向孔外流失。
b．护筒底口落在松散土和卵石层上在刃脚与土层接缝处也会漏浆。
c．孔内水头过高，使孔壁向外渗浆。
8.4.2预防和处理措施
a．选用粘度好，胶体率高的稠泥浆，慢速转动。
b．投抛粘土或陶气土，慢速转动，增强护壁。
c．泥浆加放纯碱增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率稳定性，降低失水量，但不宜偏多，否则会起反作用。
加放纯碱使PH值不得大于10。
9.5钢筋笼上浮
①钢筋笼的顶部用吊筋将其与护筒或平台连接牢固，使其承受部分顶托力。
②当导管底口低于钢筋笼底部上下1m之间时，放慢砼灌注速度。
9.6声测管堵塞
桩基施工中，由于各种原因，极其容易产生堵塞、变形、折断等现象，使桩基声测试验无法进行，造成很大的经济及工期损失，为防止此类现象，采取以下措施：
①．声测管在采用电焊安装固定时，应注意电焊强度，保证管壁不受破坏。
②．在钢筋笼安装时，应注意保护声测管，使之不被扭曲变形，两段声测管间采用套
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