旋挖钻干成孔施工方案.docx
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旋挖钻干成孔施工方案
莉莱食品厂房及配套设施工程
旋挖桩基干成孔施工方案
编制单位：
重庆长坪建设集团有限公司
编制人：
审核人：
编制时间：
2012年12月20日
一、工程概况-----------------------------------------------------
二、编制依据-----------------------------------------------------
三、旋挖钻桩基成孔概述-------------------------------------------
四、施工方案-----------------------------------------------------
1、钻机型号选择-----------------------------------------------
2、施工工艺---------------------------------------------------
五、质量保证措施-------------------------------------------------
1、桩位控制---------------------------------------------------
2、桩径控制---------------------------------------------------
3、桩深控制---------------------------------------------------
4、倾斜度控制-------------------------------------------------
5、人员、机具配备及生产率-------------------------------------
六、质量事故防止-------------------------------------------------
1、施工过程质量控制-------------------------------------------
2、施工过程检查落实-------------------------------------------
3、施工后的检查落实-------------------------------------------
4、质量检查内容-----------------------------------------------
5、施工质量通病防治-------------------------------------------
七、安全环保措施-------------------------------------------------
一、工程概况
1、建设工程项目位于重庆市茶园工业园区，用地面积为13274.67㎡，建筑物占地面积为5721.43㎡，建筑物面积为33241.98㎡，分为1#厂房、2#厂房、科研监测厂房、宿舍楼和展厅。
由重庆市轻工业设计院。
。
2、工程地形地貌：
该工程位于重庆市茶园新城区D标准分区内，属构造剥蚀浅丘地貌，场地东侧和北侧地势较低，为一冲沟。
现场已改造基本整平，在拟建场地东侧和北侧存在填方边坡，由场地回填堆积而成，为土质边坡，边坡最高为14.40m，边坡坡顶较为平坦，为人工堆填，填筑时间约半年左右。
平整后的地形标高216.40—217.40m，平均216.90m。
办公楼整平高程为218.40m，其他部分高程为218.50m。
根据总体规划资料，拟建场地东侧河沟将被改道。
3、气象与水文：
场区属亚热带气候，温暖湿润，雨量充沛。
具冬暖春早，夏热秋凉，秋雨连绵，无霜期长特点。
多年平均气温17.5℃～18.5℃，最高气温42.9℃（2006年8月28日），夏季长达4个月以上。
多年平均降雨量1094.6mm，最大年降雨量1378.3mm（1968年），最小年降雨量783.2mm（1961年），降雨一般集中在5～9月，占全年降雨量的2/3。
年平均风速1.3m/s，最大风速（10分钟平均）26.7m/s（1958年5月10日），实测极大风速27.0m/s（1961年8月4日），最大静风频率7%（1月份），平均风速3.4m/s。
在场区东北侧坡脚发育一常年性流水溪河，河宽3m，最大水深1.5m，勘察时测得水位高程198.52m，据相关资料和调查访问结果，最高洪水位200.32m。
根据规划资料，此河流在场区整平施工后要进行封闭改道。
除此之外，沿线及周边未发育有溪沟、池塘等地表水位。
拟建场地地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。
勘察场地上部覆盖层主要为第四系素填土、粉质粘土。
土层内的孔隙水受大气降雨补给，厚度变化较大，孔隙度大，属强透水层；泥岩为相对隔水层，基岩裂隙水主要赋存于砂岩裂隙内，拟建场地砂岩裂隙不发育且零星分布，地下水储存条件差，向北东侧河沟排泄，洪期场外河沟水流补给地下水。
根据各钻孔水位观测，拟建场地在本次勘察深度范围内地下水贫乏，在暴雨及多雨时节土层中可能存在暂时性地下水，对拟建物基础施工有一定影响，水文地质条件中等复杂。
4、地质构造：
施工区处于大盛场向斜西北翼，岩层呈单斜产出，受地质构造影响轻微，区内未发现断层，地质构造较为简单。
在场地内基岩露头处测得岩层产状为115°∠9°。
岩体中主要发育有2组裂隙：
Ⅰ组：
裂隙产状49°∠75°，延伸5.00～8.00m，间距1.8～3.50，表面平直，闭合～微张，张开度1～3mm，局部泥质充填，结合程度一般，为硬性结构面。
Ⅱ组：
裂隙产状295°∠71°，延伸3.00～8.00m，间距2.00～4.50m，表面平直，闭合～微张，张开度2～6mm，局部泥质充填。
结合程度一般，为硬性结构面。
场地地层有第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、坡残积粉质粘土（Q4el+dl）和侏罗系中统沙溪庙组（J2S）岩层。
场地主要岩性有素填土、粉质粘土，强风化泥岩和砂岩、中等风化泥岩和砂岩。
本工程难点为：
新回填土，土中夹杂了大量孤石，且回填土为抛填，未经过分层碾压或强夯等处理，在旋挖施工过程中会存在严重的塌方现象，存在严重的安全隐患，为了节约成本，故须在钻进回填土过程中每根桩设置5米深钢护筒（施工方法见后），桩深5米以下发生塌孔现象，采用C20素混凝土回填，待砼达到一定强度后重新钻孔，形成砼护壁。
二、编制依据
1、依据莉莱食品厂房及配套设施工程施工图、地勘资料等。
2、参照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
3、参照《钻孔灌注桩施工规范》（DG/08-202-2007）
三、旋挖钻桩基成孔概述
旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；适用于回填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、泥岩、砂岩以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层。
四、施工工艺
1、钻机型号选择
根据地勘单位提供的地质资料和设计单位提供的设计图纸表明,拟建场地出露地层有第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、坡残积粉质粘土（Q4el+dl）和侏罗系中统沙溪庙组（J2S）岩层，场地主要岩性有素填土、粉质粘土，强风化泥岩和砂岩、中等风化泥岩和砂岩,且在桩基成孔范围内无明显地下水，适合采用旋挖钻机干法成孔施工方法，考虑到有效工期相当短的因素,选择机械设备详附表。
2、施工工艺
鉴于旋挖钻在地下水位较低的地区，桩基施工时大部分采用干法钻进成孔无水砼灌注施工法拟定的施工工艺图附下页。
①、成孔工艺
A、施工程序：
放线定位---引出控制桩---开口埋设护筒---校正桩位---钻机就位---钻进施工---成孔检验---安放钢筋笼----孔深复测---安放导管---砼灌注---声测质检---验收。
B、工作状态：
旋挖钻施工为动力头带动钻杆下端的钻头,利用钻头下端的切削刃对土层进行切削破碎,切削的土体被挤进钻斗,装满后将钻斗提升出孔口,旋转钻机底盘,并开启钻斗阀门,将土体排放到地面或直接卸在汽车上运走，如此反复,直钻至孔底标高
C、钻机就位施工：
旋挖钻机就位后钻头对准桩位,调整钻杆垂直度,并将深度记录仪初始值调整为零，开钻慢进，待钻进深度超过护筒底边一米后，即可全速钻进，钻至设计标高后,用旋挖斗将孔底虚土清出,亦即成孔。
D、干法成孔孔壁顺直偏差小、孔径垂直偏差小，孔体圆顺且表面粗糙。
E、干成孔便于岩芯芯样的抽取，当钻孔钻至完整的中风化岩层时，采筒钻直接钻取岩芯芯样，如遇地下水或岩芯强度较高不易折断等，则应在靠筒钻内壁顶部位置设置三角取芯铁板，利用偏心加压钻进方式，挤、卡岩芯，使孔内岩芯断裂并将其卡紧提出孔外。
干法钻进成孔无水砼灌注施工工艺图
②、施工注意事项
A、钻孔前调整旋挖钻机钻杆保持垂直、确保位置正确,防止因钻杆晃动引起桩位偏移。
B、初始钻进表土层保证钻杆垂直,缓慢进尺,减少钻杆晃动，钻孔过程中，采取措施（护筒埋设时高出地面30～50cm并围堰）防止下雨天雨水流入孔内。
C、钻孔施工连续进行，如因故停机时及时提钻,防止长时间停钻出现塌孔埋钻，钻孔完毕及时浇筑砼，若不能及时浇筑间歇时间较长时，钻孔的孔口加盖板罩，防止安全事故发生，再次开钻前检查孔深是否出现塌孔。
D、钻机在连续施工钻进过程中，时常观察钻进地质情况，进入砂层、砾石层时，要严格控制钻进速度，必须低速慢进，防止塌孔。
E、在灌注过程中技术人员随时测量孔内砼面高度，及时调整导管埋深，保证导管埋置深度在任何情况下不得小于3m（为了保证砼浇筑段有足够的压强，保证砼的密实度），控制在3～6m左右，桩顶加灌0.8～1米。
F、孔底清理经监理工程师检验合格后及时灌注砼，在砼灌注前对运至现场的商品砼进行塌落度检测，检验出厂随车资料、核定立方量，合格时进行灌注。
③、钢筋笼制作及安放：
a、材料准备
钢筋已到达现场，其品种、级别和规格符合设计要求，并附有产品合格证、附件清单和有关材质报告单或检查报告，现场质检员已按要求进行外观检查，并按60t为验收批进行力学抽检。
进行可焊性试验和焊接参数试验，取得相应的焊接参数，按材料表或技术交底书进行配料，钢筋加工棚，对场地进行硬化，修整完排水系统，规划场地。
b、施工程序
主要施工程序为;原材料报检→可焊性试验→焊接参数试验→设备检查→施工准备→台具模具制作→钢筋笼分节加工→声测管安制→钢筋笼底节吊放→第二节吊放→校正、焊接→最后节定位。
C、工艺流程
平整硬化、大棚搭设
↓
台模、模具放样施工
↓
钢筋检验、试验、报验
→
钢筋放样、下料
↓
声测管报验、安装
→
钢筋笼分节加工
--→
钢筋笼报检
↓
钢筋笼底节吊装
↓
第二节吊装对位、效验
↓
钢筋笼上下节焊接连接
--→
焊接质量检验、报检
↓
吊放最后一节并定位
d、钢筋笼加工成型
加工钢筋笼胎具：
用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由底梁、底梁端部大样板、加强筋位置弧板三部分构成。
底梁采用两根槽钢，槽钢间距50cm左右，之间用钢筋或角钢焊接；底梁一端垂直焊接一块110cm×110cm的钢板，厚不小于0.5mm；在大样板上用油漆绘出加强筋外轮廓及每根主筋的位置；在底梁上按每节钢筋骨架加强箍筋数量和位置设立弧形板胎具，弧形板采用10mm钢板，弧形板胎具按加强筋外缘弧长的三分之一长设置，弧形胎具上对应大样板主筋位置设置凹槽，校正无误后与底梁焊接。
将加强箍筋就位于每道弧板胎具的同侧，按弧形胎膜的凹槽摆焊主筋和箍筋，弧形胎膜上的主筋全部焊完后，滚动钢筋骨架至下一段三分之一弧，如此往复，直至全部焊完。
滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。
第一个骨架加工时，每焊完三分之一弧至下一段弧时，要与大样板上的主筋位置核对，焊完后，核对无误，可成批加工。
具备条件后可使用钢筋笼成型专用设备进行加工。
钢筋笼加工场地分节制作，根据具体吊装能力确定每节长度，加工必须按照钢筋配料单或技术交底进行，严禁随意、私自更改制作方式。
下料前，必须先进行拉直，然后对号加工下料，并分类标时排放。
钢筋笼制造在专用胎具上或台架上进行，钢筋的间距必须至少采用两个间距定位架来进行定位，禁止工人手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计要求规范误差要求。
螺旋筋的安装：
螺旋筋设置在主筋外侧，螺旋箍筋缠绕要紧密。
防止离鼓，采用绑扎或梅花形点焊与主筋连接成型。
螺旋筋与主筋连接先点焊在主筋上，然后用绑丝绑扎。
钢筋绑扎采用18～22号铁丝，绑丝采用一正一反交叉绑扎的方式，每一扎均要勒紧。
螺旋钢筋采用标准卡具进行安装和检查。
加强筋设于主筋内侧，第一道加强筋距承台底40cm，最下一道设于钢筋底面以上10cm，中间部分自上而下每2m一道，零数可在最下二段平均分配，但不得大于2.5m。
加强筋与主筋的连接采用电弧焊，必须焊牢，要求严格控制电流大小，不得烧伤主筋。
钢筋笼从加工场运输到桩位时，要防止撞击变形，钢筋笼安放前采用探笼探孔，以防止下笼时产生意外，安放钢筋笼时采用25T汽车吊吊装入孔，钢筋骨架在下放时防止碰撞孔壁，如放入困难，要查明原因，不得强行插入，钢筋骨架安放后的顶面和底面标高误差不得大于±5cm。
e、声测管制造和安装
声测管采用钢管，内孔径为50mm、厚壁为1.2mm。
其数量及布置按按设计要求均设置3根。
声测管在钢筋笼制造场预先安装在已成型的钢筋笼上，声测管要下端封闭，上端加盖，管内无异物；声测管采用绑扎方式进行，预防连接处断裂或堵管现象；连接处要光滑过度，不漏水；管口要高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度要一致，成型后的声测管要垂直、相互平行，防止堵塞现象。
F、综合接地设施安装
按照设计文件规定做好综合接地设施制作和预埋件安装工作，确保综合接地各项检测指标合格后方可埋设。
钻孔桩每根桩要选2根最长的主钢筋作为接地钢筋，并在制作钢筋笼时用红油漆标志，并采用包裹保护措施，桩基接地与承台接地圈筋采用“L”形式焊接，采用双面焊，长度不小于10d。
④、砼灌注：
A、钢筋笼安放完成及时进行砼灌注，减少成孔的停置时间，干法成孔的桩基采用垂直导管灌注砼，靠砼反压出导管形成的扰动产生振捣作用。
B、导管为直径250mm钢管，分节长度为3米，配置1～2m短节，底节长4m，导管接头为橡胶密封圈丝扣连接，导管内壁圆顺、并根据不同孔深编号及自下而上标示尺度，导管在吊入孔内时，用导管夹具将其位置固定在孔中心，防止卡挂钢筋骨架。
C、采用无水砼灌注法施工，在砼通过导管进入桩孔底部时，由于落差过大（最深部高达约20米）会对桩基底部产生强大的冲力产生振动，诱使桩孔局部砂层、砾石层脱落，容易出现塌孔现象，故此在第一料斗砼灌注前在导管内安放一直径为300mm空心橡胶球（即水下灌注砼时用的避水球），球内充气，致使砼下落时起到缓冲作用，降低砼下落的速度。
D、为确保桩头部位砼的密实度，在砼灌注完成后有吊车提起导管上下活动让其产生振捣作用并且缓缓拔出导管，使桩头部位增加砼密实度，促使桩头部位砼的质量更好，并做好灌注记录。
五、质量保证措施
1、桩位控制
先确定出墩中心,并检查与相邻墩中心之平面几何关系,确认无误后进行细部桩位的放样，将墩台的几根桩同时放出,以便检查其桩间相互关系,确认无误后埋设护桩,并进行钻机的就位，由于钢护筒直径较设计孔径大20cm，先按设计桩径钻至护筒底标高，约5.5～6m深,再扩孔埋设护筒（扩孔尺寸为设计桩内径＋20㎝），利用旋挖机动力头顶进并校正，这时桩心一般不会偏位,而重新钻进时钻头顺着第一次超钻的0.50m很容易实现导向钻进,把桩心位移降低到最小值。
2、桩孔质量控制
桩孔允许偏差见下页表，由于各种钻头型式不同，开扩孔的部位也不同，总体来讲,钻头的扩孔部位的外径较设计桩径小3cm即可，当钻头磨耗大于2cm时要调整刀片角度或加焊，对成孔用检孔器进行检孔，探孔器长度设置5.5米。
砼桩允许偏差、检验方法及检验数量
序号
项目
准许偏差
检验方法
检验数量
1
孔径
灌注桩
不小于设计规定
仪器测量、
检查施工记录、
探笼、测绳检孔
全
部
检
测
2
孔深
灌注桩
不小于设计桩径
3
位移
群桩
群桩：
≤100，单排：
≤50
仪器测量
检查施工记录，
4
倾斜度
≤0.5%孔深
5
桩底渣土
≤200
3、桩深控制
旋挖钻机上本身带有深度记录仪,对孔深可直接进行量测，但终孔前一定要用测绳进行孔深复测，由于是干法成孔,且孔底一般只有几厘米的虚土,不存在沉渣,孔深量测很容易控制。
4、倾斜度控制
钻孔倾斜度主要通过钻杆垂直度进行控制与调整，尽管钻机操作室内有钻杆垂直度显示仪，并可直接通过操作阀进行调整,但仍需不定期的用经纬仪对钻杆垂直度进行检校。
5、人员、料具配备
①、人员配备
旋挖钻机施工机械化程度高,每台钻机每班配备人员详下表，操作司机负责机械的操作运转,机修工负责机械故障的排除及机械状况的检查，普工负责配合换钻头、桩机的对位、下护筒及护筒周围土的回填等工作。
拟投入的主要施工机械设备表
序号
设备名称
型号
规格
数量
国别产地
制造
年份
功率（KW）
生产
能力
施工部位
备注
1
三一重工旋挖机
SR280R
1台
三一重工
2011年
235KW
良好
桩基
2
三一重工旋挖机
SR280Ⅱ
1台
三一重工
2011年
261KW
良好
桩基
3
专用
钢护筒
设计桩径＋20㎝
三一重工
2011年
良好
桩基
逐桩设置
4
挖掘机
PC200-8
2台
国产
2011年
斗容0.8m³
良好
土石方
5
徐工吊车
QY25K-1
3台
国产
2012年
213KW
良好
钻具、钢筋笼
6
平板拖车
TC-100
1台
国产
2011年
良好
机械运输
7
弯曲机
GW50
3台
国产
2011年
4kw
良好
桩基钢筋笼
8
断钢机
GQ60A
3台
国产
2011年
11KW
良好
桩基钢筋笼
9
电焊机
BX2－300
3台
四川
2011年
12KW
良好
钢筋笼焊接
10
皮卡车
1辆
国产
2012年
良好
物资供应
劳动力计划表
单位：
人
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
旋挖桩基施工阶段
收尾阶段
旋挖机手
12
6
吊车机手
6
3
挖机机手
4
2
钢筋工
25
6
混凝土工
15
5
小工
30
5
②、料具配备
旋挖钻干法成孔，不需配备其它料具，只是当遇有较大的地下水时,只需向孔内投放稳定液或泥浆，利用钻机旋转产生的离心力将稳定液或泥浆挤入孔壁进行护壁,此时也不需要单独的造浆系统。
砼灌注时配置高频振动器2台或插入式振动棒2套以便于在砼浇筑至距桩顶两米时随时使用。
六、质量事故防治：
建立健全质量管理体系遵循质量管理八项原则，发挥领导作用，发布质量方针，确立质量目标，运用管理的系统方法来建立质量管理体系，明确职责，科学配置人力和物质资源，开展全面质量活动，提高全员质量意识，充分发挥全员的才干和工作热情，确保质量策划、质量控制、质量保证和质量改进活动顺利地进行。
1、施工过程质量控制：
开钻前确认是否有前期遗留问题，查验报验手续是否完备，对拟开工桩位落实施工人员、设备机具、材料、施工方法、测量等方面的内容：
A、人员落实：
人员配备是否满足要求，质量管理人员是否有相应资格并熟悉相关施工技术规范和质量验评标准；操作人员是否经过交底。
B、机械设备：
拟开工桩位所需机械设备是否配备齐全、到位，设备机具性能应满足施工技术规范和施工方案要求，保证设备机具的状态完好。
C、材料落实：
进场的材料是否报验合格，材料准备是否充足，需抽样检验的材料是否合格，向监理工程师报验资料是否合格、齐全。
D、施工方案和施工方法落实：
组织现场施工人员熟悉施工方案，进行技术交底，完善交底手续。
必要时与现场监理工程师进行沟通，要掌握关键质量控制点的技术参数。
E、监视测量装备落实：
监视、测量装置配置计划中的仪器设备配备齐全、到位，本部不能做的实验检验落实委托有资质的单位，自有监视测量装备保持完好。
F、施工环境落实：
现场是否具备足够的工作面，特别雨季施工天气条件是否满足施工工艺参数的要求等。
2、施工过程中的检查落实：
（除落实以上各项内容外，应重点检查落实以下方面的内容）
、施工过程中各项施工技术参数是否异常，操作人员工作时有无误操作，详细做好桩基施工现场记录，索取商品砼随车质量证明书。
、施工过程中应该做的检验与试验工作有没有完成，各项技术指标的符合性，随时检验砼的塌落度，协助监理工程师做好现场监理旁站工作。
、检查现场施工技管人员及工人应对可能影响施工质量的紧急突发情况的应急应变能力。
、留置砼试块，按照规范要求多留出一组，以便今后自检或抽查时备用。
3、施工后的检查：
、施工后的检查除按施工工艺标准或施工技术规范要求必须进行的检查、检验外，检查重点为对后续验收、检验评定和下节点施工的支持作用及成品保护工作，同时注重施工过程中可追溯性资料的收集整理工作。
、桩基工程施工完工后按照规定的程序和要求，对完工后的检验批、分项工程及时进行评定，经检查认可并签署验收记录后，才容许进行下节点工程施工。
4、质量检验主要内容
在终孔和清孔后，应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、倾斜度、孔底渣土厚度、钢筋笼底面高程等进行检查。
、群桩、排架桩的桩位：
全站仪或经纬仪检查纵横方向中心。
、钻孔倾斜度：
查验灌注前记录，允许偏差为桩长的0.5%。
、孔底浮渣厚度：
查验灌注前记录，应符合设计和施工规范要求。
、钢筋笼底面高程：
查验灌注前记录，应符合设计要求。
、钻孔灌注桩混凝土的强度：
按水泥混凝土抗压强度评定标准检查。
、凿除桩头多余混凝土后，检查有无残缺的松散混凝土，检验桩体完整性。
、插入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度，应符合要求。
5、旋挖钻孔灌注桩质量控制
、坍孔防治：
由于本工程上部为新回填土，土中夹杂了大量孤石，回填土为抛填，未经过分层碾压或强夯等处理，在旋挖钻进施工过程中会存在严重的塌方现象，存在严重的安全隐患，故须在钻进回填土过程中每根桩上口设置5米深钢护筒（护筒直径为设计桩内径＋20㎝），护筒埋设时高出地面30～50cm，维持回填土孔口的稳定和旋挖机自重产生的压力，避免护筒四周土受水浸泡，杂物掉落等导致土层失稳、坍塌，从而保证上部作业人员及设备的安全。
a、钢护筒孔口结构
根据钢护筒下放过程中的受力情况，以及满足钢护筒顶口旋挖机动力头下压和底口入土的要求，采用壁厚10mm的Q235钢板卷制。
为避免钢护筒在下沉过程中发生变形，分别对钢护筒的顶口和底口进行加强。
护铜顶端采用同钢护筒厚度相同的钢板进行加强，加强长度为500mm；钢护筒顶部加强钢板与钢护筒采用跳焊连接，每条焊缝长150mm，净间距150mm，如图1所示。
图1钢护筒顶口加强示意图
b、导向架设计与制作
为保证钢护筒的准确定位及竖直度，采用定位导向架定位，定位导向架采用钢桁结构，长6m。
导向架主要作用：
保证钢护筒在自重作用
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