桥墩基工程施工方案.docx
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桥墩基工程施工方案
滨州黄河大桥主桥墩桩基工程
施
工
方
案
编写单位山东省路桥集团有限公司
编写日期：
二００一年七月十二日
目录
一、工程说明
二、钻机性能简介
三、施工方案及主要技术措施
四、质量保证体系
五、安全措施
六、人员组织管理
七、预防补救措施
钻孔灌注桩施工方案
1、工程概况
本合同段钻孔桩直径1.5米，共146棵，总计13190米。
其中7#、11#辅助墩共24棵，单桩桩长80米；8#、10#边塔墩共48棵，单桩长115米；９#中塔墩共有50棵，单桩长115米。
桩穿过的地质覆盖层为粉砂土、亚粘土、粘土等，详见地质构造图。
2、机械配备
2.1拟投入郑州产KP─2000型钻机6台、上海GPS20型钻机2台、江西GW-25型钻机6台，共14台钻机施工。
根据我公司以往在济南黄河二桥、利津黄河大桥钻百米深桩的施工经验，每棵桩成孔周期预计5天，有效工期控制在2.5个月之内。
钻机钻头采用梳齿钻头，另外配备4个滚刀钻头。
梳齿钻头用于粉砂层、粘层、亚粘土及砂层钻进；滚刀钻头用于粘土砾石夹层和硬砂层钻进。
为处理钻孔中可能出现的钻具等金属构件掉入孔中，另配备打捞抓和30KW电磁打捞器各一套。
2.2钻机性能简介
KP2000型钻机采用拖装底盘，牵引行走，就位方便，液压升降钻塔快速简便，4个千斤油缸使钻机水平找正迅速、正确，还可以液压横移底盘，缩短了桩孔就位的辅助时间，钻塔顶部安装有浇注架，可协助灌注时提下导管之用，转盘通孔直径大、扭矩大、结实耐用。
钻杆采用牙嵌罗栓式，壁厚16mm，扭矩靠牙嵌，连接靠罗栓，坚固耐用，不易脱落。
GW-25型钻机为全液压驱动转盘类工程钻机，双层滑撬式底盘，龙门钻架结构，采用泵吸反循环或正循环方式排渣。
钻具具有良好的刚性并由导向机构，确保钻孔垂直度。
滚轮移机，重心低，稳定性好。
3、编制依据
⑴、滨州黄河公路大桥施工图设计
⑵、JTJ041─2000公路桥涵施工技术规范
⑶、公路工程国内招标文件范本
⑷、国道205线滨州黄河公路大桥工程招标文件（专用本）
⑸、简明施工计算手册
⑹、国道205线滨州黄河公路大桥工程投标文件
钻机主要性能指标如下
钻机型号
最大钻孔
直径米
最大钻孔
深度米
转速
R／min
最大扭钻
KN·m
主机功率
KW
主机重量
T
数量
（台）
KP-2000
2.00
120
0─43
101.9
45
12
6
GPS-20
2.00
120
0─30
69.5
40
12
2
GW-25
2.50
120
6—24
80
75
28
6
4、施工准备
4.1场地平整
施工场区平整，须满足测量定位放线与桩基施工要求。
现场清理过程中，须将桩基础范围内的一切障碍物清除干净，以便于钻机造孔的顺利进行。
在施工场内应铺设场内道路，以满足施工时的材料运输。
4.2测量放线
专业测量人员根据建设单位提供的设计图和导线网，准确地测放基线，基点及桩位，桩位测量偏差不得大于10mm，用木桩定位。
基准点妥善保护，不得在施工过程中破坏。
4.3技术交底
施工前，由项目总工负责向各施工队长和分项技术负责人进行技术交底，并组织全体职工认真学习熟悉《工程施工组织设计》、《钻孔灌注桩施工方案》、施工图纸、技术规范等有关文件和图纸，做到人人熟悉，各负其责。
5、钻孔灌注桩的施工顺序
根据工地现场施工准备情况，结合本工程的特点，钻孔灌注桩的施工顺序考虑如下：
5.1首先进行8#边墩基桩施工。
5.2在９＃墩便桥和钻孔工作平台施工同时，进行10#边墩基桩施工；９#墩钻孔平台施工完成后，调配6～8台钻机进行９#墩基桩施工。
5.38#、10#边塔基桩施工完后，钻机分别调配到7#和11#墩进行基桩施工。
6、钻孔桩护筒施工
6.1护筒设计
钻孔桩设计桩径1.5m，根据我公司以往在黄河上施工的数座大桥的经验，护筒直径设定为1.8m。
7#～8#、10#～11#墩为陆上桩，护筒长度设定为3m，采用6㎜钢板卷制。
9#墩钻孔桩为水中墩，护筒长度设定为6m，用8㎜钢板卷制而成。
6.1.1护筒制作
钢护筒在市场定制。
为防止护筒变形，护筒内设置2～3道临时米字型剪刀撑，随着护筒的下沉，及时把剪刀撑取出。
6.1.2护筒施工
9#墩钢护筒在钻孔平台上利用振动锤及导向设施来完成。
依据桥位控制点，用全站仪放出钢护筒（即桩基位置）的准确位置，并在平台上设桩位临时控制点。
在沉设护筒时，随时检查其平面位置，发现偏移立即进行校正。
为了控制钢护筒下沉垂直度，导向架拟定3米高。
钢护筒在导向架内振动下沉，并在下沉过程中随时对护筒垂直度进行检查校正。
7#、8#、10#、11#墩处于陆地上，钢护筒长度较短，采用人工与附着式震动器结合方式埋设。
要求所埋护筒必须位置准确、垂直、稳固，护筒中心与桩中心重合，偏差不得大于2cm，倾斜偏差不大于1％，护筒埋设深度约2.7米，护筒高出地面0.3米，并且高出地下水位1.0─2.0米。
护筒与孔壁间隙用粘土捣实，防止松动、漏水。
护筒下沉过程中，根据全站仪定出桩位中心和四个控制桩，进行钢护筒平面位置控制。
用两台经纬仪进行护筒垂直度观测。
如果出现较小倾斜，可在下沉过程中用导链以反方向拉力进行纠正，如果出现较大倾斜，需拔出重新下沉。
6.2钻机就位
钻机就位前由技术人员对原定桩位进行复核，桩位偏差要求小于10mm，用“＋字线”定位，钻机就位：
要求钻机支垫牢固，钻尖对中（偏差小于20mm），钻杆垂直（钻孔垂直度偏差不得大于1/300），采用相应精度的水平尺测量）。
为保证钻孔垂直度，场地需平整，机架滑车中心，磨盘中心、桩位中心三点必须成一直线，磨盘一定水平，钻进时随时校验，确保钻机垂直。
6.3泥浆的调制每棵地下桩布置一个沉淀池和一个泥浆池，7#～8#墩共用一个大的蓄浆池，9#墩单独使用蓄浆池，10#～11#墩共用一个大的蓄浆池。
泥浆池和蓄浆池的尺寸根据现场实际情况确定。
钻孔开始阶段，泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，其性能指标如下表。
中间及后期的钻孔泥浆采用已完成基桩的泥浆，运送方式采用泵送或罐车运输。
泥浆性能指标表
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）
正循环
一般地层
1.05～1.20
16～22
8～4
≥96
≤25
≤2
1.0～2.5
8～10
反循环
一般地层
1.02～1.06
19～28
8～4
≥96
≤15
≤2
3～5
8～10
注：
①地下水位高时，指标取高限，反之取低限；
②地质状态较好，孔径较小的取低限，反之取高限；
6.4钻孔
6.4.1钻机安装就位后，底座和顶端应平稳、牢固，在钻进过程中不致产生倾斜位移。
钻机顶部的起吊滑轮转盘中心与钻孔中心保持在同一铅垂线上，钻进过程中经常检查，如有问题及时纠正。
6.4.2泥浆系统：
陆上钻孔采用就地挖泥浆池的方法进行施工。
为了方便钻孔桩灌注砼，设置临时蓄浆池。
临时蓄浆池设在桥位左侧靠近小坝的位置，在钻孔桩灌注过程中，将泥浆临时存放到蓄浆池内。
9#墩钻孔桩钻孔将蓄浆池设在岸侧、铁皮U型槽接钢护筒回流至泥浆池的方法进行施工。
当泥浆池内沉渣淤积到一定程度后，利用砂石泵排至临时蓄浆池内。
所有废浆集中处理。
在正常钻进时，泥浆比重要求为1.1－1.2，泥浆粘度要求18－22S，含砂率＜8％。
在正常循环中，大量泥砂在开挖的沉淀池沉淀下来，需要人工及时清理。
施工中备有蓄浆池，将废浆暂时储存，调节外运，以保持场内清洁。
6.4.3开钻时均应慢速钻进，钻进采用三翼式合金钻头，开孔后先用小水量给水，慢速轻压、平稳，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进，以避免粘土糊钻，钻具需使用有一定高度的筒状导正器，钻进时细致观察记录进尺情况，当遇软硬变换时，应轻压慢转，以防钻孔偏斜。
需要注意：
在粉砂土地层要慢速钻进，防止扩孔系数过大。
6.4.4钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随时改正。
应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
6.4.5保持护筒内水头稳定，护筒内外水头差保持在3.0m左右。
6.4.6钻进过程中采用增重减压钻进，保持孔底承受的压力不超过钻具重量之和（扣除浮力）的80%，以避免斜孔、弯孔和扩孔现象。
6.4.7在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。
处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。
6.4.8根据以往施工过几座黄河大桥的钻孔施工经验，成孔过程中，必须做好泥浆的维护管理工作。
每0.5小时测一次泥浆的稠度和相对密度。
根据泥浆成分的变化分析孔内、护筒脚等部位的变化而做出相应的处理措施，并密切注意黄河流量与水位情况，及时调整泥浆面位置。
6.5清孔
成孔后应对孔深、孔径进行检查，符合要求后方可清孔。
因为本桥对沉淀厚度（≤15㎝）要求标准比较高，确定采用气举反循环或泵吸反循环方式清孔。
泵吸反循环：
直接利用大功率砂石泵通过钻杆将砂、石、粘土块等钻渣排出到沉淀池，利用循环系统使泥浆通过泥浆槽流回到钻孔内。
气举反循环：
将高压金属气管沿钻杆下放至孔底，金属管端部弯曲伸入钻杆内，启动大功率空压机（≥9m3）利用高压气流带动，将砂、石、粘土块等钻渣排出到沉淀池，利用循环系统使泥浆通过泥浆槽流回到钻孔内。
在清孔过程中，以相对密度较（1.03～1.1）的低含砂率优质泥浆沿井壁注入，将钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出，清孔时要保持孔内水头，防止坍孔。
清孔后，孔口、孔中部和孔底提出的泥浆相对密度应1.03～1.1，粘度为17～20秒，含砂＜2%；胶体率＞98%，孔底沉淀土厚度不大于15CM。
6.6钻孔检查
钻孔在终孔和清孔后，用专用仪器对孔径、孔形和倾斜度进行测定，测试检查合格后，书面上报监理工程师复查，并做好下放钢筋笼的准备。
6.7制作、安装钢筋笼
根据设计要求，钢筋笼主筋采用挤压套管连接技术进行连接。
施工工艺为：
施工时须首先清除钢筋连接位置的铁锈、油污、砂浆等附着物。
端头若影响套筒安装，必须矫直、修磨（横肋严禁打磨）；然后将钢筋插入钢套内，插入深度应按对称定位标志确定；调整压钳，使压模对准钢套筒表面的压痕标志，并使压模压接方向与钢套筒轴线垂直；启动超高压泵径向加压，达到预定压力并使压痕压至规定深度后，即可卸压退模（压接过程中应始终注意接头两端钢筋轴线保持一致）。
挤压套管连接技术使用前须进行试验，合格后并经监理工程师认可方可使用。
钢筋笼和检测管先行分节制作，制作在加工场地集中进行。
钢筋笼每节长约12m。
制作过程中，注意把检测管与箍筋焊接牢固，且位置准确。
利用汽车将分节钢筋笼运至现场，利用吊机现场吊装（9#墩利用龙门）。
首先下放第一节钢筋笼，然后在检测管内注满清水，随即下放第二节钢筋笼，并组织专业钢筋工进行上下两节钢筋笼的挤压套管连接，时间控制在0.5小时内，连接完成后，继续下放钢筋笼，并用型钢临时固定，然后再次在检测管注入清水。
以后钢筋笼的安装重复以上程序。
8#～10#墩地下桩③钢筋采用双根，钢筋连接采用绑条焊接。
施工中要注意上下钢筋笼的位置正确，轴线一致，防止笼身弯折，以避免上提导管时钩挂钢筋笼，造成施工困难。
另外，所有连接接头应按规范错开布置，施工时控制时间在10小时以内，以免操作时间过长造成坍孔。
钢筋笼内加设加强筋，以保证在搬运、吊放过程中不致变形，并每隔2m按照图纸设保护层钢筋，以保证钢筋笼位置正确，且有一定厚度保护层，钢筋笼放入孔内，在混凝土灌注过程中，应采用适当措施防止钢筋笼上浮。
6.8导管
混凝土灌注采用2套300mm的导管，每套长150米。
导管采用螺旋连接套连接。
吊装前应试拼，并经试压（压力1.７MPa）确保不漏水。
现场拼接时要保持密封圈无破损，接头严密，管轴顺直。
6.9灌注水下混凝土
灌注混凝土前，利用导管进行二次清孔，对孔底沉淀层厚度、泥浆指标进行检测，达到要求后，立即灌注水下混凝土。
北岸混凝土拌和采用HZS-60和HZS-50A型混凝土拌和站拌和，3辆混凝土罐车运输；南岸北岸混凝土拌和采用HZS-60和HZS-25型混凝土拌和站拌和，2辆混凝土罐车运输。
为延缓混凝土初凝时间，提高混凝土和易性，混凝土掺加监理工程师认可的缓凝减水剂，使混凝土初凝时间延至7～8小时,115米桩在8小时内完成灌注。
灌注首批混凝土时，导管下口距孔底距离宜保持在20～25cm，导管埋入混凝土中深度大于1m。
混凝土灌注过程中，随时控测混凝土顶面高程，导管埋深控制在3m左右，混凝土连续灌注，并防止导管内形成空气囊。
当混凝土面接近钢筋笼时，要使导管保持较大的埋深，并放慢灌注速度，以减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。
当混凝土进入钢筋笼一定深度后，应适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。
在最后灌注时，要核对混凝土的灌注量，使混凝土产生较大的冲击力，以增加混凝土的压力，提高混凝土密实性。
为了保证桩头混凝土质量，最后灌注时导管在1～2米范围内上下移动，桩顶超灌1m左右的混凝土。
为了减少后期桩头破除的难度，混凝土灌注桩灌注完成后，及时用特制吸浆泵系统进行超灌混凝土水泥浆的排除，但注意桩顶以上50cm内混凝土不得挠动。
工作原理详见图：
6.10混凝土灌注桩检测
混凝土灌注桩超灌混凝土经吸浆泵处理后，及时进行骨料清除。
当桩混凝土达到一定强度后，即可进行混凝土灌注桩超声波检测，确定混凝土灌注桩质量。
检测顺序：
AB→BC→CA。
超声波检测示意图见图7。
由于主桥墩桩位排列较密，万一灌注桩发生质量事故，不宜补桩。
要求施工中必须谨慎，强化管理，加强对各个施工环节的控制，保证各个环节均达到规范和质量标准要求，确保成桩质量全部合格。
6.11钻孔灌注桩施工工艺流程框图见附件：
框图1、2。
7、质量保证体系
7.1保证质量的主要措施
建立以项目总工负责的质量管理体系和以技术负责人负责的质量保证体系，强化责任制，完善技术及质量管理，确保工程质量，创优良工程。
（1）项目部设专职质检人员。
施工过程中严格实行三级质检制度，技术负责人全面管理质量，质检人员全过程跟踪检查，施工机组自检、互检并随时接受项目经理部和监理的监督检查。
每道工序都必须经过检查后方可进行下道工序施工。
（2）严格工艺流程，认真执行施工技术规范、技术标准及有关技术操作规程，开工前进行详细的技术交底和培训，做到操作有工艺，施工有图纸。
（3）积极开展全面质量管理，认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，施工中积极开发QC小组活动，QC小组全面负责质量标准的制定，并且贯彻监督经常化、抽样具体化、质量意识教育经常化、信息反馈及时化、各方联系经常化的原则，对工程质量实施预控，执行以防为主的原则，建立质量保证体系，设立质量控制点，对关键工程的关键部位实行重要控制和监督。
7.2质量保证体系见附件
7.3加强设备管理
在施工过程中，为避免出现机械设备及孔内事故，每机台班组设立专职机械设备管理员，强化岗位责任制，精心检查和保养机械设备各部件的正常运转，并做好机械设备易损件的配件及打捞工具的准备，如发现故障及时进行处理，维修和更换。
7.4加强技术资料管理
各机组及质检员必须真实、齐全的填写有关施工记录和施工日志、决不允许掩盖施工中出现的问题。
质检员应及时收集、填写和整理关于灌注桩施工的如下主要技术资料。
（1）开工通知单；
（2）钻孔班报表；
（3）分项工程质量检验评定表；
（4）技术交底报告及记录；
（5）孔位放线记录及平面图；
（6）施工日志及工程图片
（7）灌注记录
（8）变更记录表
8、安全措施
8.1安全生产
（1）建立以项目经理部负责的安全管理体系，成立安全生产领导小组，设立专职安全员，强化岗位责任制，制定工地安全管理操作制度，加强监督检查，确保工地施工安全。
见图五
（2）坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，实行安全生产目标管理。
（3）加强安全意识教育，自觉遵守劳动纪律，严格执行安全生产规章制度，狠抓班组安全生产管理，现场安全生产管理和安全生产技术交底等工作。
（4）各机组班前班后进行检查、总结，及时清除隐患，施工中积极采取安全措施，杜绝各类事故的发生。
（5）对危险作业，设立安全监督岗，采取有效措施进行预控，达到“突出重点、全面控制、确保安全”的目的。
（6）项目部设专职安全保卫人员，切实作好工地安全保卫和防盗防火工作。
8.2现场安全生产具体要求
①施工现场用电统一规划，由专职电工统一管理，严禁乱接、乱拉电缆、电线。
用电器应设有二级漏电保护器，保证用电安全。
②施工机械的安全防护装置应齐全，严禁私自拆除，操作人员应严格按设备操作规程操作。
③工作按要求着装上岗，按规程认真操作，严禁在现场打闹和睡觉，以免发生意外，严禁酒后上岗，严禁串岗操作，进入施工现场必须配戴安全帽。
④各机组间保持立放钻塔和提放钻杆的安全距离，不得相互影响施工和安全。
⑤已施工过的钻孔做好标记，以免掉下工具或发生人身事故。
⑥夜间照明要充分，普通照明与局部照明相结合，孔口、运转机械、重要道路、泥浆循环系统须有照明。
⑦搬运大件要作好充分准备，听从统一指挥；严禁将物件从高处自由滚动，以免伤人或损坏物品。
⑧施工车辆在场内移动，司机须仔细检查道路，避免意外。
⑨混凝土灌注过程中，严格按操作规范进行，防止出现断桩现象。
9、文明施工
9.1施工场区内场地布置，施工顺序严格要求统一规划和安排，材料指定地点堆放，并做好水泥防潮和钢材防锈，避免各种材料浪费，设备、工具摆放整齐，严禁乱放乱堆。
9.2保证施工区和生活区的正常秩序和环境卫生，及时清理垃圾，并把垃圾运至指定地点。
9.3施工现场应尽量减小噪音，施工人员按指定地点和时间活动，尽量不影响周围居民的正常工作和生活。
9.4泥浆循环槽及排水沟必须保持畅通，泥浆池必面及时清理，严禁漫溢。
9.5施工人员应严格要求自己，科学、严谨、文明施工，工作中服从指挥，积极配合甲方及项目经理部，共同创造文明和谐的施工环境。
10、组织管理
10.1拟投入2各钻机施工队，共14台钻机，每台钻机配备12名人员。
10.2钢筋笼下放及混凝土灌注由主桥一队～三队负责；钢筋笼的制作由主桥四队负责。
10.3专业测量小组负责桩位的放样。
七、预防补救措施
1、5T电磁铁一套
2、冲抓抓斗一套
3、180偏心钩一套
4、滚刀钻头一套
5、反循环泵一台
安全保证体系签图五
班长
机长
电焊班长
安全员
项目经理
TQC小组
符合规范及设计
按优质标准控制
标准化作业
质量保证体系图3
项目
技术负责人
施工控制
质检科
确保主要工序始终处理质量控制状态
项目部QC小组
质检科QC小组
机组QC小组
标准化作业
工种自检、交叉检
质量责任制
原材料取证及检查
隐蔽工程检查
优质工程管理目标
测量放样
试检
工序及工程检验
设计图纸及技术交底
确定施工方案
技术人员组织
现场三通一平
施工及设备准备
测量仪器准备
钻孔灌注桩工程质量预控图2
学习操作规程及质量标准
学习图纸及技术资料
操作人员参加详细交底
书面文件交底
施工
技术交底
大、小应变及静载测承载力
资料整理
材料及试块合格证
隐蔽验收记录
质量评定记录
施工及自检记录
竣工报告及图纸
执行验评标准
室内试验评定砼质量
质量评定
清理现场及钻头
办理验收签证
砼的制作及灌注
钢筋制作及吊放
钻机钻孔及清孔
桩位放样及护筒埋设
自检
准备工作
钻进
调整机台对中
调整机台水平
挖基孔
钻机就位
埋设护筒
校核桩位
桩位放样
及时清渣
调整泥浆指标
钻孔灌注桩施工工艺流程图1
砼搅拌
结束
拔除护筒
灌注砼
及时监测
砼面高度
复测孔深及沉渣
二次清孔
下导管
丈量准确
密封连接
清孔
清孔
清孔
下钢筋笼
钢筋笼制作
测沉渣及孔深
清孔
检孔器
表3
财务
升级会员 