桩基施工专项施工方案.docx
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桩基施工专项施工方案
桩基施工专项施工方案
1、施工概况
本工程桥梁基础采用钻孔灌注桩基础，桩基直径为1.2m、1.5m两种，其中桥台部位直径Φ1.2m桩基40根，单根长25m，引桥部位直径1.5m桩基96根，单根长29m，异型板部位直径1.5m桩基72根，单根长有36、38、39和41m几种。
桩基施工机械采用旋挖钻机。
具体部位见下表：
墩桩号
直径cm
桩身长m
根数
备注
YH0,YH19,ZH0,ZH19
Φ120
25
40
YH1,YH18,ZH1,ZH18
YH2,YH17,ZH2,ZH17
YH3,YH16,ZH3,ZH16
YH4,YH15,ZH4,ZH15
Φ150
29
96
YH5,ZH5,YH6,YH12,YH13,
YH7-1~YH7-3,YH8-1~YH8-6
YH9-1~YH9-6,YH10-1~YH10-6
YH11-1~YH11-6,YH14（右半幅），ZH14
Φ150
36
60
YH14（左半幅）
Φ150
38
3
YH8-7~YH11-7,YH8-8~YH11-8
Φ150
39
8
YH7-4
Φ150
41
1
共计
208
2、工程地质情况
本标段工程地质可分为11层，依次为：
1）杂填土层，主要为素填土，厚度0.50～5.70米。
2）新近沉积粘性土，厚度1.00～2.00米。
3）粉土层，稍湿～湿，厚1.30～4.10米。
4）细砂层，层厚3.30～5.10米。
5）粉质粘土层，层厚2.80～7.00米。
6）粉土层，层厚0.60～3.30米。
7）中砂层，层厚1.30～4.60米。
8）中粗砂层,层厚3.20～5.60米。
9）含卵石中粗砂层，层厚7.00～10.00米。
10）含卵石粗砂层，层厚4.00～7.40米。
11）含卵石中粗砂层，层厚2.90～8.00米。
12）粉质粘土层，层厚1.40～2.10米。
13）含卵石粗砂层，层厚2.70～5.50米。
14）粉质粘土层，层厚2.50～6.40米。
15）含卵石粗砂层，层厚9.70米以上。
3、施工准备
1）工程开工前，项目部应组织有关人员参加设计交底，熟悉工程图和工程地质资料。
2）施工前应做好排水系统设置，并预先探明和消除桩位处的地下障碍物。
3）本工程采用δ10mm钢板卷制，长度为2.0米，其内径比设计桩径大200mm。
护筒中心与桩位偏差≤2cm。
4）施工前应做好设备安装、调试检查工作。
5）做好供水供电、夜间照明等工作。
6）埋设的护筒周围应用粘土分层回填夯实。
7）开工前办理有关施工手续及申报工作。
4、施工工艺及施工方法
4.1施工工艺
钻孔灌注桩施工工艺流程见插图4.1-1。
平整场地
桩位放样
护筒制作
埋设护筒
供水
钻机就位
泥浆池
向孔内注水、注泥浆
钻进、到位
泥浆沉淀池
骨架制作
清孔
不合格
验孔
合格
试件制作
安放钢筋骨架
混凝土拌和
骨架吊运
安设导管
导管注水试验
合格
测坍落度
运送混凝土
灌注水下混凝土
不合格
废弃
拔除护筒
凿桩头
验收
插图4.1-1钻孔灌注桩施工工艺流程图
4.2施工测量
1）根据业主的施工控制点定出施工桩位基准轴线，并做好基准点的保护措施，直至竣工验收。
2）根据水准点高程引测至施工现场内设置临时水准点，并做好固定记号。
3）根据桩位控制轴线，基准点按设计图所示尺寸逐一放桩位，桩位之间尺寸应仔细复核以防出错。
4）测量放样的仪器设备必须经过检验合格后方能使用。
4.3钻孔施工
4.3.1钻机选型
根据本工程地质条件，为加快施工进度，采用TR180D和BG25C履带式旋挖钻机，共4台。
4.3.2钻孔顺序
施工布置：
因受地下管线的影响，经过现场摸底排查，能具备钻孔条件的桩为111根，受管线影响的97根，根据实际情况，计划在3月18日之前进3台桩机，分别布置在东、西、北三个方位的引桥部位，3月18日以后，在南边引桥部位再增加一台桩机，共用4台桩机同时施工管线影响部位的灌注桩。
4.3.3钻孔钢护筒的制作和埋设
钢护筒制作：
护筒采用10mm钢板卷制，长度为2.0米，其内径比设计桩径大200mm，护筒直径误差不得小于5mm。
钢护筒安设：
安设精度要求护筒顶面中心偏差不大于5cm，倾斜率不大于1/100。
埋设偏差不大于2cm。
人工挖孔：
以桩中心坐标为中点，在原有路面上用切割机切出一块2.0×2.0m方形块，用爆破头破碎后清除，然后用人工挖孔成型，孔深1.7m左右，孔底找平后，测量定位，护筒内径比桩径大200毫米，平面偏差在50毫米内，竖直线斜度不大于1%，钢护筒下放过程的精度控制采用下口平面限位，安装好后四周用土回填，人工夯实。
钢护筒如发生偏移，将钢护筒拔出，重新调整。
钢护筒高度高出地面30厘米。
钢护筒要耐拉、压、不漏水。
4.3.4泥浆制备及泥浆循环
1）泥浆系统的布置及性能指标
钻孔采用泥浆护壁及正循环的方式钻进。
根据施工现场具体情况，为防止污染，加快施工进度，提高泥浆池的使用效率，拟在中华大街跨线桥南、北向的东侧，各挖两个15.0×5.0×2.5m的沉淀、储浆为一体的循环池，四周砌24砖墙，高出地面约50cm，并在泥浆池3：
1位置设一道24砖墙，高约1.0m，能把沉渣和泥浆有效隔离开。
注浆和排浆均采用4寸泥浆泵抽排，随着沉淀池沉渣堆积，定期外运沉渣，保证泥浆质量，泥浆池采用盖板或用密目网覆盖，四周用围挡进行隔离。
裕华路跨线桥东、西向各挖两个15.0×5.0×2.5m的沉淀、储浆为一体的循环池，具体做法同南北向，尺寸见平面布置图，暂先挖8个泥浆池供钻孔使用。
采用水、膨润土、聚丙烯酰胺和碳酸钠配成钻孔用优质泥浆。
泥浆从钻孔中出来后，先用4″寸泥浆泵抽排到沉淀池，通过沉淀池沉淀后，泥浆自动流入泥浆池，再用4″寸泥浆泵注入孔内，循环使用。
泥浆各施工过程中性能指标要求见表4.3-1、表4.3-2：
表4.3-1泥浆性能主要指标一览表
性质
阶段
试验方法
新制泥浆
循环再生泥浆
清孔泥浆
容重（g/cm3）
≤1.08
≤1.25
≤1.1
1006型泥浆比重秤
粘度（s）
22～28
20～25
19～22
粘度计
含砂量（％）
≤0.5
≤3.0
≤1.0
含砂量测定仪
4.3.5钻机就位、钻进
1）钻机就位：
放出桩位，校核后做好“十”字桩。
为保证钻机地基稳固、平整，尽量不要破坏原有沥青混凝土路面，注意钻杆中心（转盘中心）与钻孔中心成一条直线。
首先对桩位进行复核，保证桩位无误。
2）钻进：
钻机就位前，对钻孔各项准备工作进行检查，开孔的孔位必须准确，钻机就位后应平稳，在钻进中不产生位移或沉陷，否则应及时处理。
开钻时慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。
钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。
通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
在钻进过程中，保证水位不低于护筒底口，并根据土层特点调整钻进速度，特别要注意砂层地段，防止塌孔，确保一次成孔率100%。
钻孔时，钻进过程中定期用泥浆比重计监控泥浆比重，用旋挖钻机垂直度控制器，控制钻孔垂直度。
钻进时随着土壤取出，水位下降，应不断补充泥浆，在钻孔过程中，要不断向孔内补充新泥浆，使其充满整个孔段。
钻孔作业分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时交代钻孔情况及下一班注意事项，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时随时改正。
在整个钻孔过程中，每天认真及时填写钻孔原始记录，经常注意地层变化，并在土层变化处捞取渣样，判明土层，与地质剖面图核对，遇到与地质资料不符时，及时与设计部门取得联系，以便修正设计；认真做好钻孔记录，如实记录桩位处的地质情况，为资料档案管理提供可靠依据。
钻孔过程中孔内事故的预防及处理：
a.斜孔
产生的原因:
①地质原因：
相邻两种地层的硬度相差较大，钻头在软层一边进尺速度较快，在硬岩层一边进尺速度较慢，从而在钻头底部形成进尺速度差，导致钻头趋向软地层方向。
②设备因素：
如提吊中心、转盘中心、孔中心不在同一铅垂直线上，钻杆刚性差，钻进过程中钻机发生平面位移或不均匀沉降等。
③操作不当，钻进参数不合理。
预防措施:
①必须使钻进设备安装符合质量要求。
②根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数。
③通过软硬不均地层时采用轻压慢转。
④钻进砂层时要特别注意控制泥浆性能及钻头转数。
处理措施:
将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔深部位的上部，慢速回转钻具，并上下反复串动钻具。
下放钻具时，要严格控制钻头下放速度，借钻头重锤作用纠正孔斜。
b.掉钻及孔内遗落铁件
产生原因:
①由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻，致使钻杆螺栓或刀齿脱落。
②钻杆扭断。
③由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。
预防措施:
①避免孔斜。
②根据钻进情况定时提钻检查,重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰。
③维护孔壁的稳定及保持孔底清洁是处理孔内事故的必要前提,因此保持泥浆性能是关键。
同时,作好孔口的防护工作,避免向孔内掉入铁件。
④准确记录孔内钻具的各部位部件。
处理措施:
①首先准确判断掉钻部位，并据此制定正确的打捞方案，一般采用偏心钩、三翼滑块打捞器打捞的方法进行打捞。
②在打捞过程中,杜绝强拔强扭,以避免扩大事故。
③打捞上来后，要妥善固定在孔口安全部位，方能松脱打捞工具。
④对于孔内遗落的铁件，采用LMC-120电磁打捞器打捞（其水中吸重达5t）。
⑤分析事故产生原因，避免以后再出现类似事件。
c.扩孔
产生原因:
①砂层钻进泥浆性能差（如粘度太小、含砂量大等）,不能起到护壁作用。
②孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔。
③在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进。
④在非稳定层段（如砂层）钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳。
⑤孔壁失稳坍蹋。
预防措施:
①保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。
②采取合理的钻进工艺，反对片面追求进尺而盲目钻进。
处理措施:
①小扩孔在不做处理。
②大扩孔采用粘土回填。
d.缩孔
产生原因:
①砂层及粘性土层中钻进泥浆性能差（如粘度太小、含砂量大等）,不能起到护壁作用。
②在淤泥及粘性土层中钻进进尺速度过快。
③孔壁失稳坍蹋
预防措施:
①保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。
②采取合理的钻进工艺，反对片面追求进尺而盲目钻进。
③在粘性土层中钻进每钻进一个钻杆回次重复进行扫孔。
处理措施:
保证钻头直径重新下钻扫孔。
4.3.6清孔：
钻孔深度达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，符合要求后进行清孔。
清孔采用换浆、抽浆、掏渣等方法，在清孔时要保持孔内水头，防止塌孔。
不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
清孔后从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，泥浆指标用泥浆密度计、粘度计、含砂率计测定，并且各项测定都必须符合以下几点：
孔的中心位置与桩中心误差不得超过5cm。
孔径不小于设计孔径。
倾斜度小于1%。
孔深不小于设计规定。
孔内沉淀土厚度不大于20cm。
清孔后泥浆指标相对密度1.05～1.20，粘度17s～20s，含砂率≤2%。
测孔深：
孔深测量采用垂球、测绳方法。
在孔深满足要求后，用钢筋分别制作一个直径Ø=1.2米和1.5米，长为9米的测孔仪，用此测孔仪测量孔径和倾斜度；孔深用测绳法，孔内沉淀土厚度用两次孔深之差求得，泥浆指标用泥浆比重计、粘度计、含砂率计测定，并且各项测定结果都必须符合以下要求：
孔的中心位置与桩中心误差不得超过5cm。
孔径不小于设计孔径。
倾斜度小于1%。
孔深不小于设计规定。
孔内沉淀土厚度不大于20cm。
4.3.7钢筋笼制作、安装
钢筋笼制作：
各节在加工场胎模上成形。
钢筋笼骨架斜度在0.5%内，保护层厚度偏差在25毫米内，中心平面位置偏差在20毫米内，钢筋笼骨架顶端标高偏差在20毫米内，骨架底端标高偏差在50毫米内。
钢筋笼堆放场地应平整，并分别挂牌做好标志。
钢筋笼制作要求见表4.3-5。
表4.3-3钢筋笼制作时的验收标准及允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
检查方法
1
钢筋骨架长度
±50
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±10
尺量检查
3
主筋间距
±20
尺量检查
4
箍筋间距
±20
尺量检查
5
钢筋骨架垂直度
＜D/200
吊线检查
6
弯起钢筋位置
±20
尺量检查
7
保护层厚度
±10
尺量检查
钢筋笼安放：
清孔完成后，以最快的速度，拆除钻头、钻杆，并移走钻机。
此后，吊装下放钢筋笼。
因钢筋笼长，则采用多次吊装接高下放的方法。
主筋连接采用直螺纹连接的方式，断面错开，同一截面内的主筋接头数量不超过全部主筋数量的50%。
钢筋笼分节成形后，必须由钢筋工班长自检，安放前施工员会同甲方监理进行验收，并当场进行隐蔽工程验收签证，未经验收的钢筋笼不得安放。
钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取双点吊，吊点位置应在加强箍筋部位由起重指挥确定,防止钢筋笼变形。
钢筋笼安装入孔时，应持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后再继续下笼。
上、下节笼主筋焊接部位表面污垢应予清除，上、下节笼各主筋位置应校正对正,且上、下节笼持垂直状态时进行直螺纹丝扣连接。
钢筋笼全部安装入孔后应检查安装位置,确认符合要求后将钢筋笼吊筋进行固定,以使钢筋笼定位,避免浇灌砼时钢筋笼上拱。
4.3.8导管下放及二次清孔
导管采用丝扣连接，直径为25cm，导管单节长度标准导管，并设置一节5m长的底节导管，每节导管接头用O型密封圈止水。
首次浇筑前，进行导管水密试验。
在场地内组装好导管，封闭一端，从另一端注水，将导管注满，并施以0.6～1.0Mpa的水压力，以不漏水为合格。
如有漏水现象，则采取更换密封圈处理。
混凝土浇注时导管提升采用塔吊提升，吊车配合。
一般导管下端距孔底为0.4m，在吊放时应始终保持垂直，在吊放过程中应做好纪录，自下而上表明导管接头尺度；下放导管后应及时测量孔深，下放后灌注前应位于孔位中心。
钢筋笼安装完成混凝土浇注前，若孔底沉渣厚度大于30cm，则须进行二次清孔。
二次清孔采用在混凝土导管内注入清水的方法进行，二次清孔满足设计和规范要求且孔底沉渣厚度小于30cm后，即可进行下道工序施工。
4.3.9灌注桩水下混凝土浇筑
首批混凝土灌注数量要保证导管埋深不少于1m；导管底口悬空0.25~0.4m，确定首批混凝土数量：
采用公式V=h1×πd²/4＋HC×πD²/4计算。
混凝土压水是桩基混凝土浇注成功最关键的工序。
首先制作砂球悬置于料斗颈口处，并确保砂球在导管内提放自由，在砂球外包一层塑料布或水泥袋纸垫层，用钢丝绳固定。
首次封底时，混凝土卸到漏斗内2/3处时，同时有2～3辆罐车等待灌注，然后将储料盆出料口打开，立即压水。
将首批混凝土灌入孔底后，立即测量孔内混凝土顶面高度，计算出导管初次埋置深度，初次埋置深度不小于1.0m，然后进入正常灌注阶段，直至浇注完成。
a、本工程灌注桩设计强度为水下C30，采用商品混凝土，用罐车运输，混凝土灌注速度大于40m3/h。
坍落度应控制在18～22cm。
为提高混凝土和易性，混凝土中掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺用量通过试验确定。
b、混凝土灌注应该紧凑、连续的进行，严禁中途停工。
在混凝土浇注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测深不准确。
在灌注过程中，经常探测混凝土顶面位置，及时调整导管埋深，导管埋深宜为2～6m。
为了防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部1米左右时，降低混凝土灌注速度，混凝土拌和物上升到距钢筋笼底口4米以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2米以上，即可恢复正常灌注速度。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
为确保试桩桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌大于0.5米混凝土。
达到标高后，停止浇注。
c、混凝土浇注时泥浆处理
孔内由混凝土置换出来的泥浆用泥浆泵抽排到沉浆池，沉淀后挖出晾晒，通过水分蒸发，使泥浆固结运到监理工程师指定的弃渣场。
d、混凝土试验与记录
在灌注混凝土时，按试验要求每根桩制作混凝土试块。
试块应妥善保护，强度试验后，填写试验报告表。
有关混凝土灌注情况，灌注时间、混凝土顶面的标高、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。
浇灌砼过程中，按要求做好坍落度测试和混凝土试块工作。
试块养护安排在现场标准养护室中进行养护。
4.4成桩质量检测
a、根据设计图纸要求，对桩基需预埋3根声测管，声测管采用金属管，管径Φ50，厂家生产的标准声测管，管的连接采用热熔塑料套管连接，应牢固焊接或绑扎在钢筋笼内侧，保证管间平行、等距，不变形，管口应加盖，在施工中不被堵塞。
b、检测宜在混凝土一定强度后进行，通过超声仪器在声测管内两个电极探头产生电磁波在混凝土内传递的波长、波幅来判断桩身的完整体性和混凝土强度等。
检测结束后每根钢管进行压浆封实。
c、根据检测结果，如监理工程师对桩的质量有疑义时，或在施工中遇到异常情况，桩的质量有可能低于标准时，采取钻芯取样法对桩进行检测。
d、每根桩基均应进行小应变检查。
4.5钻孔灌注桩施工质量保证措施
（1）分项目指定专人进行工程技术复核，复核项目及负责人详见表4.5-1。
表4.5-1工程技术复核计划表
序号
复核项目
复核人
备注
1
水准点、轴线
（测量负责人或项目工程师）
2
桩位
（测量负责人或项目工程师）
3
钢筋笼尺寸
（质量员）
4
泥浆指标
（施工员）
5
砼坍落度
（砼级配工）
6
砼浇灌标高
（施工员）
（2）认真把好原材料关，不合格材料不得使用。
原材料到现场时，应提供质保书。
钢筋生产批号应与实送标牌所示相符，如有材质问题严禁使用。
试验室按规定进行原材料的试验工作。
（3）砼、砂浆试块制作：
每根桩取三组试块，试块按标准养护，每天对温度、湿度进行监控，做好砼试块养护的管理工作。
（4）制作钢筋笼过程中，同一种类型钢筋接头每300只接头做一组（3根）主筋直螺纹丝扣连接试样，并及时送试，原材料同一批为每60吨取一组试样。
（5）认真做好施工原始记录，完成有关表式。
（6）隐蔽工程验收，即孔底沉渣、钢筋笼制作质量，应会同建设单位监理认真、负责地进行100％验收。
5、钻孔灌注桩施工资源配置
a.劳动力资源配置
劳动力资源配置见表5-1。
表5-1劳动力资源配置
序号
类别
人数
负责内容
1
作业班长
8
班组生产进度、质量、安全
2
钻工
16
钻孔、灌桩
3
电焊工
6
制作、对接钢筋笼
4
级配工
4
砼级配、计量、坍落度、试块制作
5
泥浆工
16
泥浆循环系统及外运装车、场地清扫
6
电工
2
电器设备维修
7
塔吊司机
4
吊车操作及保养
8
起重工
8
吊车起重指挥
9
钢筋工
24
钢筋笼加工制作
共计：
88人
b.施工机械配置
施工设备配置见表5-2。
表5-2施工设备配置
序号
名称
型号
数量
备注
1
旋挖钻机
TR180D
2台
南车时代
旋挖钻机
BG25C
2台
宝峨
2
汽车吊
25T
1台
3
混凝土搅拌运输车
12m3
8辆
拌合站提供
4
反铲挖掘机
PC320
1台
5
自卸汽车
20T
4辆
6
泥浆泵
4"
12台
7
潜水泵
4"
2台
8
空压机
20m3
1台
升级会员 