张家沟中桥钻孔桩技术施工方案.docx
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张家沟中桥钻孔桩技术施工方案
内邓高速公路No.1标项目经理部
张家沟中桥钻孔灌注桩施工方案
2010年7月
一、工程概况
内邓高速公路张家沟中桥，中心桩号为：
AK0+353，起讫桩号为：
AK0+309.96-AK0+396.4,全长86.08m，交角90º。
本桥上部采用现浇钢筋混凝土连续箱梁，下部为墩柱、肋板式桥台、钻孔灌注混凝土桩基础。
桩基穿越地层情况为：
桥位区地基土岩性分三个层次，黏土、强风化黏土岩和弱风化黏土岩，具弱-中膨胀性，工程质量较差。
本桥采用钻孔桩基础，发挥各层土的摩阻力，共同承受上部荷载。
二、工程数量
张家沟中桥桥台桩基桩径12m，桩长22m共16根352m；桥墩桩基桩径1.8m桩长24m共6根144m。
三、施工准备
钻孔桩主要机具配置
钻孔桩主要机具配置表具体见表一
表一
序号
机具名称
规格型号（功率）
数量
用途
备注
1
冲击钻
FXZ250
2台
钻孔
2
吊车
QY20
2辆
安装钢筋笼
3
电焊机
BX150
3台
钢筋笼制作
4
切割机
7.5KW
1台
钢筋笼制作
5
弯曲机
1.5KW
1台
钢筋笼制作
6
导管
250㎜
60ｍ
灌注砼
7
砼搅拌机
JS1000
2套
拌和砼
8
砼运输车
9ｍ3
3台
运输砼
9
潜水泵
3KM
2台
抽水
10
发电机
75KW
1台
备用电源
钻孔桩劳动力组织具体见表二
表二
序号
职务
人数
主要工作职责
1
队长
1
负责全面施工，全面管理，组织生产协调。
2
技术负责人
1
负责各种技术工作，编写施工方案，进行技术交底。
3
质检负责人
1
负责桩基施工，各种质量检查工作。
4
安全员
1
负责全过程施工安全工作
5
测试人员
2
负责放样定位，标高控制试件制备。
6
钢筋班长
1
负责钢筋笼制作
7
钻机班长
1
负责桩基钻孔工作
8
砼灌注班长
1
负责砼灌注工作
9
普工
10
协助各班班长做好本职工作
四、施工进度计划
AK0+353张家沟中桥计划2010年7月20日开工，2010年8月20日完工。
五、钻孔桩基础施工技术方案
（一）钻孔施工
1、测量放样
首先在桥址通视良好的地方布设小三角控制网，测量精度应符合施工规范要求。
在进行桩位施工放样之前，必须对各桥梁墩台控制性里程桩号、桩基坐标等数据进行认真复核计算，复核无误后即可根据各桩基坐标值放出桩位中心点，并对桩位中心点按纵横方向设置4个护桩，以供钻孔桩施工过程中检验使用。
护桩需用砼包护，埋深不小于30cm，且位置选择合适，不受施工扰动。
2、制作、埋设钢护筒
钢护筒采用6mm厚钢板制作，加工直径比桩径大20cm，每节护筒长1.5m。
钢护筒埋设采用挖埋法，埋深1.2m左右，先在桩位处挖出比护筒外径大80cm～100cm的圆坑，对坑底进行整平，整平完毕通过定位的控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线定在护筒顶部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合。
同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直。
此后即在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，达到最佳密实度。
夯填时要防止护筒偏斜。
钢护筒埋置后顶面应高出地面0.3m，并应保证孔口周围用粘土填塞密实。
护筒埋设好后必须检测其平面位置偏差，护筒中心轴线与桩位中心线偏差应小于5cm，护筒倾斜度偏差不大于1%，不符合要求时应校正或重新埋置。
3、泥浆和泥浆循环系统
钻孔泥浆是钻孔施工中重要材料之一，它可在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌及悬浮钻渣的作用。
（1）泥浆
1）粘土的选择
粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土作为调制泥浆的原料。
2）泥浆的调制
泥浆调制采用机械搅拌，搅拌之前先将定量的清水加入搅拌鼓，然后慢慢地加进与水量相应的粘土，并开动机器搅拌。
成浆后，打开出浆门出浆。
3）调制泥浆的粘土用量
在粘性土中冲钻孔，事先只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘土造浆补浆。
在砂类土、砂砾或卵石中钻孔，事先须备足粘土，其数量可按下述公式和原则计算：
q——每m3泥浆所需的粘土质量，kg；
V——每m3泥浆应需的粘土体积，
，m3；
p1——粘土的密度，kg/m3；
p2——要求的泥浆密度，p2=VP1+（1-V）p3，kg/m3；
p3——水的密度，p3=1kg/m3。
4）泥浆主要性能指标
对于本合同段泥浆应达到的性能指标为：
a.相对密度：
1.10～1.20
b.粘度：
18～24（s）
c.胶体率：
≥95（%）
d.失水量：
≤20（mL/30min）
e.泥皮量：
≤20（mL/30min）
f.静切力：
≤3（Pa）
g.酸碱度：
8～11（PH）
（2）泥浆循环系统
泥浆循环系统包括制浆池、沉淀池、贮浆池、出浆槽、泥浆泵和进浆管等。
各组成部分需有适当的高差，以利泥浆自然流动循环，经沉淀净化后的泥浆由泥浆泵输送到钻孔中继续使用。
制浆池、沉淀池和贮浆池的容量根据现场情况进行设定。
泥浆制备要满足泥浆护壁和排钻渣的要求。
在钻孔过程中应随时注意观测泥浆性能的变化情况，并根据不同地层对泥浆性能的不同要求及时调整造浆和补浆。
废泥浆用罐车送到处理场进行集中处理，严禁在施工现场就地排放。
4、冲击成孔
钻机就位后，需进行桩位复测，以保证就位准确，将钻机调平并对准钻孔。
要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一垂线上，钢丝绳所吊钻头与桩中心位置偏差小于2cm，并且调平钻机。
在冲孔过程中要根据土层情况及时调整冲程，并要注意均匀放松钢丝绳长度，在一般的松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松3cm～5cm，防止“打空锤”和防止钢丝绳纠缠。
若发现地质情况和勘察报告所给的地质情况不相符时，及时报请监理工程师审核，待问题解决后方可进行钻进，同时冲孔过程应分班连续作业，不得中途停止；相邻两孔不可同时进行冲孔作业，一孔灌注混凝土完成24小时后其相邻孔才能开始冲孔作业，随时净化和补充泥浆。
为了保护环境，钻孔泥浆经沉淀处理合格后将钻渣运往指定地点，还要有专业的技术人员在土层变化处采取样渣，编号保存至工程验收为止，并记录钻孔表，将渣样情况与地质剖面图核对以供终孔参考。
冲孔至设计桩底标高后，报监理工程师现场验收，做成孔检查，可用四倍桩径长的检测笼检查钻孔直径和竖直度，如上下各处均无阻挂，则说明桩孔直径和竖直度符合要求，最终填写终孔检查单，由监理工程师签证认可后即进行清孔、吊放钢筋笼，同时做好混凝土灌注的准备工作。
5、清孔
为抽、换原钻孔内泥浆，降低水泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。
为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确、灌注顺利，确保混凝土质量，当钻孔深度达到设计标高后，经过孔径孔深检查合格后，即可进行清孔，第一次清孔采用掏渣法。
在清渣前，投入水泥1～2袋，通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次，使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物，然后以掏渣工具掏出。
清孔时为降低泥浆相对密度，在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆相对密度降低后向孔口溢出，达到所要求的清孔标准后，既可停止清孔。
如还未达到标准，则采用气举抽浆法进行第二次清孔，以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管。
将高压风管设在导管内，以导管作为吸泥泵的吸浆管进行清孔。
高压风管沉入导管内的入水深度应大于钻孔内水头到出浆口高度的1.5倍，且不小于15m，钢筋骨架在导管吊入之前放入。
开始工作时先向孔内供水，然后送风清孔。
直至泥浆的性能指标及孔底沉渣厚度符合设计和施工要求之后，经监理工程师签证，同意进行砼灌注后，方可进行灌注混凝土。
（二）钢筋笼加工吊装
1、钢筋笼的制作
钢筋进场具有合格证，每批材料、每种规格均经过抽样检查合格后方投入使用。
钢筋笼在钢筋加工场地集中下料加工，在工地现场绑扎成型并根据桩长及现场情况采用箍筋成型法分段制作。
制作时，按设计尺寸要求作好加劲箍圈，在其外周标出主筋位置，主筋平置在工作台上并标出加劲圈的位置。
焊接时，使加劲圈上任一主筋位置与主筋中部的加劲圈位置对应，并让其互相垂直然后焊接。
按此方法将主筋逐一焊好以后将焊好的骨架搁于支架上套入螺旋圈。
按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，并预留接头用螺旋筋。
桩头部分起吊点等位置加强筋须加密，防止下钢筋笼时变形。
在钢筋笼上端焊拉钩和横撑以便固定于孔口，钢筋笼做好后放到平整、干燥的场地，并用等高的方木垫上，遇有阴雨天要用彩条布覆盖，且对原材料也进行覆盖，以防生锈等。
钢筋笼加工过程中应注意：
a、若采用搭接焊时，两钢筋搭接端应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头采用双面焊缝时的长度不应小于5d，采用单面焊缝时的长度不应小于10d（d为钢筋直径）。
b、若采用帮条焊时，帮条应采用与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。
帮条长度双面焊缝不应小于5d，如用单面焊缝不应小于10d（d为钢筋直径）。
c、对于焊接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率见下表：
接头型式
接头面积最大百分率（%）
受拉区
受压区
主钢筋绑扎接头
25
50
主钢筋焊接接头
50
不限制
注：
焊接接头长度区段内是指35d（d为钢筋直径）长度范围内，但不得小于500mm，绑扎接头长度区段是指1.3倍搭接长度；在同一根钢筋上应尽量少设接头。
检验钢筋的标准见下表：
检查项目
规定值或容许误差
检查规定
频率
方法
纵向钢筋间距（mm）
±20
2个断面/桩
用钢尺量，每个间距
螺旋筋或箍筋间距（mm）
+0，-20
10间距/桩
用钢尺量
骨架长度（mm）
±10
1/每桩
用钢尺量
骨架宽度或直径（mm）
±5
2个断面/每桩
用钢尺量
保护层厚度（mm）
±10
8处/每桩
用钢尺量
2、钢筋笼保护层的设置
根据图纸提供的定位筋尺寸，从桩顶下每2m，沿周边等距离设置4根定位钢筋，以确保砼保护层厚度。
3、钢筋笼吊装
对于直桩钢筋笼的吊装采用1台16吨汽车吊，汽车吊先起吊钢筋笼端，使之并不断上升钢筋笼几乎垂直。
吊机慢慢向孔口移动，使钢筋笼较低的一端到达孔口上方。
轻轻松动低端汽车吊钢丝绳，慢慢下落钢筋笼，在井口站2~3人用手扶住钢筋笼，指挥汽车吊整钢筋笼垂直方向，慢慢放下钢筋笼，防止耳环挂住护壁砼。
若挂住砼，则慢慢提升钢筋笼10~20cm，用手轻轻转动钢筋笼，继续下降钢筋笼即可。
上部加强圈即将与井口平齐时停止下降，在井口两边紧靠井口平行设20*25cm枕木2根，用长3.5米的4根圆钢棒或型钢交叉从加强圈下穿过，圆钢棒支撑枕木上。
（根据长度，越靠上的钢筋笼吊点加强圈越粗、越密，圆钢棒使用越多）用上述同样方法吊装第二节钢筋笼。
两端部对正后，转动上部钢筋笼，使上下两节钢筋笼长短相对。
为了确保钢筋接头质量，同时加快吊装速度，两节钢筋笼之间钢筋接长采用帮条焊接。
钢筋笼吊装前应丈量每节钢筋笼长度，选出1根竖向钢筋作为标志钢筋，并对吊装的钢筋笼顺序编号。
吊装时每节钢筋笼的标志钢筋上下对接，并控制对接时的搭接长度，防止钢筋笼配料长度合格，接长后总长度不合格的情况发生（搭接长度超过10d，钢筋笼顶面达到设计位置，钢筋笼底高于设计位置。
最上一节钢筋笼吊放即将完成时应及时检查钢筋笼中心与桩中心是否重合，调整钢筋笼使偏差在规范允许范围内。
用圆棒或型钢支撑定位，使钢筋笼就位。
在井口对称焊接耳环，使钢筋笼无法左右摆动，同时用8根钢筋把钢筋笼上口固定在周围坚实的桩撅上。
（三）浇灌桩基砼
桩基砼在搅拌站集中生产，汽车吊灌注。
自动计量配料机供料，强制式搅拌机拌合砼，确保桩基砼质量。
采用水下砼灌注的方法，换浆法清孔，汽车吊下放钢筋笼，导管法灌注水下混凝土。
经检查和实际测得孔底沉碴符合要求，监理验收同意后，即进行砼灌注。
砼原材料及配合比必须符合规范与设计要求，灌注采用吊车配合，派专人负责灌注记录。
导管在使用前要对其规格、质量和连接构件进行拼接和充水压力试验，要求试验时的压力大于灌注水下砼时管壁承受的最大压力。
经15分钟试验，管壁不变形，接头良好，无漏水，认为合格，可供工地使用。
在井口搭设漏斗支架，安装盛料漏斗。
漏斗下口连接300mm导管，导管在孔内，下口应离开孔底约30cm，上口用专用卡铁固定在孔口型钢梁上，并与贮存料斗连接好。
砼的灌注在任何情况下都不得中断，导管在任何情况下都要埋入砼面以下不少于2m不大于6m；提升导管要平稳、缓慢、扶正，防止挂住钢筋笼，用完后的导管及时用水洗净，并堆整齐。
灌注完工后的桩顶标高应高出设计桩顶标高，一般应比设计高出0.5~1.0m，以便桩顶截除后保证设计标高处的桩身质量，砼灌注后及时拔出护筒。
（四）桩基检测
桩基砼初凝后凿除超高部分，待7天后，拆除钢管顶端的封口，钢管中灌满清水，做超声波检测，进行桩基分项工程评定，填写中间交工证书，进行下一个分项工程。
（五）现场管理要求
1、施工现场布置要做到整齐整洁便于施工，严禁乱堆乱放各种材料及机具。
利用刺铁丝网或其它材料将施工区隔出来，便于施工管理，保证施工安全。
2、在孔桩位旁边埋设工程简介牌，简介牌内容包括：
孔号、孔径、桩长。
3、各种机具、设备挂牌标识，标识内容：
设备机具名称、型号、状态、司机人员、使用维护状态。
现场施工用电线路统一规划，布局直顺，严禁随意牵线，胡乱交叉接线，电线高度符合安全标准。
4、施工过程中产生的建筑垃圾、出碴等应及时清出现场，按要求统一处理，理顺场区排水系统，避免施工时产生的污水到处漫流，保证施工现场整洁，有条不紊。
（六）钻孔桩质量控制措施
1、合理安排钻孔顺序，准确定位埋设钢护筒。
护筒采用6cm钢板卷制，护筒内径大于桩径20cm。
护筒顶端应高出地面0.3m，有地下水时，并高出地下水位1.5～2.0m。
2、护筒底端的埋置深度，在旱地或浅水处，对于粘性土为1.0～1.5m，对于砂土应将护筒周围0.5～1.0m范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下，其埋置深度不小于1.5m。
3、护筒平面位置的偏差不得大于50mm，护筒与桩轴线的偏差不得大于1%。
4、钻机开钻后就连续施工，一次成孔。
钻孔泥浆配制采用掺和膨润土调配泥浆，以保证成桩质量。
5、钻孔达到设计标高并清孔后，应检查孔位、孔径、孔深、孔形、竖直度及孔底地质情况是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度、泥浆比重是否符合设计要求，经监理工程师检查认可后，方可撤钻，及时吊放钢筋笼和灌注水下混凝土。
6、桩基检测采用超声波法检测。
7、对于水下砼灌注，导管在使用前进行闭水试验和接头抗拉强度。
8、提升导管时保持位置居中，且不能过猛。
9、根据试验，选择合理的砼水灰比（0.45-0.55）和骨料粒径与级配，砼粗骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm.细骨料采用中粗砂，避免粗骨料粒径太大或细骨料粒径太小造成堵管。
10、施工中专人检查导管埋置深度及砼拌和质量（非水下砼灌注无此要求）。
（七）、质量保证体系、保证措施
1、质量目标
本合同段工程质量确保全部工程达到国家、交通部和河南省现行的工程质量标准，工程一次验收合格率达到100%，优良率达到95%以上，确保该工程质量达到优良。
2、质量保证主要措施
为保证质量目标及工程项目质量技术措施的实现，特制定以下保证措施：
（1）建立健全质量专职机构，强化质检测试工。
项目经理部设安质部及专职安全员和质检员，工程队设安质室，工班设兼职安全员和质检员，逐层把好工程质量关。
（2）加强测量、试验工作
建立工地试验室和测量班，并配备能覆盖所有施工项目的检测仪器和专业技术人员，为施工提供可行的工艺参数和中间试验能力，同时严格执行测量管理办法，坚持换手测量、测量闭合复核制度。
（3）加强人员培训工作
开工前，对本工程所需的各工种人员进行上岗培训考核，经考核合格后方准上岗工作。
（4）强化技术管理、大力开展科技攻关
a、建立以项目经理部总工程师、作业队主管工程师为核心的技术负责制的技术管理体系，实行各级技术人员岗位责任制。
b、推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺，对关键性工艺组织开展QC小组活动，进行专项技术攻关，以先进的技术确保高质量的产品。
c、做好方案优化，对施工难度大，技术含量高的单项工程，编制单项工程质量计划和实施性施工组织设计，报监理和建设单位审定。
（5）加强全过程的质量监控，严把施工环节质量关
a、确保所有进场 材料的性能及有关技术指标符合标准，从源头把好质量关。
b、开工前的技术交底制度
开工前，由项目部向施工队进行技术交底，各队主管工程师向全体施工人员进行技术交底，使全体人员明确标准，做到心中有数地投入施工。
c、工序“三检”制度
“三检”即：
“自检、互检、交接检”制度。
上道工序不合格，不准进入下道工序，确保各道工序的工程质量。
d、隐蔽工程检查签证制度
凡属隐蔽工程项目，严格执行“隐蔽工程检查和签证”有关规定，首先由工班、队、项目经理部工程部逐级进行自检，自检合格后报监理工程师复检，经签证合格后，方可隐蔽。
e、工序交接制度
实行“五不施工”和“三不交接”制度。
“五不施工”即未进行技术交底不施工；图纸及技术要求不清楚不施工；测量桩位和资料未经换手复核不施工；材料无合格证或试验不合格者不施工；上道工序不经检查签证不施工。
“三不交接”即：
无自检记录不交接；未经专业人员验收合格不交接；施工记录不全不交接。
（八）、安全施工保证体系、保证措施
1、安全目标
杜绝职工因工亡人事故，杜绝火灾及交通亡人事故，杜绝重大机械损坏事故，全年重伤率控制在0.06%以下，轻伤率控制在0.3%以下。
2、安全保证体系
贯彻“安全第一、预防为主”的方针，建立及健全安全保证体系。
按“管生产必须管安全”和“谁主管谁负责”的原则，逐级签订安全承包合同，达到全员参加，全面管理的目的。
3、安全生产责任制度
（1）安全生产责任制
从项目经理到施工一线工人，逐级建立安全责任体系，形成全方位的安全责任体系网络，将安全工作置于有序可控的良好状态。
（2）安全生产教育制度
工程开工前，对所有参加工程施工的人员进行安全生产教育，组织学习施工安全规则，考评合格后持证上岗。
（3）安全技术措施保证制度
项目经理部、作业队在编制施工组织设计、制订施工方案和下达施工计划时，必须同时制订和下达施工安全技术措施，无安全技术措施，不准进行施工。
（4）安全生产检查制度
项目经理部专职安全工程师每天对重点工程、关键工序的安全生产情况进行监督检查，发现问题及时处理，并深入分析原因，查明责任、制定纠正和预防措施。
（5）安全生产报告制度
按交通部技术管理规程规定的时限、方法、程序执行安全生产报告制度。
4、安全保证措施
（1）、工地内应设有安全标志，夜间施工作业应有照明设施。
（2）、基坑周围1.5米内禁止堆放土、石，四周并设置围栏。
（九）、环境保护保证措施
1、环境保护保证体系
项目经理部、队成立环境保护领导党小组，分工负责环保工作，项目经理、队长是环保工作的第一负责人。
2、环保措施
（1）严格执行国家有关环保法及工程所在地政府环保的有关规定，严格执行合同中的环保条款，同时与地方环保部门签订的有关协议，并在施工中认真执行。
（2）搞好环保调查，了解当地环保内容与要求，严格执行建设单位与当地环保部门签订的有关协议，建立环保检查制度，把环保措施层层落实，做到责任到人，奖罚分明。
（3）自然生态环境保护措施
保护植被，对施工界限内、外的植被、树木等尽量维持原状。
如因施工需要砍除树木和其它经济作物时，事先征得环境保护和水土保持部门、所有者和业主的批示同意，严禁砍乱伐。
（4）临时用地范围的裸露地表，植草或种树进行绿化。
清表土按指定位置集中堆放，取土场按设计要求进行防护、绿化，污水经处治后外排，防止水土流失和环境污染。
（5）营造良好环境。
在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，施工便道要经常洒水防治扬尘，同时在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境，生产及生活垃圾定点存放，经集中收集后运至环保部门指定的地点掩埋。
（6）配备专用洒水车，对施工现场和运输便道经常进行洒水湿润，防止扬尘，并对施工便道边坡进行植被绿化。
（7）对使用诉工程机械和运输车辆加强维修保养，提高尾气排放标准，降低运行噪音。
（8）工程完工后，及时进行现场清理，要保持原有沟道水系。
钻孔桩施工工艺流程图
不合格
`
工序质量检查验收程序框图
每道工序完工
返工
工班质检员自检
不合格
检查结果
返工
合格
质检工程师复检
不合格
检查结果
合格
填报中间检验报验单项
现场监理工程师检查核实
不合格
检查结果
合格
进行下道工序
工程质量控制程序框图
施工图纸审核
进行分项工程质量等级评定
监理工程师抽检验证,并签认
分项工程质量报验单
分项工程完工自检报验
进行下道工序施工
监理工程师抽检并签证认可
关键工序自检合格填报
中间检验报验单
监理工程师审核批准
上报分项工程开工报告
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