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反循环钻孔灌注桩施工.docx

1、反循环钻孔灌注桩施工外环线东北部调线工程 第八合同段 钻孔桩专项施工方案中铁三局集团天津外环东北部调线 第八标段项目经理部 2013年12月4日钻孔桩专项施工方案批准: 审核: 编制: 中铁三局集团天津外环东北部调线第八合同段项目经理部 年 月 日目 录1编制依据及编制原则 11.1编制依据 11.2编制原则 12工程概况 22.1工程特点及工程量 22.2气候、地形、地貌特征 23.1人员配置 43.1.1施工组织机构 43.1.2人员安排 63.2主要机械设备配置 64工期安排 75反循环钻孔灌注桩施工 75.1施工准备 95.2测量放线 95.3泥浆制作 95.4护筒埋设 105.5反循

2、环钻孔灌注桩施工 115.6成孔检查 115.7清孔 135.8钢筋笼吊装 135.9灌注水下混凝土 135.9.1导管安装及储料斗 135.9.2二次清孔 145.9.3灌注水下砼 145.10检桩 166质量标准 166.1钢筋加工 166.2钢筋加工及安装 166.3钻孔灌注桩混凝土 186.4渣土及泥浆外运 197质量保证措施 227.1人员保证措施 227.2机械保证措施 227.3制度保证措施 227.4施工中的质量保证措施 237.5质量管理机构框图 237.6质量保证体系框图 248施工注意事项 258.1钢筋的存放 258.2钢筋的连接 258.3钢筋笼运送、安装 258.4

3、导管安装 258.5水下混凝土灌注 269钻孔灌注桩雨季施工措施 279.1材料管理措施 279.2临时用电管理措施 289.3场区道路管理措施 289.4技术保障措施 2810水、环保及文明施工措施 2910.1施工水、环保管理体系框图 2910.2环境保护措施 3110.3水质保护措施 3110.4文明施工措施 3211进度保证措施 3212安全保证措施 3412.1安全保证体系 3412.2安全保证措施 361编制依据及编制原则1.1编制依据(1)招标文件、施工图设计及施工组织设计。(2)公路工程质量检验评定标准、公路桥涵施工技术规范等公路桥梁相关的施工和验收规范。(3)施工调查及现场踏

4、勘。(4)本单位现有的管理人员、技术人员,机械设备、经济能力等综合实力。 (5)本单位的质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系安全管理的规定等。1.2编制原则(1)根据工程实际情况,制定实施性施工方案,确保施工目标的圆满实现。(2)合理布置施工现场优化施工方案,尽量减少工程消耗,降低生产成本。(3)积极采用、推广新工艺、新技术和新材料,增加产品的科技含量。(4)采用平行、流水施工方法和网络计划技术组织施工,进行有序、均衡、连续的施工。2工程概况2.1工程特点及工程量桥梁墩台基础均采用反循环钻孔灌注桩,摩擦桩基础。主线桥共有桩基376根,M匝道桩基56根,N1桥匝道桩基44根。合计47

5、6根。钻孔桩采用反循环钻机成孔。平均桩长以50m计算,钻机施工进度指标见下表。 反循环钻机钻孔灌注桩施工进度指标表分项工程钻机定位钻进第一次清孔吊放钢筋笼安装导管第二次清孔灌注水下混凝土合计单桩作业时间(h)242412217反循环钻机的综合成桩能力为0.7天/1根桩基476根,安排4个月完成桩基施工。共需5台反循环钻机分段同时施工,装载机3台,220挖掘机3台。施工人员240人。2.2气候、地形、地貌特征根据本次勘察资料和天津市地基土层序划分技术规程(J11414-2009),在埋深约50m深度范围内,本场地缺失全新统下组沼泽相沉积层(Q41h)(地层编号)、上更新统第四组滨海潮汐带沉积层(

6、Q3dmc)(地层编号)。该场地埋深50.00深度范围内,地基土按成因年代可分为以下9层,按力学性质可进一步划分12个亚层,现自上而下分述之:1)人工填土层(Qml)该层从上而下可分为2个亚层。第一亚层,杂填土(地层编号1):呈杂色,松散状态,由废土、砖渣、石子组成。第二亚层,素填土(地层编号2)呈褐色,软塑状态,粉质粘土、粘土质,含砖渣、石子。2)全新统坑、沟底新近淤积层(Q43Nsi)仅在ZK11号孔附近分布。主要由淤泥(地层编号)组成,呈黑色,流塑状态,无层理,含有机质、腐植物。局部夹淤泥质粉质粘土,淤泥质粘土透镜体。3)全新统新近沉积层(Q43Nal)主要由粉土(地层编号1组成),呈褐

7、黄色,稍密-中密状态,无层理,含铁质。其中在ZK11号孔附近缺失该层。4)全新统上组陆相冲积层(Q43al)主要由粘土、粉质粘土(地层编号)组成,呈灰黄-黄灰色,软塑-可塑状态,无层理,含铁质,属高压缩性土。局部夹粉质粘土或淤泥质土透镜体。5)全新统湖沼相沉积层(Q43l+h)主要由粘土、粉质粘土(地层编号)组成,呈青灰-褐灰色,软塑状态,无层理,含腐植物、有机质。局部夹粘土或淤泥质土透镜体。其中在ZK11号孔附近缺失该层。6)全新统中组海相沉积层(Q42m)主要由粉质粘土(地层编号2)组成,呈灰色,软塑状态为主,有层理,含贝壳,属高压缩性土。局部夹粘土或淤泥质土透镜体。7)全新统下组陆相冲积

8、层(Q41al)主要由粘土、粉质粘土(地层编号)组成,呈灰黄-褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质。8)上更新统第五组陆相冲积层(Q3eal)该层从上而下可分为2个亚层第一亚层,粘土、粉质粘土(地层编号1):呈褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质。仅在ZK11号孔附近分布。第二亚层,粉土、粉砂(地层编号2):呈褐黄色,密实状态,无层理,含铁质。其中在ZK11号孔附近缺失该层。9)上更新统第三组陆相冲积层(Q3cal)该层从上而下可分为2个亚层第一亚层,粘土、粉质粘土(地层编号1):呈褐黄色,可塑状态,无层理,含铁质。仅在ZK11号孔附近分布。第二亚层,粉土、粉砂(地层编号2):呈褐黄色,密实状态,无层

9、理,含铁质。其中2层、1层、2层为较好的持力层。据地层分布及荷载情况,工程性质较好的2层粉土、粉砂、1层粘土、粉质粘土,2层粉土、粉砂及其以下土层可作为本工程桥梁钻孔灌注桩桩端持力层3、人员及机械配置3.1人员配置3.1.1施工组织机构组织机构框图 桥梁二队3.1.2人员安排 (1)主要管理及技术人员见表3-1:表3-1序 号姓 名职 务备 注1袁波项目经理负责全面组织、协调管理工作2敖岩项目总工负责施工方案的设计及交底3强德工程部长负责现场施工组织4田猛质检工程师负责现场质量控制,报验5张建文测量负责人负责现场控制工作6连景程试验负责人负责材料检验、试件留样工作7实验员负责现场试件、混凝土检

10、测工作8孙凯现场技术员负责现场技术、质量控制9候海明现场施工员负责现场施工及工序转换10专职安全员负责现场安全11郭丽婕内业资料负责内业资料的填写 (2)施工队伍安排考虑到我标段桩基工程量大、工期紧的问题,结合钻孔灌注桩基础施工控制性环节的特点,本桥梁设立三个施工队伍。每组作业队伍每班安排3人,轮班作业,24小时施工,共配置操作人员15人,反循环钻机5台。3.2主要机械设备配置表3-3 主要施工机械设备配备表序号设备名称规格型号单位数量 状态备 注1全站仪徕卡TS06台1良好已检测2水准仪苏光DSZ2台1良好已检测3试验检测仪器套1良好4钢筋切断机GW40台2良好5钢筋弯曲机GQ40台2良好6

11、钢筋调直机X12台1良好7反循环钻机HG200台5良好8挖机小松220台2良好9装载机柳工50台2良好10吊车25T台3良好11电焊机500A台32良好4工期安排桥梁钻孔灌注桩基础计划于2013年11月20日准时开工, 2014年3月20日完工,工期120天。该工期不包含检桩时间。5反循环钻孔灌注桩施工 桥梁桩基钻孔灌注桩施工顺序:施工准备测量放线泥浆制作埋设护筒反循环钻孔灌注桩施工检孔清孔下钢筋笼灌注水下混凝土检桩及压浆 桩基施工流程图如下:桩基施工流程图一次浇筑量计算:5.1施工准备(1)施工主要管理人员和技术人员认真学习和熟悉、审核设计图纸,充分了解设计意图和技术要求,详尽调查现场情况,

12、并提前进行技术交底。(2)试验室对到场钢筋、水泥、砂、石等材料按照试验要求及频率进行自检,自检合格后报试验监理工程师进行现场抽检;试验确定混凝土配合比,报审合格后方可用于施工。(3)人员的组织和安排均己到位,施工现场技术管理及施工班组人员已进行了相应的岗前培训,施工的协调工作己做好。施工机械设备已配备到位且已检修调试完毕,满足开工需要。施工便道能满足各种机械设备的正常通行,人员和机械设备可直接进场作业。在灌注桩施工区内进行清障,平整场地并填筑工作平台,布置排水系统。5.2测量放线机械进场前,组织测量人员利用全站仪根据已闭合的导线点进行桩位放样与复测,放出桩位线,增设桩位控制桩并加固,控制桩位置

13、选在不易移动和车辆压不到的地方。并报监理工程师复核。5.3泥浆制作泥浆的作用是:钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成。在钻孔中,由于泥浆相对密度大于水的相对密度,故护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大,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。反循环回转钻,泥浆被泥浆泵从钻杆中心连续抽出孔底,使泥浆在孔内钻杆外产生了连续不断的下降流速,将钻孔产生的砂石等颗粒带出。泥浆的制备:制浆前,应先将粘土块尽量打碎,使在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量。泥浆池的大小要合适,避免泥浆外流,污染环境,悬挂标示牌(泥浆池危险,请勿靠近)。5.4护筒埋设在测量组放样后,在纵横向的每一侧引两个

14、控制桩,两个控制桩间距2米,钻孔时用于控制轴线偏位。控制桩引好以后,拉好十字线,用线锤将钻机钻头调整到十字线中心的位置。(如图)开挖埋设护筒,护筒壁厚6,护筒埋深270,外露30。护筒埋入后,从控制桩拉十字线,用线锤配合钻机调整护筒的偏位及倾斜情况。规范护筒允许偏差5。护筒埋设好后拉十字线将控制点引在护筒上。将护筒周围使用粘性土用人工分层夯实。护筒选用及埋设遵循以下几个要点:(1)筒内径比设计桩径大200400mm。(2)埋设时,护筒中心的竖直线应与桩基中心线重合。(3)护筒埋置深度根据设计要求或桩位的水文地质情况确定。(4)护筒连接处要求筒内无突出物,耐拉、耐压,不漏水。5.5反循环钻孔灌注

15、桩施工钻机就位后,复测校正,钻头对准钻孔中心,同时使钻机底座水平。开钻时低档位慢速钻进,以保证桩位准确性,在砂土层中应慢速、稠泥浆钻进,通过钻压、转速、泥浆指标等参数的调节来控制钻进成孔速度,防止孔斜、缩径、塌孔等现象的产生。(1)开钻时慢速钻进,待钻头全部进入地层后,加速钻进,并做好钻孔记录。 (2)钻进过程中,采用纵横十字线控制桩位,钻机工每班、测量组隔天校正桩位、垂直度,确保桩的桩位、垂直度满足规范、验标要求。(3)钻孔完成用检孔器检孔,检孔器高度为6m,直径小于设计桩径510cm。5.6成孔检查(1) 成孔质量检查保证垂直度,成孔时注意三个方面:首先在开孔前必须检查钻头中心与桩位中心是

16、否在同一铅垂线上,四方向检查调整,其次是随钻机的钻进,经常检查孔位是否偏移(测量放样校核),第三是严格遵守操作规程,防止钻机晃动,保持钻进稳定。(2) 孔深检查 根据图纸设计桩顶标高和护筒顶标高,计算出桩孔深度(桩孔深度护筒顶标高设计桩底标高),当钻进接近桩孔深度时,用测绳测量孔深,然后放慢钻进速度直至桩孔深度。当达到设计孔深时即终止钻进,然后报请监理工程师检验。(3) 沉渣测量 当桩深达到设计要求并经监理工程师检验合格后后,采用重锤法检查孔深。用检孔器检查孔径符合设计要求后,请监理工程师进行孔位、孔径及垂直度(采用钢筋笼检孔器检查)的检查,批准后开始第一次清孔。清孔时,应保持孔内水位高出护筒

17、底部50cm。清孔后的泥浆比重应控制在1.031.1g/cm3左右,泥浆的含砂率应2,粘度应控制在17-20PaS。(4) 孔径、垂直度检查方法第一次清孔完成后,用验孔器(直径小于桩的设计直径810cm,高度为孔径的4倍的钢筋笼)进行验孔。成孔孔径不小于设计直径。孔的倾斜度通过钻头在孔口位置及孔底位置量测砣绳偏移值计算出孔的倾斜度,并报请监理工程师复查。钻孔灌注桩成孔质量标准序号检验项目规定值或允许偏差检验频率和方法1混凝土强度不小于设计每根桩取三组试件2孔的中心位置(mm)群桩100;单排桩50全站仪:每桩检查3孔深摩擦桩不小于设计值测绳:每桩检查4孔径不小于设计桩径探孔器:每桩检查5钻孔倾

18、斜度小于1%桩长钻杆垂线法:每桩检查6沉淀厚度(cm)符合设计及规范要求标准测锤:每桩检查7钢筋骨架底面高程(mm)50查灌注前记录5.7清孔在成孔检查合格后立即进行清孔。保持泥浆正常循环,把密度较大的泥浆和钻渣换出,直到孔内泥浆指标达到设计要求。下钢筋笼和导管之前,再次采用泥浆比重计检查泥浆指标和沉淀层厚度,经监理工程师检查合格可进行下一道工序。清孔后的泥浆比重应控制在1.031.1g/cm3,泥浆的含砂率应2,粘度应控制在1720PaS,胶体率98%。5.8钢筋笼吊装吊装钢筋笼之前必须先下探笼进行探孔,并拍照做影像资料。钢筋主筋连接方式采用套筒连接,连接钢筋的各项力学指标须由监理工程师现场

19、见证、实验室抽检合格后,方能正式使用。钢筋加工的各项指标必须符合规范要求。运到现场的钢筋笼吊放由吊车吊起后,放入合格的桩孔中。入孔后,牢固定位,防止在灌注水下砼过程中钢筋笼下落或上浮。钢筋笼入孔后的定位、标高必须准确。5.9灌注水下混凝土5.9.1导管安装及储料斗导管内壁力求光滑、顺直,无局部凸凹,各节导管内径大小一致,连接稳固。导管安装使用前做水密试验,接头抗拉等实验,合格后投入使用。下导管前对每节导管进行编号,注明长度,节与节之间的连接紧密不漏水。储料斗容积为需根据计算确定,确保混凝土首盘灌注后使导管埋深不得小于1m,其次在施工过程中须保证导管底埋在水下混凝土顶面下2m,以防孔内泥水冲入混

20、凝土中,造成混凝土浇筑面不连续而断桩。5.9.2二次清孔安放钢筋笼和混凝土导管后,检测泥浆比重、黏度、含砂率。若不合格,再用导管压浆进行二次清孔,合格后方能进入水下混凝土浇筑工序。5.9.3灌注水下砼(1)灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序,应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后,方可开始灌注工作。(2)灌注前,对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如果沉淀厚度超过设计及规范要求,可用喷射法向孔底喷射35分钟,使沉渣悬浮。(3)将首批混凝土灌入孔底后,立即测探孔内混凝土顶面高度,计算出导管在混凝土内的埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。(4)灌注开始后,必须连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中

21、要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结,而使测深不准确。灌注过程中,应注意观察管内下混凝土降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土顶面高度,正确指挥导管的提升和拆除。当导管提升到料盘接头露出孔口以上一定高度后,拆除1节或2节导管。此时,暂停灌注,先取走漏斗,重新拴牢井口的导管,并挂上升降设备,然后松动导管的接头螺栓,同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环,待螺栓全部拆除吊走被拆的导管,将混凝土漏斗重新接到井口的导管上,校正好位置,继续灌注。拆除导管动作要快,以10分钟控制。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中,并注意人身安全。已拆下的管节要立即清洗干

22、净,堆放整齐。(5)在灌注过程中,当导管内混凝土不满含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。(6)当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防止钢架骨架被混凝土顶着上升,可采取以下措施:a.尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架;b.当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,保持较深埋管,并徐徐灌入混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;c.当孔内混凝土面进入钢筋骨架12米以后,适当提升导管,减小导管埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。(7)为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌0.8-1m。混凝土

23、灌注到接近设计标高时,工地施工人员要计算还需要的混凝土数量(计算时应将导管内的数量估计在内),通知拌合机按需要数拌制,以免造成浪费。(8)在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高度减小,压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大,会出现混凝土顶升困难的情况,这时可以在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拨除最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下,在桩头上形成泥心。5.10检桩水下混凝土灌注完成后,采用挖土埋置的方法进行养护,确保混凝土达到设计强度要求,同时避免水下混凝土成桩后长时间暴露遭受破坏。待养护龄期达到28天(或混凝土强度达到设计强度

24、的70%,且其强度不小于15MPa),开挖桩头,将桩基顶面的浮浆凿除至设计标高,切除声测管,进行超声波检测,声测管底部与桩基底部齐平,顶部超出桩顶设计标高50cm。桩基成桩质量检测采用超声波检测法,当成桩质量为I类桩时,表明成桩质量良好,可以进入下道工序;当成桩质量为II类桩时,采用钻芯取样的方法复测;当声测管堵管无法声测时,采取钻芯取样检测成桩质量。6质量标准6.1钢筋加工表6-1序 号项 目允许偏差(mm)1受力钢筋顺长度方向加工后的全长102弯起钢筋各部分尺寸203箍筋、螺旋筋各部分尺寸56.2钢筋加工及安装 1)基本要求(1)钢筋必须符合规定要求,标明品名、产地、规格型号、使用部位,钢

25、筋平直,表面不应有裂皮和油污。(2)钢筋骨架应在钢加厂制作,钢筋胎架应采用工字钢按加强箍筋间距进行布设,加工好的钢筋笼应平整垫放。钢筋、机械连接器、焊条等的品种、规格和技术性能应符合国家现行标准规定和设计要求。(3)钢筋骨架每隔2-4米设置临时十字撑,以防变形。(4)受力钢筋同一截面的接头数量、搭接长度、焊接和机械接头质量应符合施工技术规范要求。成品钢筋笼报验合格后应挂合格牌。(5)必须保证设计要求的钢筋根数。 2)实测项目表6-2项次检查项目允许 偏差检查方法和频率1受力钢筋间距(mm)两排以上排距5尺量:每构件检查2个断面同排梁、板、拱肋10基础、锚碇、墩台、柱20灌注桩202箍筋、横向水

26、平筋、螺旋筋间距(mm)10尺量:每构件检查5-10个间距3钢筋骨架尺寸(mm)长10尺量:按骨架总数30%抽查宽、高或直径54弯起钢筋位置(mm)20尺量:每骨架抽查30%5保护层厚度(mm)柱、梁、拱肋5尺量:每构件沿模板周边检查8处基础、锚碇、墩台10板3 3)外观鉴定(1)钢筋表面无铁锈及焊渣。(2)多层钢筋网要有足够的钢筋支撑,保证骨架的施工刚度。 4)钢筋笼安装须严格执行以下操作程序 (1)钢筋笼定位:根据预先复测的护桩,保证桩位中心与钢筋笼中心在同一铅垂线上。 (2)加工好的钢筋笼采用炮车运至施工现场。钢筋笼安装时,应留影像资料。受力钢筋应平直,表面不得有裂纹及其他损伤。 (3)

27、钢筋笼骨架底面高程:钢筋笼骨架底面高程,根据设计图纸高出设计孔底标高15cm。 (4)钢筋笼安放稳固措施:在钢筋笼定位及底面高程确定后,在护筒周边等间距焊接4根吊拉钢筋,使钢筋笼处于自由垂直状态。自检合格后,上报监理工程师进行隐蔽工程检查验收,并及时灌注水下砼,其间隔时间不宜超过4小时,以防沉淀过厚和塌孔。6.3钻孔灌注桩混凝土1)基本要求(1)所用的水泥、砂,石、水和外掺剂等原材的质量和规格必须符合有关规范的要求。(2)水下施工混凝土强度达到规范设计要求,并达到评定标准。A 水下灌注的砼必须具备良好的流动性,其配合比应通过试验确定,并经监理工程师批准,塌落度宜为180220mm,每立方米砼中

28、的水泥用量不少于设计配比用量,配合比的设计强度满足设计要求。B 细骨料宜采用级配良好、干净的中、粗砂,砼搅拌中砂率控制在4050%。水灰比宜为0.50.6,水泥的强度等级不低于42.5MPa。粗集料粒径为540 mm。水下砼可适量掺加外加剂(减水剂、缓凝剂等),掺用量由试验确定,并经监理工程师批准。C 开灌前计算首批封底砼用量,确定储料斗容量有足以将导管的底端一次性埋入水下砼中1米以上深度的砼。D 随着砼的上升,要适时提升和拆卸导管,导管底端埋入砼面以下一般保持26米,严禁把导管底提出砼面,避免造成断桩。在水下砼灌注过程中,应有专人测量导管埋深,填写好水下砼灌注记录。E 水下砼的灌注应连续进行

29、,不得中断,因此灌注前应有严密的施工组织计划及辅助措施,一旦发生机具故障或停电以及导管堵塞等事时,应采取有效措施并同时做好记录。F 提升导管时应避免碰挂钢筋笼,砼面接近钢筋笼底端时,砼灌注速度应缓慢进行,当砼面上升至钢筋笼内34米,再提升导管,使导管底高于钢筋笼底端,以免钢筋笼上浮。G 应控制好最后砼的灌注量,使灌注完毕的砼顶面在凿除浮浆层后,满足桩顶标高设计要求,确保桩身质量。应控制在设计桩顶标高以上0.81米。H 每根桩要制作三组试件。试验工程师要随机抽检砼的各项技术指标。6.4渣土及泥浆外运根据对施工现场周边环境和地理位置的调查,为了维护北辰区的生态环境,我单位在北辰区双街镇租用3个既有渣土和泥浆弃置场地,总面积约30000m2,足以满足我单位施工弃渣、泥浆弃置的需求。具体地点:双街镇引河桥下西侧100米处有一泥浆弃置池约10000m2,运距9公里; 双街镇飞龙搅拌站东侧100米处有一泥浆弃置池约5000m2,运距10公里;双街镇碳黑路东高铁铁路桥北200米处有一泥浆弃置池约15000m

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