干挖成孔桩基方案施工方案培训资料.docx

1、干挖成孔桩基方案施工方案培训资料干挖成孔桩基方案施工方案培训资料-作者：-日期：新 建 铁 路南疆铁路至兰新铁路联络线干式成孔试验桩基施工方案编 制 ： 审 核 ： 审 批 ： 中铁十一局集团有限公司南疆铁路至兰新铁路联络线项目经理部二0一七年二月干式成孔试验桩基施工方案一、编制说明1.1、编制依据(1)铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2003）(2)铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）(3)铁路工程基本作业施工安全技术规程（TB10301-2009） (4)铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）(5)铁路工程测量规范（TB10101-20

2、09） （6）工程测量规范（GB 50026-2007）（7）铁路建设工程风险管理技术规程Q/CR 9006-2014（8）铁路桥梁钻孔施工技术规程Q/CR 9006-20151.2、编制原则 (1)根据合同工期及施工进度计划，确保建设单位要求的总工期。(2)根据工程特点部署施工组织机构。(3)减少对环境的破坏,确保质量的情况下保证进度。(4)确保安全资金的投入，保证施工安全。二、干式成孔试验桩基施工的目的通过干孔试验桩基的施工，确定干式成孔桩基施工的主要参数及相关工艺：（1）、通过试验确定干式成孔桩基施工工艺的调整方向；（2）、通过试验确定地质情况；（3）、通过试验确定旋挖转钻进速度；（4）

3、、通过试验确定施工机具设备及人员配置方案；（5）、通过试验确定干式成孔桩基检测质量；（6）、通过试验确定混凝土质量；（7）、通过试验分析干式成孔桩基扩孔系数。三、干式成孔试验桩基概况 经现场调查并对照设计，南疆铁路至兰新铁路联络线4座大桥均位于粗细圆砾土地质，地质情况一致，考虑施工便利原则，选择南疆铁路至兰新铁路联络线下行2号桥DxK2+970处35m外作为试验桩基。试验桩基地形地貌：线路位于吐鲁番盆地西北角，走行于天山南麓山前冲、洪积倾斜平原中、上部，地形平坦开阔，地势大致由北向南倾斜，地面横坡坡度27，线路所在里程海拔高程680780m。试验桩基水文地质条件：位于山前冲、洪积平原下游，地下

4、水位埋深较大，一般大于50m，对工程基本无影响。岩性特征为细圆砾土：广泛分布于桥址区，35-50cm，褐灰色，圆棱状，颗粒不均，成分以砂岩、凝灰岩为主，粒径220mm约占60%，大于20mm约占20%，含粉、细砂、粉土、粉质粘土等细颗粒，且含量相对较高，局部夹薄层粗圆砾土。特殊岩土：工点内特殊岩土主要为含盐地层。桥址区地层因含盐较高，具板结。盐胶结现象。试验桩基物理地质：地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期值为0.4s。现场试钻桩长19.5，桩径1m，试钻孔位位于下行线2#桥DxK2+970处左线外侧，距离设计桩位35m，成孔效果好，孔壁直立性较好，且无塌孔现象，具备干式成孔条件，

5、如下图：四、干式成孔试验桩基施工总体安排4.1、组织机构及人员配备我项目部按照合同要求组织相关人员、机械设备、测量和试验仪器进场，并确定其职责、人员分工，具体分工如下：人员分工表序号职务姓名备注1经理姚伊负责总体施工2总工岳俊负责施工技术3生产副经理韩春栎负责现场协调4安全总监邓小花负责现场安全5工程部长杜万里负责方案、报告6质检工程师刘贺负责质量工作7测量队长孟龙负责测量工作8试验室主任李富亮负责试验工作9设备部长宁佐葵负责设备管理10安质部长王记雷负责安全工作11质检员刘津负责质检工作合计4.2、机械设备配置拟投入如下机械设备：每台钻机施工机具配置表序号机械名称型号单位数量1旋挖钻155台

6、12吊车25t台13铲车220台14发电机30KW台15电焊机BX1-315-2台16罐车台24.3、每台钻机施工人员配备表拟投入如下测量和检测仪器：序号名称数量1施工负责人12技术负责人13专职安全员14机长15副机长16质检、测量及试验人员3五、施工准备5.1、技术准备、开工前应具备场地工程地质资料和必要的水文地质资料，施工图及图纸会审纪要。、施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料，提前做好准备工作。确保不影响现场的施钻及其它工作。、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对

7、所需的材料必需做材料的试验，试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。、具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。、工程地质资料作好全面的施工准备，施工前对工程的地质情况尤其是对粉沙土的特性进行必要的研究，对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。5.2、机械设备准备根据现场施工要求，安排性能好的机械设备进场，并对进场设备进行必要的维护与保养，以保证设备正常运转。具体机械设备如下表旋挖钻施工主要机械设备表序号机械设备数量1旋挖钻1台2铲车1台3内径260导管若干米4大小料斗1套5电焊机1台6吊车1台5.3、测量准备依据已经监理工

8、程师批准并能满足工程需要的测量控制网，组织测量人员对桩位进行精确放样。5.4、试验准备在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂以及碎石等材料样品，进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作并报监理工程师批准。5.5、物质材料准备按照施工设计图相关内容做好钢材、水泥、地材等的准备工作，并按质量保证体系对合格材料供应方进行评价，签订长期的供货合同，保证物质材料按使用计划供应，满足正常施工需要。5.6、施工场地布置由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。合理布置施工场地：保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输，钻渣的及时外

9、运。合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。在桩孔的施工顺序安排上、采用相邻墩台的桩孔间隔施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。5.7、工程试桩 （1）、根据设计图要求，配合建设组织的由监理、设计、质监、地质勘探部门一起参加的试桩工作。 （2）、根据试桩确定的持力层并检验地质资料的准确性等填写试桩报告，经监理、建设、设计方签字，作为正式施工的依据。 （3）、根据地勘报告，结合试桩情况和施工图纸及相关规范规程要求，计算出每桩的预挖深度，设计规划好钻机开行路线，作业顺序。5.8、桩基验收 （1）、桩基混凝土强度达到要求后即可报请相关检测单位组织成桩质量

10、检测，收集整理好相关资料，完善签字手续。六、施工方案及主要技术措施6.1、 旋挖钻施工原理及优势 （1）、旋挖钻施工原理 旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高。 （2）、旋挖钻优势旋挖钻机具备以下优势： 成孔速度快：与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保证了工程的进度。 环保特点突出：与传统的循环钻机相比，旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。旋挖钻机更可适用于干式成孔作业。 行走移位方便：旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到

11、所要到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐。桩孔对位方便准确：这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制）、履带式行走移位方便的特点，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。6.2、干式成孔法旋挖成孔过程中，如果不塌孔，不缩径，不需要采用静态泥浆护壁或钢护筒护壁，可以保证施工质量时，直接用旋挖钻机取土为干式成孔工法。开孔过程中，在钻进的孔内淋水，使得钻机在钻进的过程中产生护壁，减少塌孔。再用筒钻环型切割，把钻进面分成工作面和非工作面两个部

12、分，减少钻进过程对孔壁（非工作面）的影响，减少塌孔。在钻进过程中慢放慢提钻杆，轻加压，低速钻进，减少钻进过程中的振动，减少塌孔。在成孔过程中如遇沙层，使用挖土机及时投入粘度较高干湿度合适的黏土，通过钻机加压反转将黏土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性，形成相对稳定的保护层。如果用上述方案无法成孔，就需要在塌孔的孔内回填底标号混凝土，等混凝土初凝后再次钻进成孔（此法成孔简单、高效成本较低）。 施工流程：施工准备钻机就位取土成孔塌孔移机回填黏土（混泥土）钻机就位取土成孔检查、清渣移机吊放钢筋笼检查沉渣吊放导管检查沉渣灌注混凝土拔护筒桩内挖出的土石方，堆放在桩边外2.5米以外范围，堆放高度不超过1.5米高，

13、每天由人工负责转运场内桩边的土石方、转运到每栋堆场，根据每栋堆场的具体情况，及时用320型挖土机配合人工用汽车把堆场的土石方运出施工现场，堆放在建设方指定的场外堆场。 钻孔灌注桩施工工艺流程图（工需6人，5h完成）6.3、施工方法及施工要点（1）、测量放样及埋设桩位（施工步骤）、复核全桥的桩位坐标，确认设计图纸提供的桩位数据。单桩护桩放样与护桩埋设：沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位，作为单桩护桩。单桩护桩采用长80cm12mm钢筋，埋入地下20cm，并用砂浆或素混凝土保护。 检测：自检：现场技术员用几何尺寸方法复核桩位，每天对桩位护桩复核一次，若护桩被破坏或发生位移及时通知测量人

14、员进行复测。监理检测：桩位放样完成，经现场技术人员检查无误后及时报请监理工程师复核，监理工程师用全站仪采用坐标法对桩位进行符合，无误后进行护筒埋设工作。图1 单桩护桩示意图（）（2）、钻机就位及钻孔、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。、标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。（3）、 护筒的制作与埋设、护筒制作护筒采用钢质护筒，4m以内的护筒，采用厚不小于5mm后的钢板制作，顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈；长度大于4m的钢护筒，采用厚不小于6mm厚钢板制作，顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。制作时，钢护

15、筒的内径比桩径大200 -400mm。、护筒埋设a、钢护筒埋置高出施工地面0.3m。b、埋设护筒采用挖坑法，由吊车安放。c、测量队对要埋设护筒的桩位进行放样，现场技术人员复核，旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔，所挖孔直径为护筒直径加40cm，挖孔深度为护筒长度。d、利用护桩拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。用吊车吊放护筒至空内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心基本与桩位中心重合，其偏差不大于3cm。e、护筒位置确定后，吊垂线，用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离，检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于1。f、符合要求后在护筒周围对称填土，对称夯实。

16、g、四周夯填完成后，再次检测护筒的中心位置和竖直度。h、测量护筒顶高程，根据桩顶设计高，计算桩孔需挖的深度。（4）、 钻进成孔、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm。、成孔、成孔检查成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。检孔器应按如下要求制作：检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm，长度为6D（D为孔径，检孔器的加工执行钢筋

17、加工及安装作业指导书）。检孔器长度一览表 桩径1.01.11.21.31.41.51.61.7检孔器长度6.06.67.27.88.49.09.610.2标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20米以内测锤重2Kg，20米以上测锤重3Kg。 测量护筒顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。用检孔器检测孔径和孔的竖直度，检孔器对中后在孔内靠自重下沉，不借助其他外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不

18、能顺利下至孔底时，用钻机进行扩孔处理。检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1；沉渣厚度符合设计规定：对于直径1.5m的桩，300mm；对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩，500mm。桩位误差不大于50mm。（5）钻孔过程中钻机操作要领和注意事项：、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。、因故停钻时，严禁钻头留在孔内，提钻后孔口加盖防护。、旋挖钻孔应超挖30cm，以保证桩长，同排桩超挖深度应基本一致，要控制在5cm以内。、在钻进

19、过程中，设专人对地质状况进行检查。、在钻进过程中，要根据地质情况调整钻机的钻进速度。在粘土层内，钻机的进尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土层中，钻机的进尺控制在40-50cm/次旋挖。、在钻进过程中，钻杆的提升速度控制在0.4米/s。（6）清孔、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。、清孔后，用测绳检测孔深。（7）、钢筋笼制作与安装钢筋笼的制作，钢筋笼所需钢筋统一由项目部钢筋加工场制作成半成品，运输至工地现场后，在现场拼装完成。钢筋笼的运输、安装，钢筋笼运输采用炮车运

20、输，吊车配合拼装安放。对钢筋笼半成品钢筋采用软隔垫分隔放置，防止在运输安装过程中钢筋笼变形。、钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。、缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。为了防止下放钢筋笼的过程中触碰孔壁，产生沉渣

21、，必须保证孔的垂直度和钢筋笼焊接的垂直度及钢筋笼保护层厚度，保护层采用16的定位钢筋，每隔22.5米设4根。施工中严格控制施工工艺，以减少沉渣。、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用单面焊接连接。焊接时可以使用多台电焊机同时焊接。、钢筋笼固定，可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿穿杠，将钢筋笼固定（见图5）。、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上帮十字线，连接单桩护桩，拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合。不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋,使之重合

22、。、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距10mm；螺旋筋间距20mm；骨架外径20mm；骨架倾斜度1；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程50mm。（8）、安放导管砼采用导管灌注，导管内径为200-300mm，螺丝扣连接。、检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。、导管试拼、编号根据护筒顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计算导管所需长度对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节长度较短

23、的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4.0m）。、导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm。、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。（9）、砼的拌合、运输、混凝土拌合前，由试验室提供混凝土配合比。、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合比，交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。、混凝土拌合坍落度控制在180220mm。每车混凝土出站前，试验室试验人员，检测混凝土的出站坍落度和出站温度，不合格不予出站。

24、混凝土出站时，试验室人员须在运输单上填写出站时间，出站时坍落度，若为冬季施工时，还需填写混凝土的出站温度。、混凝土运输采用罐车运输，冬季施工时，罐车运输罐应用棉被或其他保温材料包裹保温，以减少混凝土在运输过程中的温度损失。（10）、灌注混凝土施工流程、沉放钢筋笼。、安放导管。在导管底部开放的状态下将导管缓慢的沉到距孔底300500mm的深度处。、每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在180220 之间，温度应在5度以上。初灌混凝土，导管埋入混凝土内1.5米以上。、连续灌注混凝土，上提导管，导管下口要始终埋在混凝土内下2米以上，严禁提出。、混凝土灌注顶层时，桩顶

25、4米范围内的混凝土使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.5倍（一般为3040cm）。振捣上一层时应插入下一层510cm，以使两层砼结合牢固。振捣时，振捣棒不得触及钢筋。（11）、控制要点：、灌注开始后，混凝土应连续地浇筑，中途不得停顿，准备好导管拆卸机具，缩短拆除导管的时间间隔，防止塌孔。、开始灌注时，砼每次浇筑量要均匀，不能出现一次性倾倒浇筑现象的发生。、钻孔灌注桩施工全过程中，现场技术员应真实可靠地做好记录，记录结果应经监理工程师认可，如钻孔记录、终孔检查记录、砼灌注记录。（12）、施工过程中可能出现的情况的

26、处理措施砼浇筑不连续的预防措施在钻孔桩浇筑前，现场管理人员需和拌合站衔接，根据本次浇筑方量和损耗上报砼的标号和数量并说明浇筑时间以便于拌合站的砼供应和砼运输车的安排和调整，从而避免由于砼的供应时间过长影响桩基质量。6.4、实测项目（1）、钻孔桩成孔质量标准项 目允 许 偏 差孔的中心位置（mm）单排桩：50孔径（mm）不小于设计直径倾斜度小于1%孔深摩擦桩：不小于设计规定；沉淀厚度（mm）摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径1.5m的桩，300mm；对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩，500mm；（2）、钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土

27、强度（MPa）在合格标准内试件大于等于10组时，按数理统计方法评定；试件小于10组时，按非统计方法评定；2桩位（mm）群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查排架桩允许50极值1003孔深（m）不小于设计测绳：每桩量测4孔径（m）不小于设计探孔器：每桩量测5钻孔倾斜度（mm）1%桩长，且不大于500探孔器：每桩检查6沉淀厚度（mm）摩擦桩符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求测绳量测：每桩检查支撑桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程（mm）50水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算6.5、成品保护（1）、钻孔灌注桩浇注完成后，清理桩头表面浮浆；（2）、清理完成后，不应再扰动桩基砼。6.6、成品保护 为准确

28、检测实验桩基的完整性，试桩检测采用声波投射法进行检测。检测前对预埋声测管内灌满清水。在一根长约30cm的25mm钢筋头端部焊接一个螺丝帽做为探锤绑上测绳探测声测管是否通畅，如不能到底可采用反复撞击等方法处理。全部畅通后采用棉布等将管口封堵，并将桩头清理干净。备足清水，水壶一把，一个水准仪架待检。 填写桩基检测申请表，监理审批。由第三方桩基检测，监理见证。七、断桩处理预案钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。7.1 断桩原因断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，砂砾进入水泥混凝土，把灌注

29、的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。常见的断桩原因大致可分为以下几种情况： a. 由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。b. 由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。c.由于水泥结块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。d. 由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，使灌注中断造成断桩。e.由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。f. 由于在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，形成断桩。g.在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。h. 由于导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。i.由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等）造成