文化中心站钻孔灌注桩专项施工方案培训资料.docx

1、文化中心站钻孔灌注桩专项施工方案培训资料1 编制说明1.1 编制目的根据文化中心站主体围护结构施工图设计，本站设置格构柱（临时立柱）加强车站主体围护结构在开挖期间支护体系的整体稳定性。格构柱采用柱下桩基础，桩为钻孔灌注桩。本方案用于指导现场施工，明确钻孔灌注桩的技术方案和技术指标，保证施工质量和安全生产。1.2 编制依据（1）建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002（3）建筑桩基技术规程 JGJ94-2008（4）建筑桩基检测技术规程范 JGJ106-2003（5）建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001（6）钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2003（7）地下铁

2、道、轻轨交通工程测量规范 （GB50308-1999）（8）混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002）（9）混凝土外加剂应用技术规范 （GB50119-2003）（10）钢筋机械连接通用技术规程 （JGJ107-2003）（11）施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ 46-2005）（12）建筑机械使用安全技术规程 JGJ33-2001（13）地下铁道施工及验收规范 （GB50299-1999,2003 年版）（14）建筑施工安全检查技术标准 （JGJ59-2012）（15）天津地铁5、6号线工程文化中心部分第2合同段工程车站主体围护结构施工图纸；（16）我单位现有的技术水

3、平、施工管理水平和机械设备配套能力；（17）现场的施工情况、进度要求以及场地条件；（18）天津地铁6号线工程岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）；（19）天津地铁文化中心站地下连续墙施工勘察报告（2012堪B09）；（20）天津地铁5、6号线工程文化中心部分第2合同段施工组合设计。1.3 适用范围本施工方案适用于天津地铁5、6号线文化中心部分第2合同段文化中心站车站主体围护结构范围内格构柱的施工。1.4 编制原则（1）确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和

4、机具设备。（2）技术可靠性原则根据本标段工程特点，依据天津及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。（3）经济合理性原则针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则制定施工方案，从而达到既经济又优质的目的。（4）环保原则施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工，合理进行现场布置选用机械设备。施工中认真作好文明施工，减少粉尘、噪音污染，施工污水等的排放，建设“绿色工地”，实施“环保施工”。2 工程概况2.1 工程位置2.1.1 工程位置文化中心站为地下三层三跨岛式车站，车站位于乐园道上，沿乐园道东西向布置，乐园道现状为双向6根机动车道，车

5、站北侧为绿地，南侧紧邻已完成文化中心枢纽（见图2.1-1）。图2.1-1 文化中心车站站位平面图2.1.2 设计概况本站计算站台中点里程为DK31+013.0，车站设计起点里程为DK30+932.7，车站设计终点里程为DK31+100.0。主体结构长约168m，标准段宽约25.05m，车站标准段基坑开挖深度平均约23.71m，端头井基坑开挖深度约26.17m，本站站地连墙深度52.6m。根据岩土工程勘察资料，场地稳定地下水水位标高为0米。地面标高3.2m。本工程支撑体系为混凝土支撑，竖向设置四道。支撑跨中设置格构柱，格构柱长27.41m，采用Q345板材，格构柱重约8.24t。格构柱采用柱下桩

6、基础，桩基础为钻孔成孔灌注桩，桩径为1.6米。桩顶设计标高为-21.16m，桩长24米，重7.692t。单桩竖向设计承载力为5572KN。钻孔灌注桩空槽段筋笼长23.16m，重1.412t。桩侧土层为细砂、粉质粘土、粉土等，土层极限侧阻力标准值为4570kpa。本站临时立柱桩基础均需实施后注浆以提高桩基础承载力，采用桩底及桩侧复式注浆。本站临时立柱桩基础均需实施后注浆以提高桩基础承载力，采用桩底及桩侧复式注浆。钻孔灌注桩设计见下图2.1-2。图2.1-2 桩身大样图2.1.3 主要工程量表2.1-1 主要工程量表规格（mm）数量单件长度格构柱500x50014根27.41钻孔灌注桩160014

7、根24混凝土C35675m3钢材Q345115.36t2.2 工程地质与水文地质条件2.2.1 工程地质图2.2.1-1 文化中心站工程地质剖面图根据天津地铁6号线工程岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）显示，文化中心站以粉土、粉质粘土为主，地质分层从上至下依次为：1杂填土；2粉质粘土素填土；1粉质粘土；2粉土；1粉质粘土；1t粉土；1t淤泥质粉质粘土；3粉土；4粉质粘土；粉质粘土；1粉质粘土；1t粉土；2粉土；21粉砂；1粉质粘土；2粉土；21粉砂；2t粉质粘土；1粉质粘土；2粉土；21粉砂；1粉质粘土；2粉土；21粉砂；3粉质粘土；4粉砂；4t粉质粘土；1粉质粘土；1粉质粘土；2粉土；21粉砂

8、；3粉质粘土。灌注桩底部处于4粉砂层、4t粉质粘土。桩端极限阻力标准值为800kpa，桩侧土层为细砂、粉质粘土、粉土等，土层极限侧阻力标准值为4570kpa。2.2.2 水文地质根据勘察结果及区域性地下水资料，地下水类型主要为松散岩类孔隙水，钻孔深度范围内地下水可细分为：潜水、第一层承压水、第二层承压水。潜水含水层：粉质粘土层、粉土2层、粉土1t层、粉质粘土1层、粉土3层、粉质粘土4层、粉土4t层。地下水水位标高1.5691.630m。（水位埋深1.6741.709m）第一承压水：含水层为粉土21层、粉土2层、粉砂21层。地下水水头标高-1.854-1.941m。（水头埋深5.4265.646

9、m）第二承压水：含水层为粉砂4层。地下水水头标高-2.803-2.911m。（水头埋深6.2806.585m）3 施工部署3.1 施工总体顺序3.1.1 总体施工说明施工总体流程是指导整个施工的关键线路，其贯穿于整个施工过程中，与之相关的包含有施工段划分、施工进度计划、物资设备投入等关键因素。1）结合施工现场平面布置特点，合理划分各施工区段，以保证各施工班组连续、均衡地施工。2）由于本工程在地连墙施工完成后进行，将于车站围护结构阴角旋喷加固、冠梁凿除等工作穿插进行，需要考虑机械台班效率，方便机械移动、调度和流水作业的控制。3）考虑材料在施工现场的运输、堆放、供要能力及其它有关条件的限制，方便各

10、施工区段对材料供给的需求。4）流水方向尽量减少桩孔之间的干扰因素，各施工阶段工作量大致相等。5）整体流水节拍必须满足工期的要求。3.1.2 施工场地平面布置根据以上思路，对钻孔灌注桩（格构柱）施工场地平面进行布置，见图3.1-1。3.2 施工工艺流程及施工准备3.2.1施工工艺流程钻孔灌注桩施工工艺流程详见图3.2-1钻孔灌注桩施工工艺流程图。图3.1-1 施工场地平面布置图图3.2-1 钻孔灌注桩施工工艺流程3.2.2 施工准备3.2.2.1 现场准备1）对现场的平面控制网进行复核，放出进行桩心位置，同时放出桩心位置处地面高程。2）根据场地平面布置图进行场地布置，留出与其他工作平行施工的空间

11、。3）提前安排材料、设备进场，提前进行原材复试以及设备验收。3.2.2.2 施工人员准备劳动力和施工设备在两天内组织到场，保证物资供要和人员配备保证工程顺利展开。3.2.2.3 施工技术准备1）熟悉和审查施工图纸：由项目总工程师组织项目部有关技术人员重新核对施工图纸，进行图纸会审。2）修改和完善施工筹划：按设计图纸要求，根据工程特点结合地质构造、现场环境和工程具体情况，进一步修改和完善施工筹划，确保工程快速、优质、安全地完成。3）由项目部预算人员根据施工图纸所确定的工程量、施工方案拟定的施工方法和进度计划，向材料部门提供详细的材料计划，并作好劳动力、材料及机械台班需用量分析。针对变更后的图纸，

12、进行清单更新工作。4）进行施工前技术交底：工程开工前由项目总工组织，对施工人员、质量员、班组长进行交底，针对施工的关键部位、施工难点、质量和安全要求、操作要点及注意事项等进行全面的交底，各个班组长接受交底后组织操作工人认真学习，并要求落实在各个施工环节之上。6）资料准备：施工中严格按国家和行业现行工程规范、技术规程和质量验收标准进行施工和检查，且遵照天津市有关规定，开工前准备好各种资料样表，施工中及时填写整理，分册保管，待工程竣工后统一归档。3.2.2.4 物资材料准备本标段工程所需材料主要有钢筋、混凝土等，注浆导管根据实际用量充足配置。根据施工进度计划，提前编制材料需用计划及采购计划，项目经

13、理部材料员负责组织物资进场并负责做好物资进场的验收、入库及保管工作；并制定应急措施，对材料可能不能按时到场的情况事先确定应急方案。材料进场后进行外观质量检查，按检验批次送检，检验质量合格后做好物资进场验收记录。3.2.2.5 施工道路施工道路利用现场既有施工道路，不再另行修筑。3.2.2.6 现场临设准备分包主要管理人员在开工前两日内进驻施工现场，现场办公区为其提供办公用房一间，项目部为其开工创造办公条件。3.2.2.7 施工用水、电准备1）临时水管利用地连墙施工期间供水管路，可以满足施工需求。2）临时用电电源已提供至现场，总配电柜、分配电柜位置不变。钻孔灌注桩施工开工前，根据现场平面布置，将

14、开关箱，接至加工场地和作业面。线路使用安全电缆，实行三级配电。4 工程投入施工机械设备情况以及劳动力配备4.1 施工机械设备配备本工程主要投入的机械有成孔、清孔和泥浆护壁用的旋挖钻机、空气压缩机、泥浆搅拌器、泥浆泵等设备，还有需要平整场地、土方施工和泥浆运输使用的车辆等，钢筋笼入孔采用汽车吊实施。拟投入机械设备见表5.1-1拟投入的主要施工机械设备表表4.1-1 拟投入的主要施工设备表序号名 称型 号数量用 途1旋挖钻机R2001台钻孔2铲车501台清整现场，弃土3吊车50吨1台吊放钢筋笼4电焊机14KW4台焊接钢筋笼5泥浆箱24 M3个存放泥浆6泥浆泵3PN4台送浆7泥浆泵15KW2台送浆8

15、泥浆泵1.5KW2台送浆9泥浆测试仪1套测泥浆指标10导管30050M混凝土灌注11空压机6M1台搅拌泥浆4.2 劳动力计划表本工程桩基使用1台钻机，成孔和清孔作业工人分为2个小组，砼灌注分2个小组，钢筋班为1个班组，电工、机械维修和其他专业工人为一个班组。共需要劳动力工39人。具体见表4.2-1劳动力计划表。表4.2-1劳动力计划表序号工种人数1工程师12技术员23钢筋工104电 工35电焊工46砼灌注107钻机司机28吊车操作员19装载机司机110小 工411试验工1共计39 人5.3 主要施工方法5.3.1 场地平整及障碍物清除因施工现场为土方开挖区域，地面已硬化，地上和地下基本无影响设

16、施，所以场地平整与清障工作比较方便快捷。5.3.2 施工测量通过测量控制点，用全站仪定出轴线的坐标定位点，在施工场地内施工影响区域外作轴线的控制桩，并做好标记，作为今后轴线控制的主要依据；然后利用该控制轴线作为场地施工测量定位系统的基础。然后再依次定位出其他测量定位轴线。测量结果报请监理审核通过后方可进入下道工序。5.3.2.2 施工测量仪器设备本工程采用的测量器具详见下表序号设备名称型号规格单位数量配备情况1Leica全站仪TCR1201+台1测量组2水准仪NA2台1测量组3钢卷尺50m把2测量组4钢卷尺5m把2主要操作人员5.3.2.3 施工测量人员安排本工程安排5个测量人员，分2班，每班

17、23人。5.3.2.4 施工测量方法根据设计理论中心线要素，用普通测量复测这些中心线和控制桩相对位置正确与否。当用坐标测量放设中心线和控制桩，并用普通测量复测确认无误后，要对这些控制桩进行必需的保护（如放设十字护桩和用砼保护等），以确保使用时正确，并要将这些控制桩的护桩全部反要在控制网上。5.3.2.5 高程控制测量根据永久性水准点，在沿线每隔50米左右，引测一个临时水准点，每个水准点要经过二个以上永久性水准点的校核确认后方可使用。所有的控制桩、水准桩和其它桩位均要在设置的桩上编号，根据桩的类别分别以特殊编号法进行编写，防止和其他需要布置的桩混淆，发生差错。根据引入施工现场的水准点标高，灌注桩

18、施工时，利用水准点和水准仪控制桩的标高。5.3.2.6 桩的平面控制测量 根据闭合测量正确无误的临时水准点和定位点（要予编号并注明标号），运用全站仪、水准仪对高程和平面定位进行施工测量，控制桩的高程和位置。在施工时要严格保护临时水准及定位点和永久水准及定位点，并定期巡视和复核，确保正确无误。1）本工程桩位的测量放线根据控制轴线桩先引测至地面上，然后根据控制轴线测设桩的位置，并定出桩的位置。2）在桩基础施工过程中，对轴线控制桩每周复测一次，以防桩点位移，影响施工测量精度。3）每一施工段的轴线测设完后，必须进行自检，自检合格后及时填写报验单，并附报验内容的测量成果表报监理验收合格后，方能进行下一步

19、施工。5.3.3 泥渣存放区、泥浆池的设置及泥浆配置5.3.3.1 泥渣存放区和泥浆池的设置钻孔灌注桩单根出土量为100m3，泥浆存储量为150m3。泥渣存放利用地墙施工期间集土场，可存放土方200方，不再另行设置。同样泥浆制备利用原地墙施工期间泥浆池，储浆量400m3，同样满足要求。5.3.3.2 泥浆制备1 泥浆制作主要材料：（1）膨润土：以蒙脱石为主的粘土性矿物。 2 泥浆制备性能指标(1)比重：1.051.10KG/L；(2)粘度：1820s；(3)含砂率：不大于4； (4)酸碱度：pH值为79； 3 测量项目及要求(1)全班工作日开始时，测定一次闸门口泥浆下面0.5m处的全套指标以后

20、钻进过程中，每隔8h测定一次进浆口和出浆口的比重、含砂量、pH值等指标。(2)在停钻过程中，每天测一次各闸门出口处0.5m处的全套指标。4 泥浆的拌制为了有利于膨润土和羧甲基纤维素完全溶解，要根据泥浆需用量选择膨润土搅拌机，其转速宜大于200rmin。材料的投放顺序，要先注入规定数量的清水，边搅拌，边投放膨润土，膨润土大致溶解后，均匀地投入羧甲基纤维素，然后投入分散剂，最后投入增大比重剂及渗水防止剂。5 泥浆的护壁1)施工期间护筒内的泥浆面要高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面要高出最高水位1.5m以上。2)注入孔口泥浆性能指标：泥浆比重范围为1.051.10，粘度1820s；

21、排出孔口泥浆性能指标：排出口泥浆较之新鲜泥浆比重大，控制排除泥浆比重不大于1.25，粘度1828s。3)在清孔过程中，正循环法不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土。4)废弃的泥浆、渣要按环境保护的有关规定处理。5.3.4 钢筋笼的制作钢筋笼的制作场地要选择在运输和就位都比较方便的场所，设置在现场内制作加工。钢筋进场后要按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放。5.3.4.1 钢筋骨架绑扎顺序主筋调直，在调直平台上进行； 骨架成形，在骨架成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主筋与架立筋固定；将骨架抬至外箍筋滚动焊接器上，按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊将箍筋与主筋固定。5.3

22、.4.2 主筋接长钢筋笼分2节制作，桩身段与空槽段钢筋笼分节制作。 钢筋笼加工时纵向钢筋采用接驳器连接，接头位置要相互错开，同一连接区段内接头百分率不得大于50%，箍筋与主筋50%采用点焊的方式，钢筋保证平直，表面洁净无油污。在焊接过程中应及时清渣，钢筋笼两端的螺旋筋与主筋的全部交点必须全部焊接牢固，其余部分可间隔点焊。5.3.4.3 钢筋笼保护层为确保桩混凝土保护层厚度，要在主筋外侧设钢筋定位钢筋，同一断面上定位4处，按90布置，沿桩长的间距为3m。图5.3.4.3-1控位钢筋大样5.3.4.4 钢筋笼的堆放钢筋笼堆放要考虑安装顺序、钢筋笼变形和防止事故等因素，堆放不准超过二层。5.3.4.

23、5 格构柱施工所有格构柱均采用场外进行加工，成品运输到场内进行安装。图5.3.4.5-1 文化中心车站格构柱大样图空桩加工前，将格构柱提前放入空槽段部分钢筋笼内并定位，焊接牢固成为一整体。格构柱与空桩段每间距46m，设置定位钢筋，保证格构柱与灌注桩的相对尺寸，采用18的钢筋单面焊接，保证吊装安全性。（具体措施根据现场实际情况调整）格构柱与钢筋笼焊接整体示意图。图5.3.4.5-2 文化中心车站格构柱与空槽段焊接示意图格构柱制作技术要点：格构柱采用在场外钢构加工厂加工制作，原材料进场首先审查质量合格证明文件并对材料的外观进行检查验收，合格后准予制作。对制作完成的格构柱依据钢结构工程施工验收规范G

24、B50205-2001及设计要求进行验收验收合格后方允许进场进行安装。格构柱间对接焊接时接头要错开，保证同一截面的角钢接头不超过50，相邻角钢错开位置不小于50cm。角钢接头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。格构柱加工允许偏差如表5.3.10-1所示： 表5.3.4.5-1 格构柱加工允许偏差表项目规定值及允许偏差（mm）检查方法下料长度5钢尺量局部允许变形2水平尺测焊缝厚度10游标尺量柱身弯曲h/250且不大于5mm水平尺量同平面角钢对角线长度5对角点用尺量角钢接头50，相邻角钢错开位置不小于50cm。钢尺量缝处表面平整度2水平尺量5.3.5 护筒制作及埋设5.3.5.1 护筒制作

25、护筒内径宜比孔径大200mm，当地下水位较深时，护筒单节长度1.5m，共下放4节6m。护筒用5mm的钢板制作，在护筒的上、中、下各加一道加劲筋，顶端焊两个吊环，一为起吊用，二为绑扎钢筋笼吊杆，压制钢筋笼的上浮，护筒顶端同时正交刻四道槽，以便挂十字线，以备验护筒、验孔之用。在其上部开设2个溢浆孔，便于泥浆溢出，进行回收和循环利用。5.3.5.2 埋设护筒护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，要认真埋设。埋设时，先放出桩位中心点，在护筒外80l00cm的过中心点的正交十字线上埋设控制桩，然后在桩位外挖出比护筒大60cm的圆坑，深度2.0m，在

26、坑底填筑20cm厚的粘土，夯实，然后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内，在护筒上找出护筒的圆心(可拉正交十字线)，然后通过控制桩放样，找出桩位中心，移动护筒，使护筒的中心与桩位中心重合，同时用水平尺(或吊线坠)校验护筒竖直后，在护筒周围回填含水量适合的粘土，分层夯实，夯填时要防止护筒的偏斜，护筒埋设后，质量员和监理工程师验收护筒中心偏差和孔口标高。当中心偏差符合要求后，可钻机就位开钻。护筒埋设准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5mm。校准后，护筒固定在正确位置，筒口要高出地面100mm。底部用粘土沿护筒外侧四周分层回填夯实，为减少回填对护筒的扰动，地面以下20cm采用直接灌浆。5.3.6

27、钻机就位首先做好场地的平整及压实，使主机左右履带板处于同一水平面上，动力头施工方向要和履带板方向平行，切不可垂直，开钻前调整好机身前后左右的水平。钻机利用自行走移动系统就位，钻头与桩位的对位误差要小于2mm。5.3.7 钻机成孔5.3.7.1 成孔方法采用旋挖钻成孔。旋挖钻进是利用旋挖钻杆上的液压马达往下压，并利用扭矩旋转，使旋挖钻头挤压并旋转切入土体，使破碎的岩体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。提出孔外的钻渣，装入自卸汽车运走。1）钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。开钻前将钻头着地，进尺深度调整为零；2）钻进时原

28、地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进压力，初钻压力控制在90Kpa左右，钻速先慢后快。3）不同地质条件采取不同类别的旋挖钻机钻头进行施工： 细砂、中砂、砾砂、角砾土、圆砾土及强风化层可采用筒式钻头；对于强度不均匀地质、易偏孔地质以及风化、中风化岩层采用短螺旋嵌岩钻头；岩层软硬不均、存在孤石及抗压强度较高的岩石地质采用筒式嵌岩钻头。4）因短螺旋嵌岩钻头出渣能力有限，出渣时换用筒式钻头。5）当钻杆充满钻渣后，停止下压及回旋，逆时针方向转动动力头，稍向下送行，关闭钻头回转底盖。缓慢上提钻斗，避免钻头碰撞孔壁。提离孔口后，钻机自身旋转至自卸车处，用动力头顶压顶杆，将底盖打开，倾

29、卸钻渣。然后关闭底盖，旋回孔位，对准孔位慢慢将钻斗放至孔底钻孔，重复进行。当出现钻杆跳动，钻机摇晃，钻不进尺等异常情况时，立即停机提钻检查，查明原因妥善处理后再钻，直至钻至设计深度。6）钻进过程中要随时不断补充泥浆，使孔内始终保持高于地下水位11.5m的水头高度，同时要根据土质情况调整泥浆配方和比重。钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣，即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时，可用扫孔钻头上下往复，扫刷孔壁。7）清孔后提出钻头，由质量员和工程监理进行孔径、孔深、垂直度检测，验收合格后，移走钻机，盖好盖板，进行下道工序施工。5.3.7.2 成孔质量和沉渣检查方法1）成孔质量检查方法针对本工程特点

30、，在每根成孔完毕后，利用圆环测孔法进行测试桩成孔质量，为了进一步保证工程质量，拟对本工程抽取一定比例的成孔进行声波孔壁测定仪检测，尤其是对监理单位有疑义的桩进行检测。下面就这两种检测方法进行简要的叙述：(1)圆环测孔法圆环测孔法基本原理是在所成好孔内利用铅丝下钢筋圆环，铅丝吊点位于钢筋圆环中间，利用铅丝线的垂直倾斜角测定成孔质量。此方法快速简便，为常用的成孔检测方法。(2)声波孔壁测定仪a.声波孔壁测定仪测定的原理是：由发射探头发出声波，声波穿过泥浆到达孔壁，泥浆的声阻远小于孔壁的土层介质的声阻抗，声波可以从孔壁产生反射，利用发射和接收的时间差和已知声波在泥浆中的传播速度，计算出探头到孔壁的距离，通过探头的上下移动，便以可通过记录仪绘出孔壁的形状。声波孔壁测定仪可以用来，检测钻孔形状和垂直度。b.测定仪由声波发生器、发射和接收控头、放大器