杭州九堡大桥钻孔灌注桩成孔施工方案1.docx

1、杭州九堡大桥钻孔灌注桩成孔施工方案1杭州市九堡大桥工程第合同段钻孔灌注桩成孔施工方案二九年二月目 录第一节 概述第二节 施工前期准备第三节 钻孔灌注桩施工方案第四节 质量保证第五节 安全生产文明施工第六节 文明施工杭州市九堡大桥工程第合同段钻孔灌注桩成孔施工方案 第一节 概 述一、工程概况九堡大桥属于钱塘江上规划建设的十座大桥之一，位于彭埠大桥（原钱江二桥）下游5km，下沙大桥（原钱江六桥）上游8km处。九堡大桥北岸桥位位于江干区七堡六号丁坝以东，与规划东湖路相连，南岸桥位位于钱塘江南大堤GPS24-2控制点，与萧山钱江科技城的科园大道相连。桥位处江面宽1.7km。九堡大桥工程北起沿江大道，南

2、至滨江一路，工程设计范围自桩号K0+000.000K1+855m，全长1855m。工程主要设计内容包括主桥工程、引桥工程、附属工程等。第合同段从里程桩号K0+000K0+945m，共945m长。九堡大桥第合同段均采用钻孔灌注桩承台基础，有2000mm（PS1/PS2/PN1/PN2）和1800mm(PN3/PN4/PN5/PN6)两种, 有2000mm的64根，1800mm的20根，共计84根。二、工程特点1.杭州九堡大桥位于钱塘江出海口，受强涌潮的影响较大。对钻孔平台设计和钻孔桩施工带来一定的负面影响。2. 由于桥位靠近海边，受潮汐影响明显，对平台搭设顶标高和钻孔施工中的水位保持影响较大。3

3、.受水位、地理环境和施工工期的影响，无法采用大型船舶施工，依靠搭设栈桥逐跨推进施工，施工组织难度较大。4. 台风、季节施工(如雨季、夏季、冬季)对施工作业人员影响较大。5. 九堡大桥钻孔灌注桩桩径较大、桩长较长、桥位地质条件复杂，且为嵌岩桩，对钻机的性能要求较高。6.桥位地质条件复杂，有大直径漂卵石层，且为嵌岩桩，岩性强度高，钻孔难度大。三、气象、水文概况1、 气象情况杭州市属于亚热带季风气候区，四季交替明显；冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，以晴冷、干燥天气为主，是低温少雨季节；夏季受太平洋副热带高压控制，以东南风为主，海洋带来充沛的水气，空气湿润，是高温、强光照季节；春节降水丰富，且降水时间

4、长；秋季干燥，冷暖变化大，历年最大风速20m/s。据浙江省气象中心，萧山及杭州市气象局资料，杭州市常年平均温度16.2，极端最高气温为40.3，极端最低气温为-9.6；历年平均降雨量1400.7mm，日最大降雨量189.3mm；多年平均雷暴日数36天，最多雷暴年56天；多年平均大雾51天，最多大雾64天；霜期220270天；最大积雪厚度为15cm。2、 水文情况工程河段内河床演变特点：年内洪冲潮淤，年际受连续丰、枯水文年及下游尖山河段主槽曲直的影响较大，连续风水年尖山河湾主槽顺直，河床大冲大淤；连续枯水年尖山河段主槽弯曲，河床变幅较小。深槽的年内变化与整个河段洪冲潮於的特点基本一致，年际最大冲

5、於幅度达11m。桥位断面由于受五堡至七格弯道及北岸丁坝局部冲刷坑的影响，河床主槽主要集中在离北岸200800m的范围内，出现频率为92%。主槽摆幅在650880m之内，年内冲於变化在26m之间。桥位断面南岸处于七堡七格湾道的凸岸，在弯道水流的作用下存在滩边，边滩的宽度及高程随钱塘江流域径流的时空分布的变化而发生相应的冲於变化，变幅较大，平均低潮位以上的边滩宽度多年平均值约为330m。距离桥址上游仅2km左右的七堡水文站，可直接采用该站水文资料，其潮位特征值见表1-1。表1-1 水位资料、潮位特征值项 目单 位七 堡量值出现时间平均高潮位m4.43平均低潮位m3.65平均潮差m0.69最高水位m

6、7.981997年8月19日最低水位m1.221955年8月24日最大潮差m4.282002年9月18日平均涨潮历时h:min1:37平均落潮历时h:min10:47九堡大桥工程处于钱塘江河口沙坎顶端附近，受潮流和径流的共同作用。相关计算分析结果表明：由于桥址处于洪潮共同作用的河口段中间，桥址断面最大流量和最大洪水流速出现在特大潮落时刻。工程断面0.33%和1%频率的设计洪峰流量分别为33114m3/s和31772m3/s，相应的最大断面平均流速分别为3.2m/s和2.84m/s。高水位分别为8.66m和8.30m，1%频率低水位为1.1m。桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速，见表1-2

7、。表1-2 桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速频 率0.2%0.33%1%2%断面流量（m3/s）35563331143177227319断面平均流速（m/s）3.293.202.842.73以逐年年最高潮位与当年平均潮位的差值，即距平值，作为统计样本，采用皮尔逊型适线进行重现期分析。七堡、仓前站高、低水位统计结果见下表，桥位附近的设计高低水位取用七堡站的值。桥位附近水位频率值见表1-3 。 表1-3 桥位附近水位频率值频 率七堡仓前高水位低水位高水位低水位0.33%8.668.631%8.301.108.230.102%8.081.297.980.355%7.781.557.640.8

8、510%7.511.787.351.05四、工程地质情况按地质时代、成因类型及工程特性，划分为6个大层，13个亚层。自上而下如下：填土，受人类活动影响，成分较杂，结构松散，分布于表层。全新统上中段冲海相沉积层，下分四个亚层。-1亚砂土：灰、灰黄色，稍密，湿，含铁锰质氧化斑点，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-2亚砂土：灰色，稍密，湿，局部夹粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-3 粉砂夹亚砂土：灰色，稍密，饱和，局部夹亚砂土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-4 亚砂土：灰色，稍密，很湿，局部夹淤泥质亚粘土和粉砂，干强度低，低韧性，

9、摇振反应一般，无光泽，中等偏高压缩性。淤泥质亚粘土：全新统中段滨海、海湾相沉积层。灰色，流塑，具水平层理，层间夹粉砂薄层，含腐殖质，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。全新统下段浅海相沉积层，下分两个亚层。-1 淤泥质夹亚粘土：灰色，流塑，具鳞片状，局部夹薄层亚砂土，含贝壳碎屑，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。-2亚粘土：灰色，塑性，局部软塑状，饱和，局部夹薄层亚砂土，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。亚粘土，为晚更新统上段河、湖相沉积层。灰绿、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、粉细沙，干强度中等，中等韧性，稍有光泽

10、，中等压缩性。晚更新统上段河流冲击相沉积层，下分三个亚层。-1中细沙：灰、灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，底部偶含砾石，砾径约0.5cm，含量小于5%，中偏低压缩性。-2圆砾：灰色、灰黄色。稍密中密，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为石英岩、熔结凝灰岩，质地坚硬，粒径一般12cm，大者58cm，最大粒径10cm，卵砾石含量约50%，充填泥质和砂质，局部为砾砂，低压缩性。-3亚粘土：灰绿、灰褐、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、夹粉细砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-4粉细砂：灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中

11、等压缩性。-4夹亚粘土：灰、灰褐色，硬塑，局部夹亚粘土、粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-5圆砾：灰色，中密密实，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为熔结凝灰岩，质地坚硬，局部表面略有风化，粒径一般12cm，大者810cm，底部含块石，块径达15cm以上，卵砾石含量约60%，充填泥质和砂质，低压缩性。下伏基岩（12层）有两套地层，一套为中生代白垩系上统（K2）地层，以沙砾岩为主，局部为粉砂岩，泥质胶结，胶结程度差，岩层编号12-a。另一套为中生代白垩系下统朝川组（K1C）地层，以泥质粉砂岩为主，局部为粉细砂岩、含砾粉砂岩、凝灰质砂岩，泥质胶结，胶结程度一般，岩层编号1

12、2-b。按不同岩性、根据其风化程度分述如下：12-1a全风化砂砾岩、粉砂岩：灰、灰褐、黄褐色，岩芯风化呈砂土状，手捏可碎裂。母岩结构不甚清晰。12-2a强风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄、灰褐色，岩芯呈短柱状，敲击易碎，局部孔段夹弱风化粉砂岩块。12-3a弱风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄，岩芯呈柱状，敲击声较脆，锤击可碎，砾岩与粉砂岩呈互层状，局部夹强风化透镜体状夹层。12-1b全风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯风化呈粘土状，手捏呈砂状。母岩结构不甚清晰。12-2b强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯呈柱状，手折可断。局部含少量砾石，夹灰白色细砂岩。12-3b弱风化泥质粉砂岩：紫红色，厚层状，岩芯呈柱状、

13、长柱状，敲击声脆，可击碎。局部含少量砾，夹灰白色细砂岩。五、工期安排按照合同，我公司负责桩基工程成孔及二次清孔的任务。钻孔灌注桩工程施工计划工期约为5个月。第二节 施工前期准备一、施工场地布置陆上墩布置一台钻机进行施工，水上墩计划布置两台钻机。根据平台搭建完成情况暂时先布置两台钻机进行施工，待陆上墩作业施工完成后再转移一台至水上墩。二、泥浆循环系统陆上墩根据现场的实际情况，在承台附近设置一个泥浆循环池，供成孔时使用。另外，再在附近设置一个泥浆储存池，供钻孔桩砼灌注时储浆用，防止渣浆外溢。水上墩利用管道互通各个钻孔桩护筒当作泥浆池采用立泵对等回灌循环组成泥浆循环系统。三、用电计划根据工作量及施工

14、工期，计划投入两台GPS20HA型钻机，三台GPS30A型钻机，每台套用电量为150200 KW/h。四、施工前进行机械设备的安装与调试施工机械设备进场后及时安装并调试至正常运转状态。五、施工人员岗前培训（1）施工前进行全员安全生产教育。（2）做好职工、技术人员的培训和技术更新工作，提高职工的业务技术水平。（3）对各作业班组进行技术交底。六、技术准备工作1. 熟悉、审查施工图纸及有关技术文件。2. 掌握地质勘察资料和技术经济资料。3. 编制施工方案、施工进度计划和施工平面布置。4. 进行工料分析和工程成本分析，提出节约工料、降低工程成本的措施。第三节 钻孔灌注桩施工方案一、钻进成孔方法和钻进设

15、备的选择1、成孔方法根据设计及相关的工程地质勘察资料，结合我公司在杭州地区钻孔灌注桩施工的成功经验，本合同钻孔灌注桩施工拟采用气举反循环回转钻进的成孔方法为主，辅以正循环回转钻进的成孔方法，具体施工根据情况作适当调整。2、设备的选型配备针对本合同钻孔桩的特点，考虑到主墩施工的难度，本工程拟选用上探厂产GPS-20HA型工程钻机2台,GPS-30A型工程钻机3台，配套空压机和泥浆泵作为成孔的主要设备。具体可见设备选型配备一览表。设备选型配备一览表 序 号设备名称型号规格单 位数 量功 率（kw）备注1工程钻机GPS-30A台3752工程钻机GPS-20HA台2503空压机ZL3.5-20/8台1

16、1124渣浆分离器ZX-250台2485泥浆泵3PNL台5206砂石泵6BS台5307钻头刮刀合金个68电焊机DX1-315台329泥浆测试仪套1二、钻孔灌注桩成孔施工工艺措施 1、钻机安装钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。钻机安装就位必须做到天车中心、转盘中心、钻孔中心在一垂直线上。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷。2、泥浆及泥浆循环系统 由于桩要穿过很厚的砂土层，在开始钻孔前备有足够数量的优质膨润土以供调制泥浆。砂层下面的粘土层造浆功能较好，在钻孔灌注桩施工时以地层自然造浆为主。 泥浆采用外运膨润土在护筒内搅拌而成，陆上部分则在

17、泥浆池中进行配制。 护筒内的泥浆顶面，应始终高出筒外水位或地下水位至少1.0m，特别是在涨潮落潮时，要随时注意孔内外水位差的变化，及时调整水头高度。 泥浆由淡水、膨润土和添加剂组成，其性能指标应符合相关规定。钻孔泥浆应经常试验,对不符合规定的泥浆，必须及时调整，使监理工程师满意。 由于此次护筒的外露长度比较长且直径大，泥浆循环系统拟利用临近的钻孔灌注桩钢护筒进行。在四个钢护筒间用300的钢管连通，在进行桩的钻进时其余三个护筒就可以起泥浆的存储和循环作用。 陆上钻孔灌注桩施工时就近开挖泥浆池作泥浆循环用。 水上钻孔灌注桩施工时在每一个墩处拟配备一个30m3的泥浆箱,当利用护筒不能在满足泥浆循环作

18、业时则开启使用。 由甲方配备一台泥浆运输车，在水上桩施工时保证泥浆的循环运输及使用。3. 成孔施工（1）钻头的选择根据本工程地层的特点，拟主要采用双腰带三翼梨式梳齿状合金钻头进行成孔施工，进入中风化岩层后，特别是主墩基桩，根据需要换用双腰带四翼梨式梳齿状合金钻头钻进。 （2）成孔操作 a. 钻孔前，对施工人员作全面的技术交底，使施工人员对钻孔所在地区的地质和水文等情况，必须有一全面了解。b. 对于大堤附近，土层当中有可能存在孤石，在施工中拟备用一套冲爪，如遇孤石可以用冲爪进行清除。c. 钻孔时设备必须完好，钻孔必须有记录。 d. 钻孔过程中，若发现钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有显著差

19、别时，应及时报告请示现场工程师。e. 陆上施工时，在桩两侧铺设路基，其上放枕木，钻机就位后，钻机底座应平衡、坚固，滑轮与钻盘中心孔、护筒的中心，应在同一铅垂线上。f. 钻具下放前，应做好检查工作，钻进过程中，应注意第一、二根钻杆的进尺，保证钻具与孔的中心垂直，同时需要吊紧钻具，均匀钻进。 g. 开钻时，保证轻压、慢转、小泵量进行钻进；钻进至一定深度后采用正常参数P=1045KN、N=1570 r/min、Q=60180m3/h进行施工；当在粘性土和砂层中钻进时由于钻压较小、转速较高，则采用P=1025KN、N=2470 r/min；当遇钻进阻力增大时，则采用N=1537r/min进行施工。 h

20、. 在砂土及淤泥质土层中容易缩径,应采取钻完一段再复扫一遍的方法。在提拔钻具时，发现有受阻现象的孔段，应指定专人进行纠正。 i. 钻进中泥浆的控制：在粘土、亚粘土地层中，泥浆的比重一般控制在1.061.1；在砂层和松散易塌的地层中，泥浆的比重一般控制在1.11.2，粘度控制1626秒。 j. 钻进作业必须保持连续性，拆除和加接钻杆时力求迅速,加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环23分钟后再拧卸加接钻杆。k. 在软硬互层中钻进，应特别注意控制转速与钻压，一般钻进速度不宜大于2 m/h，以防孔斜和塌孔。l. 根据孔内情况适时采用渣浆分离器降低泥浆含砂率，提高泥浆性能。m. 操作人员必须认真贯彻

21、执行操作规程和施工规范，随时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项 （3） 成孔检验a. 在第一次清孔结束、提钻后用专业测孔仪进行孔径和孔斜的检测。b. 成孔后利用带刻度重垂线进行孔深的检测。 c. 孔径和孔深必须符合图纸要求。d. 当检查时发现有缺陷，应向监理工程师报告并提出补救措施的建议，在取得批准前不准继续施工。 4. 清孔施工 成孔完成后，应立即进行清孔（反循环清孔），清孔时，孔内水位应保持在地下水位或水位以上至少1.0m至2.0m。 第一次清孔：钻孔至设计深度后，停止进尺，稍提钻具离孔底1020cm，保持泥浆正常循环，定时空转钻盘，以便把孔底残余泥块磨成

22、泥浆排出。 第二次清孔：第一次清孔后，提出钻具，对成孔进行检测，接着应抓紧时间安放钢筋笼及混凝土导管，随后进行第二次清孔。 第一、二次清孔后，分别测量孔深及孔底沉渣。 第一、二次清孔后，孔底沉渣厚度应50mm，泥浆指标为1.051.10，粘度为1825秒，含砂量为2左右。 清孔结束后，孔内应保持水头高度，并应在30分钟内灌注混凝土。若超过30分钟，必须重新测定泥浆指标，如超出规范允许值，则应再次清孔。5、钻进过程事故的预防及处理措施根据工程地质勘察资料的地层情况，结合以往钻进经验，制定以下钻进事故预防及处理措施：A、塌孔的预防和处理（1）.在松散的上部砂质粉土或淤泥质土层钻进时，应控制进尺速度

23、，快转速慢进尺，选用高质量泥浆，保证泥浆较好的护壁性能。（2）.始终控制好水头高度。应根据钻进工艺的变化，及时改变孔内的水头高度。（3）.起钻和清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。（4）.钢筋笼骨架孔口焊接下放时应对准桩孔中心竖直插入，严防触及孔壁。（5）.如发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒并用黄泥回填钻孔，待沉实15-20天后重新埋设护筒再钻进。（6）.若发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到塌孔处以上1M2M，如塌孔严重应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。B、孔斜、孔折、台阶孔的预防和处理（1）.安装钻机时要使转盘及底座水平，做到天车中心、转盘中心、桩孔中心

24、在同一竖直线上。钻机就位后，必须保证钻机机身平稳，不得产生位移和沉陷。（2）.钻杆接头法兰连接应逐个检查，发现不合格品及时更换。（3）.在软硬互层钻进时，应减压钻进控制进尺速度。钻进过程中遇有卵砾石层钻进应慢进尺慢转速钻进。（4）.若发生孔斜，应查明出现偏斜的位置和偏斜的情况，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔修直。偏斜严重时应回填砂和粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。C、扩孔、缩孔的预防和处理（1）根据设计要求和地层的实际，选择恰当直径的钻头和有刚性强度和扭矩的钻杆。（2）防止缩径，对于因钻锥磨耗焊补不及时造成缩径，可采用及时补焊磨损的钻头的办法；对于因地层原因造成的缩径，应使用

25、失水率小的优质泥浆护壁快转速慢进尺，并反复钻进两三次；或者吊住钻具上下反复扫孔以扩大孔径，直到缩径部位达到设计要求。D、护筒底口处钻进钻机在接近护筒底口，应采用浓泥浆并轻压慢转特别注意控制进尺速度，同时采用正循环钻进，不得打反循环。第四节 质 量 保 证一、 质量保证体系质量保证体系网络图组长（项目经理）副组长（总工程师）生 产 调 度 组质 检 技 术 组文明施工班电 工 班机 修 班机 台 班 组 二、主要质量保证措施1、 严格执行ISO9002标准，按照本企业的质量方针和程序文件中的有关规定要求进行施工，保证施工的正常顺利进行。2、 严格按照总包方、业主和监理方的有关规定要求施工，并积极

26、配合总包方、业主及监理有关人员对施工过程进行监督检查，确保施工满足设计和规范要求。3、 现场成立项目经理为第一责任人，技术负责为第二责任人，与技术质检、施工、作业班组长共同组成的质量保证体系，施工中，先由各作业机班组施工人员进行自检、互检，后由技术质检人员进行监督检查，做到层层把关。4、 要求技术质检人员，落实到具体作业机组，经常深入施工现场，进行监督检查，并授予技术、质检人员对施工质量实行一票否决权。5、 执行技术交底制度，在每个钻孔施工之前，均由技术质检人员向机班组施工人员介绍本钻机的设计要求和地层情况，并说明相关技术措施和操作规程规范。使具体的施工操作人员做到有的放矢，规范施工。6、 施

27、工过程中，准确丈量钻具长度，认真测量钻孔深度，并认真做好施工记录、交接班数据、内容准确、清晰、齐全。第五节 安全生产文明施工一、安全生产管理网络坚决贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，建立建全安全生产责任制。项目部成立安全生产领导小组，项目经理任组长，为安全生产第一责任人；项目副经理、专职安全员任副组长，负责施工现场的各项安全生产管理；各职能班组长为兼职安全员，形成全方位、立体安全生产组织管理体系。使安全生产责任落实到人、落实到岗，做到人人都是安全员，确保安全生产。 安 全 生 产 管 理 网 络 图组长（项目经理）副组长（安全员）组员（班组负责人）机 台 班 组机 修 班文明施工班电 工

28、班二、安全保证措施 1、坚决贯彻“安全第一、预防为主”的方针。在整个工程施工过程中，认真坚持“管生产必须管安全”的原则，真正把安全生产的责任和措施落实到每个岗位和个人。 2、对全体施工人员开展经营性的安全生产教育，认真学习安全生产知识、安全生产管理条例，尤其学习水上施工安全知识。提高全员安全意识，进行工程技术交底的同时进行安全生产交底。 3、加强现场安全管理，施工现场必须设有安全标志示意牌。所有进入现场人员，必须戴好安全帽，穿好工作服；施工人员不准穿拖鞋、凉鞋和光脚上班，严禁酒后上班。水上平台应设置安全护栏并备有救生用品。水上作业时必须穿救生衣，两米以上高空作业必须系好安全带。4、机电设备使用

29、、检查、保养由专人负责，确保机电设备及人员安全。使用起重设备吊装作业时，严禁违章操作和违章指挥。5、特殊工种持证上岗，设立每周一次的安全生产活动日，并在每日班前班后检查安全生产活动情况。第六节 文明施工 一、建立健全文明施工管理组织机构。工地成立以项目经理为组长、各部门和生产班组负责人为组员的文明施工管理组织机构 二、积极推广和应用新技术、新工艺、新设备和现代化管理方法，努力提高机械化作业水平。 三、积极开展现场文明施工和标准化作业管理，认真布置施工现场和临时设施场地。 四、加强教育宣传工作，提高全体职工的文明施工和环境保护意识。提倡举止文明、做人文明、作业文明，创造一个文明施工的氛围，努力争创文明工地，确保整个现场处于标准化动态管理之中。