河大桥砼水下钻孔灌注桩桩基首件施工方案.doc

中铁十六局集团有限公司扎麻隆至倒淌河公路ZD-SG1标合同段 砼水下钻孔灌注桩施工方案 目录一、编制目的2二、编制依据2三、适用范围2四、工程概况2五、首件桩基地点、目的及主要内容3六、施工方法及工艺要求4七、参加首件工程的主要管理人员16八、材料要求16九、设备机具配置16十、质量检验标准17十一、安全及环保要求18 水下砼灌注桩施工方案 一、编制目的明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。二、编制依据1、公路工程技术标准JTG B01-20032、公路桥涵设计通用规范JTG D60-20043、公路钢筋混泥土及预应力混泥土设计规范JTG D62-20044、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20075、公路桥涵施工技术规范JTG 041-20006、公路交通安全设施设计技术规范规范JTG D81-20067、青海省扎麻隆至倒淌河公路改扩建工程两阶段施工图设计三、适用范围青海省扎麻隆至倒淌河公路改扩建工程ZD-SG1标所有桥梁桩基，冲击钻适用于密实漂石土、密实卵石土、中风化片麻岩、中风化花岗岩层桩基施工。四、工程概况月牙湾湟水河大桥位于湟源县东峡乡下脖项村。桥梁跨越“U”型沟谷，地形起伏较大，桥梁起点接响河一号隧道出口，终点接响河二号隧道进口，两次跨越G109。右线起止桩号为K37+552.6-K38+113，桥长558m，为4*32m+9*30m+5*32m，右线右幅起止桩号为K37+542-K38+087，桥长545m，为3*30m+10*27.5m+5*30m+29.2m。全桥桩基均采用摩擦桩，其中右线月牙湾湟水河大桥设19个墩台，桩基直径分为1.5m、2m和2.4m三种，布设桩基38根，桩基总长776m，平均桩长20.42m；右线右幅月牙湾湟水河大桥设20个墩台，桩基直径分为1.5m、2m和2.4m三种，布设桩基40根，桩基总长768m，平均桩长19.2m。根据设计地质钻孔勘探桥位处两侧坡面分层为碎石土、下为强风化片麻岩，沟底为密实漂石土、密实卵石土。根据地质情况，本工程钻孔桩施工适合冲击钻机成孔。五、首件桩基地点、目的及主要内容1、地点月牙湾湟水河大桥右线13#-0号桩基为首件，墩中心里程为K37+951，桥跨5*32m预应力砼（后张）先简支后连续小箱梁，桩基础为2根240cm桩，桩长20m，桩底设计标高2509.134m，桩顶设计标高2529.134m。钻探资料表明，地面线以下0-8米为中密漂石土，8-30m为密实漂石土。桩基础砼为C30。2、目的2.1掌握成孔工艺：钻机类型、型号、钻头型式，以及在不同地质层中的钻进速度和钻进时泥浆各种参数，成孔后的清孔方法和清孔时间。2.2掌握钢筋笼安装合理方是和控制钢筋笼位置、标高的合理方法。2.3检验实验室混泥土的配合比、坍落度等各项指标的可靠性和实用性。2.4为灌注桩施工提供混泥土灌注等施工参数。2.5确定施工组织及管理体系、人员及指挥方式。2.6确定适宜的施工机械、人员数量及混泥土运输车辆数量。2.7检验施工组织和施工工艺的合理性与适应性，修正施工方案，完善施工组织，指导水下灌注桩基施工。3、主要内容本次桩基首件按照钻孔桩的工程要求进行施工。包括：场地平整、测量放样、埋设护筒、桩位复测、泥浆池开挖、泥浆拌制、钻孔、成孔检查、钢筋笼的制作及吊装、导管安装、混泥土的拌和、运输、试验、混泥土的灌注、凿桩头、桩基检测等所有灌注桩施工程序。通过钻孔灌注桩首件施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，确定混泥土配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混泥土用量等各项参数。六、施工方法及工艺要求钻孔施工工艺流程图（见下图）二次清孔灌注混泥土凿桩头桩基检测平整场地测定孔位护筒埋设钻机就位平整场地钻 进中间检查终 孔安放钢筋笼测 孔安放导管清 孔泥浆制备挖泥浆池、沉淀池泥浆循环、滤碴、补偿、测指标测孔深、泥浆比重、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表格、监理工程师签字认可填表格、监理工程师签字认可制作混泥土试件，量测混泥土面高度和导管埋深深度检查泥浆比重及沉渣厚度加工钻头制作护筒平整场地平整场地平整场地1、施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时应挖成平坡，平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。2、测量放样根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。放出桩中心位置后设置护桩，护桩设置在稳定的基础上。3、护筒制作及埋置钻孔前在空口设置坚固、不漏水的钢护筒。钢护筒内径大于钻头直径60cm，护筒选用厚810mm的钢板，护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，同时还必须满足孔内泥浆面的高度要求，旱地必须高出施工地面2030cm。埋设护筒时，护筒四周回填黏土并分层夯实。护筒埋设完毕后，对护筒中心位置及斜度进行复测，护筒顶面中心与设计桩位中心偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。4、泥浆的制备在两墩之间设置泥浆池，供临近两墩孔桩施工循环使用；弃渣外运于指定弃渣点，减少环境污染。在砂类土、粉质粘土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁；在黏性土中钻孔，塑性指数大于15，浮渣能力满足施工要求时，利用孔内原土造浆护壁。泥浆性能指标应符合下列规定：泥浆比重：旋挖钻机泥浆比重为1.051.15。黏度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%；PH值：大于6.5。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量须经试验确定。造浆后要试验检验泥浆的全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。5、钻孔施工5.1开钻前申请报验，经监理工程师对钻头直径、钻机对中及水平检查验收合格后方可开钻。5.2开孔的孔位必须准确，开始钻进时不宜大冲程，使初成孔壁竖直、圆顺、坚实；在护筒底脚处必须短冲程钻进，使护筒底有较好的泥浆护壁。5.3钻孔时，经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，孔内水位须高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在钻进中取渣和停钻后，及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。5.4钻孔时，起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。5.5钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提出孔外，孔口必须加护盖。钻孔过程中要经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔达到设计标高后，对孔位、孔深、孔径和孔形进行检查，并填写钻孔记录表，孔位偏差不得大于5cm。5.6经常注意检查钻机位置，保持其位置正确和作业平台稳固。5.7通常采用施工对角桩位的方法进行钻孔，在相邻灌注桩桩身混泥土未达到2.5Mpa前，不得在相邻孔位钻孔，防止影响桩体混泥土质量。6.成孔检查钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混泥土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。6.1孔径和孔形检测孔径检测在桩孔成孔后，钢筋笼安装前进行。采用笼式探孔器检测，其外径等于钻孔桩的设计孔径，长度等于孔径46倍，详见下图。检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径符合设计要求。探孔器示意图说明：1、图中尺寸均以“m”计；2、D为桩径。6.2孔深和孔底沉渣检测孔深及沉渣采用标准测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。在测绳的底部坠以测锤，测锤一般采用圆锥形，圆锥平面直径不小于10cm，质量不小于5kg。6.3成孔竖直度检测孔的竖直度采用测锤法检测，将重量较大的测锤缓缓吊入孔底，然后缓慢移动测锤感觉测锤碰到孔壁，量取该位置时测绳到护筒的距离及测绳长度，根据测绳长度及测绳到护筒的距离算出垂直度；这样沿孔壁反复量测46个位置，然后将几个数值综合比较得出最终的孔身垂直度。7.第一次清孔7.1采用反循环清孔方式7.2清孔的最终标准：孔内排除或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混泥土前孔底沉渣厚度端承桩不大于5cm、摩擦桩桩不大于10cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。7.3在抽渣或吸泥时要及时向孔内注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。8.钢筋笼制作、安装8.1钢筋原材料及半成品8.1.1钢筋原材料统一由项目部统一采购，钢筋笼统一在钢筋加工场加工制作，钢筋笼主筋连接采用套筒连接，成立以项目总工为组长试验室主任为副组长的质量控制小组，现场安排技术员、质检员，对钢筋笼制作过程全程监控，对不合格产品进行废弃处理。8.1.2钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、麟锈等清除干净；8.1.3钢筋应平直，无局部弯折，下料前，必须先进行检查拉直，然后对号加工下料，并分类标示排放。成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调直。8.1.4钢筋接头采用套筒连接，统一截面接头数量不超50%。8.1.5在同一根钢筋上应尽量减少接头。8.1.6加工好的钢筋笼应平置，与地面之间垫等高的混泥土垫块。8.2钢筋笼的制作安装现场制作钢筋笼时，主筋接头以双面搭接或套筒连接为主；钻孔桩孔口两节钢筋笼连接时，为了压缩工序时间，采用单面搭接焊；主筋每一水平截面接头不超过50%，两个接头的间距要求大于100cm。主筋的焊接长度，双面焊不小于5d，单面焊不小于10d（d为主筋直径）。加强箍筋与主筋间的连接全部采用焊接。在桩身主筋范围内每隔2米间距设置一道16加强箍筋，增加钢筋笼整体刚度，在加强筋四周对称设置4个16的定位耳筋，确保钢筋笼与孔壁的保护层厚度，定位钢筋尺寸见下图：说明：图中尺寸均以“cm”计。钢筋笼的制作在滚焊机专用台架上进行，钢筋的间距至少采用三个间距定性固定架（这三道加强箍筋要在环的内侧，明确标识出每根主筋的准确位置）来进行固定，禁止人工手扶固定间距，保证主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范要求；焊制时用直角尺检查控制箍筋与主筋的垂直关系，首先在一根主筋上焊接好全部加强箍筋，再转动钢筋笼照此方法逐步焊接好其他主筋，然后吊起骨架套入螺旋筋，按照设计间距点焊、绑扎固定好螺旋筋。为保证骨架不变形，按照一定间隔高度，在加强箍筋内部用钢筋加工临时三角支撑，在吊装就位入孔前再敲掉；钢筋笼骨架安装采用汽车吊，采用两点吊：第一吊点设在骨架下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上部三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放，入孔后不得左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁，防止孔口坍塌。如遇阻碍时要求停止下放，查明原因进行处理，严禁猛提猛放和强制下放。下至最后一根加强筋截面时，将骨架用临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同一直线上进行焊接，为减少工序衔接时间，采用两台电焊机同时进行焊接作业，待全部接头焊好，经现场监理工程师确认质量合格后，下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。最后依据护筒标高和设计桩顶标高的高差关系，用46根竖向吊筋和水平箍筋将钢筋笼在孔口用钢管牢固定位，避免在混泥土灌注过程中发生浮笼现象。声测管采用无缝钢管，尺寸及根数按设计要求布置；声测管贯穿于整个桩长，声测管加长时，采用套管丝扣连接，捆扎在钢筋笼的同一根主筋上，管口高出设计桩顶20cm，每个声测管高度保持一致。为确保混泥土灌注时管内不进污物，要求声测管在混泥土灌注前全部进行试水，管得顶口必须使用软木塞密封。9.混泥土灌注9.1导管安装导管用250300钢管，每节23m，配12节11.5m的短管，底节采用4m的。钢管内壁光滑、圆顺，内径一致，导管连接应牢固、封闭严密，吊装前先试拼，并做水密承压试验，导管试压压力为孔底静水压力的1.5倍。按自上而下顺序标示每节导管长度，上下成直线吊装，位于井孔中央，导管底悬空25cm40cm，导管安装完成后轴线偏差不超过孔深的0.5%并不大于10cm。9.2浇筑混泥土前二次清孔浇筑水下混泥土前，检查沉渣厚度，端承桩大于5cm，摩擦桩大于20cm则进行二次清孔，采用换浆法：用1.11.25比重的纯泥浆迅速压进孔内，把孔内悬浮钻渣较重的泥浆换出。或喷射法清孔，在灌注混泥土前，对孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物漂浮后，立即灌注水下混泥土。9.3灌注水下砼在浇筑水下混泥土前，填写成孔检查记录表和钻孔检验批质量验收记录表，在浇筑水下混泥土过程中，填写水下混泥土浇筑记录，均应由专人按规定进行记录、整理。桩基混泥土采用罐车运输配合导管灌注。灌注水下混泥土前，计算和控制首批封底混泥土数量，下落时有一定的冲击能量，并能保证导管埋入混泥土不小于1m。足够的冲击能量能把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。首批灌注砼的数量公式（如桩径D=2.4m）VD/2(H+ H)+d/2h/4；h=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为2540cm，H表示桩底到导管底口的高度，H表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。h=Hwrw/rC=11*27/12.4=12.4mVD/2(H+ H)+d/2h/4=3.14*（2.4/2）*（H+1）+3.14*（0.3/2）h/4=3.14*（2.4/2）*（0.4+1）+3.14*（0.3/2）*12.4/4=6.55m对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求，立即灌注首批砼。灌注开始后，应连续作业，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混泥土从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内，使泥浆内含有砼而变凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混泥土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混泥土面高度，正确指导导管提升和拆除。在灌注过程中，导管埋深度控制在26米。同时经常测探孔内混泥土面的位置，及时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可视具体情况拆除1节或2节导管。此时，暂停灌注，取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂住待拆的导管上端的吊环，待螺栓拆除或快速接头拆除后，吊起待拆导管，徐徐放在堆放处，将漏斗重新安放在导管上，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔内。已经拆除的导管立即清洗干净，堆放整齐。循环使用48次后，应重新进行水密性试验。灌注过程中，当导管内混泥土含有空气时，后续混泥土要徐徐灌入，不可快速灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，致使导管漏水。当混泥土灌注至钢筋骨架下端时，防止出现浮笼现象，可采用以下措施：尽量缩短混泥土的灌注时间，为防止顶层混泥土进入钢筋骨架时混泥土的流动性过小，建议使用缓凝剂增大其流动性；当混泥土面接近和初进入钢筋骨架时，在导管底口距钢筋笼底口3m至1m之间时，减慢灌注混泥土的速度，以减小混泥土灌注时向上的冲击力；当孔内混泥土进入钢筋骨架45m后，适当提升导管，必要时可以拆除1节导管，减小导管的埋深度，增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混泥土对钢筋骨架的握裹力。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上超灌100cm，墩柱施工前将超灌段混泥土凿除。钢护筒可在灌注结束后，混泥土初凝前拔出。当使用拼装式钢护筒时，要待混泥土强度达到5Mpa后方可拆除。在灌注将近结束时，由于导管内混泥土柱高减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，若出现混泥土顶升困难时，可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。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。在灌注混泥土时，每根桩至少取两组试件，试件应采用标准养护，强度测试后应填实验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。砼灌注必须连续进行，中间停歇时间不超过30min。在整个灌注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深。水下混泥土灌注过程中，发生导管漏水或拔出混泥土面、机械故障或其他原因造成断桩事故，须重钻。孔深及混泥土面深度采用标准测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。在测绳的底部坠以测锤，测锤一般采用圆锥形，圆锥平面直径不小于10cm，质量不小于5kg。9.4砼质量保证体系首件砼水下灌注桩，C30采用湟源县兴海商品砼建设有限公司生产的砼。成立以总工为组长，试验室主任为副组长的质量控制小组，做到对商品砼生产过程全程监控。商品砼生产严格按照我单位提供的配合比生产，砼出厂和施工现场对砼的质量进行“双控”把关，砼出厂前对砼性能指标（坍落度、含气量、入模温度）进行检测，不合格的砼不允许出厂，砼到达现场，砼灌注之前对砼的性能指标（坍落度、含气量、入模温度）再次进行检测，对不合格的砼进行废弃处理，不得用于砼灌注桩施工。10.泥浆清理钻孔施工中，产生大量废弃泥浆，为了环保，废弃的泥浆经分离器处理后，运往指定的废弃泥浆堆放场地，并妥善处理。七、参加首件工程的主要管理人员职务姓名职责施工队负责人技术负责人李鑫负责施工方案的设计及交底，现场施工组织。质检工程师金哲负责现场质量控制，报验。试验负责人邓建平负责材料检验、试件留样工作。现场技术员胡秀和负责现场测量、技术、质量控制。现场施工员张启明负责现场施工及工序转换。现场安全员：毕继鹏负责现场施工安全。八、材料要求采用的钢筋进场使用前必须经由实验室规定频次进行检验，合格后方可使用；混泥土必须满足设计及施工要求。九、设备机具配置序号规格型号设备名称单位数量备注1HZS90砼拌和机台22ZL50装载机台13CR-8冲击钻机台14BXI-500电焊机台2525T吊车台16钢筋笼运输车台1710m 砼罐车台5830导管套29检孔器个1十、质量检验标准表1钻孔桩钻孔允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1孔径（mm）不小于设计2孔深（mm）摩擦桩不小于设计3桩位（mm）端承桩504倾斜度（mm）1%桩长，且不大于10005沉渣厚度（mm）摩擦桩符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求端承桩不大于设计规定表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在地系梁以下长度 102钢筋骨架外径103主筋间距204加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距106钢筋骨架垂直度1%7钢筋骨架保护层108骨架中心平面位置209骨架顶端高程2010骨架底面高程20十一、安全及环保要求1、安全生产1.1凡进入施工现场的管理人员必须佩戴安全帽，其他操作人员必须戴安全帽、专用手套、防护面罩等防护用品。禁止未戴安全帽的人员进入施工现场，如发现有外来闲杂人员前来观看，应劝说其离开现场，以免发生事故。1.2禁止小孩进入施工现场，一旦发现，应立即令其离开，以免发生危险。1.3在危及人身安全的设施旁设立醒目的警示标志，严禁人员靠近。1.4搬运导管、钢筋笼应由专人统一指挥。1.5成孔后孔口要防护，防止人员、牲畜掉入孔中1.6在任何情况下，严禁施工人员进入无其他防护设施的孔中处理故障。1.7吊车起吊钢筋笼时，回转臂下严禁站人。1.8施工现场配备1名电工，负责所有电路的安装、拆缷、检修等作业，非电工不准进行相关操作。1.9项目部定期对施工人员进行安全教育，提高全员安全防患意识，牢固树立“安全第一，预防为主”的意识。1.10特种作业人员如电工、焊