某特大桥南岸钻孔桩施工组织设计

某特大桥南岸钻孔桩施工组织设计编制依据及编制原则 一、编制依据招标文件、设计图纸及补遗书。交通部颁布的现行《公路设计规范》、《公路桥涵施工技术规范、规程》等。吉航局、水利局及国家有关规定为依据保护环境等方面的要求。我公司在XXX特大桥的施工经验。二、编制原则对本工程重点、难点部分精细划分，控制工程的关键线路上有保证措施。遵守设计文件、设计规范、施工技术规范和质量检验评定标准，全面响应监理要求。充分考虑施工对航运产生的干扰，确保航运的畅通。根据松花江水纹、地质情况编制。其它项目按常规编写。第二章、工程简介1、总体概况某特大桥国道203线某段某特大桥，桥长2158米，中心桩号K43+475，桥型结构为主桥采用65米+5孔*100+65米七孔一联预应力混凝土半钢构一连续箱形梁，某松花江特大桥引桥38孔*40米装配式预应力砼简支转连续T梁，连孔形式为4孔一联和3孔一联。基础采用钻孔灌注桩基础，引桥下部采用直径1.8米柱式墩柱，主桥下部采用1.5米壁厚的双薄壁墩，边墩采用1.5*1.8米方柱墩。2、钻孔桩概况1）钻孔桩工程量本开工报告为K43+995～K44+554段某特大桥36号墩－45号台钻孔灌注桩，共计75根钻孔桩，其中桩径2米的钻孔桩56根，共计3316延米，桩径1.5米钻孔桩19根，共计792延米。2）地质情况桥位区属于吉黑褶系松辽中断陷中央凹陷，与东南隆起相临。桥址区地层主要为三层：第一层为第四系全新统的冲积层，以粉细砂、中砂为主，厚度20－22米，第二层第四系上更新统的内陆湖盆相沉积层，以低液限粘土层及砂层呈互层状产出，厚度25－30米，第三层为上第三系泥岩，埋深46－54米，强风化层厚度较小，在分层时并入了全风化层，其下即为弱风化泥岩。3、工期安排钻孔桩总体计划工期为年11月2日到年5月30日。主桥钻孔桩计划工期为年11月2日到年12月30日，其中38号墩计划工期为年11月2日到12月15日，37号墩计划工期为年11月14日至12月30日，36号墩计划工期为年11月10日至年12月25日（详见钻孔桩网络计划图）。钻孔的主次顺序为38号墩、36号墩、37号墩、45号台、44-39号墩顺序、平行作业。第三章、钻孔灌注桩资源配备情况1）设备配备H2S-100砼拌和站1座JSY500砼拌和站1座海诺砼运输车3台惠工砼输送泵2台30T吊车1台40T吊车1台ZL50装载机5台钢筋切断机3台电焊机22台250KW发电机1台90KW发电机1台75KW发电机1台50KW发电机1台钻机15台套筒挤压机5台振拔机1台3T打桩机1台2）人员配备施工队长2人工长4人质检员4人试验员3人测量员3人机械手25人钢筋工50人木工20人砼工25人电焊工40人修理工15人力工180人第四章、钻孔灌注桩施工工艺一、钻孔准备1、38#墩—45#台是陆地上钻孔桩，采用场地直接硬化，人工埋设护筒方法施工，36#墩和38#墩为水中桩，根据现场实际情况，36#墩采用筑岛方法施工，38#墩采用搭设工作平台方法施工。36#墩筑岛材料采用采沙船直接抽吸江内细砂放置桩位处，再在四周用编织袋装沙筑岛围堰，形成工作平台。筑岛考虑吊车吊钢筋笼和基坑开挖以及泥浆池设立，平面尺寸为40m*50m，现施工水位为131.1m，考虑冬季水位升高筑岛顶面标高为133.0m。抽砂位置距离筑岛边缘二十米以上距离，尽量在筑岛的侧面和上游抽砂，严禁在筑岛处的正下游抽砂，防止筑岛发生塌方和冲刷。筑岛完毕，再在上游和水流较急的大桩号方向堆放石笼，预防冲刷。护筒采用一厘米厚钢板卷制而成，使用振拔机打入，护筒埋设至河床以下4米深，且总埋深不小于6米。泥浆池采用筑岛围成，其大小满足施工要求。37#墩采用搭设工作平台方法施工。工作平台基础采用直径直径24.5厘米壁厚8毫米的钢管，打入河床内10米以上，再在上面搭设工作平台，工作平台顶标高为135.67米。护筒在工作平台上直接放入水中，护筒底埋入河床以下4米。泥浆采用两个大泥浆箱循环使用，循环清理。2、测量放样，复测桩位并将桩位按十字线交叉法落在护筒上，以备钻孔时和下钢筋笼时检测桩位，采用全站仪精确设出桩的中心位置，确定护筒位置。护筒内径比桩径大30cm。3、护筒中心检测竖直线要与桩中心线重合，施工控制在10mm以内，竖直线倾不大于1%。4、护筒埋置深度：旱地护筒高度高出地面为30cm，水中宜高出水面1.8m，旱地或浅水处，对于粘性土不小于1.0－1.5m；5、制备泥浆：泥浆采用膨润土制取，现已进场膨润土50吨，根据规范资料每吨膨润土可造年度为20—22s的泥浆15立方米，每个孔70米深，需要膨润土15吨，考虑满足施工需要每个孔需要膨润土30吨。制备方法如下：先挖泥浆池，取膨润土，用钻机不进尺转动拌和泥浆（37号墩用钢板制作泥浆箱）。根据本合同段的地质情况，施工时泥浆的性能指标控制：a相对密度：正循环钻机1.2-1.45,反循环钻机1.06-1.10。b含砂率：正循环钻机≤5%,反循环钻机≤4%。c粘度：正循环钻机22～26S，反循环钻机20～25S。具体数据，施工时，根据实际情况适当调整，以塌方的砂层取上限，粘土层取下限。清孔后，浇筑砼前泥浆各项指标控制如下：相对密度1.03-1.1,含砂率＜2%,粘度17～20S，胶体率＞98%，沉淀量直径150cm≤15cm，直径200cm≤20cm。泥浆检测记录由试验室检测，钻机操作手填写在D检609表上。二、钻孔1、一般要求：①钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，主要机具的安装、配套设备就位及水电供应的接通等。②钻机安装就位后，底座和顶端保持平稳，在钻进和运行中不产生位移或沉陷，否则找出原因，及时处理。回转钻机顶部的起吊滑轮缘转盘中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不大于1cm。③钻孔时，根据设计图标明的钻孔地质剖面图，选用适当的钻头，钻进压力、钻进速度和泥浆。钻机操作手要认真填写D检609表，标明地质情况，有与原地质不符的及时报告质检员，做好第一手记录。④钻机作业分班连续进行；经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随时改正。经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明土层，记入记录表中，并与地质剖面图核对。⑤升降钻锥时平稳，钻锥提出井口时防止碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底部，拆除钻杆力求迅速。⑥因故停钻时，孔口加护盖，严禁钻锥留在孔内，以防止埋钻。⑦及时填写钻孔施工记录，交班时交待钻进情况及下一班应注意事项。2、钻机布置各墩分别布置4台钻机，钻孔时采用梅花式布置钻机，详细布置和钻进顺序如下图：1—代表第一循环钻孔；2—代表第二循环钻孔；3—代表第三循环钻孔；4—代表第四循环钻孔3、钻进：①开钻必须正确，先起动泥浆泵和转盘，待泥浆进入钻孔一定数量后,可开始钻进，开钻时必须慢速钻进，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进，适当控制进尺。②钻孔时采用减压钻进，即钻机主吊钩始终承受部分钻具（钻杆、钻锥、压重块、）的重力。而孔底承受钻压不超过钻杆（钢丝绳）、钻锥和压块重力之和（扣除浮力）的80％，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。③在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时，保持泥浆与护筒顶面相平，经常检查泥浆相对密度及粘度，要满足设计要求，以防坍孔。试验室要每2小时做一次泥浆检测。④钻孔严格按钻孔操作方法施工，避免坍孔、斜孔、扩孔、缩孔等现象发生。=5\*GB3⑤钻孔时，孔深采用测绳检测，3、清孔钻孔达到设计标高后，用换浆法清孔，提升钻锥距孔底10－20cm，继续循环，以相对密度1.1－1.2的泥浆压入，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度大的泥浆换出，直到达到泥浆比重及沉淀值满足设计值。4、下钢筋笼钢筋笼按设计要求预先制作钢筋骨架，用吊车吊入钻孔中。钢筋骨架吊放要前测孔深是否符合设计要求；测孔器制作按以下要求制作：直径200cm钻孔桩，测孔器长8米，直径197.8cm;直径150cm钻孔桩，测孔器长6米，直径147.6cm。用测孔器检测有无缩径偏孔等妨碍骨架吊放在正确就位的情况，如果有，采用钻头上下慢速提升冲直或慢速钻进纠正偏位。钢筋骨架采用吊车进行吊放，吊放过程中避免骨架撞孔壁。为保证骨架外混凝土的保护层厚度，在钢筋笼外面焊定位筋，并随时校正骨架位置，待骨架达到设计标高后，将骨架牢固定位于孔口防灌注水下砼钢筋骨架上浮。钢筋笼分三节吊入，连接采用套管挤压工艺。三、灌注水下砼1、下导管：（直径2米钻孔桩，导管采用直径30cm，直径1.5米钻孔桩，导管采用直径25cm）导管安放前，将导管编号、连接，用吊车分节放入孔内，导管下端距孔底30－40cm，上接一个漏斗，并在接口处设隔水栓以隔绝砼与导管中的水。2、设储料仓：首批灌注砼的数量满足导管初次埋置深度≥1.0米，和填充导管底部间隙的需要，根据桩径和导管底端至钻孔底间隙，按V≥(πD2/4)h1+(πd2/4)Hc算出须用的砼体积，式中D为桩直径，h1为导管初次埋置深度加桩孔底至导管底端间距，d为导管内径，Hc为导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度。3、拌制砼：采用砼拌和站集中拌和。坍落控制在18－22CM，每次砼拌合时间不小于2分钟。4、浇筑砼：①浇筑前探测孔底泥浆沉淀厚度，直径2米钻孔桩沉淀厚度不大于20cm，直径1.5米钻孔桩沉淀厚度不大于15cm，如大于规定，再次清孔，但要注意孔壁的稳定，防止塌孔。②砼拌合后运至灌注地点时，检查均匀性和坍落度。灌注开始后，连续地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内砼不满时徐徐地灌注，防止导管内造成高压空气囊。③灌注过程中，经常探测井孔内砼面位置，及时地调整导管埋深，导管埋深不小于2m且不大于6m，采用测深锤探测砼顶面标高。④当井孔砼面接近和进入钢筋架时，注意下列事项：砼面接近钢筋骨架时，使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度以减少砼对钢筋笼的冲击力，防止钢筋笼上浮。砼面进入钢筋骨架3m以上，适当提开导管，保证提升导管后，钢筋骨架底部距导管下口有1-1.5m埋深。⑤在接近桩顶时，采用取样盒直接取样，鉴定良好砼面位置，灌注结束后，良好砼面宜高于设计桩顶0.5～0.8m。5、在灌注过程中，将孔内溢出的泥浆引流至预先挖好的坑内，防止污染环境及河流。6、护筒拔出和提升注意事项：处于地面及桩顶以下的井口整体式刚性护筒，在灌注完砼后立即拔出；处于地面以上、能拆除的护筒，待砼抗压强度达到5Mpa后，方可拆除。7、灌注中途发生下列故障时，在可能条件下及时进行处理，并注意下列事项：①首批砼灌注后导管进水时，将已灌注的砼拌和物吸出，再改正操作方法后，重新进行灌注；②在砼面处于井孔水面以下不深的情况下导管进水时，采用底塞隔水栓的方法，并外加一定的压力重新插入导管，恢复灌注；③灌注开始不久发生导管堵塞时，用长杆冲捣或用振捣器振动导管。④浇筑砼的速度要快，一气呵成，首次浇筑在储料仓和漏斗中，储备足够数量的砼后，剪断隔水栓吊绳，打开储料仓阀门，这时储备的砼连同隔水栓向孔底猛落，同时孔内的水位骤涨外溢，说明已灌入孔内。第一次砼浇注时，导管埋深大于1.0米，在灌砼的过程中要随时计算导管的埋深，并实际进行测量，当导管埋深超过6米时提升导管，每次提升导管时，导管在砼中的最小埋深不能小于2米，以防拔漏断桩。第四章、质量保证措施1、保证泥浆性能指标满足要求；2、浇筑砼前导管做水密性试验；3、在钻机钻进过程中，经常检查钻杆垂直度，防止斜桩；4、为防止断桩拔导管前要计算好拔出导管节数，保证每次拔导管后，导管下口有2m以上的埋深，砼坍落度控制在18-22cm以内，保证砼的和易性。5、质量检验及质量标准①钻孔清孔后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、竖直度（斜度），泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检测、并填写记录；钻孔灌注桩成孔质量满足允许偏差要求；②每根灌注桩取砼抗压强度试件4组；③对每根桩进行无破损检测；④钻孔灌注桩水下砼的质量符合下列要求：a、强度符合要求；b、无断层或夹层；c、钻孔桩桩低不高于设计标高，桩底沉淀层厚度不大于设计要求；d、桩头凿除预留部分，如有残余松散层和薄弱层，凿到密度砼处，桩顶标高不足部分，要支模重新浇注；e、嵌入承台内的桩头及锚固钢筋长度符合设计要求。第五章、故障处理及预防1、掉钻：对于钻孔桩，发生掉钻主要是由于操作人员对钻杆和钻头连接部位检查不周密，或拆装钻杆时不小心造成的。因此，掉钻事故应以预防为主，而预防掉钻主要应从加强操作人员的责任心抓起，严格按照操作规程操作，另外应备好打捞工具，以备万一发生掉钻时能尽快将钻头捞上来。2、缩径：对于缩径，主要是由于钻锥磨损过甚、焊接不及时或因地层中遇有膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者注意及时焊补钻锥，后者采用失水率小的优质泥浆护壁，己发生缩径时，在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。3、斜孔、螺栓孔：斜孔和螺栓孔是由于钻机位置不正、钻杆不直、钻台中心和钻杆中心不在同一直线上造成的。预防此事故的措施是：定期检查钻机的就位情况，确保钻杆垂直，钻机稳定。4、断桩：灌注混凝土的失败、灌注过程中的停顿时间过长、混凝土中个别段强度达不到标准等，均会造成断桩。造成断桩的原因主要有混凝土堵管、导管拔不出、导管折断、灌注混凝土过程中塌孔等。灌注水下混凝土是一项技术性很强的工作，对泥浆的护壁性能及质量要求很高。施工中必须严格按操作规程进行，否则钢筋笼将难以下放，导管与钢筋笼难免挂卡，导管埋入深度将难以保证，导管拔不出来。另外，混凝土拌合质量不匀和导管不在孔中心也可能导致断桩。因此，断桩的预防措施除经常检查导管及其连接情况外，加强施工人员的责任心同样是防止断桩的重要方面。第六章、安全保证措施1、落实安全生产管理责任制，实施责任管理①建立完善以项目经理为首的安全生产领导小组，有组织、有领导地开展安全管理活动。②建立各级人员安全生产责任制度，明确各级人员的安全责任，抓制度落实，抓责任落实，定期检查安全责任落实情况，及时反馈。③设置专职安全员，对安全防患部位死看死守。④一切管理、操作人员均需同施工项目签订安全协议，向施工项目做出安全保证。⑤安全生产责任落实情况的检查，应认真详细地记录，作为分配补偿的原始资料。2、进行安全教育与培训，增强人员安全生产意识，提高安全生产经验，有效防止不安全行为，减少人为失误。3、加强作业标准化管理，达到安全技术与生产技术的统一。4、重点部位要设专项安全控制，例如：复杂机械操作岗位，交通运输中的铁道路口以及人机混杂的施工现场等部位要专项制定安全管理细责，落实专人负责。5、钻孔桩施工中岸上作业人员都配带安全帽，水上作业都配带好救生衣，并准备一条作业船预备特殊事故急救，船上设置救生圈。6、贯彻落实《公路工程施工安全操作技术规范》。第七章、主桥墩钻孔桩冬期施工方案进入冬季，在现场建造保温大棚，其中拌和站保温大棚2座，钻机大棚8座（包括泥浆池），钢筋制作大棚1座；砂、石料采用底部加热顶面覆盖防寒毡保温，共需要供热锅炉3台。此方案在肇源大桥的冬期施工中得到实践与应用，效果较好，经验比较丰富，并得到业主的满意。1．泥浆的保温加热：在钻孔桩的施工中，泥浆是保证质量和速度的一个关键问题，为此我们对泥浆供给的各环节都实施了保温措施：1）、拌制泥浆的粘土在冬期施工前期，即将粘土运至现场，然后集大堆存放，并且用棉帐篷覆盖，以防冻结，如果粘土有部分冻结，则在贮浆池内用蒸汽直接加热使其融化。2）、泥浆池外搭设大棚保温，内部用暖气管构成回路供热，并用蒸汽管伸入到泥浆内部，直接加热泥浆，使泥浆入孔温度不少于5℃，以确保泥浆的流动性。在泥浆池周围内侧放入温度计，昼夜安排人员值班记录检查，及时补气加热。3）泥浆循环管路均用防寒毡包缠，每一台钻机设两套循环管路以备用，在钻机大棚到泥浆池一段流槽用草帘包裹，确保泥浆正常循环。4）、泥浆的施工以使用粘土泥浆为主，必要时添加外掺剂，以控制泥浆的各项指标。5）、钻渣的清除采用泥浆净化机净化泥浆，净化机也搭设暖棚覆盖，且内部需设炭炉，使温度保持在5℃以上。钻渣用人工装运出现场。2．钻机运行系统的保温：为了防止钻孔机具因温度过低，出现故障，保证钻机正常工作，我们决定为钻机搭设大棚，但考虑到钻塔太高，因此只能给钻机的主机部分设保温大棚，保温大棚采用铁管脚手架和木材做框架，外部覆以棉被、防寒毡等严密包裹，内部设置炭炉加温。同时为了钻杆拆装的方便，以及水泵等被冻等情况，配备一条蒸气加热管道。3．钢筋笼的加工及安装：钢筋笼钢筋接长只有主筋，施工采用套管挤压连接，螺旋筋点焊采用电弧焊。如若外界温度较低时，在钢筋加工场地，搭设一座保温大棚，棚内设炭炉取暖，以保证施工温度。在浇筑砼孔内下钢筋笼连接时，均采用套管挤压连接，如气温低则需对套管挤压机进行加温，以免温度过低影响机械性能。4．拌和、运输及灌注：1）、根据施工现场实际情况，陆上钻孔桩采用砼罐车直接浇筑，水中墩如若罐车开不到桩孔附近，采用输送泵浇筑。根据钻孔桩水下砼配合比，选用四种材料，分别为0.5-1cm碎石、1-2cm碎石、2-4cm碎石以及中砂。在每种规格的料场上每隔100cm设一道加热管道，加热管道铺在料场底部和侧面，对根种砂石材料加热，以满足冬期施工的要求。砂、石料的保温设施是在场地硬化前，在底部设置加热管道，加热管道料场底部和边缘穿入。料场硬化采用12cm的红砖平立铺装，周围砌砖墙，在墙的内侧和红砖层间加入暖气管道，砂、石料顶面覆盖保温毡，以保证砂、石料可以满足施工生产的需要。2)、水的加热采用高压水蒸气加热方式，水温控制在60-70℃左右。3）、搅拌站搭设整体大棚，大棚用暖气管道加热保温，使大棚内温度不小于10℃，并保证电子秤温度在5℃以上，投料时，先投入砂、石料和水，待搅拌均匀后再加入水泥，确保水泥不与超过60℃的水直接接触。砼搅拌时间2.5min以上，以提高其和易性和流动性，确保泵送的安全。储料仓底部、侧面均采用蒸汽管加热，外裹防寒毡，储料仓顶面采用防寒毡直接覆盖，上料时，安排专人掀盖，防止砂、石料热量散失。大棚根据拌和设备、输送带、料斗、计量室的具体位置和实际情况设计，本着大棚内空间小易保温又适用，又减少投入的原则，对拌和站的保温拟采取如下的保温措施：（1）料斗部分：根据四种砂石料料斗的宽度、长度和高度（3m*14.5m*5m）在料斗的四周（除了上料一侧）搭成架子（宽度、长度、高度为4m*15.5m*5.5m），架子的形式为立柱用2根[10的槽钢扣焊在一起，每2米1道。立柱埋在50cm的砼基础上，每2根立柱之间用L10*10*8的角钢做水平支承和斜拉子，并绑薄板，外侧钉以木板，木板上用棉帘子封严，外侧罩彩条布封严。棉帘底角用I32工字钢压住。同时为了更好地保持砂石料的温度，在料斗的四周每50cm布上一道蒸气排管，然后把整个料斗用棉帘包好。在料斗的上面每上完一次料，都有专人马上用棉被覆盖，减少热量损失。（2）拌和站主机和水泥罐部分根据拌和设备的尺寸（长15.5m包括上料运输带、宽9m包括侧面蓄水箱、高9.8m）行车道尺寸（长8.5m、宽5m、高5m），按照料斗的结构形式周围做架子和盖棉被，棉被内侧（除了行车道部分）高度方向每米布一道蒸气管道，顶口用脚手架钢管和棉被覆盖，保温棚内的温度不低于10℃，行车道部分车的出口处也用棉被封好，车进、出时有专人负责掀棉被。在水槽内放加热管，由蒸汽直接加热水槽内的水。水泥采用亚泰Poo32.5散装水泥，水水泥罐及水泥泥输送管道四四周缠绕加热热管，外侧再再采用5cmm厚防寒毡包包裹。4）、砼运输采用砼砼罐车运送，砼砼罐车的罐体体用防寒毡包包裹防寒。砼砼运至现场，原原则上采用直直接浇筑法施施工，如若砼砼运不到桩位位跟前，采用用砼输送泵运运送砼（输送送泵管内径112.5cmm），输送泵泵和输送管道道外裹防寒毡毡，在大气温温度较低，不不能满足砼浇浇筑时的温度度情况下，在在输送管道的的防寒毡内部部插入一根铁铁制蒸汽加热热管加温，以以防止输送管管受冻堵塞。一一切输送设备备都外备用一一套，以便应应急使用。4）、在砼灌注前，对对砼漏斗、导导管、输送管管道用蒸气预预热并进行清清洗，以减小小不必要的热热量损失。灌灌注水下砼时时，工作场地地采取就地搭搭设温棚处理理。5．水中墩由于工作作平台到江面面之间有一段段护筒外露，其其中的泥浆易易冻结，为了了解决这一问问题，我们在在水中墩另外外增设两根蒸蒸汽加热管，以以便在护筒泥泥浆冻结时，将将蒸汽管插入入将泥浆化开开，保证泥浆浆的正常循环环和钻机的正正常使用。6、保温大棚均采用用钢制和木制制骨架，四周周用木板封闭闭，外侧