钻孔灌注桩冲击钻施工方案

K142+367.5下开河分离立交桥钻孔灌注桩（冲击钻）施工方案一、编制根据1.业主下发的招标文献及《山东高速公路施工原则化管理指南》（试行）、《青龙高速公路工程管理手册》(试行)。2.本项目部编制的《实施性施工组织设计》、《总体施工进度计划》。3.《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-规定。4.《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-）。5.《公路工程质量检查评定原则》（JTGF80/1-）。6.《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）。7.龙青十一标段桥涵施工设计图。8.现有机械设备条件、现场施工条件及施工准备状况。二、工程概况及地质介绍K142+367.5下开河分离立交桥位于即墨市龙山镇下开河村，为跨县乡道的根本上跨式分离式立交，净高5m，交角85度，跨径20+25+25+20m，桥梁全长97.06米。本桥上部构造采用一联预应力混凝土持续箱梁；下部构造为柱式墩、肋板台，基础均为钻孔灌注端承桩（冲击钻）基础。本桥共42根桩，其中桥墩桩基18根，桩径为1.5m，总桩长432m；桥台桩基24根，桩径1.2m，总桩长528m。根据设计S11-5I-2-02工程地质纵断面图可知，本桥桩基础均落于强风化或中风化凝灰岩中。桩基穿过地层状况见下表：桩基穿过地层状况K142+345K142+367K142+3980~-5.9m粉质粘土0~-4.8m碎石土0~-2.7m中砂-5.9~-7.5m全风化凝灰岩-4.8~-18.0m强风化凝灰岩-2.7~-3.9m粉质粘土-7.5~-17.3m强风化凝灰岩-18.0~-24.2m强风化凝灰岩-3.9~-5.4m强风化凝灰岩-17.3~-24.2m强风化凝灰岩-24.2~-30.0m强风化凝灰岩-5.4~-9.0m全风化凝灰岩-24.2~-30.2m强风化凝灰岩-9.0~-22.2m强风化凝灰岩-22.2~-30.2m中风化凝灰岩三、钻孔机具的选择根据本桥设计桩基穿过地层重要为全风化、强风化及中风化凝灰岩，并结合实施性施工组织设计安排，本标段钻孔机具拟选择CF20冲击钻成孔。四、施工进度安排K142+367.5下开河分离立交桥桩基计划5月1日开工，7月31日竣工。五、施工技术方案1、施工准备1.1技术准备①掌握场地的工程地质和水文地质资料；②读懂桩基设计图纸和技术规定，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。③准备施工用的多个报表、规范。1.2现场准备①对桩位进行测量定位自检，监理复核；②护筒埋设检查、测量复核；③泥浆池、沉淀池的检查；④检查水泥、骨料、水质及其它添加剂数量，其质量与否满足设计与规范规定，与否与同意的混凝土配合比设计实验报告的材料相一致；⑤检查制作钢筋笼的钢筋型号、种类、数量与否满足设计规定，钢筋加工各部位尺寸、焊接质量与否满足设计与规范规定，有无埋声测管等。⑥备足成孔用粘土、片石、碎石等必备材料，确保意外状况出现时，不致发生停工待料及其它严重事故。1.3重要机具设备配备根据本桥桩基实际状况，拟配备3台CF20型冲击钻钻机进行钻孔，钢筋笼采用钢筋加工场集中加工，汽车吊分节吊装，砼采用拌合站拌制，罐车运输，导管法灌注水下砼。重要机械设备配备见下表：序号设备名称单位规格、型号、功率数量备注1冲击钻钻机台CF2032砼搅拌运输车辆JS88m333汽车吊车辆QY2525t14泥浆泵台BW1507.5KW35钢筋加工设备套16变压器台500KVA17运钢筋笼平板车台28发电机台GF2001备用1.4重要管理人员及作业人员安排重要管理人员一览表序号职务/工种姓名备注1项目经理刘勇施工总负责2总工黄晓彬技术总负责3副经理王华东现场总负责4架子一队队长向东现场施工负责人5架子一队技术主管杨小锋现场技术负责人6实验工程师袁超军现场实验负责人7测量工程师林科现场测量负责人8施工员杨晓金、刘洪现场管理员9专职安全员熊亚洲现场安全员10拌合站站长杨超华砼生产负责人11钢筋加工场场长陈安平钢筋加工负责人12资料员谭彩虹资料收集整顿重要作业人员配备：钻机班班长1人，钻机工10人；钢筋班班长1人，钢筋工5人，电焊工1人，钢筋运输2人；砼班班长1人，砼生产及管控人员6人，砼运输3人。2、施工工艺流程和施工办法本桥先施工0#桥台0-1#桩基，并作为首件工程。施工时采用跳桩法施工。2.1施工工艺流程本工程采用冲击钻机成孔，导管法灌注水下砼施工办法施工，其施工工艺流程见下图。平整场地平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻进制作护筒加工钻头中间检查终孔测孔第一次清孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注砼挖泥浆池、沉淀池泥浆制备投泥浆、注清水、测泥浆密度测孔深、泥浆密度、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度填表格、监理工程师签字承认注清水、换泥浆、测泥浆密度填表、监理工程师签字承认检查泥浆相对密度及沉渣厚度制作砼试件清理、检查斜度钢筋笼制作钻孔灌注桩施工工艺流程图2.2施工办法及施工工艺要点⑴施工准备测量准备：施工测量严格按测量规范规定进行，全部测量仪器进行校核与检定，确保测量精度。桩基定位后，四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。场地准备：保障施工道路畅通及施工现场排水畅通。对原地面整平并碾压密实，确保钻机作业高度和机械的稳固，泥浆池开挖完毕。由于该桥1#、2#墩部分桩基处在现有小河河道边（注：该河较小，水流不大），钻机平台采用筑岛法填筑平台，为确保施工顺利进行且不堵塞河流，在该处河道内埋设φ100cm圆管涵过渡（圆管涵埋设长度根据现场施工时占用河道长度拟定，以不堵塞河道为原则布设）。技术准备：组织技术人员进行设计图纸及有关施工资料的审核，并进行有关人员培训、学习有关技术规范及施工细则、设计文献，作好施工前的技术准备工作。施工技术交底：根据施工图及规范，对现场管理人员、技术人员及施工作业人员进行技术交底。交底内容涉及：施工工艺及办法、质量控制要点、安全及环保等。物资准备：原材料的取样实验工作已经按规范规定完毕，驻地办对材料进行抽检实验并同意使用，配合比已审批。备足施工用水、粘土等必备材料，确保桩基钻孔施工正常进行。设备准备：拌合站、冲击钻机、砼运输车、发电机等机械设备性能良好，现场施工用电配备到位。⑵护筒埋设护筒采用整体式钢制护筒，壁厚4mm，内径不不大于桩径20cm。护筒的埋设采用挖埋法，埋置深度2m，坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置对的，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层扎实，并随填随观察护筒，避免填土时护筒位置偏移。护筒埋设时，其顶面高出施工地面0.3m，护筒顶面中心与设计桩位偏差不不不大于5cm，倾斜度不不不大于1%。采用护筒顶拉十字线吊垂球与桩位对比进行复核。在护筒埋设好后，在顶部焊加强筋和吊耳且开出水口。⑶泥浆制备泥浆采用高粘度粘土或膨润土制备，采用自然造浆方式进行护壁，泥浆的配合比和配制办法通过实验拟定，制备泥浆的性能指标为：相对密度1.1~1.2，粘度18~24s，胶体率≥95%，失水量≤20mL/30min，泥皮厚≤3mm/30min，静切力1~2.5Pa，PH值8~11。当钻孔过程中发现地质与设计不符出现易坍地层时，除需及时与设计、监理、业主报告解决外，泥浆相对密度等需按规范有关规定进行调节。泥浆池设立在两个桥墩之间，同时起泥浆池和沉淀池的作用。泥浆池通过泥浆沟与护筒相连，以达成循浆浮渣的目的，捞渣工作则在泥浆沟中进行。在泥浆排放过程中，务必注意环保，泥浆排放一律进入沉淀池，沉淀后的泥浆循环使用，废弃泥浆经沉淀解决后，运输至指定地点解决。钻孔①钻机就位吊装钻机使钻机中心对准桩位中心十字线，钻机定位后，底座必须平整、稳固，确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。钻机就位后钻头中心和桩中心要对正精确，冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不不不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁②钻进钻进时，先用小冲程开孔，并使初成孔的孔壁坚实、竖直、圆顺，能起到导向的作用，待钻进深度超出钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。冲击钻进过程中，孔内水位要高于护筒底口500mm以上；掏取钻渣和停钻时，要及时向孔内补水，保持水头高度。钻孔作业要分班持续进行，做好整个过程中的钻进统计。交接班时要交待钻进状况及下一班应注意事项。要经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合规定时，要及时调节。要经常注意地层变化，在地层变化处捞取样渣保存，随时根据不同地质状况调节泥浆指标和钻进速度，并认真填写《钻孔桩钻孔检查表》。⑸检孔当钻孔达成设计深度后即停止钻进，适宜进行清孔，提钻进行测孔。采用笼式检孔器检测。检孔器用Φ12钢筋加工制作，其外径等于设计钻孔孔径，长度等于孔径的4倍。检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻表明孔径不不大于给定的笼径，如半途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头解决。检孔合格后，需报监理工程师验收，验收合格后，进入下道工序施工。本桥钻孔灌注桩成孔质量检查原则为见下表：钻孔灌注桩成孔质量检查原则项次检查项目规定值或允许偏差检查办法和频率1孔的中心位置(mm)群桩：100；单排桩：50全站仪或经纬仪：每桩检查2孔径(mm)不不大于设计桩径探孔器：每桩检查3倾斜度(mm)1%桩长侧壁斜仪或钻杆垂线法：每桩检查4孔深(m)比设计深度超深不不大于0.05测绳量：每桩测量5沉淀厚度(mm)≤20沉淀盒或原则测锤：每桩检查⑹第一次清孔测孔完毕后，下钻继续向孔内注入泥浆，通过冲击锥低冲程的重复冲搅，运用泥浆循环方式使孔底沉碴随着泥浆排出孔外，使泥浆密度、泥浆中含钻碴量和孔壁厚度符合质量规定和设计规定，为灌注混凝土发明良好的条件。⑺钢筋笼制作与安装钢筋笼制作钢筋笼由钢筋加工场分段制作，本桥桩基钢筋笼采用分段制作，对钢筋笼进行分别编号并标记。主筋在制作前必须调直，没有局部的弯折。主筋在钢筋加工场内采用闪光对焊连接，接头互相错开，确保同一截面内的接头数目不超出主筋总数的50%。钢筋笼加强筋采用双面搭接焊，搭接长度为11cm，焊接时采用焊架固定。钢筋笼接头的焊接采用单面搭接焊，搭接长度不不大于10d，接头错开间距不不大于35d(d为钢筋直径)，且不得不大于50cm。为确保钢筋笼加工精度，钢筋笼加工在提前做好的胎架上进行钢筋笼制作。钢筋加工安装质量原则见下表所示。根据设计规定，声测管埋设经与监理单位、检测单位拟定后按其规定埋设，检测结束后每根钢管采用压浆封实。钢筋笼制作和安装质量原则项目允许偏差项目允许偏差主筋间距(mm)±10保护层厚度(mm)±20箍筋间距(mm)±20中心平面位置(mm)20外径(mm)±10顶端高程(mm)±20倾斜度(%)0.5底面高程(mm)±50②钢筋笼的安装桩身钢筋笼分段制作完毕后，按照编号采用平板车运至现场，用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内，每下完一节钢筋笼后用钢管或方木固定，再用吊车吊住另一节钢筋笼进行焊接。钢筋笼在吊装前，报监理工程师进行检查，监理工程师检查合格后方可进行下步工序。顶端节钢筋笼顶端根据孔顶标高设立吊筋。起吊时，吊点栓牢并布置于直径方向，起吊过程中必须避免钢筋笼变形，使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。钢筋笼接长时，两段钢筋笼必须保持垂直和对位良好。吊入钢筋笼时对准孔位轻放慢放。若遇妨碍，随起随落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引发塌孔。下放过程中，时刻注意观察孔内水位状况，如发现异常现象，立刻停放，检查与否塌孔。钢筋笼骨架的保护层厚度根据设计规定采用焊接定位钢筋控制，设立密度按竖向每隔2m设立一道，每道沿圆周布置4个。钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼与否中心偏位，使之满足规范规定，并用4根Φ16钢筋将其与钢护筒焊接，以避免钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。⑻安装导管导管采用直径φ300mm、壁厚6mm的无缝钢管。导管的连接采使用方法兰盘连接。并在两法兰盘之间垫有4～5mm厚的橡胶止水垫圈。在下导管前，采用水密承压和接头抗拉实验，检查其与否损坏，密封圈、卡口与否完好，内壁与否光滑圆顺，接头与否严密。进行水密实验的水压以不不大于孔内水深1.3倍的压力，且不不大于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大压力的1.3倍。以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配备需要导管长度，并预留40cm的悬空高度。拼装时要严格检查导管内壁和法兰盘表面，确保干净无杂物，变形和磨损严重的导管严禁使用，导管的吊放用吊车，要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，避免卡挂钢筋笼骨架。⑼第二次清孔在第一次清孔达成规定后，由于要安放钢筋笼及导管，至浇注砼的时间间隙较长，孔底又会产生沉碴，因此待安放钢筋笼及导管就绪后，再运用导管进行第二次清孔。清孔的办法是用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔原则是泥浆相对密度控制在1.03～1.10，黏度17～20Pa·s，含砂率＜2%，胶体率＞98%，复测沉碴厚度在2cm以内，此时清孔完毕，清孔完毕后报监理工程师检查完毕后立刻浇注水下砼。⑽混凝土的灌注砼灌注前，首先根据桩孔直径、导管内径等要素计算首批砼的需要量，确保首批砼灌注时能将导管埋置在1m以上。首批砼的数量按下式进行计算，本桥1.2m钻孔桩首批混凝土方量经计算不得低于1.65m3，本桥1.5m钻孔桩首批混凝土方量经计算不得低于2.58m3。为了确保桩基封底质量，在灌注φ1.2m桩时首批砼灌注时储料斗容积不不大于2m3，在灌注φ1.5m桩时首批砼灌注时储料斗容积不不大于3m3。V=πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4(式7.10)式中：V-灌注首批混凝土所需数量(m3)；D-桩孔直径(m)；H1-桩孔底至导管底端间距(m)；H2-导管初次埋置深度(m)；d-导管内径(m)；h1-桩孔内混凝土达成埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度(m)；h1=Hw*γw/γc，式中Hw指桩孔内水或泥浆的深度(m)，γw指桩孔内水或泥浆的重度(kN/m3),γc指混凝土的重度，取24kN/m3。尽量缩短自砼搅拌至运输到现场的时间，以快速、不间断为原则，避免在运输中产生砼离析，灌注前砼坍落度损失（比出罐时）不得超出2cm，如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌，严禁直接加水解决。砼灌注时间不得超出首批砼的初凝时间，当砼运至灌注地点时，检查其均匀性和塌落度，不符合规定时果断不得使用。在灌注时，用吊车的主勾吊起储料斗，与导管相连接，把隔水栓堵放在其底部，向斗内注满砼后，用吊机副勾钢丝绳把隔水栓快速提出，使砼在很短的时间内降落到孔底，完毕封底工作，之后持续、紧凑的进行灌注，严禁半途停工。在灌注砼的过程中，要注意观察管内砼下降和孔内水位升降状况，每灌注一盘后，及时用测绳检测砼面的上升高度，计算出导管在砼中的埋深，对的指挥导管的提高和拆除，普通状况下导管的埋深控制在2～6m，即拆导管前埋深不不不大于6m，拆导管后埋深不不大于2m。导管提高时要保持轴线竖直和位置居中，逐步提高。为确保桩顶砼质量，要比桩顶设计标高超灌不不大于0.5m作为保护桩头。本桥桩基施工在灌注砼时，必须根据实验检测规程进行现场砼的性能测试和制作试件，每根桩最少留取3组试件。六、质量控制方法1、对重要材料及设备的质量控制方法1.1原材料质量确保方法水泥质量控制：水泥进场要有合格证书、质检报告，使用前必须进行抽检实验。水：拌合用水需经化验检测，水质良好，方可用于混凝土施工。砂石质量控制：砂石料质量符合现行《公路工程桥涵施工技术规范》JTG/TF50-，进场时需进行抽样自检实验及驻地办抽样检查合格后，方可使用。外加剂质量控制：混凝土使用的外加剂均应多次试配，效果稳定后才可拟定品牌和掺量。钢筋质量控制：钢筋进场要含有出厂质量证明书和实验报告单，进场时检查其外观和标志，并根据国标的规定对不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取进行力学性能检查，经检查合格后方可使用。设立专门的混凝土质量控制机构，制订制度，加强对原材料进场的监督与控制，严禁一切未经检查或未经同意的不合格原材料运入工地。1.2设备及检测仪器等质量控制方法测量仪器、实验设备、多个仪器仪表、计量器具按照《中华人民共和国计量法》规定进行定时或不定时的检定。新购置的和在用的计量器具、仪器均应进行定时检定，获得合格证书后方能使用。项目设专人负责计量工作，设立帐卡档案，仪器设备由工地中心实验室指定专人管理。2、施工过程质量控制方法2.1钢筋工程⑴本桥桩基所用钢筋笼均在钢筋加工场分节加工，平板车拖至现场吊车吊装。⑵钢筋在库存过程中要避免锈蚀、污染和避免压弯，装卸钢筋时不得从高处抛掷。钢筋（含成型钢筋）要按厂名、炉批号、规格、状态等分类堆积标记。⑶钢筋在加工前要调直，并符合下列规定：钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均要去除干净，加工后的钢筋，表面不得有削弱钢筋截面的伤痕。⑷焊接接头位置及个数均按设计及规范规定严格执行，并在外观检查合格后按规定进行取样检查，经检查合格后方可投入使用。⑸当采用电弧焊时，进场焊条必须为合格焊条，有合格证，焊条型号采用502，受潮的焊条不得使用。电弧焊接首选双面焊，当双面焊无法实施时采用单面焊，双面焊搭接长度不不大于5d，单面焊搭接长度不不大于10d。焊接时须对焊接部分进行弯曲保障钢筋连接后其轴线保持一致。施焊后的接头焊渣要去除干净，焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤，焊缝接头区域不得有肉眼可见的焊纹。焊接质量原则为：焊缝宽度≥0.8d，焊缝深度≥0.3d，咬边深度允许0.5mm，在长度2d焊缝表面上的气孔允许为2个，夹渣面积允许6mm2。⑹当采用闪光对焊时，钢筋的焊接端要在垂直于钢筋的轴线方向切平，两根钢筋的焊接端面必须平行，接头的焊渣需去除，接头处不得有横向裂纹，与电极接触处的钢筋表面不得有明显的烧伤，接头处的弯折角不得不不大于3°，接头处的轴线偏移不得不不大于钢筋直径的0.1倍，且不得不不大于2mm。⑺现场接笼焊接时，若风力达成4级及以上时采用防风方法，否则停止焊接作业。2.2混凝土工程⑴砼的拌合①砼拌和前，要测定砂、石含水率，并根据测试成果、环境条件、工作性能等规定，根据已批配合比及时调节施工配合比。②要严格按照调节后的施工配合比精确称量混凝土原材料，其最大允许偏差要符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）为±1％；粗、细骨料为±2％；外加剂、拌合用水为±1％。③混凝土原材料计量后，先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充足搅拌后再投入外加剂，并搅拌均匀。要根据具体状况制订严格的投放制订，并对投放时间、地点、数量的核准等做出具体的规定。④砼拌制过程中，要对砼拌和物的坍落度进行测定，测定值符合理论配合比的规定。⑵砼的运输①混凝土采用内壁平整光滑、不吸水、不渗漏的砼罐车进行运输。②混凝土罐车的运输能力适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，确保浇筑过程持续进行。③采用混凝土罐车运输已搅拌好的混凝土时，运输过程中要以2～4r/min的转速搅动。当罐车达成浇筑现场时，要高速旋转20～30s后再将混凝土拌和物放入混凝土料斗中。运输车每天使用完后要清洗干净。④砼运至工地时，要进行坍落度测定，如发生离析、严重泌水、坍落度超标时，有条件时进行二次搅拌，否则作为废料弃掉。3、质量检测施工过程中每完毕一道工序，按照施工规范及原则进行自检，合格后报驻地专业监理工程师复检，通过后方进行下道工序施工。成桩后，待桩基混凝土达成规定强度后，采用风动机凿除桩头。凿桩时，注意对声测管的保护，不得损伤声测管。凿完后的桩头用干净水清洗干净，并由检测单位采用超声波无破损检查办法进行检查。七、安全确保方法1、树立安全第一，防止为主的指导思想，严格执行安全生产规章制度和操作规程，明确岗位责任制，加强安全工作检查监督，确保安全生产。2、定时进行安全教育，重点对班、组长及电工、焊工、机械设备操作手进行培训和考核。3、工地内设立多个安全标志标牌，夜间施工作业要有充足的照明设施。4、建立健全安全生产确保体系，设立专职安全员，全方面贯彻安全生产制度和规程。5、加强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必须佩戴安全帽和上岗证，现场管理人员和作业人员的安全帽应分辨，劳动保护用品穿戴齐全。安全监察人员要佩戴袖标（牌）。6、施工现场合有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品