大直径灌注桩施工组织设计

常泰长江大桥钻孔桩成孔施工施工组织设计中煤地质工程总公司（沪）2007年9月22日常泰长江大桥施工组织设计一、工程概况常泰长江大桥工程位于江苏省扬中市境内长江主航道南侧，与主跨相连。共1个墩台，墩台设计Ф3100mm钻孔灌注桩，单根桩长约110m。地质情况详细见施工资料。二、钻孔灌注桩施工工艺1、钢护筒的加工与埋设根据本工程地质和施工设备情况，本工程施工钢护筒埋深应充分考虑并认真施工。钢护筒的埋置深度一般应穿过上部的砂性土层，这主要是基于以下两个方面的考虑：其一、砂性土层一般空隙率较大且渗透系数较高，如护筒底口在该土层，极易在护筒底口形成孔壁坍塌和因孔内外压差形成串孔等情况，给成孔施工带来风险。其二、如护筒埋深过浅，在地面上施工的设备的振动、压力等情况也容易导致孔壁坍塌。钢护筒的加工直径应大于设计孔径不小于20cm，如埋置深度较深，孔径应适当加大且在沉入土层的过程中保证其垂直度。钢护筒的加工刚度应满足在正常上部施工的压力条件下不产生较明显的变形。2、成孔施工工艺⑴、成孔施工根据本工程的施工设计要求和场地工程地质资料，我们准备采取使用ZJD3500型钻机进行钻孔灌注桩桩基的施工。在护筒底口2.0m以上采用Ф3.1m钻头反循环加压清水钻进，每小时进尺4~6m左右，孔内补充清水，混合泥浆经泥浆净化器处理后泥浆流入护筒，钻渣转运至处理堆场处理。护筒底口上2.0m以下成孔，开钻时钻头反循环空转，启动泥浆循环系统，置换孔内泥浆，当孔内泥浆指标符合要求后，采用优质泥浆护壁反循环减压钻进，在护筒底口附近慢速钻进，形成稳定孔壁，每小时进尺控制在0.3~0.8m左右。钻头出护筒底口5m后恢复正常钻进，根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度，每小时进尺不得超过5m，见表4-2。排出的泥浆经过滤、沉淀后与优质泥浆一起通过与护筒相连的连同管流回孔内。此阶段泥浆指标应符合表4-3中的相关要求。表4-2不同地层钻进参数表地层钻压（KN）转数（rpm）钻速（m/h）护筒内钻进≤6.0粉细砂层100~15010~153~4亚砂土或亚粘土层100~12010~151~2护筒底口地层1005~100.3~0.8表4-3钻孔泥浆指标参数项目名称PH值比重粘度(S)胶体率失水率含砂率指标9~111.1~1.1523~2596%以上20以下0.3%以内⑵、泥浆制备成孔施工过程中采用不分散、低固相、高粘度的PHP（即阴离子型聚丙烯酰胺）泥浆。聚丙烯酰胺广泛用于油田的勘探开发，地质、水利、煤炭的勘探中。用作钻井泥浆材料的添加剂，可以减少钻头的摩阻，提高钻速和进尺，防塌效果明显。根据以往的施工经验，泥浆的配合比见表4-4。表4-4在不同地层中的配合比地层膨润土（%）增粘剂CMCPHP（%）分散剂FCL（%）其他粘性土5~80~0.020~0.5砂5~80~0.050~0.5砂砾8~120.05~0.10~0.5堵漏剂在正常钻进及清孔等过程中，均要严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值和泥皮厚度等指标。泥浆配比应在正式开钻之前进行泥浆配比试验。⑶、清孔施工在钻孔结束后，混凝土灌注之前，清除以沉渣为代表的孔底沉淀物的工作称之为“清孔”。清孔式钻孔灌注桩施工的一项十分重要的工作，如不清孔，残留在孔底的沉渣会使桩端与持力层地基之间形成夹层，使灌注桩的沉降量增大，承载力降低；清孔还可以减小孔内泥浆的相对密度，保证混凝土的流动性，便于导管法浇注混凝土；清孔还可以削弱孔壁泥皮，增强桩身摩阻力。第一次清孔采用气举反循环清孔方式。气举反循环成孔钻进结束后，将钻头提离孔底30~50mm，进行泥浆气举反循环清孔，直至孔底沉渣符合规定为止。气举反循环清孔时需密切注意送入孔内的泥浆与排出量，防止因孔内泥浆补给不足或吸力过大造成孔壁坍塌。清孔排出的泥浆通过泥浆净化装置进行净化处理，使直径在0.074mm以上的土颗粒筛分到储渣筒内，处理后的泥浆通过钢护筒之间的连通管流入钻孔孔内。清孔后孔内泥浆指标参数见表4-5。表4-5清孔后孔内泥浆指标参数项目名称PH值比重粘度(S)胶体率失水率含砂率指标8~101.05~1.0822~2598%以上17以下0.5%以内3、钻进成孔注意事项⑴、当钻进至接近钢护筒底口位置1~2m左右时，启动泥浆循环系统，置换孔内泥浆，当钻头钻出护筒底口5~6m后，再恢复正常钻进状态。⑵、钻进过程中随时注意往孔内补充浆液，维持孔内的水头高度。孔内泥浆面任何时候均应高于江水面2.0m以上。⑶、升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须谨慎操作、防止钻头钩挂护筒，避免冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。⑷、接长钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底20~30cm，维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵接长钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。⑸、钻孔过程应连续操作，不得中途长时间停止，尽可能缩短成孔周期。详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，钻进中发现异常情况及时上报处理。⑹、钻至设计孔深并经过监理确认后，开始清孔。考虑到提钻及钢筋笼下放时间较长，第一次清孔应彻底。4、整个墩台施工钻机的协调由于本工程单个墩台设计桩孔数量为28根，施工工期因避让长江水位关系也比较短，因此必须采用多台钻机进场施工。为了确保每个钻孔都能顺利成桩，须对整个墩台钻机进行整体协调，主要须考虑以下三个方面：其一、同时钻孔时孔间安全距离：根据规范要求不应3d，但是因为底部为砂性土层，应将安全距离加大，一般不应小于5d。其二、相邻钻孔时，如有一孔完工灌注混凝土时，相邻孔深度应尽量避免钻孔位置处于砂性土层，且在灌注时应将钻头提升到钢护筒内。以避免因混凝土压力过大导致相邻桩孔之间串孔造成埋钻和断桩事故。其三、在一桩孔灌注混凝土后，相邻钻孔须在灌注混凝土完毕的桩孔内混凝土初凝后方可继续施工。三、质量保证措施⑴、由于工程的重要性，为了确保工程的顺利完工，成立强有力的项目经理部，管理所辖的钻机，全面负责各钻机的日常施工和所辖范围内的一切事务。⑵、进一步完善和落实岗位责任制和操作规程，实行经理负责制，确保施工质量符合要求，确立每项工序都要经过自检，质检和复检，最后提交监理验收的三级检查制度，对检查不合格的工序要采取有效措施整改。⑶、工地实行项目经理负责制，建立项目部经理、工程和技术人员24小时值班制度，项目经理部每天召开生产例会，协调工地施工，及时解决施工中发生的问题。⑷、严格执行技术部门按设计要求和有关规范、规程制定的各项技术措施，在关键工序上严格按操作规程和质量指标执行。拟投入本合同工程的主要机械表机械名称规格型号额定功率(Kw)或容量(m3)或吨位(t)数量进场日期小计其中拥有新购租赁回旋钻机ZJD3500210Kw按施工要求空气压缩机HP100S110Kw按施工要求泥浆泵3PN22Kw按施工要求泥浆净化器黑旋风75Kw按施工要求四、安全保证措施⑴、成立由项目经理部直接负责，各项目部具体负责的工地安全管理领导小组，项目总经理和各项目部经理为第一责任人，进一步健全安全生产责任制，将责任落实到人、到岗，坚持管施工生产必须管安全的原则，确保安全生产。⑵、设置安全监察机构，安监人员要秉公办事，定期和不定期地组织安全检查，并做好记录，发现隐患及时清除，坚决制止违章指挥，违反劳动纪律的现象和行为。⑶、全体施工人员必须接受安全教育，采用多种形式组织施工人员学习有关安全文件，各施工工序和各设施的安全操作规程。⑷、特殊工种操证上岗，禁止无证上岗操作。⑸、进入施工现场必须戴好安全帽，登高作业必须系好安全带，要正确使用个人劳动保护用品。⑹、各种电动机械设备必须有可靠的接地和防护装置才能使用，电缆采用吊起或埋设方式，危险区域有醒目的安全警示标志。⑺、起重臂活动范围内严禁站人，非工作人员严禁进入吊装区域。起吊要有专人指挥。⑻、各工种施工人员必须严格按照各工种岗位职责和要求施工，由专职和兼职安全员进行24小时不间断进行督察。五、文明施工管理措施⑴、建立文明施工管理网络，把文明施工和施工质量等指标放在同等位置，项目部经理对自己工作范围内的文明施工负责。⑵、建立文明施工管理制度。①进入施工现场必须戴好安全帽，上班不准穿拖鞋、赤膊、赤背。②现场使用的所有设备必须保持清洁，无油污、泥浆、积土等。③保洁人员要搞好通道和场地卫生工作。④钻机搬迁后要及时清理现场。⑤电缆应架空或埋设，危险区域有醒目标志。⑥暂时不用的器材、物料等均应按规定的地点摆放。⑦各施工班组对本施工区域的保洁工作负责。⑧每天组织所有施工班组自检，每5天组织一次互检，自检、互检不合格者必须立即整改，整改无效的单位要停工处理。⑶、现场生活区管理制度①生活区要设置专用垃圾箱，所有生活垃圾不得随意乱抛。②生活区配卫生员一名，负责收集整理生活区域的垃圾，打扫生活区的共用活动场地。③食堂所有人员要配专用工作服和口罩，严格按照食品法要求进行操作。④职工宿舍保持干净整洁，床铺要统一规划，安全帽、工作服、毛巾、胶鞋等日常用品要摆放整齐，被子要叠好。⑤宿舍内不能乱拉电线，不准随便私自接电。⑥厕所要有专人清扫，保持厕所内无污染、无异味。⑦每周组织一次生活环境卫生检查，不合格的单位和个人要进行限期整改。⑧严禁乱扔垃圾和在工地酗酒，违反纪律者要清理出工地。⑷、硬件设施①设置消防器材，在生产、生活等区域放置性能良好、数量充足的灭火器材。②在电器、机械、危险物品存放等危险区域设置必要的警告、警示牌。③工地食堂的炊具一律使用环保型燃气具和电热蒸饭车，保证不污染环境，符合文明卫生施工要求。④现场设置照明灯，保证夜间作业有充足的亮度。⑸、日常管理①经常对职工进行文明生产重要性的教育，通过学习有关文件及上级政府关于文明生产的系列宣传，引导和教育全体职工树立文明生产的观念，使大家把文明生产指标放在重要的地位。②建立文明生产岗位责任制，从项目经理、各工段基层领导到每个职工，凡涉及文明生产的部位，全部制定明确的责任，使大家各司其职、各负其责。③建立文明生产施工责任区，根据作业范围和区域划分，把文明生产的具体指标贯彻落实到各职能部门，使各部门、各环节、工序的文明指标明确、任务具体。④每天组织管理部门对各责任区进行监督检查，发现问题及时解决。⑤把文明生产落实情况、执行情况及检查评比结果同生产指标及操作的经济效益挂钩，对文明生产做好单位个人给以奖励，对文明生产差的班组和个人实行罚款、直至停工，在内部形成一个文明生产良性循环机制。