钻孔灌注桩首件工程专项施工方案

钻孔灌注桩首件工程专项施工方案编制：审核：审批：钻孔灌注桩首件工程专项施工方案1工程概况1.1项目概况1.2标段概况1.3桩基概况线路全长1453.405m。本标段共有桩基392根，设计全部为摩擦桩，其中桩径Φ1.2m共352根，计19600延米，桩径Φ1.5m共40根，计2584延米。1.4地质概况根据设计提供的地质报告显示，场地主要为全新统（Q4）至中更新统（Q2）部分地层，主要土层分别人工填土、淤泥质土、粉质黏土、粉土、粉砂、黏土等。1.5首件桩基概况1.5.1首件桩基选取初步选定G20#墩右幅3号桩基（G20-Y3）为钻孔桩首件桩基。G20#墩右幅3号桩基桩径为1.2m，桩长54m。本次选取该桩基作为桩基施工试验性首件桩基，首要原因是该桩所在位置的地质地貌代表了本标段绝大多数桩基础的地质地貌，对于桩基施工具有一定的代表性；其次该桩所在位置距离本标段施工便道较近，施工组织较方便。1.5.2总体施工方案根据设计图纸中要求，并经现场实地地质考察确定，采用反循环钻机成孔，使用导管法灌注水下C35-E混凝土。2编制依据及编制原则2.1编制依据1）施工图设计2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；3）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；4）国家现行法律法规；5）现场地质情况、气候特征和水文条件。2.2编制原则1）根据合同工期，确保建设单位要求的总工期。2）根据工程特点部署施工组织机构和优选先进可行的施工方案。3）减少对环境的破坏，确保质量的情况下保证进度。4）确保安全资金的投入，保证施工安全。2.3编制目的通过在首件桩基施工中的试验与检测，目的是为了选定工艺流程，确定最佳的施工机械及人员组合。首件作业成功、资料整理上报，经监理工程师批准后，将作为以后指导本标段桥梁钻孔施工作业和施工检查、检测的依据。3施工组织机构根据本工程施工的特点，项目经理部按照职能明确、精干高效、运转灵活、指挥有力的原则对G20#墩右幅3号桩桩基施工进行组织机构编排，详见“组织机构框图”。4施工进度计划计划工期：2015年3月31日至2015年4月2日。5施工准备情况5.1技术准备1）全线加密导线点和水准点贯通测量已经完成，且符合测量规范。2）图纸复核工作已经完成，技术交底和安全交底已经完成，并进行了交底。3）桩基坐标、高程已复核无误。5.2物资材料准备1）为了钻孔桩的顺利进行，已对所需材料进行调查，并签署协议，保证能及时供应，并能顺利进场。2）根据业主指定的主材厂家和实际施工要求选定的主材来源均取样检验合格并上报监理组同意后使用。2、进场材料如下：施工材料准备表序号材料名称单位数量备注1HRB400钢筋Φ25t6.0062HRB400钢筋Φ22t72.0963HRB400钢筋Φ16t6.6364HRB400钢筋Φ14t2.9045HPB400钢筋Φ12t1.9986HPB300钢筋φ10t8.47Φ300导管延米705.3施工前人员准备1）项目经理部对施工的人员进行施工前培训，掌握冲击钻钻孔桩施工的技术及相关安全问题。2）强化安全员的安全意识，施工的安全教育工作，要形成人人讲安全，人人抓安全，人人注意安全的高度思想，要健全安全组织机构，建立安全岗位责任制、贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针等基础性工作；制定实际可行的施工安全防患及保障施工生产及生活的安全措施。3）所有参加施工的人员熟悉施工方案及质量要求，确保工程质量符合要求。4）机械表如下：主要机械设备数量表序号机械或设备名称规格型号数量额定功率生产能力备注1钻机GF-2501022.0KW2挖掘机DH-55240.5KW0.6m33汽车吊QY253206KW25t4发电机120KW1120KVA5变压器S9-5001400KVA6钢筋调直机GJTJ4-1423.57钢筋切断机GJ3223.28交流电焊机BX1-50010405.4现场准备1）从混凝土拌和站至现场便道已经修通，满足混凝土等进场要求。2）临时用电采用发电机供电。3）机械已经进场并且调试正常。6施工方案在施工安排上，以制运架梁主线，优先安排跨中央大道连续梁、跨纬一路连续梁、跨规划一路连续梁、跨规划二路连续梁等现浇梁的下部桩基施工，先施工小里程段先架段的桥梁下部桩基施工，其次抓住影响架梁的桥梁下部桩基施工，为架梁创造条件，保证总体工期。6.1桩基施工工艺钻孔灌注桩施工工艺流程图详见图6-1。图6-1钻孔灌注桩施工工艺流程图6.2开工前准备6.2.1场地整理施工前，施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后夯压密实即可。平整场地测量放线埋设护筒制作钢护筒桩基就位制备泥浆钻机钻进清孔、终孔检查验收安装永久钢护筒安装钢筋笼安装导管灌注水下砼拔除护筒制作砼试块质量检验结束泥浆循环制作钢筋笼制作砼试块6.2.2测量放样场地清理后，用全站仪坐标放样法来进行桩的中心位置放样，确定桩位中心，以中心为圆心、以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好，测量误差为零误差。桩位用ø10mm、长度35～40cm钢筋打入地面30cm（四周填以水泥砂浆或混凝土来保护）作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏护桩。经驻地监理工程师核查、批准后进行下道工序。6.3护筒的加工和埋设6.3.1护筒的加工制作护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地表水免其流入井孔，保护井孔不坍塌，并保证孔内水位（或泥浆）高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压，以免塌孔的作用。所以，要求护筒有一定的刚度，坚固耐用、不得漏水，能承受孔口土压力不变形，并能重复多次使用，钻孔灌注桩护筒采用8mm的钢板制成，节长2.5m或3.0m，根据地质情况，选用相应长度护筒，护筒不够长时进行焊接，护筒内径大于桩径20cm。6.3.2护筒埋设本桥地段高于地下静止水位超过2.0m，可以直接埋设，本桥表层土大部分属粘质土，不需换填。护筒周围土不密实时需要夯实。接长护筒时采用振动锤振动缓慢下沉，以免护筒变形。在桩位处挖出比护筒外径大80～100cm的圆坑，坑底整平，通过定位控制桩放样，把桩位中心位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，找出护筒圆心位置，用十字线钉在护筒顶部，然后移动护筒，用垂球对调中心，使护筒中心于钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使护筒垂直，此后即在护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量粘土，分层夯实，夯实时注意防止护筒倾斜。就位后的护筒比护筒泥浆溢出口底边高出地下水位1.5m以上，还应高出地面0.3m以上，护筒中心与桩位偏差不大于50mm，护筒斜度偏差不大于1%。如果遇到土质较差为细沙或粉沙，挖坑时要多挖深50cm，回填50cm粘土后再安装护筒，防止护筒底出现穿孔，护筒埋置形式详见图6-2。6.2护筒埋置形式图6.4泥浆制备及泥浆处理泥浆具有浮渣、护壁、冷却钻头、润滑钻具功能。孔壁在泥浆压力作用下保持稳定，同时泥浆在孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，泥浆密度越大对孔壁压力越大，形成的护壁泥皮越稳定，对孔壁的保护作用越强。但对不同钻进方法，对泥浆性能的要求又不相同：对于正循环回转钻机，泥浆从钻杆中心连续压入孔底，使泥浆在桩孔内钻杆外产生连续不断的上升流速，钻渣随泥浆流出孔外，这就要求泥浆既具有一定的浮渣能力又有良好的流动性能。对于反循环钻机钻渣被高速泥流吸入钻杆而出孔外，泥浆除满足护壁要求外，还要求具有良好流动性。根据不同的钻进方法和地质情况，造浆粘土的技术指标应符合下表要求：表6.3泥浆性能指标表地层情况泥浆性能指标相对密度粘度s静切力Pa含砂率%胶体率（%）失水率ml/30min泥皮厚mm/30min酸碱度（ph）反循环回转粘性土1.02-1.0616-201.0-2.5≤4≥95≤20≤38-10砂类土1.06-1.1018-281.0-2.5≤4≥95≤20≤38-106.5钻机钻孔1）钻机就位：施工时要严格按预先制定的施工方案进行。钻机就位前将钻机底部基础进行夯实处理，再铺设枕木，防止基础下沉，钻机倾斜。就位后应使钻头中心、钻杆、转盘孔中心、起吊滑轮在同一铅垂线上，钻头中心与设计桩位中心一致，钻机底盘保持水平，在钻进过程中要经常检查钻机，是否倾斜、移位，应及时调整。只有在中心距5m以内的任何桩的混凝土灌注24小时以后，才能开始其它桩的钻孔。2）反循环回旋钻机钻进：为防止堵塞钻头的吸渣孔，开钻时将钻头提离孔底20～30cm，将真空泵加足清水，关进出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引至泥浆泵，通过沉淀室的观察窗看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口压力达到0.2Mpa以上时，打开出口控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机慢速开始钻。在硬质粘土用低档钻进，在高液限粘土、含沙低液限粘土可用中、高速钻进，在沙类土或含少量卵石土中钻进时，宜用中低速，并控制缓进尺速度，以免吸渣速度跟不上而出现埋、卡钻现象。遇到地下水丰富易坍孔的粉质土，宜用抵挡慢速钻进，减少钻锥对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头，防止坍孔。反循环钻机对钻杆气密性要求较严，在接长钻杆时，在接头法兰盘之间垫3～5mm厚的橡胶圈，并拧紧螺栓，以防漏气、漏水。钻杆内径相对与桩径小的多，易发生沙石堵管，为了防止过大的卵石吸进管内而堵管，一般在钻头进口中央横焊一根φ6的钢筋，阻止大于二分之一管径卵石进入钻杆。反循环回转钻在钻孔时，不能采用压杆钻，即把提引水龙头、钻杆和钻锥全部钻具重力都作用于钻孔孔底，则细长的钻杆容易受压而弯曲，造成扩孔率增大或弯孔、斜孔。为避免此现象发生须采用减压钻进，即孔底承受的压力不超过钻锥和配重在泥浆中重力的80%，其余重力有主吊钩承受，这样可使钻杆在钻进过程因受拉而维持竖直状态，使钻锥回转平稳，避免扩孔太大和产生斜孔、弯孔现象。钻进过程中防止落物入孔损坏钻头或卡钻，在钻进过程，如果遇到夹层或异常地质情况，必须报告监理工程师，必要时制定实施方案报批。6.6成孔检查钻孔灌注桩成孔后，对桩孔进行检查验收，检测内容包括：钻孔的平面位置、孔深、倾斜度、全深的孔径等。孔深、孔底沉渣一般采用标准测锤检测，孔径、孔形通常采用自制检孔器检测。检孔器用Ф22和Ф16钢筋制成，检孔器外径等于设计桩径，检孔器长度是孔径的4～6倍，检孔器顶面几何中心焊起吊圈。检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、井孔的中心、吊绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻标明孔径大于设计桩径；若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或弯孔现象，应采取措施予以消除。检孔器还可测孔位、桩孔倾斜度，将检孔器放入孔内，调整起吊滑轮，使吊绳保持竖直，此时吊绳位置即为桩孔中心位置，将起吊滑轮固定测出滑轮至井口距离，测出检孔器下放时各个位置的水平偏移，就可推算出各测点偏移桩中心距离及倾斜度。自检合格后，尽快通知监理验收，并准备验收记录，验收合格后方可进行下道工序施工。6.7清孔孔底沉渣的厚度关系到成桩后的沉降和承载力，泥浆密度太大也不利于混凝土灌注，灌注混凝土前钻孔桩应符合如下要求：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，清孔后泥浆比重1.03-1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s，灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于10cm，沉渣厚度不随钻孔深度而发生变化，不得以增加钻孔深度而取代沉渣厚度。不符合要求的桩孔，要进行清孔。表6.4钻孔的允许误差表序号项目允许偏差（mm）1孔径不小于设计桩径2孔深摩擦桩不小于设计孔深柱桩不小于设计孔深，并进入设计土层3孔位中心偏移群桩≤100单排桩≤504倾斜度1%孔深5沉渣厚度摩擦桩Φ1.5m≤150、Φ1.2m≤100反循环回转钻清孔采用抽浆法清孔即进尺达到设计标高时，停止进尺，利用钻机的泥石泵保持反循环系统正常运行5～10分钟，将孔底钻渣吸净。抽浆清孔比较彻底但易坍孔，所以抽浆不要太快，保证补浆速度，使桩孔内泥浆面始终保持高于地下水为2m以上，确保桩孔安全。灌注混凝土前