中国水电成都地铁4号线二期工程主体基坑围护结构旋挖灌注桩施工专项方案.doc

中国水电成都地铁 4 号线二期工程 主体基坑围护结构旋挖主体基坑围护结构旋挖 灌注桩施工专项方案灌注桩施工专项方案 批准： 审核： 复核： 编制： 中国水电成都地铁中国水电成都地铁 4 4 号线二期工程土建二标项目经理部号线二期工程土建二标项目经理部 2 20 01 13 3 年年 0 09 9 月月 2 20 0 日日 目录目录 1 编制依据.- 1 - 2 工程概况.- 1 - 2.1 工程概述- 1 - 2.2 水文地质情况- 1 - 2.3 主要工程数量表- 5 - 3 施工准备.- 6 - 3.1 场地准备- 6 - 3.2 技术准备- 6 - 4 施工工艺流程及主要施工方法.- 6 - 4.1 旋挖成孔工艺特点- 6 - 4.2 施工工艺流程- 7 - 4.3 主要施工方法- 8 - 4.4 施工技术控制要点- 14 - 4.5 施工质量控制要点- 15 - 4.6 安全注意事项及具体防范措施 - 16 - 4.7 砂卵石地层中适应性控制要点 - 16 - 4.8 施工过程中易出现的问题及处理措施.- 17 - 5 施工进度计划及主要资源配置.- 20 - 5.1 施工进度计划- 20 - 5.2 主要资源配置- 20 - 6 质量保证措施.- 21 - 6.1 质量目标- 21 - 6.2 质量要求- 22 - 6.3 质量保证措施- 22 - 7 安全保证措施.- 24 - 7.1 安全生产管理目标- 24 - 7.2 安全生产保证措施- 25 - 8 文明施工保证措施.- 26 - 8.1 文明施工目标- 26 - 8.2 现场文明施工管理制度- 26 - 8.3 现场文明施工保证措施- 26 - 9 环境保护保证措施.- 27 - 9.1 环保目标 .- 27 - 9.2 施工现场环境保护措施 - 27 - 10 雨季施工措施.- 28 - 10.1 雨季施工准备措施- 29 - 10.2 机电设备及材料雨季施工保证措施 - 29 - 旋挖灌注桩施工专项方案旋挖灌注桩施工专项方案 1 编制依据编制依据 （1） 成都地铁 4 号线二期工程（土建二标）详细勘察阶段岩土工程勘察报告 ； （2） 成都地铁 4 号线二期工程技术要求(中铁二院工程集团有限责任公司)； （3）车站围护结构施工图； （4） 地铁设计规范 gb50157-2003； （5） 混凝土结构设计规范gb50010-2010； （6） 建筑地基基础设计规范gb50007-2011； （7） 建筑基坑支护技术规程jgj120-2012； （8)建筑桩基技术规范jgj94-2008； （9） 成都地区建筑地基基础设计规范 （db51/t5026-2001） ； （10）国家和成都地区其他相关规范、规程。 2 工程概况工程概况 2.1 工程工程概述概述 成都地铁 4 号线二期工程西延线起于温江大学城站，出站后沿南熏大道和光华大道， 由西向东敷设至一期工程起点。车站由西向东依次为大学城站、杨柳河站、凤溪站、南 熏大道站、光华公园站、西部新城西站、凤凰大街站、西部新城站。4 号线二期工程西 延线全长 10.673km，最大站间距为 2.150km，最小站间距为 0.94km，平均站间距为 1.375km，全部为地下线。 中国水电成都地铁 4 号线二期工程土建二标主要承担 4 号线二期工程西延线“ 南熏 大道站、南熏大道站光华公园站区间、光华公园站、光华公园站西部新城西站区间、 西部新城西站、西部新城西站凤凰大街站区间三站三区间，以及车站附属工程的土建 施工项目及前期工程”施工任务。 车站基坑围护结构一般采用 12002200mm 围护桩，临近建筑物范围采用 12002000mm 围护桩，盾构洞门处采用 12001500 玻璃纤维筋围护桩。桩顶设冠梁， 桩间采用网喷混凝土做为桩间挡土措施，混凝土面层厚 150mm，钢筋网采用 8200x200mm。 2.2 水文地质情况水文地质情况 2.2.1 地形与地貌 本标段位于川西成都平原岷江水系级阶地，为侵蚀堆积地貌，地形开阔、平坦， 地面高程约 515540m，地势总体呈北高南低。 2.2.2 气象条件 成都市属亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，夏无酷暑，冬少严 寒。多年平均气温 16.2c，极端最高气温 38.3c，极端最低气温5.9c；多年平均 降雨量 947.0mm，年降雨日 104 天，最大日降雨量 195.2mm，降雨主要集中在 59 月， 占全年的 84.1%；多年平均蒸发量 1020.5mm；多年平均相对湿度 82%；多年平均日照时间 1228.3h，只有 28%的白天有太阳；多年平均风速 1.35m/s，最大风速 14.8m/s，极大风速 27.4m/s（1961 年 6 月 21 日） ，主导风向 nne。 2.2.3 工程地质条件 （1）地质构造与地震 根据建筑抗震设计规范 （gb 50011-2010） ，成都地铁 4 号线二期工程西延线通过 地区的抗震设防烈度为度，地震分组为第三组，地震动峰值加速度为 0.10g，地震设计 特征周期为 0.45s。 （2）地层岩性 沿线地表第四系堆积层广泛分布，沿线大部分地段为第四系全新统人工填土 （q4ml）覆盖；在 i 级阶地其下分别为第四系全新统冲积层（q4al）粉质粘土、卵石土 夹粉细砂及漂石；上更新统冰水沉积、冲积层（q3fgl+al）卵石土夹粉细砂及漂石；全 线下伏白垩系灌口组泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩。自上而下地层主要分布有： 1）第四系全新统人工填筑土（q4ml）：以杂填土为主，褐黄、灰黑等杂色，松散 稍密，稍湿潮湿。由碎石、卵石、砂土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成，其间充填粘性土。 2）第四系全新统冲积层粉质粘土（q4al）：灰黄色、灰褐色，可塑硬塑，局部见 少量朽木，呈透镜体状分布于卵石土上部。 3）第四系全新统冲积层粉土（q4al）：灰黄色、褐黄色，潮湿，松散，呈透镜体状 分布于卵石土上部。 4）第四系全新统冲积层细砂（q4al）：深灰、灰黄色，潮湿饱和，松散中密， 呈透镜体状分布于卵石土上部或中间，局部含 2030卵石。 5）第四系全新统冲积层中砂（q4al）：浅灰色、灰褐色，饱和，松散中密，部分 地段含较多卵石，局部石英、云母含量较高，呈透镜体状分布于卵石土的中间。 6）第四系全新统冲积层卵石土（q4al）：灰色、黄灰色、灰褐色，潮湿饱和。卵 石成分以中等风化的岩浆岩、变质岩类岩石为主。磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆 形，分选性差。卵石含量一般 5575%，粒径以 3070mm 为主，含少量漂石，充填物主 要为细砂及圆砾。沿线级阶地广泛分布，以松散中密为主，部分密实。 7）第四系上更新统冰水沉积、冲积层粉质粘土（q3fgl+al）：灰黄色、黄色，硬塑， 含大量钙质、铁、锰质结核，呈透镜体状分布于卵石土顶部。 8）第四系上更新统冰水沉积、冲积层粉、细砂（q3fgl+al）：灰黄色、褐黄色、灰 绿色、蓝绿色，饱和，松散稍密，砂质较纯，局部夹少量卵石，呈透镜体状分布于卵 石土上部或中间。 9）第四系上更新统冰水沉积、冲积层中砂（q3fgl+al）：灰色、青灰色，饱和，松 散稍密，含少量卵石及粘性土，呈透镜体状分布于卵石土的中间。 10）第四系上更新统冰水沉积、冲积层卵石土（q3fgl+al）：褐黄色、灰黄色、灰 色、黄绿色等，饱和，分选性差，卵石含量约 6075%，粒径以 20150mm 为主，含少量 漂石。卵石成分主要为中等风化及微风化花岗岩、灰岩、砂岩、石英岩等硬质岩；圆砾 含量约 10，余为中细砂、粘性土充填。沿线级阶地广泛分布，以中密密实为主。 11）白垩系上统灌口组泥岩、泥质粉砂岩（k2g）：褐黄色、棕红色、紫红色，中厚 层状，泥质或微钙质结构，泥质胶结，岩质较软，部分地段软弱夹层或差异风化明显， 易风化，遇水易软化。 2.2.4 不良地质与特殊岩土 （1）液化砂土 沿线 i 级阶地区域透镜状分布的粉土、砂土，部分为液化土，液化等级轻微中等。 液化砂土一般埋深浅，土层较薄，分布范围较小，位于主体结构底板以上，对地下工程 影响较小。 （2）软土 沿线部分地段由于地势低洼或常年积水，部分地段发育有软塑状粘性土，具有孔隙 比大，含水量高，高压缩性，力学性质差的特性。对地面路基和地面建筑的基础稳定性 有一定影响。 （3）膨胀土 沿线表层分布有较厚的粘性土，根据区域地质和既有工程资料显示，该粘性土层局 部地段膨胀潜势为弱中等，具有遇水软化、膨胀、崩解，失水开裂、收缩的特点。成 都市大气影响急剧深度为 1.35m，大气影响深度为 3.0m。 （4）膨胀岩 沿线下伏的灌口组紫红色泥岩（k2g） ，属易风化岩，软硬不均，具有遇水软化、崩 解，强度急剧降低的特点。根据既有工程资料显示，属膨胀岩，一般具弱中等膨胀性。 2.2.5 水文地质条件 （1）地下水类型及富水性 根据成都区域水文地质资料、场地土层及地下水的赋存条件，地下水主要有 3 种类 型：一是赋存于填土里的上层滞水，二赋存于卵石层的孔隙潜水，三是基岩裂隙水。 上层滞水 上层滞水主要赋存于粘土层之上的填土层中，受大气降水、沟渠和附近居民的生活 用水为其主要补给源。水量、水位变化大，且不稳定。由于其水量相对小，对地下工程 基本无影响。 卵石土层中的孔隙潜水 该层地下水主要分布于级阶地地区，主要赋存于第四系全新统和上更新统卵石土 中，水量较丰富，为孔隙潜水，部分地段由于地形和上覆粘性土层控制，具微承压性， 地下水位埋深多大于 5m，水位变化不大，含水层有效厚度约为 10.030.0m 不等。根据 成都地区水文地质资料，该层砂、卵石土综合含水层渗透系数 k 约为 1530m/d，为强 透水层。靠大气降水和上游地下水补给。沿线所有地下车站和地下区间隧道主体结构均 将穿越该层地下水，受其影响大。 基岩裂隙水 区内基岩为白垩系灌口组紫红色泥岩夹砂岩，地下水赋存于基岩裂隙中，含水量一 般较小，没有统一的水力联系。但在岩层较破碎的情况下，常形成局部富水段。根据相 关水文地质资料及已有工程资料显示，渗透系数 k 约为 0.0272.01m/d，平均为 0.44m/d。属弱中等透水层。 （2）地下水的补给、径流与排泄及动态特征 地下水的补给 阶地区沿线地下水的补给源主要为大气降水、上游地下水径流补给及河流补给。 成都属中亚热带季风气候区，终年气候温湿，四季分明，多年平均降雨量 947.0 mm。区 内全年降雨日 140 天以上。根据资料表明，形成地下水补给的有效降雨量为 1050mm， 当降雨量在 80 毫米以上时，多形成地表径流，不利于渗入地下。 地下水的径流 沿线内地下水的径流、排泄主要受地形、水系等因素的控制。其地下水径流总体方 向为西北至东南，水力坡度一般为 520。 地下水的排泄 级阶地第四系砂卵石层与排泄运动受地形、地貌、地质构造、地层岩性、水动力 特征等条件的控制。总的来说，主要是径流，成都市大量开采地下水和人工降水已经成 为该地区地下水主要的排泄方式之一，另外，大气蒸发也为重要的排泄方式。 （3）地下水的动态特征 区内地下水总的规律是水位西北高、东南低，沿河一带高，河间阶地中部低的特点。 平原区级阶地埋藏浅，水位变幅小，地下水季节性变化不明显。根据区域水文地质资 料，成都地区丰水期一般出现在 7、8、9 月份，枯水期多为 1、2、3 月份。阶地区域 丰水期地下水位埋深一般 2.003.00m，水位年变化幅度约 23m 之间。 （4）水、土腐蚀性评价 水的腐蚀性评价 西延线地表水、地下水大部分对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢 筋具微腐蚀性，仅部分具腐蚀性。由于地表水、地下水受偶然性污染或者是季节性污染 影响较大，以后各阶段工作中应加强取样和试验。 土的腐蚀性评价 西延线沿线地质条件与文家车辆段相似，建设议土的腐蚀性暂按文家场车辆段考虑。 2.3 主要工程数量表主要工程数量表 序号工点名称 桩径 （m） 桩基长度 （m） 备注 1.24117 主体结构 1南熏大道站 1.04505附属结构 2光华公园站1.29577主体结构 1.06395附属结构 1.23691主体结构 3西部新城西站 1.04564附属结构 1.217385主体结构 合计 1.015464附属结构 3 施工准备施工准备 3.1 场地准备场地准备 (1)施工场地移交后首先进行施工准备，组织桩基施工机械、材料进场；铺设现场施 工用水、用电线路、现场临时运输道路等。 (2)对桩基施工作业场地进行硬化，钢筋笼加工场地进行平整。施工场地内的临时房 屋、内外地坪、道路、加工厂、材料及淤泥堆场、基坑四周进行硬化。 (3)在场地四周按照已放出桩基位置设置临时排水沟、集水井、沉淀池和泥浆池。桩 基施工时产生的污水经临时排水沟排到集水井，经沉淀池沉淀后再排水入市政下水道。 (4)施工前对不利于施工机械运行的松散场地，采取有效的措施进行处理。 3.2 技术准备技术准备 (1)审核图纸，做好泥浆制作、旋挖成孔、钢筋笼加工与吊装、水下混凝土灌注等工 序的技术交底。 (2)建立场内的测量控制网；组织施工队人员熟悉施工图纸，进行技术交底；编制施 工方案，材料抽样送检。 (3)对入场工人进行三级安全教育和安全培训工作，办理进场人员平安卡登记手续。 讲解各种工序的操作规程，牢固树立“安全为了生产,生产必须安全”的思想意识，做到 人人事事讲安全，自觉遵守各项规章制度和操作规程。 (4)按照施工图纸及场内测量控制点，定出桩基桩位，用水泥砂浆固定标桩，并认真 进行技术复核，经有关部门办理签证手续，才能进行施工。 (5)施工前进行场地查勘工作，如有架空电线、旧基础、地下管线等设施，妨碍施工 或对安全操作有影响的，应先妥善处理后方能开工。 (6)开工前，施工现场技术负责人和施工员应逐项检查施工准备，逐级进行技术安全 交底和安全教育，保证安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实。 4 施工工艺流程及主要施工方法施工工艺流程及主要施工方法 4.1 旋挖成孔工艺特点旋挖成孔工艺特点 （1）由于采取了非水介质取土，只需要少量泥浆护壁和清孔，大大减少了泥浆的需 求和排放，减少了环境污染，降低了施工成本。 （2）伸缩式钻杆的使用，避免了钻杆的频繁装配，减轻了劳动强度，加快了工程进 度。 （3）钻孔出土的随出随运，给场地运输带来很大方便，可节省运输费 50%，同时节 省了工程用水费及电费。 （4）钻机的安装比较简单，在施工场地移动比较快捷方便。 （5）由于钻头的拆卸方便，可以根据土层的变化和钻进的需要随时更换钻头，加快 了钻进速度，扩大了工艺的适用范围。 （6）噪音低、振动小、污染小。 4.2 施工工艺流程施工工艺流程 详见图 1 旋挖灌注桩施工工艺流程图。 施工准备 桩 位 放 样 钻 机 就 位 护 筒 埋 设 钻 进 成 孔 检验沉渣厚度 混凝土灌注 拔 出 导 管 拔 出 护 筒 二 次 清 孔 钢 筋 笼 吊 放 安 装 导 管 验孔深、孔径、垂直度钢材及焊件监理验收 钢筋笼制作验收 原 材 料 检 验 砼 配 比 试 验 监 理 验 收 混 凝 土 搅 拌 检测笼顶标高 检查灌注量标高 泥浆的制备及使用 泥浆的制作 图 1 旋挖式钻孔灌注桩施工工艺流程图 4.3 主要施工方法主要施工方法 4.3.1 测量放样 根据业主和设计院所移交的控制网点，建立旋挖桩施工导线点。然后使用全站仪进 行轴线引测，施测旋挖桩的中心及高程，采用换点施测的方法对导线点、中心点进行复 测，确保桩位坐标、高程的准确。施测完成后，及时上报监理单位，由监理单位复核并 同意后，对测定的桩位进行标识后方可使用，施工过程注意保护测量桩点。施工时，为 减少对邻桩的干扰，保证成桩质量，采用隔二打一的办法施工（即每隔两根桩施工一根 桩） 。 4.3.2 护筒制作及安装 （1）护筒制作 护筒内径宜比孔径大 200mm，当地下水位较深时，护筒长度 1.5m 为宜。护筒采用 5mm 厚的钢板制作，在护筒的上、中、下各加一道加劲筋，顶端焊两个吊环，一为起吊用， 二为绑扎钢筋笼吊杆，压制钢筋笼的上浮，护筒顶端同时正交刻四道槽，以便挂十字线， 以备验护筒、验孔之用。在其上部开设 2 个溢浆孔，便于泥浆溢出，进行回收和循环利 用。 （2）护筒埋设 护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水 头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。 埋设时，先放出桩位中心点，在护筒外 80l00cm 的过中心点的正交十字线上埋设 控制桩，然后在桩位外挖出比护筒大 60cm 的圆坑，深度 2.0m，在坑底填筑 20cm 厚的粘 土，夯实，然后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内，在护筒上找出护筒的圆心(可拉正交十 字线)，然后通过控制桩放样，找出桩位中心，移动护筒，使护筒的中心与桩位中心重合， 同时用水平尺(或吊线坠)校验护筒竖直后，在护筒周围回填含水量适合的粘土，分层夯 实，夯填时要防止护筒的偏斜，护筒埋设后，质量员和监理工程师验收护筒中心偏差和 孔口标高。当中心偏差符合要求后，可钻机就位开钻。 护筒埋设准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 5mm。校准后，护筒固定 在正确位置，筒口应高出地面 100mm。底部用粘土沿护筒外侧四周分层回填夯实，为减少 回填对护筒的扰动，地面以下 20cm 采用直接灌浆。 4.3.3 泥浆制拌 在主体围护结构旋挖桩范围内设置泥浆池（存浆量 30m3） ，采用人工配合挖掘机开挖。 用制浆机加入清水、膨胀土和纤维素等制备泥浆，泥浆比重控制在 1.101.15 左右，泥 浆粘度控制在 1824s 左右，在钻进过程中根据地层情况调整护壁液浓度。护壁液使用后 回收重复使用，用完后经沉淀抽去表面的水后运到指定地点堆放并掩埋。泥浆制备及测 试技术要求： （1）及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行第一次测试，使用前 再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量； （2）储存泥浆每 8 小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始记录； （3）新鲜泥浆制作好后搁置 24 小时，必须经各项指标测试合格方可使用，回收泥 浆经过筛处理，性能指标达到要求后再循环利用； （4）设置拌浆池、贮浆池、循环池、沉淀池和泥浆泵形成循环系统供浆，泥浆池容 积满足钻孔桩施工进度要求； 4.3.4 钻机就位 首先做好场地的平整及压实，使主机左右履带板处于同一水平面上，动力头施工方 向应和履带板方向平行，切不可垂直，开钻前调整好机身前后左右的水平。安装完成经 测量校验合格后，方能开始下步工序施工。 4.3.5 钻机成孔 4.3.5.1 成孔方法 本标段主要采用旋挖钻成孔，局部困难部位采用人工挖孔桩成孔。旋挖钻进是利用 旋挖钻杆上的液压马达往下压，并利用扭矩旋转，使旋挖钻头挤压并旋转切入土体，使 土体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，循环往复， 不断地取土卸土，直至钻至设计深度。提至孔外的钻渣，由自卸汽车运至弃土场。 （1）钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。开钻前将钻头着地，进尺深度调整为 零； （2）钻进时原地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进 压力，初钻压力控制在 90kpa 左右，钻速先慢后快。 （3）不同地质条件采取不同类别的旋挖钻机钻头进行施工，本标段地质主要为卵石 土夹砂层，可采用筒式钻头。 （4）当钻杆充满钻渣后，停止下压及回旋，逆时针方向转动动力头，稍向下送行， 关闭钻头回转底盖。缓慢上提钻斗，避免钻头碰撞孔壁。提离孔口后，钻机自身旋转至 自卸车处，用动力头顶压顶杆，将底盖打开，倾卸钻渣。然后关闭底盖，旋回孔位，对 准孔位慢慢将钻斗放至孔底钻孔，重复进行。当出现钻杆跳动，钻机摇晃，钻不进尺等 异常情况时，立即停机提钻检查，查明原因妥善处理后再钻，直至钻至设计深度。 （5）钻进过程中要随时不断补充泥浆，使孔内始终保持高于地下水位 11.5m 的水 头高度，同时应根据土质情况调整泥浆配方和比重。钻至设计标高时用带有活门的筒形 钻清理沉渣，即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时，可用扫孔钻头上下往复，扫刷孔 壁。 （6）清孔后提出钻头，由质量员和工程监理进行孔径、孔深、垂直度检测，验收合 格后，移走钻机，盖好盖板，进行下道工序施工。 4.3.5.2 成孔质量和沉渣检查方法 桩成孔质量检测方法采用声波孔壁测定仪法，在每根成孔完毕后，利用圆环测孔法 进行测试桩成孔质量，为了进一步保证工程质量，拟对本工程抽取一定比例的成孔进行 井径仪（或声波孔壁测定仪）检测。 （1）声波孔壁测定仪 1）声波孔壁测定仪测定的原理是：由发射探头发出声波，声波穿过泥浆到达孔壁， 泥浆的声阻远小于孔壁的土层介质的声阻抗，声波可以从孔壁产生反射，利用发射和接 收的时间差和已知声波在泥浆中的传播速度，计算出探头到孔壁的距离，通过探头的上 下移动，便以可通过记录仪绘出孔壁的形状。声波孔壁测定仪可以用来，检测钻孔形状 和垂直度。 2）测定仪由声波发生器、发射和接收控头、放大器、记录仪和提升机构组成。声波 发生器主要部件是振荡器，振荡器产生一定频率的电脉冲经放大后由发射探头转换为声 波，多数仪器振荡频率是可调的，取得各种频率的声波以满足不同检测要求。 3）放大器把接收探头传来的电信号进行放大、整形和显示，显示用进标记时或数字 显示，人们可以根据波的初至点和启始信号之间光标长度，确定波在介质中传播时间。 计算机接口可以把数字信息化，然后计算机进行频谱分析或进一步处理，或者波形通过 记录仪绘图。 4）在钢制底盘上安装八个探头（四个发射探头，四个接收探头） ，可以同时测定正 交两个方向孔壁形状。探头由无极变速的电动卷扬机提升或下降，它和热敏刻痕记录仪 的走纸速度是同步的，或者是成比例调节，因此探头每提升或下降一次，可以自动记录 上连续绘出孔壁形状和垂直度。在探头上升到孔口或下降到孔底设有停机装置，防止电 缆和钢丝绳被拉断。 5）刚钻完的孔，泥浆中含有大量气泡，气泡哪怕是微量的，也会影响波的传播，只 有待气泡消失后才能测试，当泥浆很稠时，气泡长期不能消失的就难于测试。可以采用 下面所述的井径仪进行测试。 （2）沉渣检查方法 采用泥浆护壁成孔工艺的灌注桩，浇灌砼之前，孔底沉渣应满足以下要求：端承桩 50mm；磨擦端承桩或端承摩擦桩100mm；纯摩擦桩30mm。本工程孔底沉渣应 100mm。假如清孔不良，孔底沉渣太厚，将影响桩端承力的发挥，从而大大降低桩的承 载力。常用的测试方法为垂球法进行测试。 垂球法是利用重约 1kg 的铜球锥体作为垂球，顶端系上测绳，把垂球慢慢沉入孔内， 施工孔深与测量孔深即为沉渣厚度。 4.3.6 清孔 4.3.6.1 两次清孔 第一次清孔：钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣，即一次清孔。当孔壁 泥浆皮沉淀较厚时，可用扫孔钻头上下往复，扫刷孔壁。 第二次清孔：在灌注砼导管安放完成后，对孔深、空底沉渣、泥浆比重等进行复测。 如果孔底沉渣厚度及泥浆比重超出规定时，利用灌注导管采用反循环清孔，在钢筋笼、 导管下好后进行，第二次清孔时间不少于 30min，测定孔底沉渣100mm，方可停止清孔。 测定孔底沉渣，用重锤测试，测绳读数一定要准确，用 35 个孔必须校正一次。 4.3.6.2 清孔标准 第二次清孔注入泥浆相对密度为 1.05 左右，漏斗粘度 1822s，第二次清孔后，孔 底 50cm 处泥浆的相对密度应控制在 1.15 左右不超过 1.20。清孔结束后，要尽快灌注混 凝土，其间隔时间不能大于 30min。 4.3.7 钢筋笼制作及吊装 4.3.7.1 普通钢筋笼的制作 （1）钢筋笼的制作场地应选择在运输和就位都比较方便的场所，最好设置在现场内。 （2）钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放。 （3）钢筋骨架绑扎顺序是： 1）主筋调直，在调直平台上进行。 2）骨架成形，在骨架成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主 筋与架立筋固定。 3）将骨架抬至外箍筋流滚动焊接器上，按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊将箍筋 与主筋固定。 （4）钢筋笼分段制作，分段长度在 8m 左右，对于长桩采取一些辅助措施后，也可 定为 12m。 （5）主筋对接可采用对焊、搭接焊、帮条焊，主筋对接在同一截面内的钢筋接头数 不得多于主筋总数的 50%，相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的 35 倍，且不小于 500mm，主筋焊接长度为主筋直径的 1015 倍，箍筋的焊接长度为箍筋长度的 810 倍。 （6）钢筋笼保护层：为确保桩砼保护层厚度，应在主筋外侧设钢筋定位筋，对于旋 挖式钻孔，为避免桩孔侧面受到损坏，定位筋应使用宽度为 16 的钢筋，长度 600mm， 同一断面上定位器 4 处，沿桩长的间距为 4m。 （7）钢筋笼的堆放： 钢筋笼堆放应考虑安装顺序、钢筋笼变形和防止事故等因素，以堆放二层为好，如 能合理使用，补强钢筋牢固绑扎，可以堆放三层。 4.3.7.2 玻璃纤维筋笼制作及安装 （1）制作 玻璃纤维筋加工前，首先按照设计图纸进行下料，受力直筋和螺旋筋弯曲筋按要求 下好料提前运至人孔挖孔桩现场。 （2）安装 玻璃纤维笼主筋与主筋及主筋与箍筋均采用搭接绑扎连接法，搭接长度不小于 1.25 米。玻璃纤维笼在孔内绑扎成型。玻璃纤维筋接头在同一连接段范围内的接头面积不大 于玻璃纤维筋总面积的 50%。 为确保玻璃纤维筋笼绑扎位置正确，在玻璃纤维筋笼的主筋上设置定位筋来保证混 凝土保护层厚度（保护层厚度为 7cm） 。主筋伸入冠梁内满足设计要求，设计有要求时预 埋压顶梁锚固筋。 4.3.7.3 钢筋笼吊装 （1）起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，吊点对 称。 （2）钢筋笼设置 3 个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。 （3）吊放钢筋笼入孔时，实行“一、二、三”的原则，即一人指挥、二人扶钢筋笼、 三人搭结，施工时应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍 应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下入。 （4）对于 20m 以下钢笼采用整根加工一次性吊装，20 以上的钢筋笼分成二节加工， 采用孔口焊接；钢筋在同一节内接头采用帮条焊连接，接头错开 1000mm 和 35d（d 为钢 筋直径）的较大值。螺旋筋与主筋采用点焊，加劲筋与主筋采用点焊，加劲筋接头采用 单面焊 10d。 （5）放钢筋笼时，要求有技术人员在场，以控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等 问题。 （6）成型钢筋笼吊放、运输、安装，应采取防变形措施，不得在其运作中变形。 （7）按编号顺序，逐节垂直吊焊，上下节笼各主筋应对准校正，采用对称施焊，按 设计图要求，在加强筋处对称焊接保护层定位钢板，按图纸补加螺旋筋，确认合格后， 方可下入。 （8）钢筋笼安装入孔时，应保持垂直状态。避免碰撞孔壁，徐徐下入，若中途遇阻 不得强行墩放(可适当转向起下)。如果仍无效果，则应起笼扫孔重新下入。 （9）钢筋笼按确认长度下入后，应保证笼顶在孔内居中，吊筋均匀受力，牢靠固定。 （10）钢筋笼的标高定位，可采用锁定式吊杆。 当灌注桩空桩深度较大时，尤为必要，使用两根长度略大于施工面至桩顶距离的 40 的钢管，在钢管下端焊若干定位环，间距 5cm，在钢筋笼顶端下到孔口时，按照孔 口标高至桩顶标高的距离尺寸，确定要使用的定位环顺序，将确定的定位环从主筋外侧 首道加劲筋下面插到主筋里侧，再从内侧向环内插入两根同吊杆一样长的插肖，将吊杆 锁定，插肖上端与吊杆上端绑扎在一起，起吊吊杆，将钢筋笼徐徐下放到位，然后将吊 杆吊环与护筒绑扎在一起，将钢筋笼固定，同时可防止灌注砼时钢筋笼的上浮。 4.3.8 导管安放 钢筋笼吊入固定后，应逐步按下导管，导管的壁厚不宜小于 3mm，直径 200250mm， 钻孔深度大时，宜选用大直径导管，以确保导管良好的通导性。 导管直径的制作偏差不应超过 2mm，底管长度不宜小于 4m。导管使用前进行拼装打 压，以检查导管是否有砂眼，法兰盘是否有变形、密封不严，试水压力为 0.61.0mpa， 导管安放触孔底后，上提 300500mm。 4.3.9 水下砼的灌注 清孔完毕后，由导管上部塞入隔水栓，塞入深度以临近水为准，隔水栓用编织袋装 沙绑扎。沙袋应绑扎结实，直径小于导管 11.5cm，当储料斗内的砼储量满足剪栓后首次 灌注时，即保证导管底端能埋入砼中 1.01.2m 时，即可剪栓和开启料仓门。随着不断的 灌注，孔内砼面的上升，随时提升和拆卸导管，导管底端必须保证埋入管外的砼面以下 26m。 为了保证砼连续灌注，导管不脱离砼面，且有一定的埋置深度，要求详细计算砼灌 注料斗、储料斗及导管的体积，并根据不同的成桩孔径，以此推算每次上拔的高度，避 免和禁止导管脱离砼面和砼灌注的中断。 为消除沉渣影响，保证桩顶灌注质量，砼的灌注应比桩顶控制标高高出 50cm。 灌注过程中，应有专人测量导管埋深及管内外砼面的高差，填写砼灌注记录。水下 砼必须连续灌注施工，每根桩的浇筑时间按初盘砼的初凝时间控制，对浇筑过程中的一 切故障均应记录备案。 4.3.10 桩基检测 （1）预加高度必须在混凝土强度达到 2.5mpa 后凿除。凿除桩顶预加高的砼，桩头 钢筋不能乱弯。凿桩头用风镐或人工凿除。桩顶标高按设计要求，桩顶要大致平整。 （2）桩基检测的方法是低应变动测法。 （3）作业队配合质检部门对每条桩进行检测。质量合格后方能进行下道工序施工。 4.4 施工技术控制要点施工技术控制要点 1、桩位施工容许偏差小于 50mm，桩孔垂直度容许偏差小于 0.5%，孔径容许偏差 50mm。 2、机械成孔灌注桩采用的是泥浆护壁的方式，用粘土在桩孔用制作泥浆，避免孔壁 出现垮塌，成孔过程中，须保证桩孔内泥浆的比重在设计规范的范围内；直至桩孔深度 达到设计深度，由现场业主、监理等各方验收后，方能终孔。 3、钢筋笼制安，在成孔完成前，按设计图纸将桩的钢筋笼制作好，运至孔边，用吊 车将钢筋笼向桩孔内下放，检查无误后再固定好钢筋笼。检查主要内容为：笼长、笼径 应符合设计要求，骨架焊接牢固程度满足吊装施工要求。钢筋笼安放偏差应满足横向偏 差20mm，竖向偏差50mm。 钢筋笼下放过程中若遇到下放困难，应查明原因，不得强行下放，一般采用正反旋 转，慢起慢落数次逐步下放。 4、桩身主筋与主筋连接采用闪光对焊或双面搭接焊，焊件数量必须符合规范要求， 焊件试验必须合格。 5、在钢筋笼同一截面内(35 倍主筋直径且不小于 500mm 区域)同一根钢筋不得有两 个接头，且同一断面上接头的钢筋数不得超过钢筋总数的 50%。 6、桩混凝土采用导管法水下灌注的方式，导管采用直径 250mm 卷管，法兰盘连接， 法兰盘之间采用厚 45mm 的橡胶板制密封圈密封，确保密封可靠，不漏气、不漏水；导 管下放长度根据 实际成孔深度确定，保证管底距离孔底 0.30m0.50m。 7、开始灌注混凝土前，应检查孔底沉渣厚度，确保不大于 50mm，否则应再次清淘孔 内沉渣，直到满足要求为止；同时检查孔内泥浆性能指标，满足要求后方能进行混凝土 灌注。 8、当所准备工作就绪后，方可通知混凝土运送到场。混凝土运送到现场后，必须进 行坍落度检查，确保坍落度为 180220mm。 9、初灌量是水下混凝土灌注的关键指标，初灌后应保证导管埋入混凝土内不少于 1.00m。 10、灌注过程中应随时检查测量混凝土面的上升高度，计算导管埋入深度，及时拆 卸导管。导管埋置深度不宜大于 6.00m，每次拆卸导管后，导管埋置深度不宜小于 2.00m。 11、为保证桩顶混凝土质量，灌注混凝土应在桩顶设计标高的基础上超灌一定的混 凝土量（按设计要求执行） ，一般可灌至设计桩标高以上不少于 0.50m，作为保护桩头。 4.5 施工质量控制要点施工质量控制要点 1、钢筋笼成形绑扎点焊引弧不得在主筋上进行。 2、护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责，严禁缩颈、夹层、歪斜等 质量通病。 3、钻机因故停止钻孔时，应设专人值班补浆，防止塌孔事故。 4、钻孔成孔后要及时灌注，不得过夜，以免造成缩径和塌孔。 5、测绳要定期用钢尺校验，当更换测绳、搭接测绳或其它不明情况发生时，要随时 用钢尺检验。 6、砼灌注时，要防止钢筋笼上浮，必须对钢筋笼采取足够的压制力，同时在砼灌注 到钢筋笼位置时，要勤拔导管，使导管埋深保持在 1.5m。减少因砼上升时的磨擦力。 7、砼灌注完毕，开始初凝，即割断钢筋笼挂环，使钢筋骨架不影响砼的收缩，及钢 筋与砼的粘结力。 8、灌注导管使用后要及时用水清洗，管壁、法兰盘要经常检查，随时清除砂眼、接 口变形等隐患，破损的胶垫和连接螺栓要及时更换。 9、每个台班做两次坍落度试验，并检测砂石含水量、调整水灰比和坍落度。 10、及时按照试验要求做好混凝土试件。 11、做好测量控制，保护好测量控制点，经常进行复测。 12、认真做好施工记录和各项原始记录管理，做到完工资料齐全，并及时整理归档， 成孔记录和灌注记录应做到一桩一表。 4.6 安全注意事项及具体防范措施安全注意事项及具体防范措施 1、贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针，加强安全教育，严格执行安全生 产制度和操作规程，做好安全交底。 2、建全安全管理组织，各级管理组织设立专职质量安全员和兼职安全员，对安全关 键部位进行经常性检查。 3、大直径灌注桩井口设安全盖，防止落物和塌孔。 4、加强机械维护、检修、保养，机电设备由专人操作。 5、严格用电管理，施工现场的一切电源电路的安装和拆除，必须由持证电工操作， 电器必须严格接地、接零和漏电保护器，场地电缆应架空，严禁拖地和埋压土中。 6、作好防雨、防雷和防洪措施，现场工人作业须戴安全帽。 7、严禁酒后操作机械和上岗工作。 8、砼灌注完后的空桩孔位，要及时回填压实。 4.7 砂卵石地层中适应性控制要点砂卵石地层中适应性控制要点 1、为使砂卵石地层中成孔时间尽量缩短和保证成孔质量，尽量选用大功率钻机（最 大输出扭矩不小于 220knm）进行钻孔作业，本标段拟优先采用三一重工 sr280c 型钻机 （功率 261kw，扭矩力 30t） 。 2、根据地层情况选用钻头：粘性不强土层、砂土、胶结较差粒径较小的卵石层，可 配用双层底的钻挖钻斗；粒径较大的砂卵石地层中，需要配备锥形螺旋钻头和双层底的粒径较大的砂卵石地层中，需要配备锥形螺旋钻头和双层底的 旋挖钻斗（粒径较大的用单口，粒径小的用双口）旋挖钻斗（粒径较大的用单口，粒径小的用双口） 。 3、由于旋挖钻机的圆柱形钻头在提出泥浆液面时会使钻头以下局部空间产生“真空” ，同时由于钻头提升时泥浆对护筒下部与孔眼相交部位孔壁的冲刷作用，很容易造成护 筒底孔壁坍塌，因此对护筒周围回填土必须进行夯实。 4、为防止砂卵石地层中出现泥浆大量渗漏以致造成塌孔的情况，需要采取快速向孔 内抛填大量钻渣（粉质粘土） ，加入适量的 cmc，待沉浸后，使用钻具在孔内慢速进行正 反旋转，以将粘土及 cmc 挤入到卵石缝中，阻止泥浆向卵石缝隙中的渗漏并能形成稳定 孔壁。 4.8 施工过程中易出现的问题及处理措施施工过程中易出现的问题及处理措施 4.8.1 钻进过程中易出现的问题及处理措施 （1）偏斜孔 钻机安装时，因支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔 过程中发生偏斜，导致出现偏孔。 1)因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应 加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随 时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。 2)地质构造不均匀引起的，先分析清楚地层的走向，然后采用适当的回填材料（回 填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程 处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于 20cm 的，静置 12h 后可以继续钻孔。 孔中心偏差大于 20cm 的，应根据情况静置 2h 甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻 孔施工。 （2）卡钻 钻孔经过地层分界面时相邻地层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻 头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理： 1)由于孔底土层粘附钻桶，造成卡钻现象，可以在钻桶提升前回转 35 周，从而顺 利提起钻头。 2)由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采 取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。 （3）缩孔 缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是 il1.0 处于流塑性状态的土层中出现 的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻 孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，然后用重新 下钻复钻的办法，挤紧钻孔孔壁并钻除多余土的办法处理。 （4）坍孔处理 钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继 续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在 1.151.4 之间） ，改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完 全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在 0.30.5m/s。坍孔严重时，应回 填重新钻孔。 4.8.2 水下混凝土灌注中出现问题及对策 (1)封底失败 由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后， 未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔 内已灌注的混凝土进行清理。 1)地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的 混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。 2)地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻 机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的 混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理检查合格后进行水下混凝土灌注。 (2)卡管 因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲 击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管” 。 (1)由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深 结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混 凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。 (2)由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较 大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。 (3)采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中 0.50.8m，而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法处理不能奏效应 立即停止，认为已断桩。 (4)断桩 由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏 水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为 断桩。 在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽 量将损失降低到最小。并采取以下办法处理： (1)断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下和三分之一与三分之二之间时，一 般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。 (2)断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于 10m 时，先 进行钻孔壁加固，然后进行钻孔桩的接长。 (5)钢筋笼上浮 由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称 钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。 对于钢筋笼上浮在 1 倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬 吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。 钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，按断桩进行处理。 4.8.3 灌注成桩后发现的质量缺陷的处理 （1）桩全长小于设计要求这种缺陷可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于 设计要求；钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入深度小 于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。 1）桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻 孔桩的接长。接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮碴和松散混凝土等，将顶面人工 凿修平整。然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻 孔桩直径 40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。开挖后， 将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。接长部分混凝土的强度应比 原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。 2）因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象，可以采取钻孔桩底 部高压注浆处理。 （2）桩体混凝土不连续由于灌注过程中，发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、 混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。 1）对于钻孔桩底部混凝土夹碴的情况，采取桩底部高压注浆方法处理。 2）桩体的少量夹层或不连续，用小型冲击钻在桩心钻小直径的孔（钻孔直径 6075mm） ，然后进行高压注浆处理。 5 施工进度计划及主要资源配置施工进度计划及主要资源配置 5.1 施工进度计划施工进度计划 根据合同工期及实施性施组总体安排，本标段旋挖桩施工工期为 2013 年 10 月 25 日2014 年 1 月 29 日，共计 97 天。 具体施工工期安排见下表。 表 2 旋挖钻施工工期计划表 工序名称时间天数 南熏大道站2013 年 12 月 1 日2013 年 12 月 1 日60 光华公园站2013 年 10 月 25 日2014 年 1 月 22 日90 西部新城西站2013 年 12 月 1 日2013 年 12 月 1 日60 5.2 主要资源配置主要资源配置 5.2.1 主要机械设备投入 表 3 施工主要设备配置表 序号设备名称规格型号单位数量拟进场时间备注 序号设备名称规格型号单位数量拟进场时间备注 1旋挖钻机sr280c台8 2泥浆拌合机台8 3液压反铲cat320台3 4装载机zl50c台3 5汽车吊25t台6 6混凝土罐车6m3辆12 7自卸汽车20t辆3 8钢筋切断机台8 9钢筋弯曲机 台 8 10钢筋对焊机 台 8 11钢筋调直机 台 8 12交流电焊机 台 20 13全站仪leica ts30 台 2 14电子水准仪leica dna03 台 2 15柴油发电机400v 50kw 台 4 16电动空压机12m3 台 4 5.2.2 劳动力投入 表 4 劳动力投入计划表 序号工种数量拟进场时间备注 1主要管理人员6根据施工，陆续进场 2安全员12同上 3技术人员12同上 4质检员12同上 5测量人员6同上 6试验人员6同上 7机电工3同上 8修理工6同上 9旋挖钻机操