河南公路桥1.8m桩径钻孔灌注桩施工方案(大桩径,水下砼灌注).doc

郑州市*快速通道工程（第6标段）1.8米大直径灌注桩施工专项方案 编制人：审核人：审批人：河南*建设集团有限公司 年 月 日1.8米大直径灌注桩施工专项方案1、工程概况1.1施工范围本工程位于郑州市沙口路北段，公里桩号k11+968k12+404第6标段钻孔灌注桩部分。设计灌注桩78根，其中1800mm60根，桩长52-70米。1.2施工控制重点、难点1.2.1成孔难度大：该桩基直径较大、摩阻力大，对桩机的选型要求较严，需选用有足够扭矩的桩机。1.2.2施工场地狭小，而且施工时间有限，使施工现场组织困难。1.2.3大直径深灌注桩的水下砼灌注是成桩质量的关键工序，在浇筑水下砼前，应再次检测孔底沉渣情况，不符合设计要求的必须利用灌注导管作二次清孔。1.2.4因桩径较大，砼初灌量控制为控制关键，必须经过计算并严格按照方案执行。2、编制依据1）、依据设计提供的施工图纸，工程水文地质等资料；2）、公路桥涵施工技术规范；3）、公路工程质量检验评定标准；4）、国家现行法律法规及强制性标准；5）、城市桥梁工程施工与质量验收规范；6）、钢筋焊接及验收规程。3、施工部署3.1桩基队伍的选择在桩基施工队伍进场前对其资质、人员进行审核。3.2桩基施工机械的选型 因该工程桩基直径较大（直径1.8米），桩深较深（最大70米深）。需选择有足够动力、扭矩的桩机。3.3人员及机械设备配备3.3.1机械设备配备设备名称型号数量功率(kw)产地备注旋挖钻机zr2202252三力成孔泥浆泵3pn422山东送浆搅拌桶215自制搅浆高杆泵2回浆钢筋切割机3017.5太原制钢筋笼对焊机2150挖掘机602埋设护筒电焊机bx3-500820上海汽车吊nk200be220t徐工钢筋笼安装装载机30g1128柳州辅助回旋钻180型1邯郸辅助3.3.2人员配备项目部人员组织岗位姓名职称项目经理彭建新工程师项目副经理 朱永顺工程师技术负责人郑建峰高级工程师质检员朱晓智工程师资料员徐婧工程师测量员李春光工程师安全员赵天鸣助 工材料员贾素玲助 工施工人员组织施工班组岗位人数施工班组岗位人数钻机组机长4机械班班长（兼）2辅助工8吊车司机2灌注班班长2挖掘机司机2装载机司机2灌注工6钢筋班班长1泥浆班班长2焊工8套丝工2钢筋工8搅浆工4修理工2砼搅拌站（商砼）/杂 工3炊事班炊 事 员1电 工24、施工工艺4.1桩基施工工艺流程图：4.2施工前准备4.2.1钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。4.2.2根据设置的三角网及桩位坐标图，用全站仪放出每个桩孔的中心位置，然后用钢尺复核各桩孔之间的平面距离。定出桩位的中心位置，并用在周围做上护桩，并报监理工程师检验，经监理工程师检验桩位符合精度要求后可进行护筒的埋设。4.2.3准备好足够的混凝土原料，拌和、运输设备，以及材料堆放场地。4.2.4泥浆制备：按照两个墩位布设制浆池及沉淀池，并用循环胶管连接，泥浆选用优质钠基膨润土制成。入孔泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定：粘 度：一般地层1622，松散易坍底层1928s。含砂率：新制泥浆不大于6%。为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量应经试验决定。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，每个台班不少于一次。4.2.5根据孔深，备足混凝土导管，事先预拼并做试压试验，按自下而上顺序编号并标示尺度。4.2.6钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒采用68厚钢板制作，应考虑钢护筒不变形和起吊方便的加强设备，钢护筒长度1.5米3.0米，护筒直径比桩径大0.2米。4.2.7护筒埋置应符合下列规定：1）护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。2）护筒埋置深度：砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。3）护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。4）可利用旋挖钻机钻头压力，直接将护筒埋入设计深度。也可采用人工开挖，用吊车吊运护筒就位后回填的方法埋设护筒。 4.3、钻进工艺4.3.1护筒顶面、原地面标高已测定，钻机的性能状态检查良好的基础上，钻机才能就位。钻机就位前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。4.3.2钻机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。用测量仪器将护桩点引到孔口的护筒壁外，形成十字交叉来进行钻机的定位，钻头中心位置的偏差不大于2cm。4.3.3开孔时，要保证钻头对准桩位，预防孔斜和桩位偏差，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。起初，钻机要轻压慢转渐渐进入，待钻头全部进入地层后方可加速钻进。开孔及整个钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位1.52.0m，高于护筒底脚0.5m以上并低于护筒顶0.20.3m，以保持足够的泥浆压力以维护孔壁稳定，不致泥浆外溢，同时保证文明施工，在钻进过程中取渣和停钻后，应及时向孔内补充水或泥浆，保持孔内水位高度、泥浆比重及黏度。4.3.4套管跟随钻进时，套管底口应与钻头旋挖深度相适应，确保不超挖。4.3.5因钻头在孔内提升过程中泥浆在孔壁和钻头之间流动，若升降速度过大，则泥浆流动将加大对孔壁的冲刷，容易造成孔壁坍塌，因此需要控制钻头的提升速度。同时钻孔过程中还要考虑地质情况，当由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；到砂层后，钻机操作要轻提，轻放，不要强行加压，并适当增加泥浆比重和粘度。 4.3.6旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，同时在钻杆的两个侧面均设有垂直度仪，在钻进过程中有专人观察两个垂直度仪，随时指挥机手调整钻杆垂直度。通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。4.3.7钻孔过程中，按试施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况，记录必须认真、及时、准确、清晰。施工过程对钻头磨损超标的要及时更换，以确保钻孔孔径。4.3.8钻孔作业应连续进行，因故停钻时，应将钻头提离孔底5m以上，最好提出孔外以防埋钻，孔口应加护盖。4.3.9钻孔过程中当地质发生变化时要及时捞取渣样，检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对，分析地质吻合情况，以便控制钻进速度和泥浆的指标，密切观察有无异常情况，有异常情况应立即停钻，分析原因，及时处理。4.3.10成孔达到设计深度时，技术人员及时对孔位、孔径、孔深、孔形及竖直度进行检验，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准，垂直度用验孔器检测为准，并及时报监理工程师验收，合格后方可进行下道工序。表4-1 成孔检验项目序号项目允许偏差1孔径不小于设计孔深2孔深不小于设计孔深3孔位中心偏心100mm4倾斜度1%孔深5桩底沉渣厚度150mm4.3.11为减少旋挖钻孔对相邻桩孔孔壁和已浇筑混凝土的扰动影响，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5mpa后方可开钻或采取间隔钻孔的方式进行作业。4.3.12当钻孔深度达到设计要求时，立即用检孔器对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后，报监理工程师检验，待认可后，立即进行清孔。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在清孔前进行吊放。4.4、清孔4.4.1钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、孔型、竖直度等进行检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底沉淀物尽量装入旋挖斗内，提钻甩渣，清孔必须彻底,避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。4.4.2清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17-20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：不大于15cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4.4.3清孔是钻孔灌注桩保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的各项质量指标、孔底沉渣厚度、泥浆指标和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。若沉淀时间较长，则应在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后用水泵施行二次清孔作业。二次清孔方法：在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉碴，过程中要测量泥浆的各项指标，同时用测锤测量沉淀厚度，确保沉渣厚度不大于20cm，完成后立即进行砼浇筑。5、钻孔桩作业施工操作规则5.1钻机及相关器械应符合设计要求，用前要专人检查，使用中要定部位、定工序、定人员各负其责，加强维修保养，用后专人检修保管。5.2钻孔应一次成孔，不得中途停顿，因故停钻时，孔口应加护盖，以防掉人、落物。钻进时，起落钻头速度要均匀，孔内出渣应及时清理。5.3钻孔作业过程中，应观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理。5.4钻机组装按起吊作业操作要求进行，分工明确，各负其责，通过专人检查，并试开钻，确认状态良好，方可使用。5.5及时检修，保证机械正常作业，一切准备就绪后，开始钻孔应仔细观察和调整钻机速度，防止卡钻后扭断钻杆。5.6钻孔过程中，应对孔位、孔径、孔深、孔形等进行检查，随时校正。5.7要规划施工便道，行车要有序，夜间施工要有良好的照明设施，要保证电缆及水管线路安全。6、常见问题及处理6.1、坍孔6.1.1坍孔原因(1)泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。(2)由于出渣后未及时补充泥浆,或孔内出现承压水，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。(3)护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。(4)在松软砂层中钻进进尺太快。(5)提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。(6)水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。(7)清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。(8)清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间这长。(9)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。6.1.2坍孔的预防和处理(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。(2)汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头措施保证水头相对稳定。(3)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。(4)如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混和物到坍孔处以上12m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。(5)清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。供浆管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。(6)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。6.2、钻孔偏斜6.2.1偏斜原因(1)扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。(2)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。(3)钻杆弯曲，接头不正。6.2.2预防和处理(1)安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查较正。(2)由于主动钻杆较长。转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。(3)钻杆接头应逐个检查，及时调整，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。(4)用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实再继续钻进。6.3、混凝土堵管6.3.1原因在混凝土灌注时，由于导管底口距孔底的距离保持不够，因安装钢筋及导管时间过长，导致孔内钻渣淤积加厚，导管底端被泥沙等物堵塞。(2) 在混凝土灌注过程中，混凝土离析使粗集料过于集中而卡塞导管。6.3.2处理办法(1)用吊车将料斗连同导管一起吊起，待混凝土灌注畅通后再把导管放置回原位。为避免此类事故发生，当孔内沉淀较厚时，灌注前必须进行二次清孔。把导管吊起，快速向井架冲击，应注意的是切不可把导管提出混凝土面以外，应保证导管埋深2m的要求。为避免此类事故发生，应严格要求做到：导管要牢固不漏水；混凝土和易性要好；混凝土灌注必须要在初凝前完成。6.4、断桩水下混凝土灌注过程中，导管的埋置深度过小（小于2m）时，在超压力和冲击力作用下，新灌注的混凝土可能冲破首批混凝土，冒到其上面，将泥浆沉淀物裹入桩中，形成夹层断桩。也有可能是导管安装过程中密封圈不严密或老化漏水，造成断桩。灌注后期，首批混凝土表面的泥浆沉淀增厚，有时还夹有少量坍土，若导管埋深太小，特别是在探测混凝土表面高度不精确时，容易造成导管提漏，进水，造成夹层断桩。埋置深度过大时（大于6m），易发生埋管拔不出来的事故，而造成断桩。预防和处理：(1)浇筑设备和浇筑能力要满足混凝土连续施工要求。在灌注混凝土前，应对导管进行水泌检查；(2)严格按设定的混凝土配合比、坍落度及使用外加剂（缓凝剂）的要求施工；(3) 控制灌注速度，应在混凝土初凝前灌注完毕；(4) 发生“堵导管”现象时严禁将导管拔离混凝土面浇筑，以免混凝土夹层；(5)仔细测量导管在混凝土内埋深，防止导管少拔过拔。(6)发生断桩情况时，及时采用小钻头反循环方法打碎已灌注的混凝土，再进行清孔。6.5、钢筋笼上浮在混凝土灌注过程中，混凝土灌注速度过快，钢筋骨架受到混凝土从漏斗向下灌注时的势能产生冲击力，混凝土从导管流出来向上升起，其向下冲击力转变为向上顶托力，使钢筋笼上浮，顶托力大小与混凝土灌注时的位置、速度、流动性、导管底口高程、首批的混凝土表面高程和钢筋骨架高程有关。预防措施：(1)钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。(2)适当放慢混凝土灌注速度，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。(3)导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-6m，不宜大于6m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。7、质量保证措施7.1保证质量的主要措施建立以项目总工负责的质量管理体系和以技术负责人负责的质量保证体系，强化责任制，完善技术及质量管理，确保工程质量，创优良工程。7.1.1项目部设专职质检人员。施工过程中严格实行三级质检制度，技术负责人全面管理质量，质检人员全过程跟踪检查，施工机组自检、互检并随时接受项目经理部和监理的监督检查。每道工序都必须经过检查后方可进行下道工序施工。7.1.2严格工艺流程，认真执行施工技术规范、技术标准及有关技术操作规程，开工前进行详细的技术交底和培训，做到操作有工艺，施工有图纸。7.1.3积极开展全面质量管理，认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，施工中积极开发qc小组活动，qc小组全面负责质量标准的制定，并且贯彻监督经常化、抽样具体化、质量意识教育经常化、信息反馈及时化、各方联系经常化的原则，对工程质量实施预控，执行以防为主的原则，建立质量保证体系，设立质量控制点，对关键工程的关键部位实行重要控制和监督。7.2质量保证体系质量保证体系图项目经理现场负责人技术负责人综合部材料部技术、资料部工程部桩基施工队负责人及各班组长7.3加强设备管理在施工过程中，为避免出现机械设备及孔内事故，每机台班组设立专职机械设备管理员，强化岗位责任制，精心检查和保养机械设备各部件的正常运转，并做好机械设备易损件的配件及打捞工具的准备，如发现故障及时进行处理，维修和更换。7.4加强技术资料管理各机组及质检员必须真实、齐全的填写有关施工记录和施工日志、决不允许掩盖施工中出现的问题。质检员应及时收集、填写和整理关于灌注桩施工的如下主要技术资料。8、安全保证措施8.1安全生产8.1.1建立以项目经理部负责的安全管理体系，成立安全生产领导小组，设立专职安全员，强化岗位责任制，制定工地安全管理操作制度，加强监督检查，确保工地施工安全。8.1.2坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，实行安全生产目标管理。8.1.3加强安全意识教育，自觉遵守劳动纪律，严格执行安全生产规章制度，狠抓班组安全生产管理，现场安全生产管理和安全生产技术交底等工作。8.1.4各机