钻孔桩施工方案.doc

青岛地铁2号线一期工程六工区钻孔桩施工方案编制： 审核： 审批： 中国铁建二十二局集团青岛地铁2号线工程土建标6工区项目部2012年11月6日目 录一、编制说明3二、工程概况3三、施工方案4四、施工质量保证措施11五、安全文明施工保证措施及环境保护13一、编制说明1、编制依据施工投标文件及施工设计图地铁设计规程（gb 501572003）建筑桩基技术规范（gb j9494）建筑地基基础设计规范（gb500072002）地下铁道工程施工及验收规范（gb 502991999）2、编制原则2.1确保施工方案经济、合理。坚持技术优先、科学合理性，经济实用性与实事求是相结合。2.2以确保质量目标为原则，安排专业化施工队伍，配备配套的机具设备，采用先进的施工方法。二、工程概况1、设计概况啤酒城站位于香港东路与海尔交口、沿香港东路路南布置，为地下双层岛式车站。车站主体采用地下双柱两层框架结构，站台宽12m，标准段宽20.7m，车站主体外包总长224.1m。有效站台中心里程yck39+104.789，车站设计起点里程为yck39+019.949，车站设计终点里程为yck39+244.049。啤酒城站共设4个直通地面的出入口、一个紧急疏散出入口及2组风亭，出入口均设置在道路红线以内的绿化带内；1号风亭设于车站西南侧与规划嘉佳广场地下空间结合设计，风亭口部与地面建筑合建， 2号风亭设于车站东南侧绿化带内，均为敞口低风亭。车站主体基坑安全等级为一级。主体围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑+旋喷桩止水帷幕。为了保证止水效果，围护桩桩间采取旋喷桩止水，旋喷桩插入不透水层2m，旋喷桩采用三管旋喷。本站主体及附属结构全部采用全包柔性防水层加结构自防水的防水原则进行设计。2、工程环境与地质车站站位西侧规划建设大型商务中心；南侧为规划中心广场，广场的南端与石老人海水浴场连接；西南侧为规划的嘉佳广场；站位东南侧为现状的多层商业建筑，主要为银河不夜城；站位的东北侧为啤酒城。站址范围内地貌为海蚀堆积坳谷。地形较平坦，沿线建筑多为多层建筑及少量高层建筑，第四系主要由全新统人工填土，海相沼泽化层含有机质砂土、含有机质粉质黏土，全新统洪冲积层砂土、粉质黏土，上更新统洪冲积层粉质黏土、砂土组成。下伏基岩燕山晚期粗粒花岗岩，部分地段穿插有煌斑岩、细粒花岗岩等脉岩，受王哥庄断裂带影响，构造破碎带、糜棱岩等较发育。三、施工方案钻孔桩施工将根据现场实际地质情况采用不同的成孔方法，本站当地质情况为地面13米以下为岩层，宜采用冲击钻机钻孔；汽车吊机安装钢筋笼和导管，混凝土由混凝土搅拌站集中拌制供应，混凝土搅拌车运输灌注水下混凝土。选用8jd冲击钻机3台套冲击成孔；另配备gps-20ha型钻机1台套，采用泵吸反循环回转钻进成孔。1、施工工艺流程流程图见 “图3.1钻孔桩施工工艺流程图(冲击钻)”。成桩质量检验下道工序施工准备平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻 进清 孔检查成孔质量下钢筋笼下导管孔内注泥浆泥浆沉淀池泥浆备料泥浆池拼装导管检查安装导管检查沉渣厚度水下砼灌注拔除护筒砼制备输送检查砼质量及砼面标高制作检查试件图3.1 钻孔桩施工工艺流程图（冲击钻）2、施工方法2.1场地准备护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，防止钻孔过程中由于孔内压力小于孔外压力而导致坍孔。2.2安装钻机冲击钻机：钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心。钻机定位后，底座必须平整，稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移，保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。陆地桩基的施工场地均为旱地，施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地整平，清除杂物，更换软土。场地表面压实平整后横向铺设枕木，然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、吊机站位及混凝土搅拌车运输等协调工作的要求。2.3埋设护筒护筒用10mm的钢板制作，长200cm，护筒顶要高出地面不小于30 cm，护筒内径大于钻孔直径20 cm，护筒顶面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。2.4泥浆的制备及循环净化根据现场实际情况，拟采用优质泥浆。各项指标如下：相对密度：1.031.1、粘度(s)：1822、含砂率()：2、ph值：810、胶体率()：98、失水率(ml/30min)：1420。根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于钻碴沉淀。采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土和膨润土，必要时再掺入适量cmc羧基纤维素或na2co3纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、离析极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池，人工用网筛将石碴捞出。然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成连续循环。钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或向水塘、河流排放，以避免污染环境。2.5钻孔施工冲击钻机钻孔开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。在开孔阶段45m，为使钻渣挤入孔壁，减少掏渣次数，正常钻进后应及时掏渣，确保有效冲击孔底。在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进速度。冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔；在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，采用中冲程；在易坍塌或流砂地段用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土 、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故；如岩层强度不均，易发生偏孔，亦可采用上述方法回填重钻；必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1:1 投入粘土和小片石(粒径不大于15cm)，用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用0.5m 的小冲程，防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm，在密实坚硬土层每次可松绳35cm，应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。为正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上做好长度标志。钻孔施工中，一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm，松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时，应进行取渣。或每进尺0.5m1.0m时取渣一次，每次取45筒，或取至泥浆内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时，均要检查并保存土层渣样，记录土层变化情况，遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）至少0.5m，并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。2.6成孔检查钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。a.孔径检测孔径检测是在桩孔成孔后，下放钢筋笼前进行的，是根据桩径制做笼式检孔器入孔检测，其外径等于钢筋笼直径加100 毫米，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径的34 倍（旋转钻成孔）或46倍（冲击钻成孔）。检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径符合要求。b.孔深和孔底沉渣检测孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径13cm15cm，高2022cm，质量4kg6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。c.成孔竖直度检测旋转钻采用钻杆测斜法，冲击钻采用井径检测仪。2.7第一次清孔清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合规范和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。a.抽浆法清孔：采用反循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。b.使用冲击钻钻孔时，除用抽渣筒清孔外，也可采用换浆法清孔，直至孔内泥浆指标满足要求。c.清孔应达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s。同时保证水下混凝土灌注前孔底沉渣厚度：柱桩5cm、摩擦桩20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。2.8钢筋笼加工及吊放a.钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内分节制作。采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。钢筋笼保护层的设置采用绑扎混凝土预制块，混凝土预制块为15cm20cm8cm，靠孔壁的一面制成弧面，靠骨架的一面制成平面，并有十字槽。纵向为直槽，横向为曲槽，其曲率与箍筋的曲率相同，槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度。在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的u型12号铁丝。垫块在钢筋笼上的布置以钻孔土层变化而定，在松软土层内垫块应布置较密。一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。b.钢筋笼的存放、运输与现场吊装钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。钢筋笼的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等；采用人工抬运时，应多设抬棍，并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入，各抬棍受力尽量均匀。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。钢筋笼直径大于1200mm，长度大于6m时，应采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇障碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；钢筋笼接长采用同轴心搭接单面焊，每节接长保证顺直度满足要求，接头牢固可靠，同一断面接头数量不超过总根数的二分之一。钢筋笼接好后严格检查接头质量，并边下沉边割掉笼内十字撑。钢筋笼最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在4h内浇注混凝土，防止坍孔。2.9第二次清孔由于安放钢筋笼及导管时间较长，孔底产生新的沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法二次清孔，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摆动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度达到要求后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。2.10灌注水下混凝土a.采用垂直导管法进行水下混凝土的灌注。导管用内径300mm的钢管，每节长2.02.5m,配1节0.5m、1节1.0m的短导管，由管端粗丝扣连接，接头处用双密封防水。导管使用前，应进行接长进行拉力和水密试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上。混凝土灌注过程中用钻架吊放拆卸导管。b.水下混凝土施工采用混凝土搅拌车运输、到达孔位后直接放入导管顶部的漏斗内。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在1822cm之间，并有良好的和易性。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝前内时间完成。c.水下灌注时的首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并保证导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要时可采用储料斗。d.水封混凝土剪球后，应连续进行。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度一般控制在26m以内，不得中途停止，否则，及时分析原因处理。e.灌注水下混凝土时，及时检测所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高。f.在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。g.施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管接头卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。h.成桩检测对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合铁路工程基桩无损检测规程(tb10218)的规定。3、冲击钻钻孔注意事项 钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。 冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。 钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终保证在2m左右，有效地防止了孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。 钻进过程中，每进5-8尺检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在钻至中层易液化砂层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。 冲击钻应用小径钻钻到深度后，用大径钻扩孔，钻管内的泥渣和泥浆经常倒出，在钻孔排渣，提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内水头和要求的泥浆指标。四、施工质量保证措施4.1、原材料质量保证采购的所有材料必须符合相关技术规范、标准的要求，并有出厂合格证的质量试验单，所有合格证和质保书应具有可追溯性。采购的材料在使用前应按甲方的要求进行检验或 试验。不合格的不得使用。采购的材料与相关规范、标准不符时，将其运出施工场地，并重新采购符合要求的产品。1、钢材（1）钢筋的规格、型号和质量必须符合设计要求和施工规范要求。钢筋进场时应随同质量证明书(质保书)。（2）钢筋进场后应有专人负责，按此以及按直径进行验收，查对质保书和标牌，并进行抽样试验。2、混凝土首先必须审核商品砼配合比，水下砼灌注时，虽然使用商品砼，但对商品砼的质量要求不能放松，不仅对来料的坍落度、配合比进行检查，而且对商品砼所用的原材料必须有复试报告及级配单。4.2、钻孔灌注桩质量控制措施1、测量放样 根据供测量资料，对坐标控制点、水准点进行检查复核。2、桩位定位根据复核过的控制，测设位轴线进行桩位放样，样桩尺寸应符合设计施工图纸尺寸要求，允许偏差控制在50mm以内。3、机械定位根据已测放好的样钻机就位，钻头应对准桩位中心，允许偏差控制在50mm以内，钻杆垂直控制在0.3%以内。4、钻孔成孔设备就位后，必须平整、稳固、确保在施工中不发生倾斜移位。钻进时操作人员尽可能减少晃动，防止扩孔。钻进过程中，如发生倾斜，塌孔时，应停钻，查明原因采用相应措施后，再钻。5、清渣按不沉渣的标准控制，力求尽量减少沉渣厚度，必须控制沉渣厚度不超过50mm。4.3、钢筋笼的制作、安装质量保证措施1、钢筋质量按国际gb1499-98规定进行检验，进场钢筋必须具备出厂质量保证书，进场后及时进行钢筋复试，经检验合格后方可使用。2、钢筋笼的制作允许偏差主筋间距10mm 钢筋笼直径10mm箍筋间距20mm 钢筋笼长度100mm3、主筋接头错开间距55d1）保证55d范围内的接头数目不多于主筋总根数的50%。2）钢筋笼经中间验收合格后方可安装，钢筋笼安放、定位应垂直、居中，进行隐蔽工程验收，并签字。4.4、砼灌注质量控制措施1、水下砼拌制必须严格按配合比进行配料，拌制的砼应具备良好的和易性。坍落度控制在1621cm。2、水下砼必须连续灌注，不得中断。每根桩的浇注时间一般不宜超过4小时。3、灌注水砼应有专人负责测量导管埋深及管内砼面的高差，地拆卸管导管，保持导管埋入砼内26m，严禁导管拔出砼面进行灌注，并做好记录。4、灌注验收砼灌注至设计标高（加超灌长度）后，专人负责验收是否灌到位，并进行砼数量统计。5、砼试块取样、制作、养护每5根桩做1组试块，砼试块制作时，应由监理代表见证。6、成品桩保护（1）成品桩一周内严禁大型载重车辆在距成品桩5m范围内行驶，相邻桩施工时必须满足桩中心距离2.5d或在成桩24小时后。（2）在土方开挖过程中，严禁挖掘机碰撞桩体，距桩周桩顶3050cm范围内土体必须采用人工开挖。五、安全文明施工保证措施及环境保护5.1、安全管理措施安全生产需要制订必须的安全保证措施，但是要实现安全生产，还必须有人去执行和维护这些措施，这就需要有施工人员的自觉性和管理人员的监督。所以制订必要的安全管理制度和落实必须的安全技术措施，对于维护安全生产是必不可少的。1、安全责任制度根据谁负责生产谁就负责安全的原则，针对工程特点和工地的实际情况，确定本工地的项目经理为第一安全责任人，并对施工安全总负责。生产副经理对安全生产负直接领导责任，具体组织实施各项安全生产措施和安全制度。项目总工负责安全技术措施的编制、安全技术交底和安全技术教育。施工员对负责分管施工范围内的安全生产负责。贯彻落实各项技术措施。工地应设专职安全管理员，负责安全管理和监督检查。这种职责使整个工地形成职责分明的安全工作网络。在此基础上，工地应健全落实安全组织体系。2、安全教育制度进入工地后，对进入工地的全体工作人员进行安全教育，定期进行安全意识教育、新工人上岗教育，和各种结合培训工作的安全操作规程教育。根据工种分配不同，对施工班组进行安全技术交底，施工人员上下班要进行交接岗安全交底。3、安全设施验收挂牌制度安全设施是按照施工组织设计根据施工需要