旋挖钻施工方案.doc

郑州市京广路沙口路快速通道工程第八标段桩基础工程（旋挖钻）施工方案1、概述1.1 工艺原理旋挖钻成孔施工法，又称钻斗施工法。成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀锯，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻头装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺点是在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。1.2 工程概况郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程位于郑州市中心，是与郑州市火车站西出口紧密相连的南北向城市快速路。本标段主要从兴隆铺路口到北环为整体高架桥结构。桥梁承台桩的直径分别为1.3米，长度为25米至45米不等；1.5长度为35米至46米不等；1.8米长度为43米至66米不等。2、施工准备2.1技术准备2.1.1掌握场地的工程地质和水文地质资料；2.1.2读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。2.1.3了解场地及临近区内的危房等特殊建筑物分布情况基地下障碍物（旧基础、地下工程、管线等）的分布，利用机械配合人工在桩基位置挖探沟，探挖范围和深度满足施工要求。2.1.4准备施工用的各种报表、规范。2.2主要机具设备旋挖钻机、自卸汽车、吊车、挖掘机、混凝土导管、隔水栓等2.3作业条件2.3.1合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，低洼处用粘土回填，达到“三通一平”。2.3.2对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件。2.3.3引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测。2.3.4原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。2.3.5正式施工前试成孔，不少于两个，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。2.4 劳动力计划安排：配备技术员2人，负责质量管理（轮班作业，必须做到有人施工就有人做技术指导）；配备管理人员2人，全面负责现场施工管理工作（轮班作业，必须做到有人施工就有人管理）；技工4人，普工20人，共计24人。2.5 施工工期计划安排：施工班组务必抓住目前的黄金施工时段，本着优质、快速、高效的施工目标，按照项目部的总进度计划要求完成全部桩基施工。3、施工工艺流程和施工方法3.1施工工艺流程制作钢筋笼钻机就位开孔设置护筒旋挖钻进清孔 下放钢筋笼 安装导管二次清孔浇筑混凝土拔出导管拔出护筒3.2施工工艺要点3.2.1钻孔前施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。进一步确定是否有障碍物，必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。3.2.2钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。3.2.3设置护筒：根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面2030cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。3.2.4钻机就位：旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。3.2.5钻进：当钻机就位准确开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口58m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。3.2.6 清孔：钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣。然后开始清孔，用换浆清孔法，当泥浆比重达到规范要求时，再放钢筋笼。3.2.7钢筋笼制作应符合设计要求，钢筋笼存放场地应平整，钢筋笼应先进行隐蔽工程验收方能下放，下放时应保证钢筋笼顺直，严禁摆动碰撞孔壁，就位后焊制定位钢筋。3.2.8钢筋笼下放至设计深度后，立即下放混凝土输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。导管一般由直径为200-300mm的钢管制作，内壁表面应光滑并有足够的强度和刚度，管段的接头应密封良好和便于装拆。下放导管的数量应有计算确定，布置时应使各导管的浇筑面积相互覆盖，导管的有效作用半径一般为34m，导管第一节底管长度应不小于4m。3.2.9二次清孔：将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣。灌注混凝土前的孔底沉渣厚度应满足要求。3.2.10灌注混凝土成桩：混凝土为C25混凝土，采用商品混凝土。开始灌注混凝土时，为使隔水栓顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为3050cm，备足第一斗料，使导管一次埋入混凝土面下0.8m以上。混凝土必须连续灌注至设计标高，灌注过程中导管埋深宜为2-6m，严禁导管提出混凝土面，应设专人利用测绳测量导管埋深及管内外混凝土液面高差。3.2.11在各桥位附近各设置一个四根桩泥浆容量的泥浆池（泥浆比重应根据地质情况，符合规范标准要求），用于泥浆循环，并及时组织泥浆车进行外运。4、质量标准4.1钢筋笼质量检验标准4.1.1主控项目1) 主筋间距允许偏差10mm 检查数量：全部检查 检查方法：用钢尺量。2) 长度允许偏差100mm 检查数量：全部检查 检查方法：用钢尺量。4.1.2一般项目1) 钢筋材质应满足设计要求 检查数量：根据规定 检查方法：根据规定。2) 箍筋间距允许偏差20mm 检查数量：全部检查 检查方法：用钢尺量。3) 直径允许偏差10mm 检查数量：全部检查 检查方法：用钢尺量。4.2混凝土灌注桩质量检验标准4.2.1主控项目1) 桩位偏差满足下表规定桩径（mm）桩位允许偏差（mm）1-3根、单排桩基垂至于中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中心桩D 100+0.01H150+0.01H检查数量：全部检查 检查方法：基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心。2) 孔深允许偏差+300mm 检查数量：全部检查检查方法：只深不浅，用重锤测或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度4.2.2一般项目：1) 垂直度允许偏差1 检查数量：全部检查检查方法：测套管或钻杆，或用超声波探测。2) 桩径允许偏差50mm 检查数量：全部检查 检查方法：井径仪或超声波检测。3) 沉渣厚度：端承桩50mm，摩擦桩150mm，摩擦端承、端承摩擦桩100mm检查数量：全部检查 检查方法：用沉渣仪或重锤测量4) 混凝土塌落度180220mm 检查数量：全部检查 检查方法：用塌落度仪5) 钢筋笼安装深度允许偏差100mm检查数量：全部检查 检查方法：用钢尺量6) 混凝土充盈系数1检查数量：全部检查 检查方法：检查每根桩的实际灌注量5、质量控制措施5.1护筒埋设：护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂直度要保证。为防止跑浆，护筒周围土要夯实，最好粘土封口。在上层土质较差时，将护筒加长至46m，提高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。 5.2孔底沉淤控制：旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前二钻斗的旋挖量。5.3复测孔深及稳定液比重：为保证灌注桩质量，浇筑混凝土前，一要检查孔底泥浆的比重是否小于1.15 ，否则采取换浆处理；二要检查孔的深度，判断有否孔壁坍塌现象，若有用旋钻机清孔，达到设计深度后方可安装导管。 5.4对导管的要求：导管在使用前必须作密封性检查，接头严密，不漏水、不漏浆。导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好，确保首批浇筑混凝土的埋管深度。 5.5浇筑混凝土的要求：混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的塌落度。由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，则实际桩顶标高应比设计标高高0. 5m1.0m ，最后机械破桩头处理。六、钻孔事故的预防及处理措施6.1、坍孔坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。 处理方法：施工中应严格按要求操作，以防为主，一旦发生坍孔，找出坍孔原因，采取相应措施。6.2、钻孔偏斜 钻孔偏斜事故预防和处理方法： （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在一条竖直线上，并经常检查校正。 （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笼头，使其沿导向架钻进。 （3）钻杆、接头逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。 （4）在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。 （5）用测孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，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，待沉积密实后再继续钻进。6.3、落物掉钻 预防措施： （1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具，可用打捞工具打捞，然后在护筒口加盖。 （2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。 （3）为便于打捞落入孔内的钻头，可在钻头上预先焊上打捞环，或在钻头上围捆几圈钢丝绳等。 处理方法：掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻头。6.4、糊钻在软塑粘土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，出浆口堵塞而造成糊钻。预防处理办法：首先应对钻杆内径大小进行计算决定。还应控制进尺，加强泥浆循环。若已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻头残渣。6.5、扩孔和缩孔 扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加，若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔原因有二种：一种是钻头焊补不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较设计孔径稍小的孔。另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。6.6、钻杆折断折断原因： （1）用地质或水文地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。 （2）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断。 （3）钻杆使用过久，连接处有操作或接头磨损过甚。 （4）地层坚硬，进尺太快，超负荷引起。 预防和处理： （1）选择钻杆直径和管壁厚度尺寸时，按规范要求进行计算决定。 （2）不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防止反转松脱的固锁设施。 （3）应控制进尺，遇有坚硬、复杂地层要仔细操作。 （4）经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏要及时更换。 （5）如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。6.7、钻孔漏浆 在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过高使孔壁渗浆。 为防止漏浆，可加稠泥浆慢速转动，在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。7. 其它注意事项7.1成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和坍孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进，经采取措施后，方能继续施工。7.2钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进，也可换用短螺旋钻进，然后再下钻斗捞渣，钻进速度，应根据土层情况、孔径、孔深、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定，在砂砾、砂卵、卵石地层中钻进时，为保护孔壁稳定，可事先向孔内投入适量粘土球，下入孔内的钻头，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。7.3控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。8、安全环保措施8.1 建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生产制度和规程。8.2 强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必须戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。8.3 施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全