干作业成孔混凝土灌注桩施工

葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 1 一 一 适用范围适用范围 本方案适用于糯扎渡送广东直流输电工程普洱换流站建筑工程 B 标 混凝土灌注桩工程 二 二 编写依据编写依据 表表 2 12 1 编写依据编写依据 序号引用资料名称 1GB 5020 2002 建筑地基基础工程施工质量验收规范 2JGJ 79 2002 建筑地基处理技术规范 3JGJ 94 2008 建筑桩基技术规范 4DL T 52101 1 2005 电力建设施工质量验收及评定规程 第 1 部分 土建工程 5 Q CSG 10017 3 2007 110kV 500kV 送变电工程质量检验及评定标准 第 3 部分 变电 土建工程 6Q CSG 11105 2008 南方电网工程工程工艺控制规范 7工程设计图纸 施工组织设计 方案 等技术文件 三 三 作业流程作业流程 作业 工序 流程图见图 3 1 图图 3 13 1 作业 工序 流程图作业 工序 流程图 开始 桩位放样 桩机就位 桩基成孔 钢筋笼安装 导管安装 钢筋笼制作 完成 混凝土浇筑 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 2 四 四 工作前安全危险源辨析及控制措施工作前安全危险源辨析及控制措施 危险源辨识及控制措施见图 4 1 表表 4 14 1 工作前安全风险辨析及控制措施表工作前安全风险辨析及控制措施表 序号安全风险预控措施检查结果 1机械伤害 1 检查桩基机械性能符合安全使用要求 场地平整 设专人指挥 监护 定期检查钢丝绳 2 起落前 严格检查机械设备和底盘配重符合安全 使用要求 2触电 制定用电管理制度 使用三相五线制 实行三级用电 保护 使用标准电源箱 多机作业用电须分闸 严禁 一闸多机 3烫伤安标准配备劳动保护用品 4起重吊装 特殊作业人员持证上岗 选用符合安全标准的工器具 与机械 5孔洞坠落 桩基成孔后不能立即进行下道工序 应在孔洞口设置 安全防护栏 并悬挂安全标识 6交通意外 运输通道应足够宽 车辆由具有资格的专人驾驶 加 强现场监督 五 五 作业准备作业准备 5 15 1 人员配备 人员配备 表表 5 15 1 人员配备表人员配备表 工序名称建议工作人数负责人数监护人数 桩位放样及控制311 桩机就位及成孔631 钢筋笼加工3521 钢筋笼安装931 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 3 导管安放1531 混凝土浇筑2533 5 25 2 主要工器具及仪器仪表配置 主要工器具及仪器仪表配置 序号名称规格 标号单位数量备注 1旋挖钻机YTR220台2 2旋挖钻机YTR260台1 3混凝土搅拌楼JS750台2 4混凝土罐车10 方台4 5电焊机BX1 400台15 6钢筋弯曲机GW40台3 7装载机DA0Y926B台2 8起重吊车25T台4 9导管 300 3m节40 10钢丝绳 16m50m 六 六 地质情况介绍地质情况介绍 根据 岩土工程勘测报告 可知 站址区域地层结构为 上覆地层为第 四系 下伏地层为三叠系 第四系包括 局部分布于道路地带的第四系人工 堆积层 Qs 素填土 分布较普遍的第四系残坡积层 Qel sl 粘性土 含碎石 粘性土 碎块石 下伏基岩为三叠系上统橄榄坝组上段 T3g3 的泥岩夹灰岩 泥质灰岩 泥质砂岩 现将各岩土层从上至下分述如下 人工堆积层 Qs 0 层素填土 黄褐色 紫红色 稍密 主要分布于站址内道路地带 承载力特征值为 90kPa 可作为一般建构筑物的天然地基持力层及下卧层 残坡积层 Qel sl 层粘土 褐黄色 黄色 紫红色 稍湿 软塑 硬塑状态一般土质均 匀 偶见碎石角砾 碎石角砾成分为泥岩 泥质砂岩 泥质灰岩风化碎屑 表层由于含植物根茎 孔隙较大 结构疏松 各地段层厚差异较大 下伏基 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 4 岩为碳酸盐岩地带层厚 0 10m 下伏基岩为泥岩及碎屑岩地带层厚 0 30m 该层主要为粘土 局部地段为粉质粘土 按其状态分为 1 1 层 硬塑状态 1 2 层 可塑状态 及 1 3 层 软塑状态 三个亚层 1 1 承载力特征值为 190kPa 为良好天然地基持力层及下卧层 1 2 承载力特征值为 165kPa 可作为一般建构筑物的天然地基持力层及下卧层 1 3 承载力特征值为 100kPa 不能作为天然地基持力层 需换填处理 含碎石粘土 褐黄色 黄色 稍湿 可塑 硬塑状态 碎石成分以泥 岩 泥质砂岩 泥质灰岩风化碎屑为主 一般粒径 2 5cm 大者达 10cm 含 量 25 40 该层一般分布在地势相对低洼地段及强风化泥岩 泥质砂岩 泥 质灰岩的上部 层厚变化较大 该层主要为含碎石粘土 局部地段为含碎石 粉质粘土 按其状态分为 2 1 层 硬塑状态 及 2 2 层 可塑状态 两个亚层 2 1 承载力特征值为 200kPa 为良好天然地基持力层及下卧层 2 2 承载 力特征值为 175kPa 可作为一般建构筑物的天然地基持力层及下卧层 层碎块石 灰白色 深灰色 中密 主要分布于泥质灰岩表层 成分 以泥质灰岩为主 碎石粒径 1 8cm 块石主要分布于灰岩表层 成分以灰岩 为主 块径一般 30 80cm 局部大于 120cm 中间充填可塑状态的粘土 局 部地段出露 厚度不均 承载力特征值为 400kPa 为良好天然地基持力层及 下卧层 但不能作为桩基持力层 橄榄坝组层 T3g3 主要为黄色泥岩夹灰岩 泥质灰岩 泥质砂岩 以下按岩性不同分为 层泥岩 层泥质砂岩 层泥质灰岩和 层灰岩 层泥岩 颜色较杂 以褐黄色 紫红色 褐灰色 灰白色为主 泥质 结构 薄层 中厚层状 按风化程度不同分为 4 1 层强风化和 4 2 层中等 风化两个亚层 4 2 层中等风化极少见 站址区以 4 1 层强风化为主 4 1 层承载力特征值为 300kPa 4 2 层承载力特征值为 450kPa 为良好 天然地基持力层及下卧层 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 5 层泥质砂岩 颜色较杂 以褐黄色 褐灰色 灰白色为主 粉粒结构 薄层 中厚层状 局部地段为砂岩 按风化程度不同分为 5 1 层强风化和 5 2 层中等风化两个亚层 5 2 层中等风化极少见 站址区以 5 1 层强 风化为主 5 1 层承载力特征值为 350kPa 5 2 层承载力特征值为 500kPa 为良好天然地基持力层及下卧层 层泥质灰岩 黑色 深灰色 隐晶 细晶结构 薄层 中厚层状构造 按风化程度不同分为 6 1 层强风化和 6 2 层中等风化两个亚层 6 1 层 承载力特征值为 500kPa 6 2 层承载力特征值为 1000kPa 为良好天然地 基持力层及下卧层 层灰岩 青灰色 深灰色 隐晶结构 中厚层状构造 裂隙较发育 轻微发育 见宽度一般 8mm 的白色方解石结晶条纹 敲击声脆 较难敲碎 裂隙较发育 轻微发育 岩体较完整 中等风化 岩体中偶见溶蚀裂隙 基 岩面及溶蚀裂隙面上大多有凹坑状溶蚀现象 溶蚀裂隙中充填粘土或无充填 7 1 层为可塑状态粘土充填 7 2 层为软塑状态粘土充填 7 3 层为流 塑状态粘土充填 承载力特征值为 1500kPa 为良好天然地基持力层及下卧 层 层砂岩 青灰色 深灰色 粉粒结构 中厚层状构造 敲击声脆 较 难敲碎 裂隙较发育 轻微发育 岩体较完整 中等风化 七 七 作业方法作业方法 7 17 1 桩位放样 桩位放样 7 1 1 桩位放样采用从 整体到局部 的原则采用尼康 DTM 531E 全站 仪进行桩基位置的准确放样 并及时对放样的标高进行复核 7 1 2 在施工现场设置三个控制桩 控制桩的设置地点应在桩基施工 作业影响范围之外 7 1 3 对施工现场的控制点应经常检查 避免发生误差 根据控制桩 对轴线进行放线 然后再定出桩位 7 1 4 桩位控制桩采用木桩加小钉 入土深度不少于 20cm 并做好桩 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 6 位的保护 同时应对桩号做好标识 以防止混淆 7 1 5 桩基轴线放线应满足以下要求 双排及以上桩 偏移应小于 20mm 对单排桩 偏移应小于 10mm 桩位中心允许偏差为 100mm 7 27 2 桩机就位 桩机就位 7 2 1 桩机就位时 应对准桩位 保证垂直稳定 在施工中部发生倾 斜 移动 桩机就位时利用利用其行走装置完成 7 2 2 桩机作业时的地面应坚实 坡度小于 2 不宜直接置于不坚实 的填土上 可在桩机下垫 20mm 厚的钢板以免产生不均匀沉陷 避免造成成 孔竖向偏斜过大 垂直度不合格 甚至导致钻机倾倒事故发生 7 37 3 桩基成孔 桩基成孔 7 3 1 当采用旋挖钻机成孔时为干钻作业 无需泥浆护壁 冲击成孔 灌注桩需要泥浆护壁 第一根桩施工时要慢速运转 掌握地层对钻机的影响 情况 确定钻进参数 7 3 2 开始钻孔作业 钻进时应先慢后快 开始每次进尺为 40 50cm 确认地下是否不利地层 进尺 5 米后如钻进正常 可适当加大进尺 每次控 制在 70 90cm 7 3 3 钻孔过程中应时刻关注地质变化情况 达到持力层后 通知地 质工代对地质情况进行确认 然后按照设计要求 继续钻进以达到设计桩长 和持力层要求 7 3 4 钻到预定的深度后 必须在孔底处进行空转清土 然后停止转 动 提钻杆 不得曲转钻杆 孔底的虚土厚度超过质量标准时 要分析原因 采取措施进行处理 进钻过程中散落在地面上的土 必须随时清除运走 7 3 5 当达到设计桩长而不满足持力层要求时 应根据设计地质工代 要求 继续钻进 当设计桩长和持力层要求满足后方可停止钻进 并做好原 始记录 7 3 6 用测深绳 锤 或手提灯测量孔深及虚土厚度 虚土厚度等于 钻孔深的差值 虚土厚度一般不应超过 50mm 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 7 7 3 7 钻进遇有含石块较多的土层 或含水量较大的软塑粘土层时 必须防止钻杆晃动引起孔径扩大 致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土 7 3 8 成孔达到设计标高后 对孔深 孔径 孔壁垂直度 沉淀厚度 等进行检查 检测前准备好检测工具 测绳 检孔器等 7 3 9 清孔结束后 应在 30 分钟内灌注混凝土 若超过 30 分钟 灌 注混凝土钱应重新测定孔底沉渣厚度 若沉渣厚度超过要求 应重新清孔至 符合设计要求 7 3 10 孔底沉渣计算的起点位置 为孔底椎体 1 2 高度处起计 7 47 4 钢筋笼制作及安装 钢筋笼制作及安装 7 4 1 钢筋笼按设计图纸制作 纵向钢筋的接头采用对焊或双面搭接 焊接 双面搭接焊焊缝长不小于 5d 焊缝高度 8mm 桩纵向主筋的接头面 积在同一截面内的数量不得超过总数的 50 位置不在同侧接头应错开 35d d 为纵向钢筋直径 以上 横向钢筋采用螺旋箍筋和加劲箍筋 纵横钢 箍交接处均应焊牢 7 4 2 弯曲 变形钢筋要作调直处理 用控制工具标定主筋间距 以 便在孔口搭焊时保持钢筋笼垂直度 7 4 3 每节钢筋笼点焊 3 4 组钢筋护壁环 每组四只 以保证混凝土 保护层均匀 7 4 4 钢筋笼采用运输炮车运输 吊车安放 7 4 5 对钢筋笼加焊加强筋 防止在运输安装过程中钢筋笼变形 7 4 6 钢筋笼采用吊车安放 起吊钢筋笼时 吊钩处用滑轮和钢丝绳 连接钢扁担 勾挂钢筋笼 起吊用双吊点 第一吊点设在骨架的上部 使用 主钩起吊 第二吊点设在骨架的中点到三分点之间 起吊时 先起吊第一吊 点 将骨架稍提起 再与第二吊点同时起吊 待骨架离开地面后 第二吊点 停止起吊并松钢丝绳 直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊 解除第二 吊点钢丝绳 7 4 7 缓慢移动钢筋笼 将钢筋笼吊到孔位上方 对准孔位 扶稳 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 8 缓慢下放 依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重 眼观使钢筋笼中心和钻孔的 中心一致 7 4 8 以护筒顶面为基准面 量测钢筋笼 当钢筋笼到达设计位置时 焊吊筋固定 当钢筋笼需接长时 先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在 护筒部位 然后吊起第二节钢筋笼 对准位置用焊接或套筒连接 焊接时可 以使用多台电焊机同时焊接 7 4 9 钢筋笼固定 可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋 吊筋圈 内穿穿杠 将钢筋笼固定 7 4 10 钢筋笼安放完成后 在钢筋笼对称钢筋上帮十字线 连接单桩 护桩 拉十字线 用吊垂检查两十字交叉点是否重合 不符合要求时 应调 整穿杠上的钢筋笼吊筋 使之重合 7 4 11 钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为 主筋间距 10mm 螺旋筋间距 10mm 骨架外径 l0mm 骨架倾斜度 0 5 骨架保护层厚度 20mm 骨架中心平面位置 20mm 骨架顶端高程 20mm 骨架底面高程 50mm 7 57 5 安放导管安放导管 7 5 1 砼采用导管灌注 导管内径为 300mm 螺丝扣连接 7 5 2 导管使用前使用气泵进行水密承压试验 试压前将导管一头封 闭 从另一端将导管内注满水 用带有进气管的导管封闭端头将导管封闭 将气泵气管与导管进气管连接 加压至 0 6Mpa 压力不小于孔内水深 1 3 倍 的压力 也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的 1 3 倍 按 40 米水深压力进行试压 试压压力为 0 6Mpa 持压 2 分钟 观 察导管有无漏水现象 7 5 3 检查导管外观 导管内壁应圆滑 顺直 光洁和无局部凹凸 局部沾有灰浆处应清理干净 有局部凸凹的导管不予使用 7 5 4 根据护筒顶标高 孔底标高 考虑垫木高度 计算导管所需长 度对导管进行试拼 标准导管长度一般为 3m 2 5m 2m 1m 0 5m 符合 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 9 长度要求后 对导管进行编号 试拼时最上端导管用单节长度较短的导管 0 5m 最底节导管采用单节长度较长的导管 4 0m 7 5 5 导管采用吊车配合人工安装 导管安放时 眼观 人工配合扶 稳使位置居钢筋笼中心 然后稳步沉放 防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁 安 装时用吊车先将导管放至孔底 然后再将导管提起 40cm 使导管底距孔底 40cm 7 5 6 导管高度确定后 用枕木调整导管卡盘高度 用卡盘将导管卡 住 7 67 6 混凝土灌注 混凝土灌注 7 6 1 原材料及配合比 a 本工程采用的混凝土标号为 C35 配合比由现场试验室根据设计要求 和现场原材料 通过认真计算 试配 试验后提供 其小水泥用量不少于 320kg m3 最小水灰比 0 45 将配合比换算成每盘的配合比下达执行 配料 时严格按配合比称量 不得随意变更 b 水泥选用普通硅酸盐水泥 按设计要求进行复检 复检合格方可使用 水泥在运输及堆放过程中均设置防雨 防潮措施 不同品种 标号 生产厂 家的水泥分别堆放 严禁使用在同一根桩的混凝土中 c 碎石 或卵石 的粒径采用 5 40mm 选用级配合理 质地坚硬 颗粒 洁净的中粗砂 砂的模数控制在 2 3 3 0 之间 料场选择在干净处 严禁混 入泥土杂质 d 外加剂的选用符合规范要求并有质保书 确认合格后 方可使用 e 严格按配合比称量砂 石 外加剂 加料达到允许偏差范围之内 投 料时依次加入石 砂 水泥和外加剂 混凝土搅拌时间不小于 90s f 混凝土搅拌过程中及时测试坍落度和制作试块 每根桩一组三块 拌 好的混凝土用 8m3混凝土搅拌运输车运输 及时进行浇筑 7 6 2 混凝土浇筑 a 每车混凝土灌注前检测混凝土出场 入模的坍落度和出场 入模温 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 10 度 坍落度应在 180 220mm 之间 温度应在 5 度以上 b 混凝土由罐车运至现场后 采用吊车吊储料斗运进行灌注 为确保 灌注的顺利进行 砼灌注前要首先准确计算出首批砼方量 埋置深度 1 0m 和填充导管底部的需要 本工程桩基孔径为 800mm 首批混凝土 方量必须大于 1m c 首批混凝土灌注后 灌注砼由砼运输车溜槽直接对料斗放料进行灌 注 d 灌注中 每车混凝土灌注完成或预计拔导管前量测孔内砼面位置 以便及时调整导管埋深 导管埋深一般控制在 4 6m 之间 e 在灌注将近结束时 核对砼的灌入数量 以确定所测砼的灌注高度 是否正确 灌注完的桩顶标高应比设计标高高出 0 5m 高出部分在砼强度达 到 80 以上后凿除 凿除时防止损毁桩身 f 灌注完毕后 拔出护筒 八 八 成桩顺序成桩顺序 8 18 1 钻孔顺序 钻孔顺序 8 1 1 群桩基础施工时要避免互相干扰 在刚浇筑完毕混凝土旁边邻桩 成孔时 其安全距离应大于 4 倍的桩径或最小时间间隔不应少于 36 小时 在桩位较密且桩距较小的部位施工时因采用隔桩跳打的施工方法 避免在成 孔过程中因震动过大而影响先成桩的质量 8 1 2 逐排打桩时 打桩的推进方向应逐排改变 以免土朝一个方向挤 压 导致土壤挤压不均匀 如下图 a 大面积打桩时 可从中间先打 逐 渐向四周推进 如下图 b 若打桩面积较大 桩基密度较大宜选用分段打 设 以减少对桩的挤动 如下图 c 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 11 8 28 2 混凝土浇筑顺序 混凝土浇筑顺序 8 2 1 钻孔完成后为避免塌孔应尽快进行下一道施工工序 浇筑混凝土 时应连续进行 若相邻桩间距过小 施工时应在前桩施工完成后 36 小时后 开始 以避免因孔距过小而混凝土浇筑时底部压力过大从而造成邻桩塌孔或 混凝土串孔 九 九 质量控制措施质量控制措施 9 19 1 材料检验 材料检验 9 1 1 由物资科对每种进场材料进行统计 到场材料必须具有符合要求 的合格证书 如对到场的材料有所怀疑 可停止使用 直到复试合格方可用 于工程 否则勒令退场 9 1 2 对有要求进行复试的材料 必须送实验室进行检测 检测合格后 方可使用 9 29 2 成孔灌注 成孔灌注 9 2 1 在钻机就位前 对成孔的位置和标高进行复核 以确保桩位的 正确性 9 2 2 确保桩身垂直成孔 在钻架就位后检查机台平整和稳固情况 确保桩身成孔垂直度 当钻进深度达到 5m 左右时 用水平尺再次校核机架 水平度 不合要求时随时纠正 9 2 3 成孔之后对孔径 孔深和沉渣等检测指标进行复验 必须达到 设计和施工规范要求后方可进行下道工序施工 9 2 4 钻进过程中 配合使用冲抓锥处理孔中的大粒径卵石或块石 9 2 5 在成桩钻进中 如果发现地质条件变化 发现新的断层和风化 溶蚀深槽 则将情况及时报告工程师 并根据工程师的指令 负责进行彻底 处理 直至满足设计要求 9 39 3 钢筋笼制作 钢筋笼制作 9 3 1 钢筋笼的制作必须符合设计和施工规范要求 对钢筋笼的规格和 外形尺寸进行检查 控制偏差在允许范围之内 葛洲坝集团股份有限公司普洱换流站工程土建施工项目部 混凝土灌注桩施工方案 12 9 3 2 下笼时监督施工人员对钢筋笼的焊接过程 必须按规范的搭接长 度和标准焊缝进行操作 补足焊接部位箍筋 9 3 3 钢筋笼在运输吊放过程中严禁高起高落 以防弯曲 扭曲变形 下笼过程中如遇阻 则查明原因处理后继续下笼 严禁弯曲或变形的钢筋笼 下入孔内 9 3 4 筋笼入孔后 将吊筋固定 避免灌注混凝土时钢筋笼上拱 9 49 4 混凝土成桩 混凝土成桩 9 4 1 灌注开始后 应连续地进行 准备好导管拆卸机具 缩短拆除 导管的时间间隔 防止塌孔 9 4 2 开始灌注时 砼面高度将至钢筋笼底部时要放慢灌注速度 当 孔内混凝土顶面距钢筋笼底部 1m 时 混凝土灌注速度应控制在 0 2 m min 左右 并仔细量测砼表面高度 以防钢筋笼上浮 当混凝土拌和物上升到钢 筋笼底口 4m 以上时 提升 拆除导管 使混凝土灌注导管底口高于钢筋笼 底部 2m 以上 恢复 0 5m min 左右的正常灌注速度 9 4 3 钻孔灌注桩施工全过程中 现