钻孔灌注桩施工技术方案(冲击钻)

沈丹客专沈丹客专 TJ 3TJ 3 标三工区标三工区 钻钻 孔孔 灌灌 注注 桩桩 施施 工工 组组 织织 设设 计计 江苏地基工程有限公司 2010 年 6 月 13 日 钻孔灌注桩施工 冲击钻 钻孔灌注桩施工 冲击钻 一 编制依据 一 编制依据 1 新建沈阳至丹东铁路客运专线 SDTJ 3 标段设计文件 2 现场踏勘调查所获得的工程地质 水文地质 当地资源 交通状况及施工环境等 调查资料 3 本单位所拥有的技术装备力量 机械设备状况 管理水平 工法及科技成果和多 年积累的工程施工经验 4 国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规 5 招标文件中所要求的相关技术标准 规范 规程 见客运专线铁路标准规范客运专线铁路标准规范 客运客运专线铁专线铁路路标标准准规规范范 序序 号号 标标 准准 名名 称称标标准号准号施行日期施行日期发发布文号布文号 设计标准 1 新建时速 200 250 公里客运专线线路 设计暂行规定 上 下册 2007 3 15 铁建设 2007 47 号 2客运专线无碴轨道铁路设计指南2005 10 9 铁建设函 2005 754 号 3铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定2005 10 1 铁建设 2005 157 号 验收标准 1 铁路混凝土工程施工质量验收补充标 准 2005 9 1 铁建设 2005 160 号 2 客运专线铁路路基工程施工质量验收 暂行标准 2005 9 1 铁建设 2005 160 号 3 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收 暂行标准 2005 9 1 铁建设 2005 160 号 4 客运专线铁路轨道工程施工质量验收 暂行标准 2005 9 1 铁建设 2005 160 号 5 客运专线铁路无碴轨道工程施工质量 验收暂行标准 2007 4 17 铁建设 2007 85 号 施工标准 1铁路混凝土工程施工技术指南TZ210 20052005 9 22 经规标准 2005 110 2客运专线铁路路基工程施工技术指南TZ212 20052005 9 22 经规标准 2005 110 3客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213 20052005 9 22 经规标准 2005 110 4客运专线铁路轨道工程施工技术指南TZ211 20052005 9 22 经规标准 2005 110 5 客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估 技术指南 2006 8 17 铁建设 2006 158 号 6铁路工程基桩检测技术规程 TB10218 2008 1999 7 1 铁建设函 2008 85 号 7铁路工程结构混凝土强度检测规程 TB10426 2004 2004 4 1 铁建设函 2004 121 号 管理标准 1铁路建设工程监理规范TB10402 2007 7 1铁建设 2007 136 序序 号号 标标 准准 名名 称称标标准号准号施行日期施行日期发发布文号布文号 2007号 专用标准 站前专业 1铁路工程土工试验规程 TB10102 2004 2004 4 1 铁建设函 2004 121 号 2铁路特殊路基设计规范 TB10035 2006 2006 6 25 铁建设 2006 116 号 3铁路路基土工合成材料应用设计规范 TB10118 2006 2006 6 25 铁建设 2006 117 号 4 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土 结构设计规范 TB10002 3 2005 2005 6 14 铁建设 2005 108 号 5变形模量 EV2 检测规程 试行 2005 10 29 铁建设 2005 188 号 注 1 以上标准截止时间为 2010 年 5 月 20 日 2 铁路工程建设除执行上述国家有关标准和铁道部有关文件的规定外 尚应符合国家 现行的有关强制性标准的规定 3 国家及铁道部废止和新颁布的 应从其规定 二 编制范围二 编制范围 新建沈阳至丹东铁路客运专线 SDTJ 3 标段 3 工区草河二号特大桥 三 工程简介三 工程简介 新建沈阳至丹东铁路客运专线 SDTJ 3 标段 3 工区由中建八局承包中建筑港集团项目 部承建草河二号特大桥 共有草河二号特大桥 共有 10501050 根冲击桩基础 桩径根冲击桩基础 桩径为 1000 1250平均桩深平均桩深 1717 米 米 四 四 工程地质条件 4 1 地形地貌地形地貌 新建沈阳至丹东铁路客运专线 SDTJ 3 标段 3 工区沿线主要山脉有长白山脉西南延 伸部分和千山山脉 从地形及成因上划分 辽东中低山区和丘陵区 辽东中低山区地形 起伏变化较大 地势高峻 沟谷纵横 中低山 丘陵区 海拔高程一般为 200 600m 4 2 工程地工程地质质 低山 丘陵区 地形起伏变化较大 丘陵及丘前缓坡覆盖层较薄 一般为 0 0 2 0m 地下水以基岩裂隙水为主 一般埋深 5 20 0m 丘间洼地及谷地覆盖层较厚 一般 2 0 10 0m 地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水 一般埋深大于 5m 下伏基岩 主要岩性为砂岩 页岩 灰岩 泥灰岩 板岩 石英岩 混合岩 安山岩和花岗岩等 辽宁省中东部古老变质岩广泛分布 线路从本溪高太子至凤城附近以及丹东市附近经 过变质岩地区 变质岩时代久远受多期变质作用 多期构造运动影响 节理裂隙发育 岩体破碎 岩石多呈强风化 弱风化状态 工程地质条件差 隧道 路堑应加强防护 冲洪积平原 地形平坦开阔 主要岩性为黏性土 粉土 砂类土 碎石类土等 浅部 透镜体状局部分部有软土及松软土 该段工程地质条件一般 五 施工方法五 施工方法 1 施工准备 采用推土机平整场地 清除杂物 修筑进场便道 2 施工放样 测量班用全站仪放出桩位 在木桩顶钉小铁钉精确定位 施工队根据桩位设置护桩 3 护筒埋设及泥浆池的设置 护筒用 4 6mm 钢板卷制而成 每节长 1 5 2 0m 其内径应大于桩直径 40cm 护筒 顶高出地面 30cm 埋深不小于 1 0m 护筒埋设确保准确 稳定 不漏水 护筒中心与桩 位中心偏差不大于 50mm 泥浆池尺寸为 4 5 5m 深 2m 用循环槽与孔位连接 具体见 钻孔桩施工场地平面 布置示意图 4 钻机选型 根据本桥工程地质情况 采用冲击钻机成孔 5 冲击钻机钻进 清孔 1 就位 钻机就位对钻孔质量和能否顺利钻进关系重大 就位时应保证中心对准桩位中心 并将钻机支垫牢固 2 钻孔 钻进深度超过冲锥全冲程后按正常速度钻进 孔壁稳定 钻进正常时 冲程一般选 用 0 6 1 0m 易塌孔地层或有塌孔迹象时选用 0 35 0 6m 对不同的土层 采用不同的钻进方法 在块石土 漂卵石层中采用中冲程 并提高 泥浆的粘度和比重 当通过强 中风化岩层中 采用大冲程 但最大冲程不大于 4 6m 冲击钻进一段时间后 将冲击锥提出 换上掏渣筒下入孔底掏取钻渣 使钻锥经常冲击 新鲜地层 当遇到冲击表面不平整的漂石 硬岩时 先投入粘土夹小片石 将表面垫平 再进行冲击钻进 防止发生斜孔 坍孔事故 水头高度应高于施工水位或地下水位 1 5 1 8m 并不低于护筒上口 10 20cm 掏碴 时及时补水 通过透水性强的地层或有塌孔迹象时 可加大水头高度 在需要泥浆护壁的地层 钻进时应经常向孔内投放粘土 以保证泥浆的质量 砂土 卵石土层直径为 1 5 2 0m 的孔 每延米成孔投入粘土 1 0 1 2m3 钻孔过程中要防止扳手 管钳等金属工具或其他异物掉落孔内 损坏钻机钻头 钻 孔作业保持连续性 不得中断 因故停钻时 应保持孔内具有一定的水头高度和泥浆比 重 且将钻头提高孔底或提出孔外 钻孔过程中应随时检查钻钢丝绳竖直度 防止斜孔 产生 3 清孔 钻孔深度达到设计标高后 应对孔深 孔径进行检查 符合要求方可开始清孔 采用掏渣法 喷射清孔法配合清孔 即冲至设计深度后 用掏渣筒清除钻渣 至泥 浆中无 2 3mm 大的颗粒为止 如不满足可在清渣后投入一些泡过的散碎粘土 通过冲击 锥低冲程的反复拌浆 使孔底剩余沉渣悬浮后掏出 对泥浆比重不符合清孔标准的 在 掏渣后用一根水管插至孔底注入水 使泥浆冲稀 泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出 直 至达到要求的清孔标准 不得采用加深钻孔深度的方式代替清孔 清孔后 从孔口提取的泥浆指标应符合 泥浆比重 1 03 1 10 稠度 17 20Pa s 含砂率 2 灌注前孔底沉淀厚度不得大于 50mm 灌注前应检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度 超过规定时应进行二次清孔 合 格后方可灌注水下砼 7 钢筋笼的制作和吊装 钢筋笼在桥墩旁就地加工绑扎成形 箍筋应经过冷拉盘成圆圈 主筋切断采用机械 方法截断 接长采用双面焊 钢筋笼分段制作 分段长度应根据吊装能力确定 钢筋笼 应确保不变形 接头应错开 钢筋笼外侧设控制保护层厚度的穿心圆形砂浆垫块 穿在 箍筋上 其间距竖向为 2m 横向圆周不得小于 4 处 骨架顶端应设置吊环 钢筋笼起吊应按骨架长度的编号进行 采用吊车吊装入孔 钢筋笼采用单面焊 焊 缝长度为 10d 两台电焊机同时焊接 焊条采用 J502 或 J506 焊条 焊缝质量符合规范要 求 焊渣敲除干净 吊入后要挂十字线校正钢筋笼中心 符合要求后采取有效方法进行 固定 防止钢筋笼倾斜和移动 防止钢筋骨架在砼灌注过程中上浮 8 灌注水下砼 砼由拌和站强制式拌和机集中拌和 砼运输车运输到位 进行灌注 当气温较高时 选用缓凝减水剂 采用导管法进行水下砼的灌注 导管内径为 30cm 每节长 2 65m 配 1 节长 1 5m 短 管 由管端粗丝扣连接 接头处用胶圈密封防水 灌注前 导管应标记长度 居中插入 孔内 导管底端应离开孔底 非沉淀层顶面 25 40cm 首批灌注砼其数量按计算确定 使其有一定的冲击能力 把泥浆从导管中排出 并把导管下口埋入砼深度不小于 1m 首 灌后应连续进行灌注 在灌注过程中 应注意保持孔内水头 经常测探孔内砼面的位置 及时调整导管埋深在 2 6m 灌注末期导管上口高出桩顶不宜小于 4 6m 灌注的桩顶标高应高出设计标高 0 5 1 0m 以保证砼强度 多余部分在接桩前必须凿除 残余桩头应无松散层 在灌注将近结束时 应核对砼的灌入数量 以确定所测砼的灌注高度是否正确 灌注砼时 溢出的泥浆应引流至储浆池内 以防污染环境 9 泥浆的排放 每两排墩设一个泥浆循环池 5 9 2m 和一个泥浆沉淀池 4 5 5 2 5m 在线 路红线的左侧每 3 个墩设一个大型储浆池 10 18 2m 将沉淀物捞出晾晒后外运至指 定地点 以保证环境的清洁无污染 在泥浆池设置警戒围栏 并安设警戒提示牌 后附 30 墩钻孔桩施工场地平面布置图 六 钻孔 包括清孔 事故的预防及处理六 钻孔 包括清孔 事故的预防及处理 一 坍孔 各种钻孔方法都可能发生坍孔事故 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 1 塌孔原因 1 泥浆比重不够及其他泥浆性能指标不符合要求 使孔壁未形成坚实泥皮 2 孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层 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 或钻机装 置在护筒上 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 提住钻锥钻进 回转速度太快 空转时间太长 6 水头太大 使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔 7 清孔后泥浆比重 粘度等指标降低 用空气吸泥机清孔 泥浆吸走后未及时补 水 使孔内水位低于地下水位 清孔操作不当 供水管咀直接冲刷孔壁 清孔时间过久 或清孔后停顿过久 8 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁 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 选用较大比重 粘度 胶体 率的泥浆 或投入粘土掺片 卵石 低锤冲击 使粘土膏 片 卵石挤入孔壁起护壁作 用 2 汛期或潮汐地区水位变化过大时 应采取升高护筒 增加水头 或用虹吸管 连通管等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 回填砂和粘土 或砂砾禾黄土 混合物到坍 孔处以上 1 2 米 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水 保证钻孔内必要的水头高度 6 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入 二 钻孔偏斜 1 各种方法钻孔均可能发生钻孔偏斜事故 1 钻孔中遇有较大的弧石或探头石 2 再有倾斜度的软硬地层交界处 岩面倾斜处钻进 或者粒径大小悬殊的砂卵石 层中钻进 钻头受力不均 3 扩孔较大处 钻头摆动偏向一方 4 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷 5 钻杆弯曲 接头不正 2 预防和处理 1 安装钻机时要使转盘 底坐水平 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矫正 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 使其沿导向架向下钻进 3 钻杆 接头应逐个检查 及时调正 主动钻杆弯曲 要用千斤顶调直 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 或回填片 卵石冲平后再钻进 检查钻孔方法用检孔器等 查明钻孔偏斜的位置和偏移情况后 一般可在偏斜处吊 住钻头上下反复扫孔 使钻孔正直 倾斜严重时应回填砂粘土至偏斜处 待沉积密实后 再继续钻进 三 掉钻落物 各种钻孔方法均可发生掉钻落物事故 1 掉钻落物原因 钻杆接头不良或滑丝 反转钻杆松脱 转向环 转向套等焊接处断开 钢丝绳与钻 头连接钢丝绳卡数量不足或松驰等 操作不慎落入扳手撬棍等物 2 预防和处理 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 较大落物和钻具也可用冲 抓打捞 2 经常检查钻具 钻杆 钢丝绳和连接装置 四 糊钻 糊钻 吸锥 常出现于正反循环回转钻进 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 预防处理方法 控制进尺 选用刮板齿小 出浆口大 的钻锥 若已严重糊钻 应将钻锥提出孔口 清除钻锥残渣 五 扩孔和缩孔 扩孔是孔壁坍塌而造成的结果 各种方法钻孔均可能发生 若只是孔内局部发生坍 塌而扩孔 钻孔仍能达到设计深度而不必处理 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 缩孔原因有两种 一种是钻锥焊补不及时 严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍 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 各种钻 孔方法均可能发生缩孔 采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径 七 安全组织体系 一 安全施工保证措施 1 工地成立以项目经理为首的安全生产领导小组 建立以专职安全员 机 台班组兼职安全员为主安全保证体系 见现场安全组织图 管理人员和技 术人员要挂牌上岗 进入现场要按岗位不同佩带不同颜色的安全帽 2 根据本工程施工特点 电气设施 超重设备及吊装运输的安全是本次安 全防护的重要环节 组长 项目经理 副组长 项目副经 理 施 工 组 动 力 设 备 组 材 料 供 应 组 后 勤 组 技 术 组 副组长 安全科长 3 严格执行公司 安全生产条例 和 安全施工规程 并定期对照 安全 文明施工考核标准 自评 健全安全管理办法 根据 全员管理 安全第一 原则 建立安全责任制 明确规定名级领导职能部门 工程技术人员和生产 工人在施工活动中的安全生产责任 4 机械 电器配备安全防护设施 电线高架 防止漏电 冬天要防滑 防 冻 杜绝事故发生 5 特殊工种人员必须要持证上岗 要求各工序 各工种严格按相应的操作 规程进行施工 6 强化安全教育 使职工懂得安全生产知识 树立安全第一的观念 每月 一次安全会 每半月一期黑板报 每周一次安全检查 并填写安全周报 每 天由专职安全员例行安全检查 做好安全台帐 7 优化安全办法 建立安全施工责任制 树立全员管理 安全第一的原则 8 本工程安全生产目标要达到 死亡事故为零 重大事故为零 重大交通 事故及重大设备事故为零 火灾爆炸事故为零 千人负伤率低于 5 现场 无重大事故隐患 二 施工质量保证措施 本工程质量等级为 合格 在本工程中我公司将实行 ISO9001 质量标准体系 建立质量管理体系 实行质量程序控制 把质量管理贯穿于整个施工过程中 以工作质量保证工 序质量 以工序质量保证工程质量 执行质量一票否决制 具体措施如下 一 质量检验的主要要求 1 桩位偏差 1 6D 且不大于 100mm D 为设计桩径 2 桩长 确保桩尖达到设计标高 3 桩径 不小于设计桩径 4 垂直度偏差小于 0 5 H H 为桩长 5 桩底沉渣小于 50mm 6 充盈系数大于 1 0 7 单桩承载力设计值不小于设计要求 8 桩身砼标号不低于设计要求 9 钢筋笼要求 直径误差小于 10mm 主筋间距误差小于 10mm 箍筋间距误差小于 20mm 单面焊焊缝长大于 10d 钢筋搭接长度大于 10d d 为钢筋直径 双面焊焊缝长大于 5d 钢筋搭接长度大于 5d d 为钢筋直径 钢筋笼安装标高误差应控制在 50mm 以内 当采用 及 钢筋为主筋时 钢筋接头采用机械挤压冷接头连 接 质量管理保证体系网络图 三 保证质量的基本措施 公司总经理 管理者代表 项目经理 项目副经理项目技术负责 施 工 员 质 量 员 技 术 员 测 量 员 材 料 员 资 料 员 实行项目施工质量责任制 严格执行技术交底 技术复核 工序验收及 自检互查 原材料复检 隐蔽工程验收等技术管理制度 开工前实行层层交底 要求操作者 管理者均了解施工组织设计的全部 内容 各自的任务和职责 质量控制标准 施工规范规程 使之自觉执行 实行质量与奖励挂勾 保证做到优质受奖 劣质受罚 将质量教育贯彻 始终 提高全体员工的质量意识 确保工程质量为优良 项目部技术负责 全权负责工程质量管理 技术要求要上墙 对常见的 技术问题 质量通病要事先制定防范措施和处理办法 一切从严要求 5 本工程混凝土采用项目部自伴混凝土 本工程施工可能会出现秋季高温 砼浇注一定要保证连续性 商品砼供 应商一定要保证砼泵车的数量 四 质量检测手段和工具 钢材 水泥进场要有合格证 质保书或质检单 施工原始记录及各种验收单必须及时填报并经业主 监理 签证 原材料试验应及时 试验单位应有资质并经监理 或业主 认可 及时 送试各种原材料 现场应配齐各类检测工具 并专人管理 第八章 施工工期保证措施 设立项目经理部 由项目经理在现场统一协调指挥 编好施工进度图 每周一次质量 进度 安全例会 针对施工中存在问题拿出对策 采取有效 措施加以改进 保证工程进度按计划执行 工程实行项目法管理 实行计件工资和质量奖惩制 从而在保证工程质 量的基础上提高工作效率 保证设备投入数量 同时做好保养维修工作 并在现场设立维修点 备 足易损件 及时修复故障设备 提高设备效率 同时对影响工期的主要设备 钻机有一台备用 可根据进度需要随时投入使用 保证材料供应 现场要确保一定的材料的储备量 合理安排总体施工顺序 总体按计划实施 分阶段按现场实际情况调整 以消除互相干扰和加以总体平衡 在施工工序上实行平等作业 钻机成孔后即移位 进入下一孔位施工 以提高钻机利用率 用吊车下钢筋笼 导管和灌注成桩 加强各工序的衔接 缩短成桩周期 合理规划施工现场布局 划定各机台施工区域和行进路线 做到行进方 便 互不影响 合理调整配套工序及机械人员 严格按总平面图布置施工 合理安排现场 避免不同工种之间相互干扰 而出现工作停顿 制定各种切实可行的检查制度 生产调度现场有专人负责 项目管理