南昌市洪都大桥第ⅳ合同段钻孔桩施工组织设计

南昌市洪都大桥第合同段钻孔桩施工组织设计中铁十三局集团第一工程有限公司二七年六月于南昌扬子洲高架桥钻孔桩实施性施工组织设计一、桩基概况扬子洲高架接线工程（K5724552K7733451）北起北主桥（标）92墩，南接南主桥（标）159墩，上跨整个扬子洲，全长2008899M，其中K6710K7625段为扬子洲立交。1工程地质根据钻探结果，工程范围内为赣江冲积平原区，上部为新近堆填土，第四系全新统冲积层，下部为第三系新余群基岩。工程范围内覆盖土层由上而下分布为新近堆填土层A杂填土浅灰色、灰黄色及杂色，结构较紧密，以粉粘粒为主，砖碎块、碎石建筑垃圾及炉渣等工业生活垃圾，成分杂，压实密度有较大变化。零星分部扬子洲居民区。层厚0420M。B素填土黄色、灰黄色，稍湿，主要成分为粉粘粒，砂感较强，结构比较松散，含云母片。层厚0335M。上部约05M耕植土，富含植物根系。第四系全新统冲积层从上到下由粉质粘土（0887M）、细砂（0752M）、中砂（0861M）、粗砂（68190M）、砾砂（68190M）、圆砾（0655M）。该地层以石英、云母为主要成份，稍松，饱和并含泥质。表层粉质粘土以粉粘粒为主，具中等压缩性。第三系新余群基岩主要为紫红色泥质粉砂岩，按风化强度分为强风化、中风化、微风化及未风化四个亚层。强风化层厚0459M；中风化层厚07133M；微风化层厚21105M；未风化层厚35202M。其中微风化层岩质较新鲜，岩芯以长柱为主，岩体较完整，岩石天然单轴抗压强度标准值为102MPA，属软岩，该层为桩基的主要持力层。2工程水文沿线地表水主要分布于水塘、沟渠中，受大气降水和生活用水补给，水深较浅，流量有限，对工程无影响。场地范围内地下水主要为赋存于第四系冲积层的砂砾石层中，地下水标高相对较低，水位埋深较浅。地下水位标高160166M。地下水位主要受赣江地表水补给，对砼、钢筋不具腐蚀性。3桩基分部主线A型、B型、C型及D型桥墩每墩设4根12M钻孔桩基，E型桥墩每墩设2根12M钻孔桩基，桩长在23530M范围内变化，主线桥共有12M桩528根，总桩长14260M；主线过渡墩每墩设4根10M钻孔桩，有10个过渡墩，共40根10M桩总桩长980M；匝道有4个桥台，每台设4根10M桩，共16根桩总长392M，匝道桥中间墩共17个，每墩设2根12M的桩，共34根桩总长为833M。每道人行梯下设2根12M钻孔桩，桩长为20M，共8根桩总长为160M。总之，全工程有12M钻孔桩570根，累计桩长15253M，全工程有10M钻孔桩56根，累计桩长1372M。4钻机选用和就位根据本工程地质情况，选用CK1800型冲击钻机和GW18型旋转钻机。根据工期要求投入施工钻机40台。二、施工计划（一）施工队伍及设备1施工队伍二个施工队，每个队各配备20台钻机。每个队需上施工人员6人20台120人两个队总共需上施工人员240人2主要施工设备桥基础施工机械设备表序号机械名称规格及型号单位投入数量投入时间备注1冲击钻CK1500型H120M台2020077145KW2正反循环旋转钻GW18型H50M台1220077130KW3汽车吊QY20B型台22007714汽车吊QY25型台12007715砼搅拌机JST1000型台2200771145KW6砼配料机PLD1200型台1200771106KW7砼搅拌运输车PY5310GJB8型台62007718M38电焊机CX100型台122007719切筋机40MM台22007715KW10弯筋机40MM台22007715KW11挖掘机W05型台220077112装载机ZL50型台120077113推土机T120型台120077114发电机150KN台2200771注基础混凝土,采用商品混凝土时,第5项，第6项和7项不投入施工。3每个桩基施工队负责钻进成孔钢筋笼安装桩身砼浇筑桩头养护清理桩头验桩合格。（对不合格桩负责进行处理）（二）施工任务划分及施工安排1任务划分桩基施工一队（120人）负责93128墩（第17联）钻孔桩施工。（含北端行人梯钻孔桩12M4根80M）工程量12M钻孔桩292根，累计延长米7520M10M钻孔桩8根，累计延长米196M桩基施工二队（120人）负责129158墩（第813联）钻孔桩施工，负责A、B、C、D、四个匝道桥钻孔桩施工。（含南端行人梯12M钻孔桩4根80M）工程量12M钻孔桩278根，累计延长米7733M10M钻孔桩48根，累计延长米1176M2施工安排顺序施工一队从第7联第1联连续推进（纵向以联为单元，横向以双幅墩为单元）。其中126Y、127Y、128Y共12根桩受杨子洲中学拆迁影响；93Z101Z共40根桩受洪龙燃料公司拆迁影响不能开工，该52根桩的施工工期受到制约。其余244根（12M）及4根（10M）钻孔桩均可按从7联向1联的顺序全面铺开施工。施工二队“从第13联第8联的顺序连续推进。该队施工区段除个别因拆迁或其他因素制约（尚不确定）外，绝大多数桩均可全面铺开施工。施工安排除个别桩因特殊原因外，原则上以每联每墩为单元，按墩号顺序连续推进施工，联与联之间也必须连续完成，否则承台、墩身、梁部施工无法正常展开。3进度计划根据业主要求及桥位地质情况和钻机选型，计划钻桩施工（含桩身钢筋笼，桩身砼浇筑，凿桩头）必须保证在三个月之内完成，（开工日期2007年6月10日，完成日期2007年9月10日）以此安排计划。全桥共有626根桩，桩长总延米16625M，每台钻机每天钻进462M（相当于02M/H），平均每台钻机55天左右完成一根桩，根据以往的施工经验，只要没有什么特殊制约因素，按这个工率要求，三个月之内完成全桥桩基施工没有问题。（三）桩基工程数量表R235HRB335数量统计部位8102225C25水下砼M3Y93Y11415330851245821906065Z93Z11415330851245821906065人梯554205664581713匝道11318997981184351Y115Y127948578736171157999Z115Z126875818679541069187Y128Y15824110721755482882755Z127Z15824838311812102971567人梯554205664581713匝道12516051069221429595注钢筋的直径以毫米计，钢筋的单位以千克计。三、施工工艺（一）施工方法1施工测量首先平整场地，清除地表杂物，挖除地表层软土，夯压密实。同时，对设计单位提供的坐标基点、水准基点及其测量资料进行检查、核对，引入工地。核对无误后采用全站仪根据设计，测量出各钻孔桩的中心位置，放设护桩，对护桩采取水泥砂浆加固，设立明显标志，随时用交汇法交出中心位置。经坐标、相关尺寸复核无误后方可开钻。2钢护筒的埋设护筒用6MM厚钢板卷制而成，直径比钻孔桩直径大20CM，埋设深度1520米，护筒制成整体，顶端留有出浆口。护筒埋设方法采用挖坑埋设法。护筒底部和四周填粘土分层夯实。护筒高出地面至少3050CM，护筒的孔口平面位置偏差不得大于5CM，埋设倾斜度不得大于1。平面误差控制在5CM内。护筒入土10米范围内用粘土夯填，防止护筒外壁渗水或渗入泥浆。3钻机就位钻机就位前，对包括场地布置与钻机坐落处的平整和加固，主要机具，配套设备安装就位，及水电供应的接通。在合理地方选定泥浆池并在钻头、开挖或砌筑就位，备足优质粘土。钻机安装后的底座和顶端应平稳，确保钻进中部产生位移和沉陷。4泥浆制备选用优质粘土造浆护壁，拟选用的泥浆配合比为聚丙烯酰胺003，烧碱004，优质膨润土20。该泥浆指标能达到粘度22S，比重11513，含砂率小于1，PH值813，胶体率达94以上。拟选择粘土塑性指数不小于21，粒径01毫米以上的颗粒不大于3的粘土配制泥浆。配置泥浆粘土用量的计算每立方米泥浆所需粘土用量QVP1P1P2P3/P1P3）式中V每立方米泥浆所需粘土体积，M3；P1粘土密度，T/M3；P2需求的泥浆密度，T/M3，P2VP11V；P3水的密度，T/M3，P31；实践证明,该泥浆指标能确保成孔后静置5天后浇筑砼的准备工作不坍孔,起到了良好的护壁作用。钻孔时始终保持水头位置高于流水面10M以上，施工中随时对泥浆进行密度（PA）、粘度（S）、含砂率（）、胶体率（）、失水率和泥皮厚度等测定，并根据不同的地质情况采用不同的泥浆比重。施工时钻机开钻前在桩位附近设置泥浆池、储浆池、沉淀池，并用循环槽连接，使用完成后用运车将废渣挖运至指定弃土场。并将地面整平恢复。整个钻孔桩的施工过程中严禁将泥浆排入到河流或池塘中，严禁泥浆流溢污染环境。5钻机钻孔开孔前在孔内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15CM的片石，顶部抛平，泥浆比重16左右，钻进0510米后再回填粘土和片石，继续冲砸，如此反复二、三次。如发现有失水现象，护筒内水位缓慢下降，加水投粘土。钻进中随时利用护桩对桩中心进行检查，保持孔位正确。钻孔时要察看钢丝绳回弹和回转情况，耳听冲击声音，借以判断孔底情况，对不同的地层，采用不同的钻进速度。钻头直径磨耗不超过15CM，经常检查，及时用耐磨焊条结50补焊，并备用两个钻头轮换使用、修补。当孔内泥浆含碴量增大，钻进速度要放慢，每小时进尺岩层小于510CM，松软地层小于1530CM。为了加快施工进度，采用多台钻机在桩距小于5M内同时作业时，任何砼灌注桩完成48小时后才能开钻，以避免干扰邻桩砼的凝固。6清孔钻孔过程中要随时根据钻进情况施以反循环掏渣，钻孔深度满足要求后，对孔深、孔径进行检查，符合规范要求后进行清孔。第一次清孔在终孔后进行，采用反循环换浆法清孔，第二次清孔在导管安装完毕后，水下砼灌筑前，采用气举法清孔，通过两次清孔，确保在灌注砼前孔底沉渣厚度小于5CM。7钻孔检测清孔后，要对孔径、孔性和倾斜度采用专用仪器测定；当缺乏上述仪器时，可采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100MM（但不得大于钻头直径），长度不小于46D的钢筋检孔器吊入钻孔内检测，检测结果应报请监理工程师复查。8钢筋笼制作与安装钢筋笼采用支架成型法，提前绑扎成型运至现场。绑扎钢筋笼时，钢筋骨架的制作和吊入孔内时，控制主筋间距10MM，箍筋间距20MM，骨架外径10MM，骨架倾斜度05,骨架保护层厚度20MM,骨架底面高程50MM。主筋每间隔4米对称焊接4个“耳筋”用于孔内定位，以保证桩基砼保护层厚度，同时用“井”字型定位筋与钢筋笼主筋焊接，并加设吊装钢管，避免吊装过程中钢筋笼变形，加固用钢筋及钢管在钢筋笼入孔后逐步拆除。为满足桩基检测的需要，还应在钢筋笼上布设3根等间距、直径50MM的无缝钢管，钢筋笼主筋采用双面搭接焊或对焊，为保证两节钢筋笼能够准确连接，需要准确定位主筋位置。钢筋笼生产在钻孔桩附近硬化场地或平整后的场地上直接铺设方木（或枕木），并在方木上进行生产。钢筋笼的加强箍肋的间距除设计要求布设外，根据钢筋笼吊装长度而定间距。加强箍肋必须设在主筋的内侧，环形筋在主筋的外侧。加强箍肋应用主筋进行焊接而不是绑扎。钢筋笼保护层（护壁）所用形式根据地质情况而定。9安装钢筋笼和安放导管钢筋笼在吊放入孔前，先用检孔器对桩孔进行孔深、孔径、孔形、倾斜度检测，确认检测结果符合要求后，用吊机将每节钢筋笼吊放到孔口处进行连接，连接方式为单面帮条焊，就位后用钢筋将钢筋笼吊挂焊接在孔口护筒上，以防止在灌注砼的过程中出现上浮现象。起吊前应对清孔后的泥浆，孔底沉淀厚度进行检查。利用检孔器对孔内变形进行检查，各项指标符合要求后，方可进行钢筋笼的安装。钢筋笼可分次入孔或一次入孔。在起吊设备，场地许可的情况下，尽量采取一次吊装，为克服钢筋笼的起吊变形，除适当缩短加强筋箍的距离外，在起吊可能发生的最大变形外，应辅以硬杂木来加强，分段安装要配备足够的满足施工要求的焊工。下放钢筋笼时要缓慢均匀，根据下笼深度，随时调整钢筋笼入孔倾斜及摆动，以防塌孔。起吊时要控制统一，注意安全。钢筋笼应牢固定位，当提升导管时，防止钢筋笼被拔起。10灌注水下砼配合比水泥砂石水缓凝减水剂370731114415537注以上配合比为前期使用,后期按28天强度批复为准，单位KG。11水下砼的灌注开灌砼之间，从孔底吊出一桶泥浆，检测含砂率及泥浆比重。含砂率4，泥浆比重10512G/CM3，调整过程中控制注意塌孔。水下砼采用内插卡扣式导管灌注。导管壁厚6MM，直径300320MM，每节长度2M4M，底节长度6M。为防止导管漏水而出现断桩事故，使用前需对导管进行水密承压和接头抗拉试验，水密试验的水压不应小于孔内水深13倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝及能承受砼时最大内压力的13倍。砼料斗容量必须满足封底砼的方量，初次封底后导管埋入水下砼152M，在灌注过程中，导管的埋置深度控制在26M，水下砼的灌注采用吊车或钻架提升导管。灌注过程中做好测量工作，随时监测砼的顶面高度，并始终保持砼顶面高出导管底2M以上，且导管的埋深不大于6M。保证桩身砼的灌注连续不间断地一次完成。砼采用集中拌砼，砼搅拌车运输，车泵送入斗，砼的塌落度控制在180200MM左右。为减小坍落度损失，保证顺利灌注，在施工过程中及时检测坍落度损失情况，同时掺入适当外加剂，确保砼的和易性和流动性，以改善水下砼性能，使配制出的砼满足抗渗、抗腐蚀及缓凝等多种技术要求。灌注的桩项比设计至少高出051米。在浇筑灌注桩水下砼时，计算首批砼的数量钻孔桩所需首批砼数量满足导管初次埋置深度H21015M的需要，可按下式计算；施工技术规范VD2H1H2/4D2H1/4VD2H/4D2HC/4HCH2H3式中V首批砼所需数量（M3）；D导管内径（M）；D井孔直径（M）；HC首批砼在井孔内的高度（M）；H2导管初次埋置深度（M）,H21015M；H3导管底端至钻孔孔底（井底）距离，一般取04M。H1井孔砼面高度达到HC时，导管内砼的高度（M），而H1WHW/C；式中HW井孔内砼面以上水或泥浆深度（M）；W井内水或泥浆的容重，（KN/M3）；C砼的容重，（KN/M3）；由于孔经的不均匀，该式计算出首批砼数量后，需根据现场孔内情况适当增大砼数量。浇筑砼过程中，控制砼漏斗高度计算漏斗底口高出井孔水（泥浆）面或桩顶的必须高程，可按下式计算HC（POWHW）/C式中HC井孔内砼面以上至漏斗底口砼高度（M）；HW井孔内砼面以上至水（泥浆）面的高度（M）；W井孔内水或泥浆的容重，（KN/M3）；C砼的容重，（KN/M3）；PO使导管内砼下落至导管底并将孔内砼顶升时所需超压力，钻孔灌注桩采用100150KPA，桩径1M左右取下限，桩径2M左右取上限。不论计算结果任何HC值不宜小于46M。灌注结束后，用吸泥机将护筒内废浆液吸出并运至指定地点废弃，辅以人工清楚浮渣。以减少桩头破除时的工作量。12养护、拆除护筒、凿桩头用土工布覆盖，洒水养护，养护最少需三天时间，养护达到强度后拆除护筒，凿桩头，预留1020CM进入承台。13桩基的检测根据业主或监理工程师要求，委托有资质的检测单位对桥梁钻孔桩进行超声波检测，检测合格后，方可进行下一工序施工。钻孔成孔后质量标准项目允许偏差孔的中心位置MM群桩100MM单排桩50MM孔径MM不小于设计桩径倾斜度钻孔98（二）施工工艺钻孔桩施工顺序桩位处整平测量定位钢护筒埋设钻机就位钻进钻孔到位、孔底测量清孔安放钢筋笼安装导管灌注水下砼养护拔钢护筒凿桩头桩身检测。1每墩钻孔桩顺序4231A、B、C、D型墩施工顺序E型墩施工顺序3124四、钻孔桩施工过程纺织措施（一）钻孔施工中成孔质量措施钻孔施工中可能出现各种成孔质量问题，一般有坍孔、钻孔偏斜、弯曲、梅花孔（或十字孔）、钻孔漏浆、湖钻、埋钻等。为了防止此类质量事故的发生，确保成孔质量，在施工时应注意以下措施。1施工前施工人员要认真查看本桥设计地质资料，掌握地质状况，分析和研究可能发生的问题，并制定有效的预防措施。2自开孔起在钻孔的日日夜夜，始终要注意泥浆的质量，并确保护筒内泥浆面标高不低于地下水位152M，这是防止“坍孔”和“缩劲”的基本保证。3护筒要埋入不透水土质层中，宁可深不可浅，对不能埋入不透水土质层中的护筒要增加泥浆的相对密度和粘度，倒入粘土使钻锥慢速转动，增加孔壁粘质土层厚度，防止漏浆。4对冲击钻机钻进时，要注意观察自动转向装置，各绳索运行工况，泥浆相对密度和粘度不能太大，冲程不能过小，防止梅花孔。5对软塑粘质土层，应改善泥浆性能，对钻锥外径，钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算，并控制进尺速度，防止糊钻。6施工前注意钻机安装平稳，施工中经常检查钻架位移量并测量钻杆的倾斜度，当发现有倾斜趋势时，在倾斜处反复扫孔，并调整钻尺进度，以次控制斜孔，当发现钻杆摆动较大时，要对钻机进行检查并控制转速，以防扩孔。7冲击钻机钻孔时，易发生卡钻在井内，多因先形成了梅花孔或钻锥磨损未及时焊补，钻孔直径变小，而新钻锥又过大，冲锥倾斜，遇到探头石，或孔内掉入物件卡住等。卡钻后泥砂已将钻头埋住，不得强提，首先迅速用打捞叉、钩、绳套等钩套后，可用冲、吸的方式将钻锥周围的钻渣、泥渣、砂土松动后再提钻。8从开始清孔到浇筑砼前这一段时间里，由于换浆及吊装钢筋笼，要注意泥浆面的标高及钢筋笼下放顺直，泥浆面要保持高于地下水位2米。（二）钻孔中出现的问题及预防1坍孔在松散砂土或流砂中钻进时，控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆。如地下水位变化过大，采取升高护筒，增大水头，或用虹吸管连接等措施。2钻孔漏浆加稠泥浆或倒入粘土，慢速转动钻机，增强护壁。在有护筒防护范围内，接缝处由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝，稳住水头。3断桩砼坍落度严格按设计或规范要求控制。灌注砼前保证砼的连续供应。为保证砼的连续供应而不致于发生意外，现场拌合站要做好充分的准备。边灌砼边拔导管，做到连续作业，一气呵成。灌注时勤测砼顶面上升高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离砼面。钢筋笼主筋接头焊平，导管法兰连接处罩以圆锥形白铁罩，底部与法兰盘大小一致，并在套管头上卡住，避免提导管时，法兰盘挂住钢筋笼。当导管堵塞而砼尚未初凝时，用钻机起吊设备，吊起一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的砼冲开。当砼在地下水位以上中断时，采用小直径钢护筒放至砼面做保护，然后抽干孔内泥浆，对原砼面进行人工凿毛并清洗钢筋，按施工缝进行处理，然后再继续灌注砼。当砼在地下水位以下中断时，选用较原桩径稍小的冲击钻头在原桩位上钻孔，直至桩底标高，然后分单根拔出钢筋，重新回填钻孔。当导管接头法兰盘挂住钢筋笼时，如果钢筋笼埋入砼不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离，否则只好放弃导管。五、夜间施工措施考虑桩基砼浇筑工序需连续作业，施工时会存在夜间施工的情况。为保证夜间施工安全顺利进行，采取如下措施。1按规定主动办理夜间施工许可证，并严格控制施工噪音、强光等污染。尽量避免扰民事件发生。2夜间施工配备足够的照明设备，提供充足的光源。3机械设备进行夜间作业时，仪表盘清晰可见，便于随时掌握机械设备运转状况。4各种交通、安全警示标志设置齐全，并涂刷夜光漆。机械车辆夜间行驶遵守交通规则，做到文明驾驶。5夜间施工时，安排管理人员和技术人员轮流值班，加强对夜间施工工序的质量、安全控制，避免麻痹大意，减少施工隐患。六、施工组织的保证措施1做好施工准备为确保桩基施工顺利进行,首先修通施工便道,确定泥浆池,沉淀池的位置,并将泥浆排水,钻机供水,供电线路等外部施工环境做好充分准备2测量放线根据施组安排的顺序,测量在现场放线确定桩位,并实测孔口高程,施作护桩,并在钻孔过程中随时检查。成孔后，测量队对桩位中心再进行核对，确保每个桩位中心符合设计要求。3做好施工中的动态跟踪检查钻机施工过程中，对孔位、孔深、地质变化情况及时进行检查，并与设计提供的地质柱状图进行核对，发现问题及时报告。施工过程中如出现异常情况要及时与工程技术人员研究解决方案，对成孔桩基钢筋笼