地铁旋挖钻机施工方案(湿孔试桩)

1、 石家庄市轨道交通石家庄市轨道交通 2 号线一期工程号线一期工程东岗头站旋挖钻机试桩方案东岗头站旋挖钻机试桩方案编制：编制： 复核：复核： 审核：审核： 中铁三局集团有限公司中铁三局集团有限公司石家庄地铁石家庄地铁 2 号线号线 04 标段项目经理部标段项目经理部2016 年年 9 月月 12 日日石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 目 录1、编制依据及编制原则 .11.1、编制依据.11.2、编制原则.12、工程概况 .12.1、工程概述.12.2 工程地质概况.12.3 水文地质概况.13、工程部署及施工准备 .23.1、组织准备.23.2、机具安排.33.

2、3、临时道路.34、试桩的内容及主要目的 .34.1、内容.34.2、目的.35、旋挖钻机成孔桩施工工艺 .45.1、旋挖钻机成孔概述.45.2、工艺选择.45.3、施工工艺流程图.45.4、施工方法.45.5、质量标准及保证措施.76、成品保护 .107、质量保证措施 .108、安全措施 .119、环保措施 .12石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 11 1、编制依据及编制原则、编制依据及编制原则1.11.1、编制依据、编制依据1、施工设计图及设计变更、工程地质勘察报告；2、国家现行施工技术规范、规范、技术标准；3、 建筑桩基技术规范 （JGJ106-2003

3、） ；4、 钢筋焊接及验收规程 （JGJ18-2003） ；5、 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002） ；6、现场地质情况和业主意见。1.21.2、编制原则、编制原则1、以质量为中心，精心组织、科学管理为指导思想，以全面、合理、有计划地组织施工，做到施工技术全面性、可行性、针对性的和先进性。结合工程特点，自始至终对施工现场全过程严密监控，动静结合，科学管理，实施项目法管理，通过对劳力、设备、材料、资金、技术、方法的优化管理实现成本造价，工期、质量及社会信誉的预期目标效果。2、严格执行国家建设部及交通部颁发标准、国家规范与规程。2 2、工程概况、工程概况2.12.1、工

4、程概述、工程概述东岗头站位于汇通路与建胜路交叉口处，位于欧韵公园西北侧，沿汇通路布置。车站形式为地下双层岛式车站，设置 4 个出入口和两组风亭。车站中心里程为 K29+244.822，车站总长 227.5m，标准段结构宽度 20.9 米，盾构端头井段结构宽度 24.8 米。车站顶板覆土 3m，标准段底板埋深 16.14m，盾构井段底板埋深 17.68 米。车站采用明挖法施工，车站两端区间均采用盾构法施工。 2.22.2 工程地质概况工程地质概况按地层沉积年代、成因类型，将本工程沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层（Qml） 、新近沉积层（Q4al）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl） 、第四

5、系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）四大层。本站所在地层主要有黄土状粉质粘土1 层、粉细砂1 层、粉质粘土4 层。2.32.3 水文地质概况水文地质概况勘察钻孔最大深度 60m，受施工工艺限制，在勘察深度范围内未能实测到石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 2地下水位，根据可研资料及收集线路附近地下水位资料，拟建工程沿线场地赋存一层地下水，地下水类型为潜水（二） ，水位埋深一般在 3550m 之间。根据地质勘察报告，本车站未进入潜水层，地下水位埋深在 35m 以下，且未见上层滞水，车站不需降水施工。但由于大气降水等原因，不排除局部存在上层滞水的可能性，因此设计施工

6、时须考虑上层滞水对本工程的影响。3 3、工程部署及施工准备、工程部署及施工准备3.13.1、组织准备、组织准备1、本工程采用项目经理负责制，组织精干项目管理人员组成强有力的组织实施机构，对本工程质量、进度、安全、资金等进行直接有效的控制。施工管理人员及劳动力组织见下二表：施工管理人员表施工管理人员表序号岗 位主要职责姓名1项目经理全面负责工程项目管理韩灵瑞2专业技术负责人负责工程现场技术管理谭旺3施工员负责工程现场施工管理郭再学4项目技术内业负责工程资料及计划陈宇博5材料负责人负责工程材料供应和后勤工程郑军飞6专职质检工程师对工程质量进行监督检查孙大伟7专职安全员对工程安全生产进行监督检查宋龙

7、劳动力计划表劳动力计划表工 种人 数（人）工 种人 数（人）钻工12钢筋工30砼工12电工4操作手6机修工4库管2看守32、坚持持证上岗制度，进入项目部各管理人员、技术工种、操作人员必须持有上岗证。石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 33、收集各种施工必须的技术规范、规程、组织全体施工人员学习、掌握施工技术规范，熟悉设计图纸并做好图纸会审工作，做好技术交底。4、组织好各种原材料施工前的送检、抽检和试验工作。5、组织测量小组，复核甲方提供的水准点及坐标控制点，无误后建立施工现场测量控制网，施工范围内的所有桩点都要引出机械活动区域外，并加以保护，同时将复测成果资料报

8、业主及监理工程师认可。3.23.2、机具安排、机具安排主要机械设备配置表 序号 机械设备名称规格型号单位数量备注1旋挖钻机SY-22台12轮式汽车吊25T台23装载机30台24电焊机40KVA台35发电机150kw台23.33.3、临时道路、临时道路施工道路：场内设弃土外运及材料运输等施工车辆进出的主行车道。主要便道采用既有道路（汇通路） ，部分道路采用 C20 砼硬化路面，路面厚度为20cm，保证路面宽度在 47m。4 4、试桩的内容及主要目的、试桩的内容及主要目的4.14.1、内容、内容本次试桩以 A 型桩基为试桩，按照钻孔桩的工程要求，进行施工。包括：场地整平、测量放样、埋设护筒、桩位复

9、测、泥浆池开挖、泥浆拌制、钻孔、成孔检查、钢筋笼的制作及吊装、导管安装、混凝土的拌和、运输、试验、混凝土的灌注、凿桩头、桩基检测等所有灌注桩施工程序。4.24.2、目的、目的（1）掌握成孔工艺：钻机类型、型号、钻头型式，以及在不同地质层中的钻进速度和钻进时的泥浆各种参数，成孔后的清孔方法和清孔时间。（2）掌握下钢筋笼合理方式和控制钢筋笼位置、标高的合理方法。（3）检验试验室混凝土的配合比、坍落度等各项指标的可靠性和实用性。（4）为灌注桩施工提供混凝土灌注等施工参数。石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 4（5）确定施工组织及管理体系、人员及指挥方式。（6）确定适宜

10、的现场施工的机械、人员数量及混凝土运输车辆数量。（7）检验施工组织和施工工艺的合理性与适应性，修正施工方案，完善施工组织，指导灌注桩施工。5 5、旋挖钻机成孔桩施工工艺、旋挖钻机成孔桩施工工艺5.15.1、旋挖钻机成孔概述、旋挖钻机成孔概述根据本工程地质条件、设计及工期要求，结合桩基设计参数及业主要求，本工程灌注桩成孔工艺采用旋挖钻机成孔，混凝土采用商品砼，钢筋笼焊接成型、整体吊装，导管灌注水下混凝土。5.25.2、工艺选择、工艺选择该工程钻孔施工采用旋挖钻机成孔方式。结合本工程钻孔桩的地质情况，数量多、工期紧等综合因素，回填土钻头采用旋挖斗钻头，清孔时采用旋挖捞砂钻头。5.35.3、施工工艺

11、流程图、施工工艺流程图5.45.4、施工方法、施工方法1、场地平整及钻机就位液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过 4，现场地面承载能力大于 250KNm2，所以钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有测量放线定位安置护筒钻机就位钻进至设计深度测量孔深交验钢筋笼对接吊放测量孔底沉渣、清孔下导管钢筋笼检查钢筋笼制作养护拔出护筒水下混凝土浇注石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段

12、 东岗头站钻孔桩施工方案 5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。2、钢护筒埋置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，用旋挖钻机动力头将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒

13、中心与桩位中心重全，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度小于 2.5m。护筒应高出地面 2030cm。3、泥浆的制备在施工场地设置泥浆池，供临近孔桩施工循环使用；弃渣外运于指定弃渣点，以减少对周围环境的污染。本工程地质条件较差，土层主要为粉质粘土及淤泥质土，采用膨润土泥浆护壁。泥浆比重：泥浆比重为 1.051.15。造浆后要试验检验泥浆的全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。4、钻孔当钻机就位准确后开始钻进，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

14、来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后再提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的 20%，以保证孔位不产生偏差。5、清孔采用反循环清孔方式，清孔的最终标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 623mm 颗粒，泥浆比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，粘度 1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉

15、渣厚度柱桩不大于 20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。6、钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计要深度，超钻深度不大于 50cm；孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可能进行下道工序。7、钢筋笼施工：（1）制作钢筋使用前除锈、去油污、去泥土等，然后采用机械或人工调直，调直后不能有弯曲、死弯、小波浪形等。钢筋切断后应根据钢筋型号、直径、长度和数量，长短搭配，尽量节约钢材。主筋定位要准确，弯起或绑扎的搭接长度要符合设计及规范要求，钢筋搭接处，应用铁丝在中间和两端扎牢。箍筋制作采用圆盘，调直重绕方

16、式进行，螺旋箍内径为桩径一倍。主筋钢筋净保护层厚度40mm，箍筋接头全部采用搭接与主筋采用交叉点焊。加劲箍采用单面电焊连接10D。纵向主筋均要求采用焊接，双面焊焊长度不小于 5d。大于 12m 的钢筋笼采用分段制作、主筋接头错开，保证在同一截面内，接头数目不多于主筋总根数的 50%。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。（2）吊装钢筋笼利用 25T 吊机整体吊装到孔内，钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。吊装时考虑起吊和移位时的钢筋笼变形控制。 为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用两点吊。第一

17、吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上部三分之二点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架与地面或平台垂直，停止第一吊点起吊，用劲形骨架固定。钢筋笼在起吊的部位设置加强措施，防止或尽量减小在起吊和安放的过程中钢筋笼变形。吊放时应对准孔位轻放、慢放，禁止强行下放，防止倾斜、弯折或碰撞孔壁。如果放不下去，要吊起分析原因然后重新下放。钢筋笼就位后，立即将吊筋固定，防止钢筋笼移动。钢筋笼顶面和底面标高误差不大于石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 750mm。钢筋笼下放到设计深度后，立即下

18、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。为保证钢筋笼竖向轴线垂直度及混凝土保护层厚度，应在钢筋笼外周采用焊接钢筋耳环或绑扎与桩基混凝土同标号预制块形式进行控制。钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。7、混凝土灌注导管连接导管采用壁厚 =3mm，直径 250 导管，每节长 24 米，最下端一节导管长应为 4.56m，不得短于 4m，为了配备适合的导管柱长度，上部导管长为1m 或 0.5m。导管采用游轮螺母连接，橡胶“O”型密封圈密封，严防漏水。导管初次使用时做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深 1.5 倍的压力。以保证密封性能可靠和在水下作

19、业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。导管吊放入孔时，将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为 250400mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。9、灌注混凝土成桩混凝土灌注采用导管法，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。钻孔桩灌注前，计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。混凝土采

20、用 C30 商品砼，输送车运至桩位，汽车吊配合灌注。混凝土强度等级必须满足设计要求，应具备良好的和易性。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，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，实际灌注桩顶面高度要求高于设计要求 0.5m，以确保设计桩顶下桩身混凝土强度。灌注过程中导管埋深宜为26m，严禁导管提出混凝土面，设专人检测导管埋深及管内外混凝土液面高差。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管立即洗刷干净。灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，计算混凝土的需要量，严石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗

21、头站钻孔桩施工方案 8格控制最后一次混凝土灌入量。 混凝土灌注过程中，配备发电机发电，保证混凝土灌注连续进行。灌注桩的混凝土面高出设计 0.5m1.0m，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。5.55.5、质量标准及保证措施、质量标准及保证措施1、钢筋笼质量检验标准序 号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强箍间距105箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度 1%2、混凝土灌注桩质量检验标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内试件大于等于 10 组时，按数理统计方法评定；试件小于 10组

22、时，按非统计方法评定；2孔深（m）不小于设计测绳：每桩量测3孔径（m）不小于设计探孔器：每桩量测4钻孔倾斜度（mm）1%桩长，且不大于 500探孔器：每桩检查摩擦桩符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求5沉淀厚度（mm）支撑桩不大于设计规定测绳量测：每桩检查6钢筋骨架底面高程（mm）50水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算3、质量保证措施（1）护筒埋设护筒既保护孔壁，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。石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 9（2）坍孔处理钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用原地回填捣实和

23、加深埋护筒等措施后继续钻进。坍孔严重时，应回填重新钻孔。,（3）缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，采用小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。（4）埋钻和卡钻处理钻孔埋钻主要发生在一次进尺太多时，卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开或在碎石地层钻进时，碎石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后保持孔内压力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。（5）遇到流砂、淤泥采

24、取的措施A、流砂、淤泥比较严重的桩基开挖，采用钢护管支撑流砂段桩壁，边钻孔边跟管，混凝土浇筑流砂段以上后，再将钢护管迅速拔出。该法缺点是混凝土浇筑后钢护管拔出比较困难，增加成本。B、流砂、淤泥不严重的桩基开挖，采用稳定液护壁施工，稳定液主要成份：粘土、膨胀土、工业用碱、纤维素、渗水防止剂。在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在 1.051.2 之间，粘度控制在 1720s，砂率控制在 4%以内。常用的泥浆材

25、料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。（6）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。（7）浇筑混凝土的要求石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 10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

26、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。（8）钢筋笼上浮的处理钢筋笼上浮发生于灌注混凝土的导管位于钢筋笼底部或更下方而混凝土埋管深度已经较大时，此时钢筋笼靠自身重力及孔壁的摩擦力来抵抗混凝土上顶力、摩擦力，一旦失去平衡，钢筋笼就会上浮。为防止钢筋笼上浮，应加强观察，以便及时发现问题，并在钢筋笼顶施加竖向的约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。发现钢筋笼上浮之后，应立即停止灌注混凝土，查明原因及程度。如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼

27、底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管底部升至钢筋笼底上方后可恢复灌注；如上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的混凝土，砼浇过程中漏浆、塌孔另行处理。（9）其它注意事项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。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

28、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。3）控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。6 6、成品保护、成品保护1)钻孔灌注桩浇注完成后，清理桩头表面浮浆2)清理完成后，不应再扰动桩基砼。石家庄市城市轨道交通 2 号线 04 标段 东岗头站钻孔桩施工方案 117 7、质量保证措施、质量保证措施1）严格按照施工图纸，施工合同要求及规范进行施工。2）认真贯彻 ISO9002 质量认证标准，制定切实可行的质量检查程序，使每个施工环节都处于受控状态，每一个过程都有质量记录，施工全过程有可追溯性，定期召开质量专题会，发现问题及时纠正，以推进和改善管理工作，使质量管理走向国际标准化。3

29、）建立质量责任制，针对工程特点建立各级管理人员的质量责任制。形成质量管理从原材料抓起，工序把关、人人负责的局面。实行内部工程质量奖惩办法。4）加强质量教育：组织全体施工人员认真学习建筑桩基技术规范 ，增强施工人员的质量意识，为确保工程质量打下良好的基础。5）坚持质量教育：组织技术交底，根据工程进度安排，由技术负责人分阶段向各班组进行专项施工技术交底工作，同时在下达施工任务时，随同下达质量目标，使工程施工始终处于严格的质量管理中。6）建立严格的检查制度和工序交接制度。工程质量检查以工程最初工序开始，逐工序进行质量检查，发现问题及时纠正处理，未经处理，不得进行下道工序。对已完工的工序进行质量检查，符合建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002）验收标准后，报监理工程师复查，批准后方可进行下一道工序。检验、签证资料需及时、准确、齐全，最后装订成册，妥善保管。7）建立施工过程中的质量检查和验收制度。中间检查是施工质量管理的重点。中间检查的内容：工程用的材料是否经过试验室检测并经监理工程师审核，批复手续是否齐