桩基作业指导书

1、武汉西四环线高速公路吴家山至沌口段 后官湖高架桥桩基作业指导书武汉西四环高速公路吴家山至沌口段后官湖高架桥工程桩基作业指导书编 制： 审 核： 审 批： 中建三局股份有限公司武汉西四环线项目经理部四分部2012.12目 录一、编制依据3二、工程简介3三、施工准备5四、施工工艺流程图7五、桩基施工7六、桩基施工注意事项11七、异常情况的处理措施13桩基作业指导书一、编制依据（1）武汉市四环线高速公路吴家山至沌口段两阶施工设计图（先期施工段）中交第二公路勘察设计研究院有限公司；（2）武汉市四环线高速公路吴家山至沌口段初步工程地质勘察武汉中交岩土工程有限责任公司；（3）武汉市四环线高速公路吴家山至沌

2、口段总体施工组织设计；（3）公路工程质量检验评定标准(JTGF801-2004) ；（4）工程测量规范（GB50026-2007）；（5）混凝土质量控制标准（GB50164-92）；（6）公路桥涵施工规范（JTG/F50-2011）；（7）混凝土结构工程及验收规范（GB50204-2004）；（8）钢筋机械连接通用技术规程（JGJ107-2010）；（9）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2012）；二、工程简介2.1、工程概况后官湖高架桥工程位于武汉市蔡甸区及武汉经济技术开发区交界处，起止桩号K83+037.088K88+129.885，线路始于贺家墩鱼塘北岸，沿线跨越贺家墩鱼塘、博艺路及后官

3、湖，止于后官湖大道水府还建楼处，全长约5092m。本工程段桥梁平面共分34联，163个墩柱，桥面宽度40.5m，分两幅布置，除第6联（36+60+36）变截面段采用预应力砼现浇箱梁外，其余均为五跨一联的预制钢筋砼预应力箱梁，跨径为约30m。本高架桥桩基直径为1.8m桩，共1020根，桩基深度约35m。2.2地形地貌如下图所示，后官湖高架起点至第29#墩（博艺路上）附近，长约905m（K83+037.88K83+942）为小湖区（非后官湖界碑内湖面），为鱼塘，水深在4m；29#墩至后官湖高架桥终点（K83+942K88+129.0088）共4187m为后官湖湖面。 桥梁位置卫星地貌图2.3气象条

4、件每年7、8、9月为高温期，12月至翌年2月为低温期。多年平均降雨量1204.5mm，降雨一般集中在68月。武汉市的最大风速为29.4m/s，风向一般为西北风，最大风力可达九级，大风以四月最多，九月、十月为最少。 2.4水文条件后官湖属浅水型淡水湖泊，具有底平、水浅、水生生物资源丰富、湖泊功能显著等特征。水面积36.1km2，容积1.077亿m3。是武汉备用生活水源之一，周边湿地范围较广，环境保护要求高。2012年7月1日对后官湖湖面进行高程测量，其水位高度为19.20m，水深2.03.5m，丰枯水位高差1.5m，湖底标高为16.10m；地下水位随季节变化，勘探期间地下水埋藏深度1.206.8

5、0 米，根据水质分析结果，地表水、地下水对砼无腐蚀性。2.5桥址周边环境桥梁线路主要经过后官湖湖岸区、博艺路，于东风大道接沌口互通。根据现场实际踏勘，适合建项目驻地的位置分别为打鼓渡河的水生态与生物研究实验基地。场地周边环境有东方夏威夷社区、博艺路、水生态与生物资源研究实验基地、沿湖区居民小区（在建及已完工小区均有）等。博艺路为填湖道路，宽约8m，双向行驶，进入市区的主要通道，高架桥与博艺路（湖区段）相交。是本工程所有材料、机械设备进出场的主要通道。2.6 地质概况根据地质初步勘查知：湖区水域以下依次是流塑淤泥，淤泥粉质粘土，粉质粘土，中风化砾岩（中风化灰岩、中风化泥质砂岩，强风化泥质砂岩）；

6、其中中风化灰岩层承载力高达2000KPa,其他风化岩层的承载力约1200 KPa, 粉质粘土的承载力在260400 KPa 工程地质一般断面图三、施工准备3.1临电、临水布置施工用电从蔡甸区（夏威夷附近）电网接入现场变压器，然后再由变压器接出；全线共5092m，根据总负荷计算表、变压器选型、数量汇总表所得视在功率为依据结果，变压器选择8台型号800KVA变压器，号箱式变压器定位为K83+400;号箱式变压器定位为K83+612;号箱式变压器定位为K84+200;号箱式变压器定位为K85+000;号箱式变压器定位为K85+800（K84+600）;号箱式变压器定位为K86+600(K85+400

7、);号箱式变压器定位为K87+000(K86+120);号箱式变压器定位为87+800(K87+000)。考虑现场其他不利情况和停电等不利因素，项目根据施工进度在主要作业面保障现场基本施工设备用电负荷,启用备用发电机35台(500KVA发电机组3台300KVA发电机组2台)。如用电负荷还满足不了施工设备用电时，考虑临时增加发电机组。施工用水，用抽水泵就近湖泊取水。3.2砼运输本工程所有用混凝土原则上采用项目自建拌和站生产的混凝土，当项目混凝土无法满足生产需要时，拟采用商品混凝土。商品混凝土初步定于由中建商砼汉阳站提供，运距约13.8公里。3.3资源配置1人员配置计划 人员配置计划表 序号人员人

8、员安排工作内容1工程负责人2桩基施工全面管理2质检员4桩基工程质量检查3现场工程师8现场技术指导4测量工程师4施工放样与控制5安全员4现场安全监督与指导6技术员4现场技术跟踪服务7试验工程师3试验取样、检测、组织8普通工人350现场施工2主要施工设备 机械设备配置计划表序号设备名称型号规格数量额定功率（kW）生产能力用于施工部位1冲击钻ZC-932台75桩基钻孔2振动锤DZ-902套90打钢管桩及钢护筒3挖掘机CAT320B8台陆上承台及土方4空压机10台160KW水上钻孔桩5履带式起重机住友50t6台50t钢筋笼、栈桥施工6汽车式起重机QY256台25t陆上施工7泥浆分离器5台60KW水上钻

9、孔桩8泥浆泵BW-32010台桩基及下部结构9自卸汽车解放20台15t陆上施工10混凝土泵车4台228KW37m砼浇筑11混凝土罐车HJG527010台8m3砼运输12备用发电机300KV4台钢筋笼加工13钢筋切断机GQ-4012台40钢筋笼加工14钢筋弯曲机GW-4012台40钢筋笼加工15切割机40012台400钢筋笼加工16钢筋调直机GT4-84台12钢筋笼加工17交流焊机BX-31530台钢筋笼加工18直螺纹加工设备6套钢筋笼加工19清水泵40台15桩基清孔四、施工工艺流程图 桩基施工流程图五、桩基施工5.1、桩基测量依据已布设的平面控制导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中心坐标

10、，利用全站仪精确测设各桩位的中心桩5.2、泥浆制备及循环泥浆主要采用粘土粉造浆，当粘土造浆不能满足要求时使用膨润土造浆（泥浆指标见下表）。 泥浆质量指标比 重粘 度PH值胶体率含砂率1.21.422s30s81195%4%护壁泥浆再生处理：施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣的方法。现场设置泥浆沉淀池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。沉淀池中的土渣采用反铲清理，由泥渣专运汽车运到土渣堆放区，保证泥浆的循环空间和存储空间。湖区施工段：根据湖区施工场地狭窄限

11、制，施工场地不宜堆放过多的材料、设备。根据设计要求可采用钢护筒成桩，利用承台上3根桩基的钢护筒作为泥浆池；3根钢护筒同时入粉质粘土层2m，钢护筒上口高出钢平台30cm，在钢平台以下30cm开孔，孔径30cm，用直径30cm（10mm厚）的钢管连通3根钢护筒。钢管与护筒之间进行满焊，不得漏浆。利用钢护筒的空余部分做泥浆循环系统，泥浆液面高出连通管即可。并预备一个容积约为60立方铁箱（铁箱采用8mm厚的钢板，L30*30的角钢制作），当作泥浆池使用。5.3、埋设护筒经勘查，在博艺路北侧，桩基位置附近有地下管线，施工时经测量定位，是否需要迁改，若有则与相关单位协商，进行迁改。钢护筒按设计实施，采用2

12、0mm厚钢板制作，护筒埋深依据实际底层情况而定，护筒直径较桩径大25cm。若钻孔发现地基稳定性差，护壁能力不足，出现坍孔、缩孔时，应加深钢护筒埋深长度。5.4、钻机定位 在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、平台标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机的转扬绳、护筒中心线应保持在同一直线。5.5、护筒埋设钢护筒按设计实施，从专业厂家采购，现场焊接加长，总长度根据详勘进入粉质粘土层不小于2m控制，椭圆度小于d/100，且不大于30mm。钢管桩每节间采用焊接连接，护筒错边不大于3.2mm，焊缝宽不小于8mm，焊缝高不大于3mm。焊接时要保证每节护筒在同一轴线上并焊

13、接牢固密实，以避免在接缝处漏浆。护筒分;在加工厂加工好后，运至施工现场，一次性焊接下沉。导向架的下导环与作业平台采用U型卡固定在分配梁上。导向架安装前利用全站仪准确放出钢护筒的中心，要求钢护筒中心与导向架中心一致。钢护筒在导向架内下沉，露出钢平台不超过30cm。钢护筒上口用I12.6的工字钢做成“口”型框架电焊在钢平台上钻孔达到设计深度后采用测绳检测成孔深度，孔垂直和孔径检测采用6m长的钢筋笼骨架检测，检查泥渣，是否与地勘报告相符。各项指标符合设计规范要求后，报请监理工程师验收、确认同意后方可终孔。当与地勘资料有出入时应经监理、业主、设计代表同意后方可进行下一步工作。5.6、清孔成孔检验合格方

14、可进行清空，清孔主要采用清水置换孔内泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标避免在下钢筋笼时，泥渣沉淀过快，不利于桩基质量控制。5.7、钢筋笼的制作 钢筋笼的制作采用支架成型法。支架用3cm4cm厚的钢板，按骨架的设计尺寸，做成半圆的固定支架。在它的周围边缘，按主筋的位置凿出支托主筋的凹槽。制作时，将主筋逐根放入凹槽，然后将箍筋按设计位置放在骨架外围，弯绕成圆箍，并与主筋点焊连接。直到最后加工成型。钢筋笼加工时要确保主筋位置准确，其沿桩长每隔2.0m设一道20加强筋，每道沿圆周对称地设置4道16定位筋，以确保设计要求的钢筋混凝土保护层厚度。为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不

15、产生变形，每隔2m用16mm钢筋设置加强筋。钢筋笼下放好后，安放导管，导管接头为丝口式，壁厚=12mm，直径=245mm的刚性导管，使用前要进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格后下放导管即下放灌注混凝土的导管至孔底，导管每节拧紧，确保封水性能。用40cm长20的钢筋，将的2根2.5m长I22a的工字钢焊在一起，中间用20mm的钢板做成活页式卡口，放于钢护筒上，导管通过活页式卡口配合吊车逐节往下安装5.58、二次清孔本工程计划采用反循环清孔，在浇注混凝土前20分钟，通过导管将孔底沉渣排出，以达到设计孔底沉淀厚度的要求。泥浆浓度和含砂率等指标经监理工程师检查合格后

16、，进行水下混凝土的灌注。清孔后孔底沉淀厚度满足规范要求,即1.5m摩擦桩 沉渣不大于20cm，桩径大于1.5m的摩擦桩沉渣不大于20cm，端承桩控制在5cm以内。 清孔泥浆质量指标比 重粘 度PH值胶体率含砂率1.031.101720pa·s89>98%<2%5.9、混凝土供应本工程采用商砼，混凝土拌和站集中供应，采用混凝土搅拌车运输混凝土，导管法下注。为保证基桩混凝土灌注连续、快速地进行，工长必须预算桩基砼浇灌量，并做好安排，且现场砼罐车不少于4辆时（1.8m桩，35m长的1/2考虑），方可开始浇筑，剩余砼罐车在1个半小时内必须运到现场等待。桩基混凝土灌注采用垂直导管法

17、施工，灌注设备主要由导管、混凝土储料斗等组成。在浇筑桩基混凝土前，需对桩孔进行全面的检查，当孔深、沉淀厚度满足设计要求、泥浆相对密度达到设计的要求时，可以进行混凝土浇注。首批方量计算灌注桩施工时首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度的需要，首批混凝土的数量为：式中： 首批混凝土所需数m3； 桩孔直径（取1.8m）；H1桩孔底至导管端间距，一般3040cmH2导管初次买入深度（m）导管内径（取0.245m）；桩孔混凝土面高度达到H2时，导管内混凝土柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h1Hwwrc，m；（取35m桩计算）5.10、质量检验桩身质量均采用超声波法进行检测，其他质量检测项采用

18、如下方法:桩基质量检测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组时，按非统计方法评定2桩位排桩允许50全站仪，极值1003孔深（m）不小于设计测绳：每桩量测4孔径（m）不小于设计探孔器：每桩量测5钻孔倾斜度（mm）1%桩长，且不大于500用测斜仪或钻杆垂线法：每桩检查6沉淀厚度（mm）摩擦桩符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求沉淀盒或标准测锤：每桩检查支撑桩不大于设计规定7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六、桩基施工注意事项（1）在桩基混凝土灌注过程中，要防

19、止出现梅花孔。其主要原因是钻锥的自动转向装置失灵、泥浆的比重过大、冲程太小的原因。（2)在冲击钻钻孔的过程中，防止出现冲击钻糊锥的现象，其主要原因是冲程过大、泥浆比重过大、钻渣量过大的原因造成的。（3)在冲击钻钻孔的过程中，要时刻提醒钻机操作人员防止金属零件、各种小型机具及钻头掉入钻孔。（4)在有溶洞的位置一定要准确记录钻进记录，并对照地勘柱状图分析。（5）断桩断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面： 灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管

20、埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度

21、波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、 软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。（6）桩基施工完后，用安全警示线把桩基坑围起来，以免

22、发生安全事故。七、异常情况的处理措施在本工程段的淤泥层和粉质粘土层可能会遇到塌孔、缩孔现象；灰岩、砾岩、泥质岩可能会遇到溶洞、卡钻、偏孔等常见故意。针对常见问题处理如下：1）坍孔处理措施在桩基混凝土灌注过程中如果出现护筒内泥浆忽然上升，流出护筒，并冒气泡，极有可能发生坍孔。首先现场钻孔操作人员,仔细检测泥浆比重及粘度,尤其是含砂率的检测,由于本标段桩基下部地层为强风化泥质岩和中风化砾岩，泥浆中的含砂量比较高，不同地层必须按要求进行相应调整； 在粉砂质层中要以低速钻进；起、下钻时速度要慢，避免激起水柱动压力变化过快过大；控制钢筋笼制作垂直度，安放钢筋笼时，需对准钻孔中心竖直插入，防止触及孔壁；各工序之间衔接紧密，每道工序结束后，尽快进入下道工序，尽量缩短中间间隔时间； 钻进过程中出现的轻微坍孔，及时调整泥浆性能，继续缓慢钻进，并加强观测；钻进及成孔后出现较大规模坍孔,如钻头被埋住,要求缓慢旋转提钻、拆钻，超声波检测仪