汉江2号桥主体工程钻孔灌注桩基础工程施工方案

'***市***大道新桥（汉江2号桥）主体工程桩基施工方案编制：******审核：******批准：******中国***集团股份有限公司***市***大道新桥（汉江2号桥）主体工程施工项目部二0一0年一月17 ***市***大道新桥（汉江2号桥）桩基施工方案1编制依据和编制原则1.1编制依据《***市***大道新桥（汉江2号桥）施工设计图册》；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000；《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）；《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）；《建筑地面工程施工质量验收规范》（G50209-2002）；《***市***大道新桥（汉江2号桥）施工组织设计》。1.2编制原则（1）遵守合同条款要求，认真贯彻业主或监理工程师的指示、指令和要求。（2）严格遵守合同明确的设计规范、施工规范和质量评定与验收标准。（3）坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性、安全可靠性与实事求是相结合。（4）自始至终对施工现场坚持实施全员全方位、全过程严密监控、动静结合、科学管理的原则。（5）实施项目管理，通过对劳务、设备、材料、技术、资金、方案、信息、时间与空间的优化处理，实现成本、工期、质量及社会效益。2工程概况2.1工程简介汉江2号桥桥墩及桥台采用钻孔灌注桩，由桩周土摩擦力和桩端土端阻力共同承担上部荷载，以中密状卵砾石作为桩基础持力层。汉江2号桥桥墩桩基础直径为1.5m，共154根，单桩长28m（其中4#墩桩基共10根，单桩长25m）；桥台桩基础直径为1.2m，共32根，单桩长20m。17 施工图设计桩基共186根，桩长共4922m。墩台地基土主要由卵石土和砾砂土组成，呈中密-稍密状态。2.2气象、水文及工程地质（1）气象水文根据汉台区县气象站多年的气象资料统计，该区的多年平均气温16℃，极端最高气温为38.6℃，极端最低气温-7.0℃；多年平均降雨量856mm，年最大降雨量1100mm，年最小降雨量600mm。年内降水分配不均,主要集中于7～9月份，占全年降雨量的65％。平均相对湿度76％，年均无霜期：251天；年蒸发量在800～900mm之间。汉江2号桥施工期，10年一遇洪水高程为506.25m，5年一遇洪水高程为505.41m。（2）地形地貌桥址区位于汉江河床及河漫滩地貌。北岸起点桩号K0+283.944m，南岸终点桩号K0+928.944m。河床高程为498.20m～504.90m，高差6.70m，由于河流冲刷及人工改造，河床高差起伏大。两侧引道为高河漫滩，高程509.20m～509.90m，一般高出河床4.30m～11.70m，现为道路。（3）地层岩性根据钻探及本次地质测绘，桥址区出露和揭露的地层主要为：第四系全新统耕植土层（Q4pd）、第四系全新统人工堆积层（Q4me）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统湖积层（Q3l）。（4）地质构造桥址区无断裂构造。场地内②-1中砂层夹层为液化土，液化等级为轻微液化。（5）水文地质17 场地地下水主要为赋存于第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵石层中的孔隙潜水，透水性好，为含水层。3施工目标3.1工期目标本工程灌注桩施工于2010年2月6日开始，2010年4月15日竣工，历时69日历天。3.2质量目标（1）工程质量符合国家现行有关设计、施工及验收规范的要求。（2）施工质量标准满足合同要求。（3）竣工验收的质量评定：优良并取得长安杯。3.3安全目标（1）本工程安全生产工作的目标是：创安全工程。（2）本工程安全生产工作主要监控指标是：①工伤事故：杜绝重伤及重伤以上工伤事故，减少轻伤事故发生。②机电事故：杜绝重大机电设备事故，机电设备事故直接经济损失率﹤0.5‰。③交通事故：杜绝重大交通事故，百车事故率﹤2﹪。④火灾事故：杜绝火灾事故。⑤“安全岗位”达标率＞80﹪。⑥抓好施工现场尘毒噪声等有害作业专项治理，治理达标率大于70%，无职业病患者。⑦事故隐患整改率＞100﹪。⑧安全报表和记录及时、真实、齐全，信息返馈及时。4施工布置与规划4.1施工平台17 根据招标文件提供的水文资料，汉江2号桥处，一般水位▽500.4m，多年平均水位▽502.5m，汉江2号桥施工期，10年一遇洪水高程为▽506.25m，5年一遇洪水高程为▽505.41m，因桥墩基础灌注桩施工期为2～4月，桥梁下部结构施工期在4～7月，为此，桩基施工平台和桥梁下部结构的施工平台应不低于▽503.0m。同时，为确保各桥墩施工设备的正常移动、施工材料顺利到达施工部位还需要，在桥轴线下游40m填筑一条顶面为▽504.0m，宽7m平行于桥轴线的施工通道连接汉江南北，在7#～8#墩、8#～9#墩之间各埋设20条Φ1500㎜砼预制管进行泄洪导流。（1）施工通道填筑。施工通道起点桩号+400.00，止点桩号+912.00,共长412m，路面宽度7m（双车道），路面顶高▽503.0m。道路中心与桥轴距40m，平行于桥轴线。（2）施工导流。根据水文资料，施工导流流量100m3/S，用Φ1500㎜砼预制管40条，分别埋设在7#～8#墩、8#～9#墩之间，砼管铺设在▽498.20m的河床面上，砼管上部浇30㎝厚C20钢筋砼，再填筑3m砂石料。填筑施工道路用料取用上游河漫滩砂石料。（3）施工平台高程。根据实际地面（河漫滩面）高程，0#、16#墩台桩基施工平台面▽506.0m，1#～4#墩桩基施工平台面▽504.0m，5#～15#墩桩基施工平台面▽503.0m，其中7#～15#墩施工平台需筑岛填筑而成。（4）筑岛施工。7#～15#墩所处河床面高程在▽498.20m左右，采用筑岛围堰的形式作为桩基和桥梁下部结构的施工平台。筑岛围堰的顶宽度以满足桩基和承台施工的需要，为此围堰宽度设计为：承台宽度+（水深+0.5）×1.5+6×2m。筑岛填筑Ⅰ区采用汽车倾填砂卵石，填筑Ⅱ区采用编织袋装砂壤土堆码，填筑Ⅲ区采用粘性土填筑。填筑分区见图1。筑岛填筑时，注意以下几点：17 ①河床面填筑区须予以清除，以减少渗漏。②填筑时，不允许直接向水中倒土，而应将土倒在已露出水面的平台上，顺坡送入水中，水面以上的填土，应逐层夯实。③填筑施工造成河道变窄，水流速增大，外坡面受到冲刷，应用编织袋装砂壤土堆码，局部采用竹笼片石加以防护。④袋装填土的填装量为1/2～2/3，土袋应错位堆码，并尽可能码齐。图1筑岛围堰宽度及填筑分区示意图（5）工程量。施工道路及围堰填筑工程量见表1。表1临时施工道路及围堰填筑工程量表序号部位施工内容工程量备注1施工道路土石方填筑3.0万方道路长412m，路面宽7m，泥结石路面2施工导流砼管铺设240根Φ1500㎜砼预制管3施工平台筑岛土石方填筑1.9万方5#～14#桩基及承台施工平台4.2供水、供电及通讯系统（1）生产供水。生产用水抽取汉江河水，主要用于混凝土拌和、养护。生产用水本着就近就地的原则布置。其中：混凝土拌制用水，在混凝土搅拌站附近建一座容量30m3的砖砌蓄水池。混凝土养护用水，桥梁施工沿线布置Φ50钢管，各作业面配备消防水管以保证各施工部位的用水。17 泥浆制备用水，泥浆制备用水通过水泵直接抽取汉江河水。各项目用水量，详见表2。表2现场用水量表项目耗水量（m3/h）备注混凝土拌和及养护用水10高峰期用水量泥浆制备用水10高峰期用水量机械用水3总用水量13考虑用水量高峰期错开（2）施工供电。工程施工用电主要为混凝土拌合、浇筑系统、钻机、电焊机以及施工照明用电。考虑用电不均匀系数及工期等因素，本工程用电拟采用2台630KVA变压器组作为施工电源，通过业主与当地有关部门协商接入当地电网。（3）施工通讯。为满足施工通讯要求，现场管理人员均配备手机。4.3渣场施工时产生的弃浆经排浆沟集中到沉渣池，定期用反铲清挖弃渣并由专门车辆运至业主指定的渣场位置，确保现场文明施工。4.4砂石料系统桩基砼所需砂、石原料约15000m3，从砂石料厂采购自卸汽车运至施工现场。4.5混凝土拌和系统桩基工程混凝土量约10000m3，混凝土拌和系统布置在左岸地面高程为▽504m的河滩，建筑面积200m2，占地面积2000m2。（1）砼拌和生产能力。根据施工进度计划，混凝土浇筑平均强度180m3/D，高峰期强度约300m3/D，结合工程特点，选HZS100型搅拌站1座（2台），采用电子秤自动化控制搅拌站。（2）砂石料储运设施。砼用砂石骨料采用自卸汽车运入搅拌站堆料场，净料储量3000m3，配置一台ZL50装载机。（3）粉料储运设施。采用水泥储罐。17 （4）工艺流程。混凝土搅拌系统的工艺流程见图2。图2混凝土搅拌系统的工艺流程图4.6泥浆制备系统（1）制供浆站。在南北两岸各设置一座膨润土泥浆集中制浆站，负责供应桩基造孔泥浆。制浆原料采用II级优质钙基膨润土粉。各泥浆池容量200m3，浆池采用浆砌石结构，水泥砂浆抹面；泥浆搅拌车间采用砖混结构，车间内配备2台ZJ-800型高速制浆机，采用3PNL型泥浆泵将泥浆从储浆池输送至防渗墙施工平台。制浆站总占地面积2*800m2。（2）输浆管道。输浆干管采用φ100mm钢管，沿施工道路外侧全程敷设，每个桩基施工墩台设置一出浆闸阀。输浆干管总长700m。4.7钢筋笼加工桩基工程钢筋制安量约800t，平均日加工强度约13t，高峰期日加工30t。钢筋笼加工基本上都在桥墩附近进行，用吊车直接吊入桩孔内，以减少因钢筋笼运输造成的变形。4.8工地试验室在拌和楼附近建立试验室，占地面积200m2。主要负责钢筋混凝土原料、半成品、成品质量检测等，其中混凝土试件制作养护室设于混凝土拌和站内。5资源投入5.1人员17 投入桩基工程施工的人员计划见表3。表3桩基工程人员计划表序号工种或岗位人数备注1生产管理8包括材料、仓管等2技术管理43质量管理44测量、试验55钻工1506焊工207机械操作手98砼工109钢筋工1010普工60合计2805.2设备投入桩基工程施工的主要设备见表4表4投入桩基工程施工的主要设备表序号名称型号规格单位数量备注1冲击钻机台302汽车吊25T台23拌合站100m3/H座14混凝土搅拌运输车JCQ6A6m345混凝土输送泵HBT-60台16电焊机BX3-300台105.3材料投入桩基工程施工的主要材料计划见表5。表5桩基工程人员计划表序号材料名称规格单位数量备注1水泥42.5T45002河砂中粗M370003小石0.5～2.0㎝M380004钢筋按设计图规格T8005膨润土T300017 6粘土M350006钻孔灌注桩施工6.1工艺流程合格平整场地、构筑施工平台护筒制作与埋设钢筋笼安装安设导管、溜槽桩位放样钻机、辅助设备安装就位向钻孔内注入泥浆或清水测量钻孔深、孔斜度…泥浆制备钢筋笼加工制作试验检查、配套导管不合格泥浆系统准备、设备安装钻孔清孔换浆安装清孔换浆设备泥浆净化处理检测淤积厚度砼系统设备安装、备料砼配合比设计试验砼制备、输送、试块制作桩基水下砼浇注与砼面检测控制桩头处理、拔除护筒、转移下一个桩位图3钻孔灌注桩施工工艺流程图钻孔灌注桩施工工艺流程如图3钻孔灌注桩施工工艺流程图6.2钻孔灌注桩施工17 （1）桩位放样。根据设计图和业主提供的控制坐标，做好施工测量控制网，再测放钻孔灌注桩桩位，打好中心桩，护筒埋设后进一步校核。全部测量放样均必须做好记录，整理报监理工程师审核。（2）护筒制作与埋设。护筒采用δ=5mm钢板制作,护筒内径稍大于钻孔直径,护筒坚实、不漏水、内部平整。护筒埋设后顶部高出施工时最高水位1.5-2.0m，周围用粘土封闭。护筒中心与桩中心重合，其平面位置偏差不大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%。护筒埋设后，在护筒口做好桩孔中心标识。（3）钻孔。钻孔采用钢绳式冲击钻机、钢铸十字钻具。开孔时，吊起钻头对准护筒桩孔中心，护筒内回填适量粘土和少量放水（浆），采取轻拉慢放、渐断冲击，并及时逐步添加粘土和水（浆），保护好孔口段，当钻孔深达3～5M，检查钻孔正常后进入正常钻进直至符合要求深度为止。（4）、排渣与清孔。在钻进过程中，必须随时补充泥浆，调整泥浆比重。排渣方式采用循环排渣方法，含粘泥浆进入沉淀池沉淀处理后可继续使用。沉淀池内钻渣定期清理，沉淀池内泥浆需经常检测比重、粘度、含砂量等泥浆性能指标，及时补充新鲜泥浆改善泥浆性能。钻孔达到设计要求深度后，必须采用循环换浆法把孔底的沉渣捞清，以免影响桩的承载力。（5）钢筋笼制作与安装。采用焊接方法制作成钢筋笼，箍筋点焊接防止变形。吊放钢筋笼时严禁碰孔壁，并防止坍孔和将泥土带入孔内。钢筋笼吊入后校正其轴线使之竖直，勿使其扭曲变形。钢筋笼吊入后孔内后，必须尽快浇筑凝土。（6）混凝土浇筑。桩孔砼浇筑采用导管法施工。砼浇筑等级C30，粗骨料采用级配良好的天然小石，粒径不大于30mm，细骨料采用级配良好的中粗河砂，砼坍落度宜为180~220mm，扩散度宜为340~380mm，砼配合比必须经有资质的试验室设计。7钻孔灌注桩施工技术要求17 7.1施工平台桥墩灌注桩施工平台，并应满足下列要求：⑴　施工平台应有足够的面积，满足成孔机具、灌注砼、泥浆设备及钢筋笼制安的作业要求；⑵　施工平台应有足够的高度，使护筒埋设后高出最高水位1.5～2.0m，并不影响钻孔设备的安装和作业；7.2钻孔泥浆。⑴泥浆制作的材料：造孔泥浆由水、粘土(或膨润土)和外加剂等搅拌而成。泥浆搅拌水采用江水。⑵泥浆制作的性能：应满足钻孔施工保护孔壁，泥浆流动带出钻渣，清孔换浆后不易发生沉淀的要求。⑶泥浆制作的方法：泥浆制作采用机械搅拌，制浆材料和搅拌设备分别在左右岸河滩。⑸泥浆的排放：钻孔沉定的泥碴不能泛流排放，必须按要求经排浆沟进入沉淀池，弃渣到家至指定的地点。7.3钻机就位安装（1）钻机安装前，要检查钻机及相应设备是否完好及施工平台环境是否满足施工各道工序的要求。（2）钻机必须安装在300×25×20cm方木上，防止钻机滑动移位。（3）钻机就位安装时要平稳，对准孔位中心，必须用测量仪复测护筒中心孔位，保证护筒桩位中心、钻具中心在同一铅垂线上。7.4钻孔（1）钻机开钻前，应检查钻孔设备安装是否稳固，性能完好，配套机具是否就位齐全、完好，钻孔泥浆是否拌制并性能是否符号要求，钻具是否对准钻孔孔位，钻头直径是否满足设计要求。　17 （2）钻进时根据地层情况，可采用不同的泥浆进行钻进，要确保孔壁稳定。钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持浆柱压力以抑制继续涌砂和坍孔。（3）钻进达到设计孔深停钻时，仍要维持泥浆正常循环，直到返出泥浆的钻渣含量满足设计要求。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量泥浆，稳定孔内浆柱高度。（4）在钻进时要观察孔内地层变化，详细记录，发现与设计提供的地质剖面图不符时应及时向现场工程师汇报，以便及时采取相应措施。（5）升降钻具时必须平稳，钻具提出孔口时应防止碰撞护筒、孔壁、钩挂护筒底部。（6）因故停钻时，孔口应加护盖。严禁将钻具留在孔内，以防埋钻。（7）当钻孔遇有坍孔、孔斜、弯曲、扩孔、漏浆、落物、卡钻、埋钻时，要针对不同情况，仔细分析，查明原因和位置，采用不同的方法及时进行处理。（8）成孔验收：钻孔终孔后要实测孔位、孔深、孔形、孔径、孔偏，自检合格后才能通知监理工程师到现场进行终孔验收签证。（9）钻孔灌注桩偏差及检查方法：项次项目允许偏差检查方法1桩位偏差<50㎜控制点法或测量检查2垂直度允许偏差<1%用符合设计桩径的钻具或同经钢笼用钢绳逐渐从孔口向孔底放落，每2～4米测一钢绳在孔口的中心位置，再用相相似三角形法计算。3桩径允许偏差±50㎜用设计桩径的钻具或同径（长度不少于3米）钢筋笼能从孔口顺利下入到孔底。4孔深±100㎜①达设计深度；②实测。（10）灌注桩钻孔，必须采用跳打法，以避免影响邻近桩孔砼质量。17 7.5清孔、验收（1）钻孔（孔位、深度、孔径、孔斜）经验收合格后方可清孔。清孔时，孔内浆面始终要保持高于护筒以外水位，防止孔内浆面过低造成孔壁坍塌事故。（2）清孔结束标准：返出冲洗液泥浆的钻渣含量小于4%，下钢筋笼前其沉淀厚度<10cm，合格后通知监理工程师进行验收签证。（3）下钢筋笼后，灌注砼之前，其沉淀厚度<10cm；如超过规定，应进行第二次清孔，符号要求后方可灌注水下混凝土。（4）浇筑混凝土时，溢出的泥浆必须引流至沉淀池处理，防止污染环境和河流。7.6钢筋笼的制作与安装（1）钢筋进场要求①钢筋进场必须有出厂合格证。②钢筋进场后分类存放，并标明厂牌和型号，存放场地有防雨棚或用三色布覆盖。③钢筋进场后应按要求分类分批将原材料和焊接件送检，材料合格后方能使用。（2）钢筋笼制作要求①在制作前应将钢筋调直、除锈及清除泥皮，主筋不得弯曲。②钢筋笼就近选择场地分段焊接；焊工持证上岗；焊缝应无气泡、夹渣、咬边、裂痕等。③钢筋笼的加强箍筋点焊在加强筋上，相邻主筋接头必须按规范错开；主筋焊接单面焊10d，双面焊5d（d为钢筋直径）；钢筋笼上端主筋与加强箍筋连接处要有加强焊接措施。钢筋笼周围每隔2m均匀点焊四个保护层支撑筋。④钢筋笼制作允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距或螺旋筋螺距±20mm；钢筋笼直径±10mm17 ；钢筋笼长度±50mm；保护层厚度±20mm。⑤钢筋笼搬运、吊装时，应防止变型。钢筋笼下入孔内时要避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。7.7检测管安装（1）检测管必须按设计要求选购，进场后必须进行检测，检测合格方能使用。（2）检测管的加工、连接均必须严格执行相关规定，以满足设计和检测要求。（3）检测管对称十字架形安装在加强筋内侧，其规格和安装要求必须满足有关规定。7.8桩基砼施工（1）桩基砼材料：①水泥。桩基砼用水泥品质必须符合现行的国家标准，水泥标号必须与砼设计标号相适应，必须满足设计要求，采购的水泥必须有出厂合格证，水泥使用前要在工程师的监证下取样送检，检验合格后方可使用，取样数量按试验规程执行。要求水泥标号不低于42.5级，初凝时间大于2.5小时。②水。砼拌合用水符合路桥砼拌制质量要求。③骨料。砼拌合用粗骨料质地坚硬、无杂质、颗粒级配均匀。每批进场骨料必须现场取样，以200m3为一批，数量不足上述规定时亦以一批计，试验由专门的试验人员负责进行，并将试验报告提交监理人。④外加剂。符合设计要求，进场后取样检验合格方可用于桩基工程。（2）砼配合比：①桩基砼配合比必须送材料到试验室由试验提供，并应符号下列规定：强度等级满足设计要求（C30）、具备良好的和易性、坍落度宜为180～220mm。17 ②为改善和易性和缓凝，桩基砼宜掺外加剂，其品种、掺量必须通过试验确定。（3）桩基砼灌注：①桩基砼灌注采用直升导管法，导管的构造和使用应符合下列要求：A导管的壁厚不宜小于3㎜，直径宜为230~300㎜；直径制作偏差不应超过2㎜，导管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头采用双螺纹方扣快速接头。B导管使用前应先将导管组装调直编号，并用0.6~1.0MPa的水压力进行耐压试验不漏水，合格后方可使用。C导管安装时，导管底部与孔底距离宜为0.3～0.5m，以使隔水栓和砼能顺利排出。②砼浇筑前，导管内应放置砼与水隔离物（如：小于导管内径的木球、皮球等）。开浇时，首批砼储存量确保首批浇筑砼埋住导管底部0.8m以上。③灌注过程中，应有专人每半小时测一次测量砼面，计算导管埋深及管内外砼面的高差，填写桩基砼灌注记录指导拔管，使导管在砼内埋深控制在2~6m范围内，拔管时严禁导管拔出砼面。④桩基砼必须连续施工，每根桩的灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的一切故障应记录备案。⑤控制最后一次灌注量，终浇时砼面的高程必须高于设计高程顶面以上0.5m。以保证在凿除桩头后桩顶砼的强度符号设计要求。⑥砼应具有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著离析、泌水现象。7.9桩头处理桩基砼终浇时为确保桩身砼质量，终浇砼面必须高于设计桩顶面0.5m以上。桩基砼终浇后4h内必须将桩顶泥浆（沉渣）清除，并且将超浇砼人工清理至高于设计桩顶10㎝。17 7.10提交资料（1）原材料质量合格证及现场抽样试验资料；（2）钻孔原始记录及验收记录；（3）清孔及钢筋笼验收记录；（4）桩基砼灌注原始施工记录；（5）隐蔽工程验收记录；（6）砼取样检测及报验资料；（7）设计变更通知单；（8）事故处理记录及有关文件；（9）灌注桩的检验报告；（10）工程质量评定表。17'