水磨钻人工挖孔规划项目施工组织.doc

/ 人工挖孔桩施工方案人工挖孔桩施工方案 编制人编制人： 李李 张张 审核人审核人: 欧才平欧才平 批准人：批准人： 宋宋 琼琼 中铁一局集团第二工程有限公司中铁一局集团第二工程有限公司建阳市考亭大桥项目部建阳市考亭大桥项目部 2013 年年 1 月月 31 日日 / 目目 录录 一、编制依据一、编制依据-1 二、工程概况二、工程概况-1 三、组织机构及职责三、组织机构及职责-2 四、施工部署及施工计划四、施工部署及施工计划-4 4.14.1 施工部署施工部署-4 4.24.2 施工计划施工计划-4 五、水磨钻人工挖孔桩施工方法五、水磨钻人工挖孔桩施工方法-4 5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程-4 5.25.2 施工准备施工准备-5 5.35.3 施工方法及措施施工方法及措施-7 5.2.15.2.1 定位及井台定位及井台-7 5.2.25.2.2 排水施工措施排水施工措施-7 5.2.35.2.3 提升支架提升支架 -8 5.2.45.2.4 护壁施工护壁施工 -8 5.2.55.2.5 桩孔开挖桩孔开挖-10 5.2.65.2.6 挖孔桩终孔检查挖孔桩终孔检查-11 六、钢筋笼制作、运输及安装六、钢筋笼制作、运输及安装 -11 6.16.1 概述概述-11 6.26.2 钢筋笼加工钢筋笼加工-12 6.2.16.2.1 钢筋的验收及管理钢筋的验收及管理-12 6.2.26.2.2 主筋下料及钢筋笼成型主筋下料及钢筋笼成型-12 6.2.36.2.3 钢筋笼保护层钢筋笼保护层-16 6.36.3 钢筋笼的运输及安装钢筋笼的运输及安装-17 6.46.4 钢筋笼质量检验钢筋笼质量检验 -19 七、导管安装七、导管安装 -19 7.17.1 导管选择导管选择-19 / 7.27.2 导管水密性试验导管水密性试验 -20 7.37.3 导管安装导管安装-20 八、水下混凝土灌注八、水下混凝土灌注 -21 8.18.1 水下混凝土浇注设备水下混凝土浇注设备-21 8.28.2 混凝土配合比设计混凝土配合比设计-21 8.38.3 首批混凝土数量首批混凝土数量 -21 8.48.4 水下混凝土灌注水下混凝土灌注 -22 8.58.5 桩基混凝土灌注应注意的问题桩基混凝土灌注应注意的问题-23 九、质量保证措施九、质量保证措施-23 9.19.1 质量目标质量目标-23 9.29.2 质量保证措施质量保证措施 -23 9.2.19.2.1 质量保证组织机构质量保证组织机构-23 9.2.29.2.2 管理措施管理措施 -24 十、安全保证措施十、安全保证措施-25 10.110.1 安全目标安全目标 -25 10.210.2 组织机构组织机构-25 10.310.3 施工现场安全施工现场安全-26 10.3.110.3.1 施工前安全准备施工前安全准备 -26 10.3.210.3.2 施工中安全控制重点及应对措施施工中安全控制重点及应对措施 -27 十一、环境保护及文明施工措施十一、环境保护及文明施工措施-29 / 水磨钻人工挖孔桩施工方案水磨钻人工挖孔桩施工方案 一、编制依据一、编制依据 1.建阳市考亭大桥工程施工设计文件。 2.现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。 3.拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。 4.我公司多年积累的类似工程施工经验。 5.规范、规程、标准: 公路桥涵施工技术规范 JTJ/T F50-2011； 城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ 2-2008； 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007； 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107-2010； 钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2012； 镦粗直螺纹钢筋接头JG171-2005； 钢筋滚轧直螺纹连接技术规程BDJ13-63-2005（J10494-2005）； 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46-2005； 大体积混凝土施工规范 GB50496-2009。 6.本工程涉及的其他施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁发的 规范、规程及法规文件等。 二、工程概二、工程概况况 1、地理位置： 建阳市考亭大桥位于建阳市区考亭镇西门电站大坝下游，横穿麻阳溪。起点接建 阳市西区生态城的迎宾大道（规划） ，路线往东南方向，跨滨溪路（规划） 、麻阳溪， 终点接黄花山路。 2、岩层性质： 拟建大桥两侧自然山坡稳定。桥址区全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石 英片岩、碎块状强风化云母石英片岩较厚，桥墩、台钻孔桩持力层位于中风化云母石 英片岩层。 -1 素填土:黄褐色，湿、松散，以粉质粘土为主，夹少量的角砾等，为修建公路 时堆填。 / -2 砂土状强风化云母石英片岩: 灰褐色，褐黄色，全风化，风化剧烈，原岩结 构完全破坏主要矿物多已风化，岩体极破碎，岩芯呈砂土状，散体状，手可捏碎，遇 水软化散体，局部少量风化碎屑，属极软岩，岩体基本质量等级为 V 级。 -3 碎块状强风化云母石英片岩: 灰褐色，浅青灰色，强风化，裂隙发育，裂隙 面见铁锰质染，岩体破碎，岩芯呈碎块状，块状，块径 3-7cm，锤击易碎，部分手可捏 碎，属软岩，岩体基本质量等级为 V 级。 -4 中风化云母石英片岩:青灰色，中风化，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物 为石英、云母、长石等，裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈柱状，短柱状，少量碎 块状，岩石新鲜坚硬，锤击声较脆，属较硬岩，岩体基本质量等级为 IV 级。 ROD=68%。 3、各墩台岩层情况： 考亭台地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石 英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩； 1#墩地层由上而下为粉质粘土层、全风化云母石英片岩、砂土状强风化云母石英 片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩； 2#墩地层由上而下为砂土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、 中风化云母石英片岩； 黄花山台地层由上而下为素填土层、圆砾层、石英云母片岩残积砂质粘土层、砂 土状强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。 4、桩基情况： 本桥桩号范围 K0+353K0+673，桥长 320m。起点（考亭台）桥台桩径为 2.2m 共 8 根，桩基长度左幅 4 根为 19m，右幅 4 根为 20m，全断面平均进入中风化云母石英 片岩 2.2m；1#主墩桩径为 2.2m 共 12 根，桩基长度均为 24m，全断面平均进入中风 化云母石英片岩 6.0m；2#主墩桩径 2.2m 共 12 根，桩基长度均为 14m，全断面平均 进入中风化云母石英片岩 10.0m；终点台（黄花山台）桥台桩径为 2.2m 共 8 根，桩 基长度左幅 4 根为 15m，右幅 4 根为 18m，全断面平均进入中风化云母石英片岩 4.8m。 工程地质勘查纵断面见后附图桥梁纵断面图 2-1 。 三、组织机构及职责三、组织机构及职责 1、组织机构： 本着安全、优质、高效完成钻孔桩的施工，项目经理部按照“集中领导、职责明 确、提高效率、有利协调”的原则设立。 / 2、主要部门及职责范围 职务姓名职责范围 项目经理袁志录负责项目的施工管理、安全、进度、成本的全面工作。 党工委书记王瑞林负责党建、员工教育方面的管理工作及对外协调。 项目副经理唐卫平协助经理，负责项目施工生产管理，安全、质量、工期、文明施工。 项目总工欧才平负责项目技术、施工计划、质量管理。 工程部部长李张负责技术管理、工程计划、施工测量、施工调度及档案管理。 安质部部长王华负责安全、质量及环保管理工作。 财务部部长孙彦广责经营计划、合同管理及统计；负责资金管理及成本核算。 物资部部长董华负责材料、设备的采购、供应与管理。 综合部部长荣志强负责对外接待、劳资、后勤、治保管理以及宣传。 试验室主任徐申负责原材料及施工过程所需的试验工作管理。 计合部部长张胜利负责编制项目的前期预测、工程概、预算、决算及计价、结算工作。 建阳市考亭大桥项目经理部 项目经理 项目副经理项目总工程师 工 程 部 安 质 部 物 资 部 机 电 部 财 务 部 计 合 部 综 合 部 试 验 室 桩 基 施 工 队 党工委书记 / 机电部部长王宝钰负责机械、设备、临时用电的管理。 四、施工部署及施工计划四、施工部署及施工计划 4.14.1 施工部署施工部署 根据施工进度的要求，本桥 2#墩桩基拟采用人工挖孔的方法进行施工。桩基全部 为 2.2m 挖孔灌注桩，共 12 根，桩长 14m，累计 168m。 考虑附近水电站的安全、入岩深度、施工速度等，不允许采用爆破、冲击施工。 根据以往施工经验，结合实际地层、地下水情况，拟采用水磨钻人工挖孔的施工方法， 钢筋砼护壁，卷扬机出碴，汽车吊吊装放钢筋笼，导管法水下灌注混凝土。 施工时，2 号墩 12 个桩同时开挖，分两班作业。成孔后将孔内注满水，采用水下 砼灌注。 水磨钻人工挖孔示意图水磨钻人工挖孔示意图 4-14-1 4.24.2 施工计划施工计划 考虑机械施工效率具体工期安排如下： 序号项目名称工天计划开工日期计划完工日期备注 1 2 号墩桩基（12 根）40 2013-2-182013-3-29 五、水磨钻人工挖孔桩施工方五、水磨钻人工挖孔桩施工方法法 5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程 水磨钻人工挖孔桩施工流程如图所示： / 水磨钻挖孔桩施工工艺流程图水磨钻挖孔桩施工工艺流程图 5-1 场地平整放线、定桩位施工井台修建排水沟场地硬化处理架设定型井 架、安装卷扬机、照明设备等桩孔开挖每下挖 0.61.0 米左右，进行桩孔周壁的 清理、校核桩孔的直径和垂直度绑扎护壁钢筋支撑护壁模板浇护模砼拆模后 继续下挖循环挖至孔底对桩孔直径、深度、垂直度进行全面验收吊装钢筋笼 安装导管浇灌砼至设计桩顶标高 50cm 以上。 场地平整 测量放线、定桩位 开挖桩孔土方 支设护壁模板 灌注护壁砼 拆 除 模 板 桩孔检查、清底验收 钢筋笼吊装、定位 安装导管 砼 灌 注 质 量 验 收 钢筋笼制作 首 节 开 挖 施工井台和护壁 下 一 循 环 到达设计深度 / 5.25.2 施工准备施工准备 1 1、现场准备工作、现场准备工作 (1)在正式施工前，应具备以下工程资料。主要包括施工场地的工程地质和必要的 地下水位资料；施工图纸；主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；孔桩的施工 组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材（水泥、砂石、钢筋）的质检报告。 (2)施工前要制定周详的质量管理措施、安全保证措施。在施工平面图上应标明桩 位、编号、施工顺序；制定不良天气（雨季）施工的技术措施。 （3）进行场地平整政。在桩位处用挖掘机对桩位（项目部测量班进行初放样）处 进行场地平整。场地大小要满足施工的需要，大致平整，注意保持排水坡度，通往墩 位处的施工便道畅通。 2 2、劳动力配置、劳动力配置 分二班制连续作业，每孔每班 4 人，井下 2 人开挖，井上 1 人开卷扬机，1 人指挥 及出渣。 3 3、施工机械设备、施工机械设备 人工挖孔桩主要机械设备表 序号名称规格型号单位数量备注 1 水磨钻机 16 台 24 钻孔 2 空气压缩机 9m3/min 台 6 送风、风镐 3 风镐台 12 破岩 4 潜水泵40m 扬程台 15 抽水 5 卷扬机(含提土设备)套 12 出碴 6 手推车辆 12 运碴 7 铁锹尖、平头把 20 出碴 8 定型钢模套 12 护壁 9 振动棒只 6 护壁砼 10 装载机 ZL50 台 1 运碴 11 25T 起重机 QY25 台 1 吊钢筋笼 12 混凝土运输车10 方台 4 砼运输 13 导管内径 30cm套 2 砼灌注 14 大小料斗套 1 砼灌注 15 镦粗机 ZFD-40 台 1 钢筋笼加工 / 16 绞丝机 ZFJ-40 台 1 钢筋笼加工 17 钢筋切断机 QB50B 台 1 钢筋笼加工 18 钢筋弯曲机 GW40 台 2 钢筋笼加工 19 切割机 J3G3-400 台 1 钢筋笼加工 20 电焊机 BX-350 台 5 钢筋笼加工 21 混凝土搅拌机 1 护壁砼拌合 5.35.3 施工方法及措施施工方法及措施 5.2.15.2.1 定位及井台定位及井台 项目部测量班根据设计图纸准确放出桩位中心，测量放样坚持“测量双检制” ，即 自检、互检，保证偏差在规范允许范围内。开挖前，按桩中心向四周引出桩心护桩， 护桩应埋设在不易破坏，不影响施工的地方，并在周围用混凝土保护。 然后开挖施工井台，井台除作为施工操作平台外还具有保护井口、承受施工荷载、 挡水等作用，井台采用混凝土结构，直径比桩径大 20cm。井台高度 60cm，宽度 40cm， 井台顶标高需高出原地面 2030cm 左右，防止雨水流入。 井台采用 C20 混凝土浇筑，内放 8 钢筋网，采用定型钢模板立模。 当井台施工完成后，将标高引到井台上，用以控制桩底标高。复核桩中心位置， 如果出现偏差，必须在第一节护壁浇筑砼时进行调整，保证第一节护壁的位置准确， 以保证桩的位置准确。 挖孔桩轴线、标高示意图挖孔桩轴线、标高示意图 5-25-2 5.2.25.2.2 排水施工措施排水施工措施 根据工程地质及地下水分布情况，本区域地下水较为丰富，主要赋存于砂砾、圆 / 砾层之孔隙中，为保证施工的安全，地表主要以排为主，孔内主要以抽水为主。 将场地整平，并保证一定的流水坡度，下雨后地面的水能及时排走。井口周围施 工井台，保证地表水不流入孔内，井孔四周采用低标号混凝土进行硬化。 孔内抽水。每个孔内放一台大功率水泵，将渗水及时抽出。 5.2.35.2.3 提升支架提升支架 井台施工完成后，在每个井台上搭设钢管防雨支架，定型井架上安装滑轮，与卷 扬机组成提升系统。 桩孔开挖出的土石方等弃碴装入吊桶，用电动卷扬机提升至地面，倒入手推车运 到临时存碴场，集中统一运到弃土场。 支架顶采用彩条布搭防水棚，防止雨水直接进入孔内，保证在下雨工人能继续作 业。 电动提升定型井架及防雨棚支架示意图电动提升定型井架及防雨棚支架示意图 5-35-3 5.2.45.2.4 护壁施工护壁施工 一般土层自稳性较差，开挖后，必须进行砼护壁施工。护壁采用 C20 现浇砼，厚 度 0.15m，护壁的结构形式设为内八字搭接，搭接长度不小于 0.05m。 护壁模板采用定型钢模板，模板由八块组成，模板间用螺栓连接。 桩护壁内设置 8150 的钢筋网片，并预留钢筋与一下段护壁相接，伸入长度不 小于设计要求的长度。上下节护壁的搭接长度不得小于 80mm。护壁结构如图所示。 / 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位(位 位 位 cm ) 90 位 位 位 位 位 40 60 15 40 位 位 护壁结构形式护壁结构形式 5-45-4 护壁采用 8150mm、15cm 厚 C20 钢筋砼，钢筋用级钢。遇到不利的地质条件， 除制定单桩的施工措施外，还合理安排各桩的施工顺序，在可能的情况下，先施工外 围（或迎水部位）的桩，后施工中部的桩。 圆孔护壁厚度计算： t（kN）/Ra 式中：t护壁厚度，内齿式护壁最小尺寸，m； N作用在护壁截面上的压力，kp/m N=Pd/2 式中：P石英片岩及地下水对护壁的最大压力，kpa； d挖孔桩桩身直径，m； Ra混凝土的轴心抗压设计强度，kpa； k 安全系数，取 1.65。 石英片岩的 sat=30kN/m3；中风化至原地面 L=10m；d=2.2m；Ra=13.4N/mm2=13.4103MPa N=Pd/2=30102.22= 330 kp/m t（kN）/Ra=1.65330/13.4103= 0.0406m 考虑挖孔作业每天施做一节护壁混凝土增长跟不上， 24 小时护壁强度最多达到 20%护壁厚度按 15cm 施工，所以 t 取 15cm。 / 进入中风化岩层前，按岩层松散考虑，最不利荷载出现在与上层与中风化岩面的 交界处，验算如下： 1 2 m 土力学中坚硬土 K0 为 0.2-0.4，本工程处地质为强风化石英片岩，K0 小于 0.2，计 算中取 0.2。 01=Z K0=3000.2=0Kpa; 02=Z K0=30100.2=60Kpa 即砼护壁强度达到 60Kpa 以上时满足要求。 采用成熟度法推算 C20 混凝土强度： （15） 式中： 养护温度（） 温度养护持续时间（） b M Rf a 式中：R推算强度（MPa） f修正系数 a b按标号、水泥，外加剂确定的常数如下表： 系数及值 水泥品种砼强度外加剂abf 普硅C20 25-12800.884 养护温度取 25，养护时间为 6h。 =0.884254.82810-3=106.7Kpa02=60Kpa b M Rf a 即采用 C20 混凝土浇筑护壁 6 小时后满足外侧土压力荷载要求。 5.2.55.2.5 桩孔开挖桩孔开挖 人工挖孔桩分节开挖，分节支护。围护桩穿越地层由上至下依次为：素填土层、 强风化云母石英片岩、碎块状强风化云母石英片岩、中风化云母石英片岩。对于土层 开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；强风化层、中风化层岩质硬，采用水磨钻、风镐破 / 碎开挖。 开挖第一节桩孔土方，深度不超过 1m，绑轧护壁钢筋，安装第一节桩孔护壁模板 时，必须用桩心点校正模板位置（由专人负责） ，支护牢固，并检查护壁厚度、位置正 确、质量符合要求后方能浇捣护壁。第一节护壁轴线偏差不大于 2 厘米。 往下施工时以每节作为一个施工循环，一般土层中每节高度为 1m，进入强风化、 中风化岩层每节施工深度调整为 0.5-0.6m。护壁模板采用定型钢模板，模板由八块组 成。 进入强风化、中风化层后采用水磨钻、风镐配合施工。钻孔布置图如下： 16cm水钻钻机 钻孔中心岩 层阶理斜面 3cm水钻钻机 2.2m桩 水钻布孔示意图水钻布孔示意图 5-5 钻机沿孔壁内边线钻孔，钻孔直径为 16cm，钻孔深度为 60cm，每个桩孔可根据桩 径大小设置钻机。钻机取出岩芯后，中间岩石与周边岩壁形成了临空面，然后采用 3cm 钻机于顺向下钻孔 30cm 后使用撬棍取出中间岩层。根据地质情况不同，岩层阶理斜面 上的钻孔个数可适当增加或减少。当桩孔内由于裂隙渗水而导致积水较深、影响到钻 孔施工是，用水泵将孔内积水抽出。钻至 5 米深度后，必须采用通风措施，保证孔内 作业人员的安全。孔内通风采用空压机的高压风，由孔底将孔内空气向上吹，与地面 空气形成对流。 5.2.65.2.6 挖孔桩终孔检查挖孔桩终孔检查 当开挖至设计标高后，进行终孔检查。质检人员先进行自检，自检确实达到设计 规定标高、桩径、垂直度。孔桩开挖岩层与设计岩层相同，将桩底沉渣清理干净，孔 内水抽干净后，再及时通知监理，进行终孔检查处。如果入岩深度与设计不符时，需 要请设计进行确认是否需要进行桩长的调整。 六、钢筋笼制作、运输及安装六、钢筋笼制作、运输及安装 6.16.1 概述概述 本大桥桩基钢筋直径25mm 的需采用机械套筒连接，要求必须符合中华人民共和 / 国行业标准（JGJ107-2010） 钢筋机械连接通用技术规程中 级接头要求。 I 级接头不得采用通过剥除钢筋肋使钢筋头母材或把钢筋头镦粗使钢筋头母材有效 截面增强的压园（压肋）滚轧直螺纹接头及镦粗直螺纹接头。 采用滚轧直螺纹机械连接，其中：压圆（压肋）滚轧直螺纹接头还必须符合建筑 工业行业标准滚轧直螺纹钢筋连接接头 （JGJ163-2004）和钢筋滚轧直螺纹连接 技术规程 【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中 I 级接头要求，套筒长度、套筒外径尺 寸必须严格按钢筋滚轧直螺纹连接技术规程 【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中表 6.1.2标准型连接套筒的基本参数规定执行；镦粗直螺纹接头还必须符合建筑工业 行业标准镦粗直螺纹钢筋接头 （JG171-2005）中 I 级接头要求，套筒长度必须 2d+10mm（d 为钢筋直径） 、套筒外径尺寸必须严格按钢筋滚轧直螺纹连接技术规程 【BDJ13-63-2005(J10494-2005)】中表 6.1.2标准型连接套筒的基本参数规定执行。 标准型连接套筒的基本参数表 钢筋直径 套筒长度 （mm） 套筒外径 （mm） 螺距（mm） 2566403 2872443 3278503 钢筋笼采取在钢筋场分节同槽加工制作，用炮车运至施工现场，用吊车分节吊装。 6.26.2 钢筋笼加工钢筋笼加工 6.2.16.2.1 钢筋的验收及管理钢筋的验收及管理 钢筋应具有出厂质量证明书、材质单、检验报告等。进场后按有关规定、批量、 规格进行复检、送检，并由检查部门出具试验报告。对于需要焊接的材料还应有焊接 试验报告。确认该批材料满足设计、施工要求后，物资部门方可将该材料入库、登记、 造册，不合格的材料应立即清退出施工现场。 钢筋进库后须按不同钢种、等级、牌号、规格批号及生产厂家分别堆存，不得混 杂，且应挂牌以资识别。钢筋在运输、储存过程中，应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置 在仓库内，露天存放时，应垫高并加遮盖。使用部门应按原材料的使用部位登记造册, / 做到原材料具有可追溯性。 6.2.26.2.2 主筋下料及钢筋笼成型主筋下料及钢筋笼成型 钢筋笼根据长度分节加工制作，基本节长 9m 或 12m，最后一节为调整节。将每根 桩的钢筋笼按设计长度分节并编号，保证相邻节段可在胎架上对应配对连接。钢筋下 料完成后，钢筋笼制作之前，进行主筋直螺纹加工包括以下几道工序： 1、钢筋下料 钢筋采用切断机下料，钢筋下料前检查端部是否有弯曲现象，如有应先用调直机 调直，如果发现钢筋端面不平齐的要用无齿锯切掉 2-3cm，以确保钢筋端面与钢筋轴线 垂直。必须采用无齿锯进行切割下料，严禁使用气割和其它热加工的方法切断钢筋。 为保证钢筋连接时钢筋丝头在连接套筒中的对顶效果，下料切割端面应与钢筋轴线垂 直，钢筋端部不得产生马蹄形。 2、端头墩粗 镦粗机通过调节油压表来调整镦头压力，镦粗压力根据设备厂家提供的压力值进 行调整。在每批钢筋进场加工前应做镦头试验，以镦粗量合格为标准来调整最佳镦粗 压力和缩短量，镦粗头不合格时应切去重镦，不应在原镦粗段进行二次镦头。镦粗头 的基圆直径 d1 应大于丝头螺纹外径，镦粗头长度 L0 应大于 1/2 套筒长度，过渡段坡 度应1：5，且镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。 钢筋镦粗用的镦粗机