素混凝土钻孔灌注桩施工方案.docx

素混凝土钻孔灌注桩施工方案 *至*至*铁路（*段）*-01标第*分部 素混凝土钻孔灌注桩 施工方案 编写： 复核： 审核： 中铁*局集团有限公司*铁路*段工程指挥部第*分部 二一六年十月 目录 一、编制依据. - 1 - 二、编制原则. - 1 - 三、设计说明. - 1 - 四、施工工期. - 3 - 五、施工方案. - 3 - 5.1钻孔桩施工工艺流程. - 3 - 5.2施工准备. - 3 - 5.3施工放样. - 3 - 5.4钻孔平台搭设. - 4 - 5.5护筒安装. - 4 - 5.9导管安装. - 6 - 5.10 清孔. - 7 - 5.11砼水下灌注. - 7 - 5.12钻孔桩施工中易出现的问题及解决措施 . - 10 - 5.13灌注过程中出现的问题及处理方法 . - 12 - 5.14桩基检测. - 13 - 5.15质量验收标准. - 13 - 六、施工人员及机械配置 . - 13 - 6.1主要施工人员配置. - 13 - 6.2主要机械设备配置. - 14 - 七、质量、安全、环保、文明施工措施. - 14 - 7.1质量保证措施. - 14 - 7.2安全保证措施. - 14 - 7.3环境保护措施. - 16 - 7.4、文明施工管理措施. - 16 - 素混凝土钻孔灌注桩施工方案 一、编制依据 国家、原铁道部及*省现行的有关法律、法规、政策及其它条例； *铁路招投标相关文件； 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10752-2022； 铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2022； 高速铁路桥涵工程施工技术规程QC/CR9603-2022； 铁路桥梁钻孔桩施工技术规程Q/CR9212-2022； 铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10303-2022； 新建*铁路（*段）工程设计技术通知单（*段（2022）路基第020号） 二、编制原则 在充分理解设计文件的基础上，以设计图纸为依据，采用先进、合理、经济、可行的施工方案。 整个工程全过程对环境破坏最小、占用场地最少，采取措施对周围环境保护,避免周围环境的破坏。 充分使用先进的科学技术和施工设备，做到机械化作业、标准化作业、流水作业，坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性相结合原则。 强化质量管理，树立优良工程观念，创一流施工水平，创精品工程。 实施项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时间和空间条件的优化处置，实现成本、工期、质量及社会效益的预期目标。 遵守招标文件各项条款要求，全面响应招标文件，认真贯彻招标文件要求。 三、设计说明 根据铁*院关于调整DK18+328.77DK18+354.27和DK14+889.38DK14+934.38段路基地基处理措施等内容的技术通知单要求做如下设计： 1）由于DK18+328.77DK18+354.27段路基管桩桩端进入下部密实细砂层较为困难，考虑路桥连接处对工后沉降要求较为严格，需对本段路基地基处理措施进行调整，采用素混凝土灌注桩对本段路基地基进行加固，桩径0.6m，桩长24m，桩间距2.5m，正方形 布置，素混凝土灌注桩的桩身采用C35混凝土，单桩承载力特征值不小于1400KN；素混凝土灌注桩桩顶设0.5m厚C35钢筋混凝土板，钢筋混凝土板下设0.1m厚C25素混凝土垫层作为钢筋绑扎作业面，混凝土垫层下设0.2m厚碎石垫层。 2）由于DK14+889.38DK14+934.38 段路基管桩施工时无法达到设计要求深度，经采取引孔辅助措施后效果仍较差，考虑路桥连接处对工后沉降要求较为严格，需对本 段路基地基处理措施进行调整，调整后具体内容如下： . 采用素混凝土灌注桩对本段路基地基进行加固，桩径 0.6m，桩长 26m32m，桩间距 2.8m，正方形布置，素混凝土灌注桩的桩身采用 C35 混凝土，桩长 32m 时单桩承载力特征值不小于 1650kN，桩长 26m 时单桩承载力特征值不小于 1500kN；素混凝土灌注桩桩顶设 0.6m 厚 C35 钢筋混凝土板，钢筋混凝土板下设 0.1m 厚 C25 素混凝土垫层作为钢筋绑扎作业面，混凝土垫层下设 0.2m 厚碎石垫层，钢筋混凝土板技术要求详见本技术通知单“钢筋混凝土板设计图”，对于本段路基已施工完成的管桩需进行接桩处理，接桩后管桩桩顶高程同素混凝土灌注桩桩顶高程，素混凝土灌注桩分布及桩顶高程等内容详见本技术通知单“素混凝土灌注桩代表性横断面图”及“素混凝土灌注桩地基处理平面图”。 . 素混凝土灌注桩施工前应先采用掺 4%水泥改良土对本段路基地势低洼处进行回填整平（整平后标高为 46.9m），水泥改良土执行*正线基床以下压实标准。钢筋混凝土板施工前应压实桩间土，再平铺 0.2m 厚碎石垫层，碎石垫层采用小型机器压实至 E vd 30MPa。 .素混凝土灌注桩应严格按照高速铁路路基工程施工技术规程（/CR9602-2022）及高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB10751-2022）等有关混凝土灌注桩的规定进行施工和检验检测。 .对于少量距离已施工管桩较近的素混凝土灌注桩，施工时应严格控制好素混凝土灌注桩的垂直度等工艺参数，保证其桩身直径和桩长等满足设计要求，如施工困难应及时报设计方进行研究处理。 .其它内容参照“*施路-03”施做。 素混凝土桩基主要工程数量表 工程地点名称规格单位数量 备注 DK18+328.77DK 18+354.27 钻孔桩 60cm m/根 2640/110 单根桩长24m 混凝土 C35 m 3 746.1 DK14+889.38-DK 14+934.38 钻孔桩 60cm m/根 3168/99 单根桩长32m 2022/77 单根桩长26m 混凝土 C35 m 3 1461.8 桩基计划施工时间共计60天，具体施工时间为2022年10月15日2022年12月 14日。 五、施工方案 5.1钻孔桩施工工艺流程 反循环钻机施工工艺流程图 5.2施工准备 在桩基施工前，应先进行细致的施工调查，全面掌握现场实际情况，及时发现存在的问题，并据以编制施工方案。 5.2.1施工调查内容 1)钻孔桩施工需要占用的耕地和拆迁的建筑物；施工场地和邻近区域内的地下管线 （管道、电缆）、地下构筑物位置和分布；施工期内对当地水渠排灌和交通设施的影响。 2)施工临时道路情况，水电供应条件。 3)对图纸资料进行现场核对。 5.2.2钻机选型 根据地质情况、设计桩长、桩径以及施工条件选择钻机类型，同时应兼顾施工工期、经济成本等影响因素，分部管段内地质均为粉土、粉质黏土、粉砂、细砂层，桩基直径小的特点且临近既有线施工。因此，本管段桩基施工选用反循环钻机。 5.3施工放样 钻孔桩桩位按坐标法测放，测放前，应仔细复核设计提供的桩位坐标，确保准确无平整场地 测定孔位 挖埋护筒 钻机就位 钻 进 制作护筒 加工钻头 中间检查 终 孔 清 孔 测 孔 挖泥浆池、沉淀池 泥 浆 制 备 泥浆循环、滤碴、补浆、测指标 测孔深、泥浆比重、钻进速度 测孔深、孔径、孔斜度 注清水、换泥浆、测比重 填表格、监理工程师签字认可 测孔深、孔径 凿桩头 灌注混凝土 制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导 管埋深深度 桩基检测 误，然后使用GPS 根据设计院给出导线点及监工理程师认可的本管段控制网点逐桩施测， 并报请测量监理工程师复核，且做好护桩。埋设好护筒、钻机就位后，开钻前再次复核 桩位中心位置。 护桩布置图如下： 5 .4 钻 孔 平 台 搭设 钻机就位前布置简易的施工工作平台，应清除杂物，平整压实，软土地基要进行换 填压实处理，确保钻机底座置于坚实土层上，在施工时钻机不下沉及移位。 5.5护筒安装 护筒采用钢板制作，制作成型的护筒应满足钻孔方式对护筒刚度和强度的要求；护 筒厚度应根据护筒制作材料、孔位水文地质条件、施工方法和设计桩径、护筒埋深和埋 设方法等条件综合选定，一般钢护筒应采用612mm 钢板制作；对于地表层为淤泥质粉 质黏土和粉质黏土，土质较差，为防止孔口塌落，保证孔内水位，需埋设钢护筒。钢护 筒内径比桩径大20cm ，护筒长2m ，遇到水中桩应加长以保证钻孔和灌注砼的顺利进行。 护筒埋设允许偏差和检验方法 序号 项目 允许偏差 检验方法 1 护筒 顶面位置 50mm 测量检查 倾斜度 1 2 孔位中心 50mm 3 倾斜度 1 钻机应安放稳固，底架应水平，不得产生位移和沉陷，钻机定位时，钻头中心和护 筒中心均要拉十字线，中心对正，并用水平尺检查转盘水平，钻机转盘中心（钻杆中心）、桩中心均应在同一铅垂线上。平面允许偏差控制在20mm以内。钻机调整就位后，需牢固固定钻机以避免在钻孔过程中因钻机的振动而影响钻杆垂直度和平面位置，从而造成成孔位置、孔形、倾斜度不满足设计要求。同时在成孔过程中现场技术人员必须经常检查钻杆的垂直度和平面位置是否发生变化，钻机有无沉降现象，不符合要求及时进行调整，并对底部采取垫枕木等加固措施，避免钻机在成孔过程发生位移和沉陷以及倾斜，确保基桩成孔质量。 5.7泥浆池设置及泥浆制备 5.7.1泥浆池设置 由于本管段桩基集中且分布面积较小，故设置一个泥浆池。采用泥浆护壁进行钻孔施工时应设置泥浆循环系统。泥浆循环系统应分为：制浆池、循环槽、泥浆分离器、沉淀池、储浆池等,从钻孔中流出的带有钻渣的泥浆经泥浆槽流入沉淀池，由沉淀池经初步沉淀后流入储浆池，再由储浆池供泥浆泵吸入，经高压软管供给钻机。泥浆池中沉淀池和储浆池中各安装一台泥浆泵，沉淀池中泥浆泵起排除多余泥浆及钻渣作用，储浆池内泥浆泵和高压软管相联接，起循环作用。 泥浆池的尺寸应满足现场实际施工需求量确定，泥浆池开挖后应立即对泥浆池顶缘进行安全防护，在离开挖线四周不小于0.5米的位置搭设拼装式围栏，并悬挂统一的安全警示标识、标牌。 泥浆池布置示意图如下： 泥浆池布置示意图 5.7.2泥浆制备 泥浆性能指标应符合下列规定: 泥浆比重：反循环钻机入孔泥浆比重可为1.051.15； 黏度：入孔泥浆黏度，一般地层为1622s；松散易坍地层为1928s； 含砂率：新制泥浆小于4%； 胶体率：不小于95%； pH值：大于6.5； 5.8钻孔 以上工作准备就绪，经监理工程师同意后方可开始钻孔。每台钻机上必须有安全操作规程和施工作业标牌。 使用反循环钻机时，应将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。每钻进4-6m应复核一次桩位，定时观测钻机是否移位或下沉。接近及通过易缩孔土层或更换钻锤前都须检孔。并通过测绳和吊锤检查孔桩垂直度。 钻孔时的进尺速度及钻速取决于土层分布情况，每台钻机的首根桩钻孔时以摸清土层分布为基准，钻进速度比正常速度减慢。钻孔过程中始终保证孔内泥浆高度，及时检查孔内泥浆质量。对照设计图纸中地质柱状图，详细记录实际土层分布。每个桩基在钻进过程中应根据不同的地质情况采集渣样，标明标高及情况，并留取渣样，便于终孔参考，同时上报现场监理工程师签认。整个钻进过程中，始终保持孔内外水头差至少2m。 密切注意土层变化，按要求做好钻孔记录和换班记录，钻孔记录上有每层土的起止标高及对应泥浆指标、钻孔历时等，换班时上一班当班人，在记录上签字。 在桩孔的施工顺序安排上采用跳桩施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。 5.9导管安装 导管内径采用300mm，接口严密。导管内壁应光滑，内径一致，导管在使用前需做水密、抗拉试验，试压的压力宜为孔底静水压力的1.5倍。导管接头采用螺旋丝扣型接头，对接时增加橡胶密封圈，以保证接头位置密封不漏水，并且有防松脱装置。 根据孔深配制好相应的导管节数，保证安装时一次性到位；下放导管时，定位准确，卡口旋紧，导管底和孔底保证有40cm左右的空隙，防止导管进入沉淀中，混凝土无法涌出管外；另避免离孔底太高，使首盘灌注混凝土无法埋住导管口或导管埋深太少，泥 浆重新涌入导管内形成夹泥，影响成桩质量，产生断桩。不合格的接头不准使用。保证导管在填充水下混凝土中不漏水，不漏浆，确保桩的质量。 在混凝土浇筑前，导管应位于孔位中心，并应进行升降试验。吊车的提升能力应和全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。 5.10 清孔 在水下混凝土灌注前，应复查桩底沉渣厚度，不满足要求时进行二次清孔，二次清孔采用换浆法清孔。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水位，防止塌孔。不得用加深孔底深度的方法代替清孔。清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm 颗粒，泥浆比重为1.031.1，含砂率小于2，黏度1720s 。 桩基泥浆池 1-补水2-特制弯管 3-软管 4-泥浆泵 6-灌注水下砼导管 换浆法清孔示意图 5.11砼水下灌注 5.11.1灌注前准备 安装储料斗、开关阀门、隔水球，隔水球采用硬质塑料球，隔水球直径要比导管内径小35mm ，先将隔水球放入导管中后再安装储料斗，储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求，封底完成后换用小料斗进行正常灌注。储料斗及小料斗均应安置5cm ×5cm 网格对混凝土进行过滤，防止大石块或水泥块随混凝土进入导管造成导管堵塞。 砼初灌量应由下列公式计算确定： ()12 212 44h d H H D V + 式中:V 砼初灌量（m 3）； D桩孔直径（m）； H1桩孔底至导管底端间距，取0.4M； H2导管初次埋置深度（不小于1.0M）； d导管内径（m）； h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=HWW/C； HW桩孔内水或泥浆的深度（m）； W桩孔内泥浆的重度（kN/m3），（一般为10.5）； C混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）。 根据本段桥梁桩基施工图纸及施工工艺，上述公式各参数取值如下： D=0.6m，H1=0.4m，H2=1m，d=0.30m HW=24m，W=10.5 kN/m3,C=24kN/m3 h1= HWW/C=24×10.5/24=10.5m () 1 2 2 1 2 4 4 h d H H D V + + =3.14×1.02/4×（0.4+1.0）+3.14×0.32/4×10.5 =1.84m3 混凝土由拌合站集中进行拌制，坍落度控制在180220mm，偏差不宜大于±20 mm，砼搅拌运输车运输，将混凝土送进储料斗，当料斗内混凝土数量满足封底要求时方可开启斗门进行封底。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，上部放置混凝土漏斗。导管安装后，其底部距孔底有250400mm的空间。 5.11.2混凝土灌注 首批灌注混凝土下落后，混凝土应连续灌注。箭球、拨栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。 灌注中，采用测锤准确测量混凝土顶面标高，严格控制导管埋深（埋置深度宜控制在26m，最大埋深不过8m），防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩，拔管前须仔细测探砼面深度，用测深锤测孔时，采用三点测法，防止误测。测锤用铁铸成，一般制成圆锥形，以平底为宜，锤底直径8-10cm左右，高10-15cm，重量5kg。测绳上铁片 制作的米标必须进行加固，防止米标滑移串位致使测位不准造成导管拔漏情况发生；每孔灌注时必须留有一套设置好的备用测绳。探测时须仔细，并以灌注的混凝土数量校对，防止错误。在测混凝土灌注深度时，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测，必要时可以现场制作一个简易混凝土取样筒，取出新鲜混凝土时的位置即为灌注高度。 灌注砼时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8小时内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。 在灌注过程中，应经常探测桩孔内混凝土顶面的位置，及时地调整导管埋深。灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。 当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。 当混凝土浇注面接近设计高程时，使用取样盒直接取样确定混凝土顶面位置，保证混凝土顶面浇注到桩顶设计高程100cm左右，以保证桩头质量。 在浇注水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇注记录”。 水下混凝土浇注过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其它原因，造成断桩事故，应予重钻或和有关单位研究补救措施，不可擅自进行处理。 在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土上升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔