明挖深基坑及钻孔灌注桩施工方案.doc
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1、空港新城春华大道渝北段道路工程兰桂大道跨线桥明挖深基坑及钻孔灌注桩施工方案编制: 审核: 审批: 中铁八局集团空港新城春华大道渝北段项目经理部2013年7月10日目 录1 编制说明3 编制依据31.2 编制范围32 工程概况3 总体概况3 基础概况32.3 地质概况43 施工方案4 总体施工方案4 施工工艺流程5 施工平面布置图74 明挖深基坑施工方法9 施工准备9 基础定位及放样9 地表截水沟及围挡防护94.4 基坑分层开挖104.5 土层锚网支护114.6 清底、试验检测及垫层封底12 基槽回填125 桩基施工方法125.1 钻机选择12 钻孔前准备工作135.3 安装钻机14 钻孔14
2、终孔及清孔16 钻孔事故预防和处理17 钢筋笼制安19 灌注水下混凝土215.9 桩基无损检测236 施工部署236.1 总体部署236.2 工期安排236.3 人员配备246.4 机械设备配备257 质量保证措施267.1 明挖深基坑质量保证措施267.2 成孔质量保证措施277.3 孔径及孔形控制277.4 清孔质量保证措施277.5 钢筋笼质量保证措施287.6 灌注质量保证措施287.7 施工过程控制288 安全保证措施308.1 组织措施和基本要求308.2 基坑边坡监测308.3 施工围挡318.4 基坑施工安全措施32 基槽排水安全措施328.6 设备安、拆、移安全措施338.7
3、 施工用电安全管理措施349 环保及文明施工措施359.1 施工场地管理359.2 技术措施3510 安全事故应急预案3710.1 应急救援组织机构3710.2 应急救援机构职责3810.3 危险因素分析及对策3810.4 事故应急措施391 编制说明 编制依据1、施工合同;2、空港新城春华大道道路工程桥梁工程施工图;3、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2011)。4、混凝土结构工程施工质量验收规范(GB2001-2002)5、我单位施工能力及近年来类似工程施工经验和施工方法;6、我单位为完成本工程拟投入专业技术人员、机械设备等资源。1.2 编制范围空港新城春华大道渝北段道路工程兰桂大道跨
4、线桥A5#桥台明挖深基坑开挖、回填及A0桥台、P1P4#墩桩基础施工。2 工程概况2.1 总体概况春华大道北延段位于重庆市空港新城,是空港新城辅助区内一条南北向城市主干道,设计为城市主干道级,线路全1500m。在线路穿越春华大道西延段(兰桂大道)交叉口,设兰桂大道跨线桥(五跨桥长174m)。2.2 基础概况该桥采用五跨等截面连续箱梁结构。根据覆土情况,基础形式为A0桥台采用重力式桥台接桩基形式,A5桥台采用重力式桥台;桥墩基础采用群桩接承台形式,桩基础均按端承桩进行设计。A0桥台、P1P4#墩台桩基础共26根,各桩长详见下表:表2.2-1 春华大道1#桥梁钻孔桩明细表墩(台)号桩长(m)桩径(
5、m)单墩根数(根)A04910P14P24P3284P4224A5#桥台为重力式桥台,基础宽度为19m,根据现场实际情况,开挖深度为1313.4m。采用明挖式基础开挖。2.3 地质概况该桥场地土层主要为第四系全新统素填土(Q4ml)、残坡积粉质粘土(Q4el+dl),下伏基岩为侏罗系中统新田沟组(J2x)页岩、砂岩和侏罗系中下统自流井组(J1-2z)泥岩、砂岩,夹透镜状灰岩。3 施工方案3.1 总体施工方案根据基础设计参数、地质钻探资料及现场实地调查,经综合考虑,拟确定如下施工方案:1、基坑采用放坡明挖施工,分层法开挖,以机械开挖为主,人工开挖辅助。2、土层采用挖掘机开挖,岩层采用液压锤硬凿开
6、挖,基底范围人工开挖,自卸汽车运土。土层边坡采用C25喷射砼支护。3、基坑回填采用机械分层碾压回填,人工辅助边角碾压方法施工。4、桩基成孔采用冲击钻机冲钻成孔,造浆护壁,循环换浆清孔。5、钢筋笼在加工棚内制作成型,采用小型双轮车运至现场,20t吊车起吊、人工辅助下孔、定位。按每两个主筋长度(18m)分节制作,起吊下孔时采用帮条焊接。声测管点焊固定在钢筋笼上,及钢筋笼同步下孔定位。6、桩基砼采用导管法浇筑水下砼。砼采用信誉度高,生产质量稳定大厂商品砼,罐车运输至现场后,采用泵送浇筑。7、施工用电根据业主安排,从春华别苑630KVA变压器接入,距离约220270m。施工用水从附近打井抽水使用。3.
7、2 施工工艺流程施工工艺流程见图3.2-1-2。图3.1 明挖深基坑施工工艺流程框图施工准备测量放样机械分层开挖土层支护人工清底基坑验收结构物施工槽内集水坑基坑回填地表截水沟、围挡防护垫层封底图3.1 钻孔灌注桩施工工艺流程框图超声波无损检测3.3 施工平面布置图施工平面布置图见图3.3-1。图3.3-1 施工平面布置图4 明挖深基坑施工方法4.1 施工准备1、施工前对场地进行平整,方便施工机械进入施工场地作业。2、施工材料如水泥,机砂进场,购买自有质量保证厂家,钢管、彩钢瓦等进场准备。 基础定位及放样在基坑开挖前,由测量组采用全站仪进行基坑定位放样工作。先根据桥台纵横轴线,结合结构平面尺寸计
8、算出桥台边线定位点,再根据开挖深度、坡度放样划出基坑开挖范围线。基坑底部尺寸应确保每边有150cm工作面,以便于支撑、立拆模板和排水。4.3 地表截水沟及围挡防护1、测量放线完成后坑顶一周距边缘1m处设置0.5*截水沟,以减少地表水流入坑内。2、围挡平面布置本工程采用全封闭围挡施工,除一个出入口外,其余处全部采用围挡封闭。施工围挡平面布置见施工平面布置图。3、施工围挡构造施工围挡采用钢管支架+彩钢瓦搭设而成,高,宽。支撑架为双排支架,采用48mm普通钢管搭设,宽,立杆纵向间距,详细图4.3-1图4.3-1 施工围挡搭设构造图4、搭设方法搭设前先放样出围挡外侧边线,要求线形平直,确保美观性。在立
9、杆位置处先钻锚施做16mm锚筋,锚固深度20cm,外露长度20cm,将立杆套在锚筋上,防止围挡横向移动。立杆、横向水平杆、纵向水平杆之间采用标准扣件锁牢固,确保直接稳定性。每隔在内侧设置一道45斜撑加固,防止支架倾覆。支架搭设完成后,在支架外侧面铺设蓝色彩钢板,彩钢板采用铁丝捆绑在支架钢管上,接缝之间应完全搭接,表面要平整。4.4 基坑分层开挖采用CAT330C挖掘机开挖,人工辅助刷坡清底,自卸汽车运土。基坑开挖应注意以下几点:1、基坑开挖施工尽量选择在晴天施工,开挖后抓紧开挖坑内排水沟,利于雨天排水及地下水。2、根据设计图和现场调查,桥台范围内上部89m范围内地质为回填土,开挖边坡坡率统一按
10、1: 1控制;下部45m范围内地质为弱风化、中风化砂岩,开挖边坡坡率按1: 0.5控制,采用液压锤硬凿,严谨使用爆破作业施工;封层厚度控制在2m一层开挖。3、机械开挖至基坑底时,应保留不小于50cm厚度,由人工开挖到位。4、在基底四周应设置50cm50cm排水沟,并在一端设置集水坑,采用污水泵将积水抽排至基坑外排水系统,防止基底浸泡。5、为方便施工,基坑一端按需留出人行台阶。6、开挖中须经常观察基坑边缘顶面土有无开裂、坑壁有无松散和塌落现象发生,以确保施工安全。在基坑顶基坑边缘不得堆载。7、在开挖中加强复核测量,控制开挖精度,防止开挖到位后出现“偏挖”、“超挖”、“欠挖”等现象。8、基坑开挖断
11、面见图4.4-1。图4.4-2 基坑开挖示意图4.5 土层锚网支护由于上层土质为路基填土,为保证下方施工安全及雨水入侵边坡,采用喷射C25砼支护施工,施工方法为湿喷,按自上而下顺序,边开挖边支护。喷射层厚15cm,分层喷射支护,每层不超过5cm。4.6 清底、试验检测及垫层封底基底30cm范围内采用人工开挖,防止机械开挖扰动基底。开挖至距坑底设计标高30cm处,停止机械开挖,先放样出基坑中线和两侧边线,钉上小木撅,并抄平标识出基底设计标高,然后采用人工开挖至基底标高。开挖至基底后,根据放样桩和标高线牵线控制对基槽进行修整,保证两边平齐、底部平整。基坑开挖完成后,立即组织基坑验收。验收后及时实施
12、垫层对基底进行封闭。基槽回填桥台施工完成且验收后,将基坑挖方从临时堆放点装运回来,进行基坑回填施工。基坑采用分层压实填筑。台内回填采用透水性良好砂卵石填料,压实度不小于96%。压实方式采用机械碾压和人工夯实,填筑层厚根据压实方式确定。在距结构物范围内,采用人工夯填,分层厚度不超过20cm;其他区域采用20t压路机碾压,分层厚度不超过30cm。基坑分层填筑具体施工方法,同道路路基填筑施工。5 桩基施工方法5.1 钻机选择根据本工程桩基础入土深、孔径大,特别是桩孔大部分地质情况为回填土特点,选用反循环YCJF-25型全液压冲击反循环钻机成孔,砂石泵除渣。5.2 钻孔前准备工作1、场地平整钻孔桩施工
13、前,先清理钻孔场地,采用CAT330C挖掘机开挖钻机走行便道,并用CAT330C挖掘机对原地表进行平整,用BW2250-BVC压路机进行夯压处理。 2、泥浆池修建1#桥布设3个泥浆淀循环池,分别设置在A0#台左侧、P1#墩左侧和P3#墩左侧;泥浆池长,宽,深,设二级沉淀池。地面以下池壁采用厚30cmM7.5浆砌片石砌筑,地面以上砌筑一圈40cm高24砖墙。在砖墙外侧设一圈高钢管护栏,挂设防护网封闭,并留设宽门,以便施工人员出入。循环泥浆沟采用M10水泥砂浆砖砌,厚12cm,泥浆池入口处沟底标高应低于孔口标高不小于50cm。钻孔施工中增浆采用泵送,溢浆采用泥浆沟自然排至泥浆池内。多余泥浆经沉淀后
14、采用砼罐车抽排至弃土场,保持泥浆池内水位低于泥浆沟30cm。3、测量放样场地平整后,测量人员根据设计图精确放样出孔桩中心点,并及时加设护桩。每根孔桩共设4个护桩,分别在中心点前后左右方向,对面两点牵线十字交叉点应及孔桩中心点重合。护桩偏差(即十字交叉点及孔心偏差)不得大于5mm。护桩应设立醒目标志,防止施工过程中移位和破坏。4、埋设护筒放样后即进行护筒埋设工作,护筒直径大于钻头直径尺寸 40 cm;要求护筒顶面位置偏差不大于5cm,护同斜度不大于1%;埋设好后,将水准点高程引至护筒上,并做红漆标记,护筒埋设时,护筒顶面要高于地面50cm。护筒埋设稳固后,测量人员测出护筒顶标高,计算出钻孔深度,
15、并挂牌标示。5、准备好配置泥浆用粘土,试验人员进行泥浆塑性指标试验,调制泥浆,并确定最佳配合比。6、完成有关安全技术交底工作,检查钻机运行状况,复核钻头尺寸。5.3 安装钻机1、钻机安装就位时,底座必须支垫坚实平稳,防止位移或沉陷。2、钻机平稳地就位于埋设好护筒上方,安装钻机做到周正,水平,稳固,机座梁全部承压,钻架设置风缆固定,检查钻架顶部滑轮槽转盘卡孔(钻杆潜水泵)护筒中心,三者应在一竖直线中,误差小于20MM,以保证钻孔竖向垂直度偏差1。钻孔1、开孔前在护筒内多加一些粘土块,孔内造浆借钻头把泥浆挤向孔壁,以加固孔壁。2、开始造孔时,采用小冲程,使成孔坚实、竖直、圆顺,对继续钻孔起导向作用
16、。钻进深度超过钻头全高后,方进行正常冲钻,冲程控制在23m内,但在以下情况下应采用2m以下中低冲程:在斜面开孔并在护筒内和在护筒刃脚下2.0范围内钻孔时;在停钻投泥重新开钻时;在遇到局部沙层时;在抛石回填重钻及在处理特殊情况时。3、钻进时起落钻头速度均匀,不得突然变速,以免碰撞孔壁或护筒,或因提速过快而造成负压而引起塌孔。4、在钻进过程中,坚持勤松绳,每次少松绳防止打空锤,确保钻头经常冲击新鲜地层。5、孔内水位保持在护同底脚。冲击钻取碴和停钻时,及时补水,保持水头高度。6、在钻进过程中,由施工员随时须检查钻进情况,并如实收集、填写钻孔记录表。试验人员定时测定泥浆比重、粘滞度、含砂率等指标。钻孔
17、施工应分班连续作业,管理人员交接班时须按要求填写交接班记录。7、经常检查浮渣、钻孔垂直度、核对孔内地质情况,及设计地质资料核对并做好记录。8、对于群桩基础,应先从深桩起钻,按先角桩,后中桩顺序进行。9、钻进过程中注意事项:1)、应经常对钢丝绳进行检查,当发现钢丝绳拉毛、断丝时,应及时更换。2)、在钻孔排渣、提钻除土或因故停钻时,应保持孔内水位高于护筒底部以上,泥浆相对容重不小于1.3,粘度不小于18Pa.s。且停工时,须将钻头提至锁口,防止垮璧埋没钻头。3)、经常检查吊绳垂直度,垂直度偏差不得大于1。4)、随时观测吊绳摆动情况,当发现吊绳晃动较大、锤击声音在孔内传播不均匀(半边响)、停钻后吊绳
18、垂直度明显偏差增大时,则锤底岩层较为倾斜,应及时准备片石并通知技术室人员到位处理,不得继续钻进。5)、进入岩层钻进施工时,应保持勤松绳、少松绳,并随时注意保险绳在钻机上拴牢,密切注意钻进是否有异常情况。一旦钻头掉入岩溶难以取钻,应立即采用循环清水降低沉渣厚度和泥浆稠度,及时进行卡(埋)钻处理。10、钻孔质量控制钻孔桩成孔质量应满足表要求。表 钻孔桩钻孔允许偏差序 号项 目允许偏差(mm)1护筒顶面位置502护筒倾斜度13孔位中心504倾斜度15.5 终孔及清孔在钻进过程中,通过观察渣样和检查地勘报告方法,对桩基入岩情况进行确认,确保桩崁岩情况满足设计要求。钻进至设计孔底高程后,先采用测量绳检查
19、孔深,钻孔深度超深大于5cm即可停止钻进。对桩基崁岩深度、对孔径孔形和垂直度进行检查,孔径孔形使用检孔器进行,垂直度检测采用浮球法进行。检孔器用钢筋笼焊接制成,高度为钻孔直径46倍,直径及设计直径相同。成孔偏差应符合表4.2要求。清孔在终孔后进行,清孔应一次到位。清孔采用搅动稀泥浆掺水置换浓泥浆、浮碴,结合泥浆泵抽渣方法进行,清孔完毕后,及时测量孔底沉渣,确保孔底沉渣厚度不得大于20cm。孔桩钢筋笼下放到位并定位完毕后,应再次测量孔底沉渣厚度,若超出20cm,则采用空压机向孔底射风,将沉淀物翻动上浮,确保砼浇注前孔底沉渣厚度满足设计要求。沉碴厚度检测采用测绳法检测,泥浆含砂率、比重、胶体率和沉
20、碴厚度等均应满足设计及施工规范要求,并报请现场监理工程师检查确认。表 清孔检验指标序号检验项目允许偏差检验方法1孔心位置单排5cm,群桩10cm用卷尺从护桩量测2孔径不小于设计孔径采用检孔器落到孔底,看是否能下落到位和提升。3孔深超深不小于5cm测绳从护筒顶量测,计算孔底高程。4沉渣厚度不大于20cm在桩心用尼龙细线吊一根左右称砣量,从有阻力点计算沉渣厚度。5泥浆指标相对比重:1.031.10;粘度:17-20Pa.s;含砂率98%试验规程,分别从孔顶、中、孔底取样,取平均值。5.6 钻孔事故预防和处理1、坍孔在钻进过程中,如出现孔内水位骤降,排出泥浆中不断有气泡上冒,出土量显著增加但不见进尺
21、,或泥浆突然漏失,则表示有坍孔迹象。原因分析:1)护筒埋置太浅,周围封填不密实而漏水;2)操作不当,如提升钻头倾倒,或放钢筋笼时碰撞孔壁;3)泥浆稠度小,起不了护壁作用;4)泥浆水位高度不够,对孔壁压力小;5)向孔内加水时流速过大,直接冲刷孔壁;6)在松软土层中钻孔,进尺太快。预防及处理措施:1)孔口坍塌时,可拆除护筒,回填钻孔,重新埋设护筒在钻;2)轻度坍孔时,可加大泥浆相对密度和提高水位;3)严重坍孔时,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进;4)水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定;5)提升钻头及下钢筋笼时保持垂直,尽量不要碰撞孔壁;6)在松软土层钻
22、进时,应控制进尺速度,且用较好泥浆护壁;7)现场储备钢护筒备用。2、掉钻掉钻事故多由主绳断裂所引起。经常检查主绳破损情况,及时更换已破损主绳是防止掉钻主要措施。遇到钻头提不起来情况时,不强行提拉,先摸清情况,采取相应对策。钻头上始终装上保险绳,保险绳安装牢固。掉钻之后要及时打捞上来,以免时间过长,钻头被沉渣卡住。打捞钻头主要采用打捞钩。3、埋钻埋钻主要有两种情况:一是沉渣埋钻,二是塌孔埋钻。要避免沉渣埋钻,钻头不能长时间停在孔底不动,万不得已情况下,不停向孔底压水,使孔内水渣混合物继续循环。预防塌孔埋钻,在于防止塌孔。如果沉渣埋钻不太严重,不停将钻头一提一松,逐渐将钻头松动,然后拔出。先用泥浆
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