钻孔桩施工方案.doc
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1、钻孔桩施工方案1. 编制依据根据十号线项管处下发的施工资料图及项管处、第六总监办、城建设计研究院和共同设计交底记录,及地下铁道施工及验收规范。2. 工程概述及工程特点2.1工程概述熊猫环岛站位于北辰路和北土城路的交叉路口(熊猫环岛)地下,为奥运支线(规划远期地铁8号线的一部分)和10号线的换乘车站,呈“丁”字换乘形式。车站共设7个风道和6个出入口,除4号、5号出入口位于道路下方的部分采用暗挖法施工外,其余均采用明挖法施工。车站主体基坑分为二期:一期基坑范围主要包括奥运支线站及换乘节点;二期基坑范围主要包括换乘节点东西两侧的10号线部分。基坑围护结构为钻孔灌注桩+桩间网喷砼支护。钻孔灌注桩奥运支
2、线车站主体基坑围护桩直径1000mm,基本间距1400mm,合计数量为267根;十号车站主体基坑为二期工程,围护桩直径800mm,基本间距1400mm,合计数量为246根。采用 “跳三挖一”施工步骤,旋挖钻机成孔工艺。2.2工程地质及水文特点2.2.1工程地质概述工程所处地层分布分述如下根据岩土工程勘查报告,本段线路位于永定河冲积扇的北部边缘,地形起伏不大,沿线主要为绿地、平房等,地形西高东低,地面标高为45.5747.7。地层层序自上而下依次为:(1)人工填土层粉土填土层:褐色黄褐色,稍密中密,稍湿湿,含砖渣、灰渣,水泥块、树根等,局部为粉质粘土填土;该层总厚度为0.36.4m,层底标高为3
3、9.5050.95m。(2)第四纪全新世冲洪积层粉土层:褐黄色,中密密实,稍湿湿,Es为6.518.4MPa,属高压缩性低压缩性土,含云母、氧化铁、姜石,局部夹粉质粘土、粉砂透镜体;粉质粘土1层:褐黄色,硬塑为主局部软塑,Es为4.012.9MPa,属中高压缩性中压缩性土,含云母、氧化铁、姜石、螺壳碎片,局部夹粉土透镜体;该层最大厚度为10.2m,层底标高为36.6643.85m。粉质粘土层:褐黄色浅灰色,硬塑为主局部软塑,Es为5.411.8MPa,属中压缩性中低压缩性土,含云母、氧化铁、有机质、姜石、螺壳;粘土1层:褐黄色,密实,很湿,Es为8.119.0MPa,属中压缩性低压缩性土,含云
4、母、氧化铁、姜石,螺壳;粘土2层:褐黄色,密实,很湿,Es为5.013.3MPa,属中高压缩性低压缩性土,含云母、氧化铁、有机质、姜石,局部夹粉质粘土薄层或透镜体;本层最大厚度为9.9m,层底标高为28.8041.97m。(3)第四纪晚更新世冲洪积层细中砂3层:褐黄色,硬塑为主局部软塑,Es为5.09.7MPa,属中高压缩性中压缩性土,含云母、氧化铁,螺壳、姜石,局部夹粉质粘土薄层或透镜体;本层最大厚度为17.4m,层底标高为24.8133.87m。粉质粘土层:褐黄色,硬塑为主局部软塑,Es为5.219.6MPa,属中压缩性低压缩性土,含云母、氧化铁,螺壳、姜石,局部夹粉土薄层或透镜体;粘土1
5、层:棕黄色,硬塑为主局部软塑,Es为8.518.8MPa,属中压缩性土低压缩性土,含云母、氧化铁,螺壳;粉土2层:褐黄色,密实,很湿,Es为23.024.3MPa,属低压缩性土,含云母、氧化铁,局部夹粘性土薄层或透镜体;卵石圆砾层:杂色,密实,饱和,属低压缩性土,亚圆形,一般粒径1540mm,最大粒径110mm,中粗砂充填,卵石成份以辉绿岩、砂岩和砾岩;中粗砂1层:褐黄色,密实,饱和,N=3490,属低压缩性土,含个别砾石,局部夹粉细砂薄层或透镜体;中粗砂3层:褐黄色,密实,很湿,Es为818MPa,属中压缩性土低压缩性土,含云母、氧化铁、姜石。本层总厚6.513.6m,层底标高为13.622
6、2.70m。粉土2层:黄灰色,密实,很湿,Es为7.112.5Mpa,属中高压缩性土中低压缩性土,含云母、氧化铁。本层分布不连续,常以透镜体状分布。最大厚度4.4m,层底标高为10.0220.66m。卵石圆砾层:杂色,密实,饱和,N63.5=4390,属低压缩性,亚圆形,一般粒径2035mm,最大粒径110mm,中粗砂充填,卵石成份以辉绿岩、砂岩、砾岩为主。粉质粘土2层:褐黄色,密实,N=3660,属低压缩性,含个别砾石,局部夹粘性土薄层或透镜体。本层连续分布,最大厚度13.3m,层底标高为4.5314.16m。2.2.2水文地质概述在沿线勘查深度范围内,揭露四层地下水。上层滞水:含水层为粉土
7、填土层、局部为粉土层、透水性较高,水位埋深为3.58.3米。 潜水:含水层主要为粉细砂3层,透水性较好,水位埋深16.6m。第三层地下水为层间潜水,含水层为中粗砂1层,粉细砂2层,透水性较好,水位埋深22.324.5 m。第四层地下水为承压水,含水层主要为卵石层,粉土2层,细中砂3层,卵石层,中粗砂1层和粉细砂2层,渗透系数大,为强透水层,水位埋深29.533.8m,水头高度为13米左右。场区内地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性,在干湿交替环境下对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性,在长期浸水条件下对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。2.2.3地下管线情况由于车站处于熊猫环岛下,地下管线包括
8、通信、天然气、雨水、污水、上水、电力、电力管沟、公安等8种类型、40根管线,种类多且比较零乱,给钻孔桩施工带来很大的困难,因此必须施工时根据管线具体情况采取具体保护措施,确保施工范围内管线的安全与正常使用。3. 工程施工总体部署3.1施工场地布置及施工准备本作业工序施工采用两期施工,分段逐步推进的施工场地布置。a、1期第1阶段施工1、一期工程(北辰路绿化带内)围挡施工完毕。2、一期工程地下管线探明,现场围挡内管线探出并加以标记和保护。3、工地临时房屋修建。临时房屋有:生活、办公用房两层,生活临时厨房、发电机房、小型机具材料库等采用彩钢板结构;钢筋笼临时加工棚、钢筋笼临时存放场、采用钢结构框架。
9、4、组建工地现场试验室,所用本分项工程试验委托有资质大型中心检测所进行试验。5、工程测量完成导线、标高交接桩和布网复测工作;所有桩位完成坐标计算和复核,并得到第六总监办批复认可。6、钻孔桩主要机械进场:R516钻机1台。7、用水解决:生活用水采用自来水管引入工地;现场钻1眼56m深600水井满足钻孔作业施工用水。8、用电供应:进场1台75KW发电机,1台200KW发电机,满足临时生活用电、生产用电。9、工程材料:现围挡内钻孔桩的钢筋进场,并展开有关试验项目;砼采用商品砼。b、1期第2阶段施工1、解决猫岛交通道改后,把围挡扩展至整个熊猫环岛。2、对猫岛内管线进行改移施工。3、猫岛内树木、熊猫石像
10、、地表土进行快速清理。4、临时房屋修建:经理部驻地(三层临建完成)及相关配套设施完工。5、工地试验室组建完成,能够进行现场质量检控。6、钻孔桩主要机械进场:R516钻机1台,BG-22钻机1台。7、再进1台75KW发电机满足现场施工。c、交通导改及管线改移其施工准备在1期完成到2期开工前这段时间按照以上的项目要求完成。3.2钻孔桩施工总体安排根据本车站的情况,钻孔桩施工采用先完成奥运支线车站的桩然后其附属(通道和风道)的,再后十号线车站的,最后十号线附属的,这样的施工顺序。对奥运支线车站围护桩从北到南进行施工,优先对北侧管线进行改移,保证后续作业。具体施工顺序及流程如下:1期第1阶段主体围护桩
11、1期第2阶段主体围护桩1期附属围护桩2期主体围护桩2期附属围护桩。具体施工顺序如图:4. 施工技术方案4.1钻孔准备钻孔前结合现场实际情况,合理布置场地。留出混凝土运输车、汽车吊的进、出场道路,布置好混凝土运输车的灌注位置,钢筋笼的存放位置、导管的堆放位置、汽车吊、钻机的工作位置,水、电的引接位置。努力使每道工序衔接紧密,布置合理,使施工按计划有条不紊地进行,防止出现混乱、等待现象。4.1.1施工放样钻孔桩施工前应对桩位进行准确放样,桩位放样后进行自检,自检无误并报监理工程师复核后方可进行下道工序。施工放样必须准确无误,资料计算必须坚持复核制,在工程中不得采用未经复核过的资料。桩位测设于地面后
12、必须用钢尺检查各桩的相对尺寸是否和设计一致,确保桩位准确,桩位放出后应埋设十字护桩,护桩埋设距桩中心不小于2M,以免冲击振动影响其准确性。4.1.2护筒埋设为固定桩位、导向钻头、隔离地面水,保护孔口地面及提高孔内水位增加对孔壁的静压以防止坍塌,在钻孔前应埋设护筒。护筒采用钢护筒,根据不同的钻孔桩直径用10mm钢板制成内径比钻孔桩直径大0.2m的钢护筒,护筒应保证不变形。护筒埋设高出施工地面至少0.3m,护筒的埋置深度不小于2.0m,并且坚固、不漏水。护筒顶端留有宽0.4m、高0.2m的出浆口。在桩位处人工挖出比护筒直径大20cm的圆坑,并在坑底填筑30cm50cm左右厚的粘土,分层夯实后安设护
13、筒,护筒外围用粘土填筑夯实。护筒埋设完毕后,其中心位置与桩中心一致,埋设完毕后报监理工程师检查。灌注桩完成后,护筒须及时予以拆除。埋设护筒必须人工开挖2.5m以确保不损坏地下管线。4.1.3材料准备:钻孔采用旋挖钻机成孔,须进行泥浆护壁。泥浆池和桩孔之间设置泥浆槽或用泥浆泵进行泥浆的循环利用。所采用泥浆原料为优质粘土或膨润土。护壁泥浆比重为1.051.2,粘度为1822s,含砂率4%8%,胶体率不小于90%,在施工中随钻进随测量泥浆各项指标。灌注混凝土的导管采用钢管制成,每节1.53.0m,内径2025cm,壁厚610mm,另外配置1.0m导管二节,每套导管长度不小于35m。管节连接应严密、牢
14、固,使用前均调直、试拼装、试压编号,并进行隔水栓通过试验,使用后须及时进行冲洗,并及时清除内壁附着砼。4.2钻孔施工钻孔选用意大利产低噪音、无污染、高效率的旋挖钻机成孔,该钻机采用全断面取芯钻进工艺,即采用特别的“筒式”钻具,将土一次性全部抓入筒中,成孔速度可达1015m/h。泥浆箱和桩孔之间通过泥浆管流通泥浆形成循环。钻机就位后,调节钻机使钻头、钻杆中心和桩位中心在同一铅垂线上。钻头升、降时要平稳,钻头提出孔口时要防止对护筒、孔壁的碰撞。因故停钻时,钻头须提出桩孔,并在孔口加护盖。钻进时根据设计地质勘探资料选用适当的钻进速度、钻进压力和泥浆指标,随时检查钻孔直径和竖直度,同时观察取芯样品,查
15、明土质类型,做好记录,以便与设计资料核对。钻进过程中随时向孔内补充泥浆,泥浆面不得低于护筒顶60cm,以保证水头,并随时捞取泥浆槽、箱中的钻渣,以保证泥浆质量和加快钻进速度。泥浆应尽量回收,重复使用。施工过程中对泥浆比重进行监测。钻孔达到设计标高后及时对孔径、孔深、孔底地质、孔底泥浆、沉淀厚度进行检查、记录。经监理工程师签认后吊放钢筋笼并灌注砼。注意事项:a.钻机就位前,先平整场地,铺好枕木并用水平尺校正,保证钻机平稳、牢固。在桩位处埋设钢护筒,内径比桩径大20,埋深不小于2.0m. b.钻进时根据土质情况,先采用干法钻进23米,然后注入泥浆护壁,泥浆用膨润土制备,密度控制在1.051.2t/
16、m3。c.泥浆制备采用搅浆筒搅制,泥浆箱盛装,保持工地现场的文明安全施工。4.3清孔当钻孔达到设计标高后,检查孔的成孔情况,对泥浆的各项指标进行检查,不合格的要进行清孔。清孔时,注意保持孔内浆面稳定,以防坍孔。清孔后,泥浆的指标应达到规定的要求。钢筋笼安放好后,沉渣超厚(大于15cm)的必须进行二次清孔,清孔时间进行控制,保证底渣小于15cm,泥浆指标及孔深符合规范要求。4.4钢筋笼制作与吊装钻孔桩钢筋笼制作按照设计图纸在钢筋加工棚制作,根据设计图纸先进行下料。为保证钢筋笼的几何尺寸及相对位置正确,钢筋加工在加工棚平台上放样成型,主筋接头采用对焊焊接,焊接后的钢筋应为一直线。钢筋笼在现场地面平
17、卧组装,先将闭合箍筋排列整齐,再将主筋依次穿入箍筋,点焊就位,再将螺旋筋同主筋绑扎。根据图纸要求,钢筋笼下端主筋应稍向内侧弯曲呈倾斜状,具体按图纸。制作过程中对钢筋的种类、型号、数量进行一一核对,对有锈迹的钢筋应先除锈再加工使用。在骨架上端,根据钢筋笼的长度、直径大小,均匀设置4根吊杆(或吊环)。钢筋焊接时,主筋内缘应光滑,钢筋接头同一断面不超过50%。钢筋笼存放时下部垫空(垫木间距同加强箍筋),顶、侧部应覆盖,以防雨、雾等潮湿生锈。钢筋笼制作允许偏差为:主筋间距10mm;箍筋间距20mm;钢筋笼直径10mm;长度50mm。钢筋笼的吊装采用25t吊车吊放。起吊时,须用双吊点,吊点位置要恰当,一
18、般设在加强箍筋处(吊点处应加焊)。钢筋笼应吊直扶稳,对准孔位缓慢下沉,不得摇晃碰撞孔壁和强行入孔。钢筋笼若分段吊装时,上下段钢筋笼的主筋接头必须对正,接头采用单面搭接焊,并使用相应焊条,焊缝长度10d+20mm。钢筋笼入孔后,要牢固定位,并采取钢管叉防止在灌注水下砼过程中下落或上浮。入孔定位标高应准确,并使其下部悬空;钢筋笼上口应和桩中心对中并固定,可在上口外圈焊定位筋支撑在护筒壁上。钢筋笼在四周箍筋外侧绑扎圆形砼垫块每道竖向间隔为8m。4.5灌注水下混凝土混凝土使用商品混凝土,根据图纸设计,桩的混凝土强度等级为C30水下,施工坍落度控制在1621cm。灌注水下混凝土采用导管法,导管直径宜采用
19、内径为200250mm,管节连接应严密、牢固,使用前均调直、试拼装、试压编号,并进行隔水栓通过试验,导管底端距孔底应保持300500mm。首批封底混凝土灌注采用塑料隔水球结合储料斗活门工艺,储料斗需有足够的容量,按设计桩径确定,保证首批灌注的混凝土足以封住孔底,并且导管埋入混凝土的深度不小于1.0m,根据规范计算首批混凝土的用量1.2m3(按本项目最大的桩径1m考虑)。混凝土用罐车运输,吊车配合灌注,通过下料漏斗,提升导管在稀泥浆中浇注,导管随浇注随提升,避免提升过快,造成混凝土脱空现象,或提升过晚而造成埋管太深拔不出的现象。每根桩的水下混凝土灌注均应工作紧凑、连续地进行,严禁中途停工。同时,
20、注意观察导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,计算导管的埋深,保证导管埋入混凝土深度在2-3m范围内,拆除导管时速度要快,最后一节导管拔出时速度要慢,防止造成桩的泥芯。灌注时应指定专人填写好施工记录以便及时总结经验指导下一根桩的施工。钻孔桩灌注标高应高出桩顶设计标高0.5m,以便清除浮浆,保证钻孔桩成桩质量。当混凝土灌注快到桩顶标高时,可采用大料斗加强灌注压力。在灌注时,如遇导管内混凝土不下,可上、下活动导管,敲打导管等措施。桩施工完毕或部分完毕,应通知监理单位及质检部门对桩的质量进行检测。桩的检测采用进行维护桩桩身完整性检验。经检验合格后转入下道工序施工。4.6钻孔灌
21、注桩施工工艺流程图 钻孔桩施工工艺框图桩位放样场地准备埋设护筒检验护筒检验钻架等设备安装钻机和设备钻机就位检验钻机和备件bebeijian 泥浆制备,向钻孔内灌注泥浆钻孔测量钻孔深度、斜度、直径,做好钻孔记录清孔钻孔完毕后移去不用的设备泥浆制备,向钻孔内灌注泥浆吊装钢筋骨架检查填证检验导管等设备设置隔水栓接装导管砼制备及运输灌注水下砼拆除护筒凿除桩头砼桩身质量鉴定4.7钻进过程中遇到的问题及处理措施:现象:塌孔原因:1.护筒埋置太浅,护筒四周填土不实,孔口附近地面受水浸变软,孔口坍塌造成护筒漏水形成塌孔或护筒掉落。2.泥浆不够或泥浆性能指标不符合要求。3.掏渣、清孔后未及时补充泥浆或孔内出现承
22、压水或遇到砂砾。预防:1.在松散粉砂土或流沙中,选用较大的泥浆比重,放慢进尺速度,稳定孔壁;护筒周围填土一定要夯实。.根据不同地质,随时调节泥浆比重,维护孔壁稳定。.清孔时指定专人负责补浆 ,保证孔内水头高度。治理:1、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔重埋设护筒再钻,坍孔部位不深时可延伸护筒清理夯填密实后重钻。2、发生孔内坍塌时,查明坍塌位置,回填砂粘土至坍塌处以上12m处,如严重全部回填,待回填沉积密实后重钻。 现象:钻孔偏斜原因:1.钻进时遇有较大砾石或探头石。2.在有倾斜度的软硬地层交界处钻进或在松散悬殊的砂卵石层钻头受力不均匀。3.扩孔较大处钻头偏向一方。4.钻机底座不水平或产
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