钻孔灌注桩试桩施工方案.pdf
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1、 (工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 (公司 LOGO公司名称)编写人:_ 审核人:_ 审批人:_ 日 期:年 月 日(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 (工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 一、编制说明 1、编制依据 1.1 施工图纸 1.2建筑桩基技术规范JGJ94-2008 1.3建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002 1.4建筑工程施工质量验收统一标准GB503002013 1.5工程测量规范GB50026-2007 1.6钢筋焊接及验收规程JGJ 18-2012 1.7建筑基桩检测技术规范JGJ106-2014 1.8施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005
2、1.9建筑地基基础设计规范GB50007-2011 1.10 其他相关的规范、规程 2、编制原则 2.1 贯彻优化施工组织设计,技术先进可行,经济合理的指导原则,认真阅读,研究设计图纸文件。2.2 贯彻均衡生产、合理分配资源的原则,安排总体施工进度,设置、配备组织机构人员,充分利用当地资源,保护自然环境和文物,做好文明施工建设。2.3 突出重点、突破难点,结合本标段工程实际情况。2.4 坚持技术先进、科学合理、经济适用与实事求是相结合的原则,合理安排施工,最大限度地减少施工对当地交通及生活带来的影响。2.5 施工工期要符合合同工期要求和我标段总体施工进度计划安排的原则。2.6 为做好试桩工作,
3、特编制此施工方案。3、参建单位 建设单位:勘察单位:设计单位:监理单位:施工单位:(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 二、工程概况 1、项目总体概况 科举博物馆及其周边配套项目二期位于南京市秦淮区,秦淮河北岸,建康路以南,平江府路以西,金陵西街东侧,科举博物馆一期以北范围,规划用地面积约 2.23 公顷。本项目做为夫子庙地区文化品质提升项目,总建筑面积约 99100,其中地上总建筑面积约 37500,地下总建筑面积约 61600。地上建筑主要为位于北侧 61-08 地块的 1-1、1-2、1-3、1-4 和连接北侧的连廊及内院的四角亭,南侧61-31 地块的 2-1、2-2 建筑及其连接的回廊
4、组成。地下室建筑连成整体并且与一期一期一区及一期二区共墙连接,且通过连通道与北侧地铁站厅层及西侧人防地下空间连通。61-08 地块地上建筑分为保留建筑与新建建筑两部分。其中保留建筑为原南京市中医院病房楼、综合楼及肛肠楼,保留建筑功能置换、外立面提升改造,建筑高度不变,保留建筑面积 25500。沿地块西侧新建国学交流培训中心配台用房,并设置连廊与保留综合楼连接,建筑层数 3 层,建筑屋顶檐口高度 12m。地块东北角新建三层建筑,使保留肛肠楼与综合楼能够有效联通,建筑高度12m。内院东南角新建一四角古亭。61-08地块新建建筑面积为8330。61-31地块地上部分沿金陵东路和金陵西路设置建筑局部两
5、层“文化旅游配套用房”,屋顶檐口高度为 8.10m;地上北侧、南侧及沿 61-11 地块周围设置回廊。地上新建建筑面积 3670。2、桩基工程设计概况 2.1 试桩桩型 试桩 SYZA、SYZB 采用泥浆护壁旋挖成孔、反循环清孔工艺,试桩 SZ 采用低净空成桩设备施工。承压桩试桩 SYZA:试桩位置位于明远楼东侧,肛肠科楼南侧,共 3 根,桩径 1200mm,单桩总长 40.917m,有效桩长 22.3m,桩身混凝土设计强度等级为水下 C45,试桩接桩部分混凝土强度等级为 C50,单桩抗压承载力特征值为9000KN,预计最大加载值 29000KN;(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 承压桩试桩
6、 SZ:试桩位置位于明远楼东侧,肛肠科楼南侧,共 3 根,桩径850mm,单桩总长 37.117m,有效桩长 18.2m,桩身混凝土设计强度等级为水下C45,试桩接桩部分混凝土强度等级为 C50,单桩抗压承载力特征值为 3200KN,预计最大加载值 12000KN;承压桩试桩 SYZB:试桩位置位于门诊楼西侧,共 2 根,桩径 800mm,单桩总长 39.317m,桩身混凝土设计强度等级为水下 C45,试桩接桩部分混凝土强度等级为 C50,单桩抗压承载力特征值为 3600KN,预计最大加载值 7920KN。2.2 试桩检测项目 承压桩试桩 SYZA:成孔质量检测(成孔曲线、孔底沉渣、泥浆比重、
7、桩身垂直度)、静载荷抗压试验(桩身轴力及侧摩阻力检测)、桩身混凝土质量检测(低应变、超声波、钻芯取样)、桩端桩身位移检测、注浆效果检测(桩端岩体取芯);承压桩试桩 SZ:成孔质量检测(成孔曲线、孔底沉渣、泥浆比重、桩身垂直度)、静载荷抗压试验(桩身轴力及侧摩阻力检测)、桩身混凝土质量检测(低应变、超声波、钻芯取样)、桩端桩身位移检测、注浆效果检测(桩端岩体取芯);承压桩试桩 SYZB:成孔质量检测(成孔曲线、孔底沉渣、泥浆比重、桩身垂直度)、静载荷抗压试验(桩身轴力检测)、桩身混凝土质量检测(低应变、超声波)、桩端桩身位移检测;2.3 试桩要求 桩身轴力及侧摩阻力检测:每组试桩在全桩长范围内皆
8、进行桩身轴力及侧摩阻力的测试,试桩有效桩顶标高以下测试断面不少于 4 个,有效桩项标高以上测试断面不少于 2 个,每个断面 4 个传感器。传感器的类型、数量与埋设标高由检测单位根据土层情况与设计共同确定。传感器的量程、精度应能满足测试要求,并采取有效措施保证传感器的,成活率大于 90%。桩身低应变动测:在灌注桩静载荷试验前,应对试桩进行低应变动测。也应在满足桩身混凝土养护龄期(即超过 28 天)以后进行。桩身取芯检测:在灌注桩静载荷试验后,应对试桩进行钻孔取芯检测,每根试桩布置一个取芯孔,取芯深度至桩端以下岩层内不少于 2m,竖向均匀选取 5组芯样进行抗压强度试验。(工程名称)钻孔灌注桩试桩施
9、工方案 桩端和桩身的位移量测:采用沉降杆法测试桩端和桩身的位移,采用沉降杆法量测试有效桩项标高(基坑普遍挖深区域工程桩桩顶标高)及桩端三个位置的桩身位移。同时对外套管沉降进行量测,了解双套管的隔离情况。注浆效果检测:载荷试验完成后,通过预埋在桩身的导管对所有试桩的桩端土体进行取样,了解桩端注浆的效果。预埋导管采用钢管、管径不小于 110mm(钢管壁厚及内径由检测单位确定),导管底标高比桩端标高高3m,并采取封底措施,防止桩身混凝土进入导管,同时保证取芯钻头能穿过封底进行桩端及持力层的取芯。取芯进入岩层的深度不宜小于 2m,并进行芯样的单轴无侧限抗压强度试验。低净空直径 850 桩型选取一根需在
10、现场搭设模拟空间进行地下室施工模拟。3、工程地质概况 3.1 地形地貌 本工点位于南京市秦淮区夫管办辖区内建康路、平江府路、贡院西街三条道路所围成的范围内,既有建筑林立,地面标高在 7.3m-8.2m 左右。拟建场地属秦淮河漫滩地貌单元。3.2 工程地质概述 场地上部第四系地层主要有:浅部 1 层填土,堆填时间约 30 年,松散,强度低,工程地质条件差,不均质,不能直接利用;2 层为新近沉积土,2-1 层粉质黏土夹粉土,低强度,中压缩性,工程地质条件较差;2-2A 层粉土,低强度,为可液化层,为不良工程地质层;2-2 层淤泥质粉质黏土夹粉土,低强度,高压缩性,为不良工程地质层;3 层为一般沉积
11、土层,3-1 层粉质黏土,中高强度,中压缩性,工程地质条件良好;3-2 层粉质黏土夹粉土、3-3 层粉土夹粉质黏土、3-4 层粉质黏土夹粉土、3-5 层粉质黏土,中等强度,中压缩性,工程地质条件一般;3-6 层含卵砾粉土、粉砂,中低压缩性,中高强度,不均质。底部基岩为泥质砂岩,其中 4-1 层泥质砂岩(强风化),中高强度,遇水易软化,岩体基本质量等级为级;4-2 层泥质砂岩(中风化)为极软岩,岩体较完整,局部夹砂质泥岩,岩体基本质量等级为级,为拟建物较好的桩基持力层。典型地质平面图见图 3。(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 表 1 岩土性质及其均匀性体综合评价一览表 层号 土层名称 综合评价
12、 岩土性质 及其均匀性 对工程的影响 1 填土 高压缩性,低强度 成分杂,不均匀 不均质,堆填时间约 30 年,开挖易坍塌,并出现涌水 2-1 粉质黏土 夹粉土 中压缩性,低强度 夹粉土,均匀性差 工程地质条件较差,开挖易坍塌,并出现涌水 2-2A 粉土 中高压缩性,低强度 欠均匀 为不良工程地质层,开挖易产生流砂和涌水,为可液化土层 2-2 淤泥质粉质黏土夹粉土 高压缩性,低强度 不均匀 为不良工程地质层,开挖易产生流动 3-1 粉质黏土 中压缩性,中高强度 较均匀 工程地质条件良好,地基变形较小 3-2 粉质黏土 夹粉土 中压缩性,中等强度 不均匀 工程地质条件一般,会影响稳定性 3-3
13、粉质黏土 夹粉土 中压缩性,中等强度 不均匀 工程地质条件一般,第承压水层,会影响稳定性 3-4 粉质黏土 夹粉土 中压缩性,中等强度 不均匀 工程地质条件一般,对基底稳定性有影响 3-5 粉质黏土 中压缩性,中等强度 局部粉质含量高,欠均匀 工程地质条件一般,会影响稳定性 3-6 含卵砾粉土、粉砂 中低压缩性,中高强度 不均匀 不均质,工程地质条件较好,第承压水层,较高的承压水头,对基底稳定性有影响 4-1 泥质砂岩(强风化)中高强度 风化程度不一,局部夹少量碎块,不均匀 遇水易软化,不均质,岩体基本质量等级分类为级,对连续墙及桩基施工有影响 4-2 泥质砂岩(中风化)高强度 局部泥质含量高
14、,强度有差异,欠均匀 为极软岩,遇水易软化,岩体基本质量等级分类为级,可作为良好的桩基持力层。(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 图 3 典型地质剖面图 (工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 三、试桩施工目的及桩位选择 1、试桩目的 1.1 确定桩基工程施工机械设备型号是否能满足总体施工进度计划要求;1.2 确定各地质层钻进参数及泥浆性能指标;1.3 判定现场地质层土质是否与勘察设计资料相符;1.4 为后续桩基施工提供各项施工参数。2、桩位选择 根据施工进度和现场平面布置情况,在选定的试桩位置应布置不少于两个勘察孔,勘察孔应穿透 4-2 层,且应深于桩底不少于 5 倍桩径,明确该位置实际土层条件
15、,并以此确定试桩桩端标高。并应在原位进行静力触探,静力触探深度至中风化岩面。逆作施工阶段柱下一柱一桩承受竖向压力,因此本工程设置三组承压桩试桩,采用堆载静载荷实验。试桩平面布置详见“承压桩试桩平面布置图”。(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 四、试桩施工工艺流程 1、定位 1.1 利用桩位施工前场地内制作分布的测量控制网点,根据设计平面图具体定位尺寸,计算坐标位置。1.2 利用测量控制网点测放桩位,误差小于 5mm;自检合格后报请监理验收,并做好验收记录。1.3 根据场地水准控制原点,利用 DS3 水准仪来测定机台标高,或混凝土地坪标高(即以地坪标高确定桩孔的深度),其误差不大于 1cm。1.
16、4 桩机就位时,必须保持平稳。转头中心与桩位中心偏差小于 20mm,转盘在四个方向上的水平度误差用1/300 水平尺进行校核。垫木要有足够的强度,防止因桩机的重量或进行强力提拔时发生危险。2、成孔(含试成孔)2.1 试桩采用泥浆护壁旋挖成孔工艺,旋挖机具选用 SR280R,钻头为硬质合金钻头(转速宜为 40r/min80r/min)。针对低净空桩基施工,本工程将采用特制低净空桩机进行试成桩模拟,机型 HD-ZXF-2 型,以期发现后续施工可能会出现的工况并加以改进。图 4 旋挖机机械参数(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 2.2 试成孔数量为 SYZA、SZ、SYZB 桩型各两个非原位试成孔,
17、其中 SYZB 桩型第一个非原位试成孔静置检测合格后,第二个试成孔在试桩原位进行,试成孔需检测项目为成孔曲线、孔底沉渣、泥浆比重,试成孔完成后均采用 C20 素混凝土浇筑填实。2.3 成孔标高控制:SYZA:以桩端进入持力层 4-2 层深度不小于 4.8m 为控制标高;SYZB:以桩端进入持力层 4-2 层深度不小于 3.2m 为控制标高;孔深及沉渣厚度检测:成孔后,根据旋挖钻显示界面的钻孔深度 L1,利用测绳测量孔深 L2,两者对比,如果 L2 小于 L1,更换清底钻头,进行清底,并重新测定孔深。2.4 成孔时宜在孔位埋设护筒(旋挖钻机的护筒既保护孔口,又是钻斗的导向装置,故旋挖钻机均应设置
18、护筒),护筒设置应符合下列规定:(1)护筒一般应埋入不稳定地层底部,若护筒太长,可分成几节,孔口间应可靠连接;(2)护筒应采用钢板制作,应有足够刚度及强度;上部应设置溢流孔,下端外侧应采用黏土填实,护筒高度应满足孔内泥浆面高度要求,护筒埋设应进入稳定土层;(3)护筒上应标出桩位,护筒中心与孔位中心偏差不应大于 50mm;(4)护筒内径应比钻头外径大 100mm,冲击成孔和旋挖成孔的护筒内径应比钻头外径大 200mm,垂直度偏差不宜大于 1/300。2.5 旋挖成孔钻应符合如下规定:(1)成孔前及提出钻斗时均应检查钻头保护装置、钻头直径及钻头磨损情况,并应清除钻斗上的渣土;(2)成孔钻进过程中应
19、检查钻杆垂直度;(3)砂层中钻进时,宜降低钻进速度及转速,并提高泥浆比重和黏度;(4)应控制钻斗的升降速度,并保持液面平稳;(5)成孔时桩距应控制在 4 倍桩径内,排出的渣土距桩孔口距离应大于 6m,并应及时清除;(6)在较厚的砂层成孔宜更换砂层钻斗,并减少旋挖进尺;(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 (7)旋挖成孔达到设计深度时,应清除孔内虚土,根据设计要求,采用封底平底捞砂钻斗捞出孔底沉渣。2.6 低净空桩基试桩采用钻削式快速成孔系统,包括动力装置、空心钻杆、钻头、真空泵和吸泥泵,动力装置与空心钻杆的后端连接,钻头连接在空心钻杆的前端,空心钻杆分别与真空泵和吸泥泵连接,本工艺的钻削式快速成
20、孔系统的成孔速度比常规的成孔速度提高 23 倍,可缩短成孔周期,具有孔底沉渣少,清孔快的显著特点。A、由机架上的动力装置驱动大直径空芯钻杆,钻杆带动切削式钻头旋转,形成对土体的切削,利用泵吸反循环原理排泥;B、切削式钻头配合大功率动力装置,取土方式为切削,渣土呈条块状,可提高作业效率;C、钻杆采用螺纹加快速法兰连接,增强密封性,同时便于装拆,省工省时;D、泥浆管道之间的接口采用机械式快速连接接头,可以提高管道连接的速度,同时可以减少人工及辅助材料的使用量;E、配合浆渣分离设备,将渣土和泥浆分离,利于泥浆的循环使用。3、清孔 3.1 试桩成孔后应对桩孔进行清孔。清孔应分两次进行,第一次清孔在成孔
21、达到设计深度后立即进行,首先应采用封底捞砂钻斗清底,清底后应满足测得的平均孔底沉淤厚度应不大于100mm,然后立即采用反循环工艺进行清孔、换浆,直至孔底沉淤厚度不大于 50mm,孔内孔口、中部、孔底泥浆含砂率不大于 3%。第一次清孔后立即下放钢筋笼。第二次清孔在灌注混凝土导管安装完成后进行,采用泵吸反循环清孔,第二次清孔后的平均孔底沉淤厚度不应大于 50mm,且孔内孔口、中部、孔底泥浆含砂率不大于 3%。在测得沉渣厚度和泥浆比重符合规定后半小时内必须灌注混凝土,且应连续灌注直至桩完成,确保混凝土的强度和密实性的要求。3.2 试成孔一次清孔结束后进行试成孔质量检测。检测时应通知各单位有关人员旁站
22、,并现场确认。试成孔连续跟踪时间为36 小时,在成孔后 0、4、8、12、16、24、28、32、36 小时监测孔径曲线、孔深、沉渣厚度的变化,并根据数次实测结果评价孔壁稳定性及施工工艺。3.3 泥浆护壁应符合如下规定:(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 (1)施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1.0m 以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位 1.5m 以上;(2)在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土;(3)灌注混凝土前,孔底 500mm 以内的泥浆相对密度应小于 1.25;含砂率不得大于 3;黏度不得大于 28s;(4)在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措
23、施。3.4 反循环成孔与正循环原理相似,区别在于泥浆液从钻杆和孔壁间的空隙中进入钻孔底部,并携带钻渣由钻杆内腔返回地面,同时,经过净化的泥浆又循环进入钻孔内进行护壁。根据设计要求,本工程试桩采用泵吸反循环清孔,泵吸反循环清孔应符合下列规定:(1)排浆管底下放至距沉渣面 30mm40mm,气水混合器至液面距离宜为孔深的 0.55 倍0.65 倍;(2)开始送气时,应向孔内供浆,停止清孔时应先关气后断浆;(3)送气量应由小到大,气压应稍大于孔底水头压力,孔底沉渣较厚、块体较大或沉渣板结,可加大气量;(4)清孔时应维持孔内泥浆液面的稳定;(5)一次清孔后沉渣厚度允许值为小于 100mm,二次清孔后不
24、大于 50mm。表 2 制备泥浆性能指标 项目 性能指标 检验方法 比重 1.10 泥浆比重计 黏度 黏性土 18s25s 漏斗法 砂土 25s30s 含砂率 95%量杯法 失水量 30mL/30min 失水量仪 泥皮厚度 1mm/30min3mm/30min 失水量仪 静切力 1min:20mg/cm230mg/cm2 静切力计 PH 值 79 PH 试纸 注:本工程桩身范围内土质为粉土或粉质黏土。(工程名称)钻孔灌注桩试桩施工方案 表 3 循环泥浆性能指标 项目 性能指标 检验方法 比重 黏性土 1.11.2 泥浆比重计 砂土 1.11.3 砂夹卵石 1.21.4 黏度 黏性土 18s30
25、s 漏斗法 砂土 25s35s 含砂率 90%量杯法 4、钢筋笼制作 4.1 钢筋进场时,应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验,检验结果必须符合有关标准的规定;4.2 钢筋笼宜分段制作,分段长度应根据钢筋笼整体刚度、钢筋长度以及起重设备的有效高度等因素确定。根据设计要求,试桩主筋混凝土保护层厚度为50mm,桩径 1200 旋挖桩与桩径 850 低净空托换桩主筋与主筋连接采用机械连接接头,接头间距应当1200mm,并在同一截面上的接头不得多于总数的 50%,箍筋采用螺旋箍,主筋与箍筋焊成钢筋笼骨架,不设弯钩。4.3 钢筋笼应采用环形胎模制作,钢筋笼主筋净距应符合设计要求,钢
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