拉萨桩基施工方案.doc

拉萨地区桥梁桩基施工综合技术方案
一、工程概况
本项目为拉萨市跨河桥梁桩基工程，线路全长约1.8公里，桥梁全长1508米，共需施工146根桩基，设计桩径1.2-2.0米，桩长25-45米，均为钻孔灌注桩基础。工程地处拉萨河冲积平原，横跨拉萨河主河道及漫滩区，其中主桥51根桩基位于河床区域，平均水深3-5米，施工周期需避开6-9月的汛期。项目区域海拔3650米，具有低气压、强紫外线、昼夜温差大等高原气候特征，对施工设备及人员适应性要求极高。
二、地质条件分析
2.1 地层分布特征
根据地质勘察资料，桥址区地层自上至下依次为：
· ①素填土层：厚0.5-1.2m，松散结构，主要由砂卵石及建筑垃圾组成
· ②松散卵石层：厚3-8m，卵石含量55-70%，粒径20-200mm，磨圆度好，充填粗砂，渗透系数15-25m/d
· ③稍密卵石含粗砂层：厚5-12m，卵石含量60-75%，粒径50-300mm，局部含漂石，饱和状态，中高压缩性
· ④中密卵石含粗砂层：厚8-15m，卵石含量70-80%，粒径80-400mm，级配良好，密实度随深度增加
· ⑤密实卵石层：厚大于10m，卵石含量＞85%，最大粒径可达600mm，胶结程度中等，为桩端主要持力层
2.2 不良地质现象
· 地下流沙暗河：主墩3#、5#墩位存在透镜体状流沙层，厚1.5-3.0m，埋深18-25m，易造成孔壁坍塌
· 承压水：③层卵石层中存在承压水，水头高度2-4m，对成孔稳定性构成威胁
· 季节性冻土：地表下0.5-1.0m存在季节性冻土，11月至次年3月冻结，最大冻结深度1.2m
三、施工总体部署
3.1 施工分区
将工程划分为三个施工区：
· 北岸陆地施工区：32根桩，采用旋挖钻施工
· 河床水中施工区：51根桩，采用筑岛+冲击钻施工
· 南岸滩涂施工区：63根桩，采用旋挖钻与冲击钻组合工艺
3.2 设备配置
设备类型
型号规格
数量
用途
高原适应性改造
旋挖钻机
SR280C
3台
陆地桩基础施工
发动机增压器改造、液压系统冷却优化
冲击钻机
CZ-6
8台
水中桩及复杂地层施工
传动系统强化、防尘密封处理
泥浆循环系统
3PNL泥浆泵
12套
泥浆制备与循环
变频电机改造、高原型泵头
混凝土输送泵
HBT80C
4台
混凝土浇筑
泵送压力优化、电气系统保温
钢筋笼滚焊机
GZL2000
2台
钢筋笼加工
液压系统抗低温改造
3.3 施工进度计划
· 准备阶段：2025年3月15日-4月15日，完成场地平整、设备进场及调试
· 水中筑岛：2025年4月1日-4月30日，完成主河道筑岛施工
· 桩基施工：2025年4月20日-8月30日，完成全部146根桩基，其中汛期前（6月15日前）完成水中主墩桩基
· 检测验收：2025年9月1日-9月30日，完成桩基完整性检测
四、关键施工技术
4.1 成孔工艺选择
根据地质条件差异采用差异化成孔工艺：
· 旋挖钻施工工艺（适用于①-③层地层）：
1. 采用筒式钻头开孔，钻进速度控制在0.5-0.8m/min
2. 进入卵石层后换用岩石螺旋钻头，钻压120-150kN，转速15-20r/min
3. 每钻进3-5m进行一次孔斜检测，垂直度偏差控制在1/300以内
4. 遇到粒径＞300mm漂石时，采用"钻斗预裂+冲击破碎"联合工艺
· 冲击钻施工工艺（适用于④-⑤层及流沙地层）：
1. 采用十字形钻头开孔，初期冲程1-2m，护筒底口5m范围内反复冲砸
2. 正常钻进时冲程3-5m，冲击频率40-50次/min
3. 流沙层施工时投入1:1比例的粘土与片石混合物，采用小冲程（1-1.5m）反复冲砸
4. 每台班检查钻头直径，磨损超过15mm及时补焊
4.2 泥浆护壁技术
· 高性能化学泥浆配方（适用于砂卵石地层）：
o 膨润土：100kg/m³
o 纯碱（Na₂CO₃）：0.3-0.5%（膨润土重量比）
o CMC（羧甲基纤维素）：0.1-0.2%（膨润土重量比）
o 聚丙烯酰胺：0.05%（膨润土重量比）
o 水：1000kg/m³
o 性能指标：比重1.08-1.15，粘度22-28s，含砂率＜4%，胶体率＞95%
· 泥浆循环系统设计：
o 采用三级净化系统：沉淀池（30m³）→ 旋流分离器 → 压滤机
o 泥浆池容量按单桩体积的3倍设计，设置保温层（50mm厚岩棉）
o 采用"3米短护筒+化学泥浆+细砂换填"组合工艺处理卵石层塌孔：
§ 护筒埋深3.0m，高出地面0.5m
§ 成孔后立即换填级配细砂（粒径0.2-0.5mm），换填深度2.5m
§ 采用高压注浆工艺对护筒周围砂层进行固化
4.3 钢筋笼制作与安装
· 材料要求：主筋采用HRB400EΦ25钢筋，保护层厚度70mm，采用特制混凝土垫块
· 加工工艺：
1. 采用滚焊机整体成型，主筋间距误差≤±5mm，螺旋筋间距误差≤±20mm
2. 每2m设置一道加强箍筋，与主筋采用焊接连接，焊缝长度10d
3. 钢筋笼分节长度6m，接头采用直螺纹连接，丝头加工长度28mm
· 吊装工艺：
1. 采用25t汽车吊双点吊装，吊点设置在加强箍筋处
2. 安装时控制垂直度偏差≤1%，就位后采用4根Φ20钢筋固定于护筒
3. 水下桩钢筋笼设置导向筋，确保保护层厚度均匀
4.4 混凝土灌注施工
· 配合比设计：
o 强度等级C35，抗渗等级P8，坍落度180-220mm
o 水泥采用PO42.5R水泥，掺加粉煤灰（Ⅰ级）和矿粉（S95级）
o 粗骨料采用5-25mm连续级配碎石，细骨料采用中砂（细度模数2.6-2.8）
o 外加剂选用聚羧酸系高效减水剂（掺量1.2%）+引气剂（掺量0.01%）
· 灌注工艺：
o 采用导管法水下灌注，导管直径300mm，壁厚8mm，丝扣连接
o 导管底部距孔底300-500mm，首次封底混凝土用量≥2.5m³
o 灌注速度控制在2-3m³/h，导管埋深保持2-6m
o 桩顶超灌高度1.0-1.2m，确保桩头混凝土强度
4.5 高原冬季施工措施
· 混凝土冬季施工：
1. 采用"电热毯+棉被+防水布"组合保温法：
§ 箱梁外覆盖电热毯（功率200W/m²），温度控制在5-15℃
§ 外侧包裹2层土工布+1层防火棉被+防水喷布
§ 内部设置燃油暖风机，维持环境温度≥5℃
2. 混凝土采用热水拌合（≤80℃），掺加防冻剂（掺量3%），入模温度≥10℃
3. 养护期延长至14天，强度达到设计值85%后方可拆除保温设施
五、质量控制体系
5.1 原材料质量控制
· 钢材：每批进场钢筋进行力学性能和重量偏差检验，取样频率为60t/组
· 水泥：进场时查验出厂合格证，按200t/组进行强度、安定性检验
· 砂石料：每400m³检验一次级配、含泥量及压碎值指标
· 外加剂：每50t检验一次减水率、含气量及抗压强度比
5.2 施工过程控制
· 成孔质量控制：
1. 孔位偏差≤50mm，孔径允许偏差+50mm，-0mm
2. 孔深≥设计深度，沉渣厚度：端承桩≤50mm，摩擦桩≤100mm
3. 垂直度偏差≤1/300，采用测锤法每5m检测一次
· 泥浆性能控制：
1. 新制泥浆静置24小时后使用，每台班检测比重、粘度、含砂率指标
2. 循环泥浆采用三级净化处理，确保重复使用时性能指标达标
3. 废弃泥浆经脱水处理后运至指定弃渣场，干渣含水率≤30%
5.3 检测验收标准
· 桩身完整性检测：
1. 采用低应变反射波法检测全部桩基，检测数量100%
2. 对主墩桩基采用声波透射法检测，检测数量30%
3. 按5%比例抽取桩基进行钻芯法检测，芯样试件抗压强度≥设计值
· 承载力检测：
1. 采用静载试验检测桩基承载力，检测数量3根
2. 水平承载力试验1根，抗拔承载力试验1根
六、安全与环保措施
6.1 高原施工安全保障
· 人员健康保障：
1. 施工人员进场前进行体检，血红蛋白＞160g/L者不得从事高原作业
2. 施工现场设置医务室，配备制氧机（5L/min）及高原急救药品
3. 实行8小时工作制，每班作业不超过6小时，严禁夜间施工
· 设备安全管理：
1. 机械设备实行"定人定机"责任制，每日进行班前检查
2. 电气设备设置三级配电两级保护，高原地区采用IP55防护等级设备
3. 起重设备安装高度限位器和力矩限制器，定期校验
6.2 环境保护措施
· 水环境保护：
1. 设置三级沉淀池处理施工废水，pH值达标（6-9）后方可排放
2. 钻孔泥浆采用封闭式循环系统，严禁直接排入拉萨河
3. 油料库房设置防渗池（渗透系数≤10⁻⁷cm/s），防止油料泄漏
· 生态保护：
1. 施工区域设置2.5m高围挡，减少扬尘扩散
2. 弃渣场进行植被恢复，采用本地适生植物（西藏沙棘、班公柳）
3. 施工便道洒水降尘（每日4次），PM10浓度控制在0.5mg/m³以下
七、应急预案
7.1 孔壁坍塌事故处理
· 预防措施：
1. 松散地层控制钻进速度＜0.5m/min，泥浆比重提高至1.2-1.3
2. 发现漏浆时立即停止钻进，投入粘土块+水泥（1:0.5）进行封堵
· 处理方法：
1. 轻微坍塌：提高泥浆比重至1.3-1.4，投入适量锯末和棉籽壳
2. 严重坍塌：立即提钻，采用3:1砂石混合料回填至坍塌面以上2m，24小时后重新钻进
7.2 钢筋笼上浮处理
· 预防措施：
1. 混凝土灌注至钢筋笼底部1m时，降低灌注速度至1m³/h
2. 钢筋笼顶部采用4根Φ25钢筋焊接固定于护筒
· 处理方法：
1. 上浮量＜50cm时，暂停灌注，利用钻机加压复位
2. 上浮量＞50cm时，割断钢筋笼，重新下放并接长，接头采用焊接连接
7.3 高原病应急处置
· 急性高原反应：立即停止作业，转移至海拔较低区域，给予吸氧（流量2-4L/min）
· 高原肺水肿：保持半卧位，高流量吸氧（6-8L/min），使用利尿剂（呋塞米20mg静推）
· 高原脑水肿：立即甘露醇脱水（20%甘露醇250ml快速静滴），同时联系急救中心转运
八、质量验收标准
8.1 主控项目
项目
允许偏差
检验方法
检验频率
桩位偏差
单排桩≤50mm，群桩≤100mm
全站仪测量
100%
孔深
≥设计值
测绳测量
100%
桩身完整性
Ⅰ类桩≥90%，Ⅱ类桩≤10%
低应变法
100%
混凝土强度
≥设计强度
试块试验
每桩1组
承载力
≥设计值
静载试验
按规范要求
8.2 一般项目
项目
允许偏差
检验方法
检验频率
孔径
+50mm，-0mm
孔径仪
100%
垂直度
≤1/300
测锤法
100%
沉渣厚度
端承桩≤50mm，摩擦桩≤100mm
沉渣仪
100%
钢筋笼保护层
±20mm
卡尺测量
每桩3点
混凝土坍落度
180-220mm
坍落度筒
每50m³1次
本方案针对拉萨地区特殊地质和气候条件，融合了旋挖钻高效施工与冲击钻可靠施工的优势，通过创新采用"高性能化学泥浆护壁"、"短护筒+细砂换填"等关键技术，有效解决了砂卵石地层孔壁坍塌、流沙层处理等技术难题。同时，结合高原施工特点制定的混凝土冬季养护、人员安全保障等措施，确保工程质量与施工安全。方案实施过程中需根据实际地质情况动态调整参数，特别加强汛期施工监测，确保项目顺利实施。