云山大桥钻孔灌注桩施工方案.doc

云山大桥桩基工程桩基施工方案 编制:_ 审核: 审批: _ 湖南省第四工程有限公司 一月五日 目 录第一章 编制依据1第二章 工程概况1第三章 质量目的2第四章 重要分项工程施工方法2 第一部分 桩基无溶洞施工方案3第二部分 桩基有溶洞解决方法10第五章 工程质量保证措施20第六章 安全环保措施24 第七章 应急预案25第八章 桩基检测方案26第九章 施工进度保障措施30第十章 安全文明措施30第十一章 季节性施工措施35 第一章 编制依据1、城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2023；2、城市道路工程施工与质量验收规范CJJ1-2023；3、建筑桩基技术规范JGJ94-2023；4、建筑基桩检测技术规范JGJ106-2023；5、公路桥涵施工技术规范JTGT F50-2023；6、 本工程地质勘察资料；7、 地质勘察报告8、 施工图设计文献； 第二章 工程概况1、工程简介云山大桥及云山南路工程是武冈市城区南部规划的重要城市主干路，是未来武冈主城区重要的交通和景观轴线。本工程北接云山北路，往南通过云山大桥跨越赧水，经资水南路、水云路，终于武威路，起讫桩号为K1+972K3+225.341，全长1253.341m，其中云山大桥长402.96m（K2+172.22K2+575.18），道路长850.381m，道路路幅宽度80m，桥梁宽度50m，设计车速60km/h。2、工程项目参建单位概况工程名称：武冈市云山大桥及云山南路建设工程工程地点：武冈市建设单位：武冈市城市建设投资开发有限公司 监理单位：湖南湖大建设监理有限公司设计单位：北京建达道桥征询有限责任公司勘察单位：北京建达道桥征询有限责任公司质量监督：武冈市建设工程质量监督站安全监督：武冈市建筑工程安全监督站3、基础概况1）基础为端承嵌岩桩,对于桩底有溶洞区域，基桩应穿过溶洞，并保证桩底进入中风化灰岩层不小于6m； 2）云山大桥基础设计为钻孔灌注桩，桥台桩基为D1200,每幅每台12根桩，111号桥墩每幅3根D1800桩，全桥共48根D1200桥台桩，66根D1800桥墩桩。桥台桩长33.5m44m，桥墩桩长25m63m。每幅的桥台桩顶为长22.28m、宽6.027m 、厚2m的钢筋砼承台，每幅的桥墩桩顶为宽1.3m、高1.5m的桩顶系梁相连。3）桩身混凝土采用C35，主筋保护层厚70mm。第三章 质量目的我公司已通过了ISO-9002质量体系认证，本项目贯彻公司的质量方针“百年承诺、质量第一”，工作目的“抓质量、促生产、讲文明、达标化”，在施工过程中，保证质量体系有效运营，杜绝安全、质量事故，使施工的产品完全符合设计规定，达成优良工程的标准。 第四章 重要分项工程的施工方法第一部分 桩基无溶洞施工方法1、根据勘探资料本工程地质情况1.1、 场地地质层次从上至下重要为砂卵石层和灰岩层，河两岸砂卵层上覆盖有少量耕植土等。砂卵石：杂色，中密状，由卵石、砾石及砂和少量泥质物组成，卵石约占40%55%不等，砾石约占20%30%，余为砂及泥质物，卵砾石成分以砂岩为主，磨圆度较好，级配差，分布不均匀，卵砾石间以砂及少量泥质物充填，冲积成因。本层在整个桥位区均有分布，层厚6.7m58.2m，层底埋深标高257.44309.65m。中风化白云质灰岩：为灰色至灰白色白云质灰岩，中风化，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，裂隙中绝大多数见白色方解石充填，岩质硬，岩溶发育，普遍见豆粒状、桃核状及楔状溶蚀，69个勘探孔中有34个见溶洞，点溶率49.3%。岩面埋深标高257.44309.65m。地下水位311.6314.35m。1.2、根据地勘资料及现场环境我单位决定采用冲孔钻孔桩2、施工准备2.1、技术准备2.1.1掌握场地的工程地质和水文地质资料；2.1.2读懂桩基设计图纸和技术规定，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。2.1.3了解场地及临近区内的危房等特殊建筑物分布情况基地下障碍物（旧基础、地下工程、管线等）的分布2.1.4准备施工用的各种报表、规范。2.2现场准备2.2.1对桩位进行测量定位自检，监理复核；2.2.2护筒埋设检查、测量复核；2.2.3泥浆池、沉淀池的检查；2.2.4检查水泥、骨料、水质及其它添加剂数量，其质量是否满足设计与规范规定，是否与批准的混凝土配合比设计实验报告的材料相一致；2.2.5检查制作钢筋笼的钢筋型号、种类、数量是否满足设计规定，钢筋加工各部位尺寸、套筒质量是否满足设计与规范规定，有无埋声测管等。2.3重要机具设备冲击钻机、吊车、挖掘机、混凝土导管、隔水栓、储料斗、泥浆泵等2.4 劳动力计划安排 配备技术员2人，负责质量管理（轮班作业，必须做到有人施工就有人做技术指导）；配备管理人员2人，全面负责现场施工管理工作（轮班作业，必须做到有人施工就有人管理）；技工3人，普工10人，共计19人。本工程施工总负责人为：廖春光，技术负责人：唐红建，安全负责人：刘小刚。2.5 施工工期计划安排施工班组务必抓住目前的黄金施工时段，本着优质、快速、高效的施工目的，于2023年01月10日至2023年12月底完毕所有冲击钻施工。3、施工工艺流程和施工方法3.1施工工艺流程 冲击钻钻孔灌注桩施工顺序为：初步放样筑岛（河中）恢复定线护筒埋设钻孔埋设内护筒钻孔成孔检测清孔下钢筋笼下导管砼浇注破桩头成桩检测。3.2施工工艺要点3.2.1初步放样：施工前先排水、修路、清除桩基位置的杂草和淤泥，换填黄土及碎石土渣并压实，使施工机具顺利进出，能保证钻机在施工中平稳，然后根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后）及水准点用全站仪及水准仪定位，桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于15mm，成排成列放样，放样后用钢尺校核。3.2.2筑岛：河中3#、4#、5#桩基采用筑岛，筑岛材料为黄土，边坡采用片石覆盖。筑岛高出正常水位1.0m以上。3.2.3护筒埋设，恢复定线：护筒埋设是重要一环，起到定位、导向，靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，防止塌孔，护筒内径比桩经大200400mm，护筒高度宜高出地面0.3m，护筒的埋设深度应根据设计规定或桩径及水文地质情况拟定，一般情况埋置深度宜为24m，有冲刷影响的河床，应沉入冲刷线以下不少于1.01.5m。护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，埋设时位置要准确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉，并及时纠正。3.2.4钻孔：应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻孔和泥浆。3.2.4.1下内护筒：用直径比设计桩径大30cm的钻锤钻孔至稳定岩石顶面，下内钢护筒至岩石顶。3.2.4.2泥浆的配制：为保证中层易液化坍塌砂质层的成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度制定严格指标。泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，由于配置了高质量的泥浆，在长期停钻的情况下，沉积物很少，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头减少的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。3.2.4.3冲击钻钻孔注意事项 钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，涉及重要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。 冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。 钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和实验，不符合规定的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终保证在2m左右，有效地防止了孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，保证了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。 钻进过程中，每进58尺检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入登记表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在钻至溶洞顶部时，钻进速度必须放慢。 在钻孔排渣，提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内水头和规定的泥浆指标。3.2.5成孔检测、清孔3.2.5.1成孔检测：成孔检测一般涉及孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。孔的中心位置应在100mm范围内，孔径设计桩径，倾斜度小于1，孔深不小于设计规定。3.2.5.2终孔检查及清孔 当钻进至设计深度且经验收批准终孔后，用探孔器检查孔径及垂直度，报监理工程师检查、验收，验收合格后进行清孔工作。 终孔检查完毕后立即进行清孔换浆工作，清孔换浆目的是将孔底沉渣排出，并调整泥浆相对密度，含砂率等各项指标。清孔时将泥浆泵皮管插入桩底，运用泥浆泵向桩内灌入纯泥浆，将孔内悬浮钻渣较多的泥浆置换出孔，沉渣在泥浆浮力及机械动力作用下随泥浆通过排浆口排出桩外。清孔至桩底沉渣厚度小于5cm，孔径、孔形和倾斜度采用沉入钢筋探笼的方法检测，钢筋探笼的外径分别为各桩径（但不大于桩径直径），长度分别为D1200桩6米，D1800桩8米。桩孔探笼检测在清孔前进行，符合规定后进行其他各项指标的检测。孔内泥浆的各项指标至相对密度为1.031.10，含砂率2%以内，粘度17s20pa.s即可终止换浆，各项指标达成规定且经监理工程师检查符合规定后现进行下一道工序施工。3.2.6钢筋笼的制造和安放 桩基钢筋笼根据实测桩孔深度下料，同一截面钢筋接头数量按不超过50%控制。钢筋在钢筋加工场分节加工，每节钢筋笼长度控制在15m以内，纵向主钢筋接头均直螺纹接头连接，钢筋笼绑扎时加强环筋与纵向主筋焊接固定。按设计规定焊接好定位钢筋和钢筋笼保护层钢筋，固定好声测管，分节加工完，用汽车分节运至桩孔旁。声测管安装长度为桩底至高出地面0.2m。 根据钢筋笼长度和重量，桩钢筋笼采用40t汽车吊安装，逐节下放，逐节接长。 钢筋笼下放时保持垂直缓慢沉入孔底，以防钢筋笼下放时碰撞孔壁而引起塌孔。钢筋笼入孔后做好顶面固定，使钢筋笼中心对准护筒上标志的桩位中心。为防止钢筋笼在水下砼灌注过程中上浮，采用在钢筋笼最上层架立筋四周焊定位钢筋，并将其固定在钢护筒上的方法解决。钢筋笼入孔后，经检查验收签字后灌注桩砼。3.2.7下导管 下导管：导管采用钢导管，使用前进行水密、承压和接头抗拉等实验。吊装时导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降实验，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口到孔底的距离一般控制在3050cm之间。3.2.8灌注水下砼及应注意事项3.2.8.1材料选择 选用碎石作粗骨料，粒径531.5mm，以保证桩的保护层密实和砼灌注顺利，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，砼中加入泵送剂和缓凝剂，以改善砼和易性，延长砼的初凝时间。砼在搅拌站拌制，用砼运送车运至现场灌注。3.2.8.2准备工作 砼灌注导管选用30cm内径的钢导管，砼灌注前，先检查其水密性，将接长的导管两端封头，管内注水用管道试压泵加压，其压力达成桩孔水深压力的1.5倍而不漏为合格。钢筋笼安放好后，即可安放砼灌注导管，导管底离孔底3040cm，在砼灌注过程中保持导管埋入砼内的深度26m左右。 在上述工作完毕后，再次测量沉淀厚度，孔内沉渣厚度不得大于5cm，有必要时运用导管进行二次清孔，待各项指标都符合施工规范规定，并取得监理工程师批准后，安装水下砼灌注设备，准备灌注水下砼。3.2.8.3灌注水下砼 先在储料斗中储备足够数量的首批砼，首批砼方量通过孔径、孔深、导管直径及初始导管埋深计算拟定，保证首批砼下落后导管埋深不小于1.0m。首批砼储备足够后，打开储料斗阀门，灌注首批砼封住桩底；同时为防止首批砼过早初凝，掺适当的缓凝剂。砼灌注开始后，连续、快速的进行，在首批砼初凝前完毕桩基砼的浇筑。在灌注过程中，及时量测孔内砼面的高度，并准确如实做好砼灌注原始记录，对的指挥导管的每次提高与分节拆除，保证导管的埋置深度不小于2m,以利于砼的顺利灌注和保证砼的灌注质量。 在施工过程中防止砼从漏斗中溢出，或从漏斗外掉入桩孔。同时，在灌注过程中注意观测管内砼下降和孔内水位升降情况，导管埋深控制在26m。 灌注将近结束时，当出现由于管内砼高度减小，而导管外的泥浆稠度增大、比重增大、压力增大，使导管外砼顶升困难情况时，在孔内冲水稀释泥浆，同时提高料斗高出地面的高度,使导管内保持一定的压力，连续灌注砼时能将桩孔内砼面往上抬升，使灌注工作顺利进行。在拨除最后一段导管时，拨管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。砼灌注标高控制高出设计高度0.1.0米左右。3.2.9破桩头 由人工用风镐进行，直至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。3.2.10成桩检测砼强度达成后做桩基检测。第二部分 桩基有溶洞解决方法1、 对实验桩6-1、6-6、11-6、12-10、12-12桩基冲孔过程及解决方法举例具有代表性的6-1、6-6、及12-12桩进行叙述1.1、桩基6-1（内钢护筒下沉至外部施压都不在下沉，没有坐落在稳定岩层顶） 桩基6-1终孔时间为2023年5月27日上午，2023年4月21日下放长6.0m直径2.1m钢护筒，护筒下至离地面大约尚有0.7m高时靠自身重量已无法下沉，后用挖掘机用力拍击护筒，下沉不是很明显，在后面的施工过程中测量发现护筒下沉很小。在后期的冲孔过程，尽管漏浆会导致护筒周边地面沉陷，但沉陷的范围不是很大，由于内护筒对孔口的松散卵石层起到了支撑作用所以在冲孔过程中对钻机及人员安全起到一定保护。1.2、桩基6-6（下内钢护筒至岩层顶面）桩基6-6终孔时间为2023年5月16日，2023年4月22日下放长6.0m直径2.1m钢护筒，冲孔过程中钢护筒连续下沉，后经相关单位决定接长3.0m，总长度为9.0m但下放至桩内后仍然有明显的下降趋势，后又决定接长3.6m总长度变为12.6m，护筒底基本上落于岩石层顶面，后面的冲孔过程由于溶洞导致漏浆采用回填土石及水泥混合料解决，累计回填高度为84m，水泥4吨。如按正常施工方法下放直径2.4m长度为3m的外钢护筒的施工环节，碰到溶洞漏浆，孔壁坍塌且随着护筒急速下沉，护筒外围出现大面积塌陷，这种情况在外护筒内增长了内护筒后没有在出现。1.3、桩基12-12（没有下内护筒） 桩基12-12按正常埋设长2m直径1.6m的钢护筒，冲孔过程中没有下内护筒，2023年5月12日冲孔至27m时出现漏浆，孔内泥浆下降速度不久，之后孔壁大面积坍塌，塌陷延伸到钻机平台下，后回填土石混合料至孔口，等待地质补勘。2、桩基裂隙及溶洞解决方法2.1、裂隙的解决方法 裂隙是地应力释放在岩石中产生的裂缝,它会导致桩孔的漏浆、掉石块,甚至卡钻、掉钻、塌孔等事故，现场施工人员事先熟悉该桩位钻探资料，当进尺达成不良区段时，严密监控孔内水头，当发现水头出现下降时。判断是裂隙还是溶洞。当为裂隙时，水头下降较缓，这时提钻2-3m，同时向孔内投入粘土块和少量水泥，调整泥浆稠度。当水头下降较大时，可补入泥浆保证孔内水头压力。待孔内水头稳定后，继续钻进。 2.2、溶洞的解决方案 根据溶洞的洞高和洞内的填充物情况，对溶洞采用不同的解决方法，重要的解决方法有：抛填法、静压化学灌浆法、灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。2.2.1、抛填法 溶洞范围小，溶洞高度小于1m，对照地质图，当钻至溶洞顶板 l m 左右时，减小冲击钻冲程，控制 在1 1 5 m， 通过短冲程快频率冲击的方法逐 渐击穿溶洞，溶洞一被击穿，孔内水头迅速下降， 这时立即向孔内补充泥浆，同时提钻至孔口，并向孔内投入片石、 粘土块和水泥，填充溶洞，当孔内水头稳定期，用测线测出回填厚度，当回填厚度大于 l m 时，使溶洞范围形成护壁后，再继续施工。穿越溶洞范围的桩钢筋笼在溶）。 发现异常情况及时采用以上方法,反复冲砸，填塞溶洞，挤密护壁，直至顺利穿过溶洞。洞上下各1m范围在钢筋笼的定位筋焊接厚4mm的钢板圆筒，在圆筒外增长四根定位钢筋（见图1）2.2.2、（静压化学灌浆法）施工方法 主桥桩基精确放样后，用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增长钻位。根据超前钻的结果，拟定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶洞的桩，护筒沉放要穿过砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少2m深。根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满（水洞）且深度在13m的，在钻孔桩施工前先进行预解决，采用静压化学灌浆法固结填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达成一定强度以后再钻孔施工。2.2.2.1技术规定 溶洞预解决的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达成一定的强度（20mpa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完毕。溶洞预解决施工，在钻孔桩施工之前进行，相称于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预解决工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。2.2.2.2施工方案 （1）解决方法选择由于溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法解决，有效的解决方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其解决的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。 （2）静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的运用率高，比较经济。浆材的结石率为100，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周边形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔，见图（2）。 静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。 内护筒底部及顶部灌浆封缝示意单位：cm（3）工艺设计 布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个灌浆孔钻孔：孔径80mm，孔深规定达成最深溶洞的底部。 材料：普硅325mpa水泥与化学浆。 工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，规定少量多次、反复灌浆，如溶洞空间容积大、倒水性强，则在混凝土干料中添加一定量水玻璃。 2.2.2.3重要施工机械设备 重要机械设备有：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。 图2：灌浆孔平面布置及剖面图2.2.3、灌注混凝土填充法 溶洞的高度在1030m之间，且溶洞为填充或半填充的，则先向抛填片(碎)石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁 (见图3)，水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，24小时后，待水泥的强度达成25MPa后，再继续冲击，穿过溶洞。2.2.4、护筒跟进法2.2.4. 1、溶洞高在3Oh15米的钻孔桩要进行桩身质量完整性检测；经建设、监理及施工单位共同商定：本工程采用声波透射法进行桩身完整性的检测，检测根数按规定的上限进行抽取，即桩数的30%。 2）声波透射法检测原理： 超声波法的测试原理：由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列周期性电脉冲，并加在发射换能器的极板上而产生超声脉冲，声脉冲通过被测桩体，并被接受换能器所接受（图1），声波信号重新转变成电信号，仪器显示出超声脉冲穿过被测介质时的各种物理量如声波传播时间t、能量的损失A、频率f的变化和波形畸变等。由于声波穿过不同的介质时，这些物理量均不同，因此可根据以上声学参数与介质性质之间的关系判断桩身中混凝土质量的变异及内部缺陷的性质、大小和位置。 3）声测管的埋设在桩砼浇筑之前，一方面要进行声测管的埋设。由于本工程的基础均为钻孔灌注桩，桩孔较深都在50米左右，桩径为1200mm和1800mm两种，根据检测规定1000桩径的等距(4根钢管之间等距)地埋四根；