桩基(旋挖钻机)施工专项方案.doc

地铁生物医药基地车站跨街连廊工程桩基（旋挖钻机）施工专项方案编制审核北京市市政工程管理处有限公司第三项目部2013年11月一、工程概况3二、施工准备4三、测量放线5四、 泥浆配置5五、 护筒埋设6六、 钻机就位及钻孔6七、 清孔8八、 钢筋笼制作与安装9九、 安放导管11十、 砼的拌合、运输11十一、 灌注水下混凝土12十二、 桩基完整性检测13十三、 施工过程中可能出现的情况的处理措施13十四、 断桩处理预案14十五、 冬季施工措施17一、工程概况地铁生物医药基地车站跨街连廊项目连接新源大街西侧的生物医药基地地铁站和东侧的16号商业楼,是地铁一体化的大型城市综合体的重要组成部分,为方便周边居民利用轨道交通和商业设施提供通道。连廊所跨越新源大街为城市次干路，规划红线为40米,2块板结构，3上3下,车行道宽度为14m，人行步道宽度为4.5m。连廊主体结构为长74。746m，宽4。80m预应力钢筋混凝土现浇连梁,两侧边跨为悬臂结构，地铁一侧主梁悬臂长度为6。742m，与地铁车站二层衔接。在混凝土主梁上做雨棚，在主梁四周设置装饰板，不在新源大街两侧设置梯道。连廊下部结构为墩柱、承台、桩基。墩柱采用现浇片墩，片墩顺桥向宽1m，片墩横桥向顶宽3。3m，底宽2.3m，与上部主梁通过板式橡胶支座连接，墩柱上设置抗震锚栓,中墩设置防撞岛,其中靠近地铁车站墩柱与车站结构净距为6。25m。承台尺寸为6。5mx2。5mx2。15m，承台基坑自现况地面挖深约3。2m，基坑开挖按1:0.5放坡，基坑上口线距地铁车站结构约4。2m.桩基为D=150cm钻孔灌注桩，长度2022m,靠近地铁车站侧两颗桩距车站结构约6m。桩基共计10颗，其中靠近地铁车站一侧2颗桩因考虑地铁安全因素采用全套筒护壁成孔工艺施工（另报方案），其余8颗桩采用旋挖钻机成孔,本方案只针对采用旋挖钻机成孔8颗桩编制.施工总工期:计划开工日期2013年11月26日,竣工日期2014年3月1日。施工总体计划按两阶段安排:第一阶段：自2013年11月26日至2013年12月5日，钻机进场，完成Z1Z3轴灌注桩6颗，钻机退场。第二阶段：自2014年2月25日至2014年3月5日，钻机进场，完成Z4轴灌注桩2颗,钻机退场。二、施工准备1、围挡及防护设施搭设该工程跨越现况新源大街,第一阶段需施工的6棵桩中2颗位于路中隔离带内,其余4颗位于道路两侧人行步道外侧,紧邻步道.桩基施工期间首先要考虑新源大街上正常行驶的车辆人员交通安全，根据施工组织设计及大兴交通队批复的交通安全方案，将道路两侧50米范围人行步道采用围挡全部封闭，道路外侧距路边缘石2.5米处设置水码，对机动车与非机动车、行人进行分流;路中隔离带两侧40米范围自路缘石向外5米设置水码，以保证桩基施工场地与车行道分隔；设置交通标志、设置对来往车辆进行提示.（围挡搭设范围及交通标志、设施的设置见专项方案）施工围挡搭设高度为2m.围挡搭设采用4。5脚手管，立杆及斜撑间距为2米。2、地下管线探查围挡搭设完成后即对桩位处地下管线进行探查.探查采用挖探坑方式进行，在每轴两颗桩中间处东西向人工开挖深1。5米宽0。5米长2.5米探坑，对图纸中标明及建设单位物探提供的桩周边地下管线通过探坑查明位置，对探查出的图纸及建设单位未提供的管线需及时通知监理及建设单位,并协助建设单位查明管线产权单位，提出处理意见.3、 场地平整、临时水电接入与钻机进场将桩位附近路缘石、方砖步道拆除后对场地进行粗略平整，旋挖钻机作业场地平整尺寸为10米10米，平整后用装载机轮胎进行碾压，地基不好处对作业面换填处理,压路机碾压,以满足钻孔设备的稳定性要求.钻机及配套设备开始进场，按平面图布置泥浆箱及钻机位置。临时用水、用电在靠近地铁车站2颗桩施工时已接入施工现场，钻机自带动力,现场用电主要解决造浆设备、水泵及钢筋笼组装等工作,施工现场用电采用三相五线制系统和三级配电二级保护方式，工作接地电阻值不得大于4；供电线路始端、末端必须做重复接地.用电设备实行“一机一闸一漏一箱”制；不得用一个开关直接控制两台以上的用电设备;临时用水主要为在泥浆箱内造浆及冲洗导管提供水源。三、测量放线钻孔桩放线根据桩位坐标,用全站仪由控制桩直接放出桩位，经复核及监理工程师检验合格后，进行拴桩。拴桩采用十字交叉法，两条线接近于直角。做好拴桩图,记录拴桩点与桩位之间的距离，以便及时恢复桩位，进行检验。施工时，注意对拴桩点的保护.四、 泥浆配置1、泥浆配置在专用泥浆箱中进行2、工地试验确定泥浆配合比，通过试验确泥浆配合比为:水：粘土：膨润土1：0.4：0.08(质量比);3、根据泥浆配合比,在泥浆箱中加入水、粘土、膨润土，用专用搅拌机搅拌至均匀.4、检测泥浆相对密度、粘度、含砂率、胶体率、PH各项指标,合格后方可使用。泥浆各项指标如下：钻孔方法相对密度g/cm3粘度Ts胶体率含砂率%PH值旋挖钻1.051。15大于17大等于95不大于2大于6。55、注意事项：泥浆配制前在泥浆池底部和四周铺设塑料布，防止泥浆渗漏。钻孔过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整，保持各项指标符合要求。五、 护筒埋设1、护筒采用厚不小于5mm后的钢板制作,护筒直径比桩孔直径大20cm，护筒长度3m.2、埋设护筒采用钻机带动护筒施压下埋。3、测量员对要埋设护筒的桩位进行放样，约请监理单位复核，将护筒中心对准桩位中心，校核钻机及护筒垂直度后，用旋挖钻机带动护筒钻沉。4、测量护筒顶高程,根据桩顶设计高,计算桩孔需挖的深度.六、 钻机就位及钻孔1、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。2、标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。3、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。4、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快,开始每次进尺为4050cm,确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm.5、成孔、成孔检查（1）成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查,检测前准备好检测工具，测绳等。标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20米以内测锤重2Kg，20米以上测锤重3Kg。 (2）测量护筒顶标高,根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进.现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。（3）检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1；沉渣厚度符合设计规定：对于直径1.5m的桩，200mm;桩位误差不大于50mm.6、钻孔过程中钻机操作要领和注意事项:、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整,调整后钻进.、钻孔过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标,不满足要求时及时调整。、钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀箱，沉淀后循环使用，施工完成后用泥浆车将其运至指定地点以防对环境造成污染.、钻进过程中注意孔内水压差.、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项.、因故停钻时,孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。同时保持孔内有规定的水头（即应高于地下水位或空外水位1。02.0m)和要求的泥浆浓度、粘度,以防坍孔。、在钻进过程中，设专人对地质状况进行检查。、在钻进过程中，要根据地质情况调整钻机的钻进速度。在粘土层内,钻机的进尺控制在8090cm/次旋挖，在砂土层中，钻机的进尺控制在4050cm/次旋挖。、在钻进过程中，钻杆的提升速度控制在0。4米/s.七、 清孔1、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土(10转/分钟)，然后停止转动，提起钻杆。2、注意在空转清土时不得加深钻进，提钻时不得回转钻杆。3、调整泥浆指标，试验室试验人员检测成孔后泥浆比重、粘度、含砂率,是否符合灌注水下混凝土要求。（泥浆相对密度1.031.1；粘度17-20Pa.s；含砂率：2;胶体率：98），如不符合要求则下导管，将泥浆泵与导管连接,通过导管由孔底注入符合要求的稀释泥浆，进行循环。4、灌注前试验人员再次检测泥浆指标，其比重、粘度、含砂率符合灌注混凝土标准时清孔结束.5、清孔后,用测绳检测孔深.八、 钢筋笼制作与安装1、 钢筋笼的制作因现场条件限制，钢筋笼加工在场外基地进行,钢筋切断、焊接在基地加工完成后运至现场组装，组装好钢筋笼用炮车运输就位，吊车安放。根据钢筋笼设计长度(19.19m），钢筋笼按整节加工，不分段。钢筋在到达加工厂的时候除检查外观质量外,应分批验收，每批重量不大于60t，每批钢筋取试件四根,二根做拉力试验，二根做冷弯试验。钢筋表面洁净，无油渍锈蚀、污垢，没有裂纹、磷落和断裂，并保持平直。钢筋骨架的加工步骤为:按设计尺寸作好加颈筋圈,用粉笔标出主筋位置，将加工好的主筋分别和加劲钢筋点焊在一起，然后搁在支架上按设计要求的尺寸缠上螺旋筋，再点焊牢固。在每节钢筋骨架的下端应加焊加强箍筋一道，以防止下端钢筋在骨架入孔时插入孔壁或挂在导管上.2、 钢筋笼安装、对钢筋笼加焊加强筋，防止在运输安装过程中钢筋笼变形.、钢筋笼采用吊车安放,起吊钢筋笼时,吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊.第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时,先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊,解除第二吊点钢丝绳.、缓慢移动钢筋笼,将钢筋笼吊到孔位上方,对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼,当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位,然后吊起第二节钢筋笼,对准位置用焊接或套筒连接。焊接时可以使用多台电焊机同时焊接。、钢筋笼固定,可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿穿杠，将钢筋笼固定（见下图).、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上帮十字线，连接单桩护桩,拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合.不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋，使之重合。、下钢筋笼的同时安装声测管，本工程声测管采用t=3mm金属管，金属管连接采用螺纹连接，钢筋笼下方到底前将声测管灌满水并用塞子塞好，防止浇筑工程中混凝土进入声测管堵塞声测管。此事要配专人负责。、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:主筋间距10mm;螺旋筋间距10mm;骨架外径l0mm；骨架倾斜度0。5;骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程50mm.九、 安放导管1、砼采用导管灌注，导管内径为300mm,螺丝扣连接。2、导管使用前使用气泵进行水密承压试验。试压前将导管一头封闭,从另一端将导管内注满水，用带有进气管的导管封闭端头将导管封闭,将气泵气管与导管进气管连接，加压至0.6Mpa（压力不小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，按40米水深压力进行试压，试压压力为0.6Mpa。）.持压2分钟，观察导管有无漏水现象.3、检查导管外观,导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。4、导管试拼、编号根据护筒顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计算导管所需长度对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2。5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号.试拼时最上端导管用单节长度较短的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4。0m）。5、导管采用吊车配合人工安装，导管安放时,眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm.6、导管高度确定后,用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。十、 砼的拌合、运输1、混凝土拌合坍落度控制在200220mm.每车混凝土到场后，搅拌站应提供开盘鉴定、原材料检验合格证明、氯离子含量计算书等质量证明文件，试验人员检测混凝土的坍落度和到场温度，不合格不予验收、使用。、混凝土运输采用罐车运输，冬季施工时，罐车运输罐应用棉被或其他保温材料包裹保温,以减少混凝土在运输过程中的温度损失。十一、 灌注水下混凝土1、每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在200220mm之间，温度应在5度以上。 2、混凝土由罐车运至现场后，采用吊车吊储料斗运进行灌注。为确保灌注的顺利进行，砼灌注前要首先准确计算出首批砼方量，埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要。首批砼的数量按下式确定： VD2（H1+H2)/4 2.72m（充盈系数按1。1考虑） 式中：V灌注首批混凝土所需数量(m3）； D桩孔直径（m） 1桩孔底至导管底端间距，一般为0。4m; 2导管初次埋置深度（m）；3、首批混凝土灌注后,灌注砼由砼运输车溜槽直接对料斗放料进行灌注.4、灌注中，每车混凝土灌注完成或预计拔导管前量测孔内砼面位置，以便及时调整导管埋深。导管埋深一般控制在46m之间。5、在灌注将近结束时，核对砼的灌入数量,以确定所测砼的灌注高度是否正确。灌注完的桩顶标高应比设计标高高出1m，高出部分在砼强度达到80以上后凿除，凿除时防止损毁桩身.6、在灌注混凝土将近结束时,应核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。在灌注过程中，应通过泥浆泵将孔内泥浆排放至泥浆箱中，以备下颗桩循环使用。灌注完毕后，拔出护筒.7、控制要点：、灌注开始后,应连续地进行，准备好导管拆卸机具，缩短拆除导管的时间间隔，防止塌孔.、开始灌注时，砼面高度将至钢筋笼底部时要放慢灌注速度，当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部1m时,混凝土灌注速度应控制在0.2 m/min左右，并仔细量测砼表面高度，以防钢筋笼上浮,当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时,提升、拆除导管，使混凝土灌注导管底口高于钢筋笼底部2m以上,恢复0.5m/min左右的正常灌注速度.、钻孔灌注桩施工全过程中,现场技术员应真实可靠地做好记录，记录结果应经监理工程师认可，如钻孔记录、终孔检查记录、砼灌注记录.十二、 桩基完整性检测桩基质量检测应按设计和规范规定达到7天强度以后进行。每根桩均按设计要求进行超声波或低应变无损检测,然后进行工程桩桩位验收.此项工作由我公司会同建设单位、监理单位、设计单位四方共同参加进行，验收合格后绘制桩位竣工图，提交建设单位、设计单位认可并签证。成桩检验及质量检验标准，严格按城市桥梁工程施工与质量验收规范执行。十三、 施工过程中可能出现的情况的处理措施1、砼堵管处理用吊车将料斗连同导管一起吊起,在50cm范围内小幅度上下提升三次,应注意的是切不可把导管提出砼面以外。为避免此类事故发生，应严格要求做到：导管要牢固不漏水；砼和易性坍落度要好;砼浇注必须要在初凝前完成，导管埋深控制在46m。2、钢筋笼上浮预防措施、砼底面接近钢筋骨架时，放慢砼浇注速度，浇筑速度控制在0.2m/min左右；、砼底面接近钢筋骨架时,导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离;、砼表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离.、在保证钢筋笼中心位置不变的情况下,通过四根定位钢筋将钢筋笼固定在钢护筒上。十四、 断桩处理预案钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术.但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响,处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。1、断桩原因断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段,造成混凝土变质或截面积受损,从而使桩不能满足受力要求。常见的断桩原因大致可分为以下几种情况： a。 由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好,不得不提起导管，形成断桩。b。 由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理,引起断桩。c.由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好,造成断桩.d。 由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底,使灌注中断造成断桩。e。由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部,从而形成断桩。f。 由于在提拔导管时，盲目提拔,将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面,或使导管口处于泥浆层，形成断桩.g.在提拔导管时,钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。h。由于导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩.i。处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度,猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔.j。 由于导管埋置深度过深,无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。k.由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等)造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩.由此可见，钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响,灌注前应从各方面做好充分的准备，尽可能避免意外情况发生. 2、预防措施（1）施工材料集料的最大粒径应不大于导管内径的1/61/8以及钢筋最小净距的1/4，同时不大于40mm。拌和前,应检查水泥是否结块;拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。控制混凝土的坍落度在1822cm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象. (2）混凝土灌注a.根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径,采用300mm大直径导管.使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。b.混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等,如不符合要求,应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。c。下导管时，其底口距孔底的距离应不大于4050cm（导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中)。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（1m)和填充导管底部的需要。d。关键设备（如发电机、托泵、起重设备、运输车辆等)要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。e。首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土.在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在26m范围内为宜,要适时提拔导管，不要使其埋置过深。f。若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，应配置多台搅拌车运输，以保证凝土灌注的连续性.3、处理断桩的几种方法断桩情况出现后应根据灌注深度分别采取不同的措施进行处理。A 在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况,则应立即停止灌注，并且将钢筋笼拔出，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。B 在混凝土浇筑中途且未进入或刚进入钢护筒内出现段断桩情况若灌注中途时因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定）将导管压入已灌混凝土顶面以下,即完成湿接桩.C 混凝土面已进入护筒内出现段断桩情况若断桩位置处于护筒内时，且混凝土已终凝,则可停止灌注，待混凝土灌注后将护筒内泥浆抽干，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土,露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以护筒为模板浇筑混凝土。十五、 冬季施工措施1、放样时，桩位护桩应设置在孔壁1米以外，防止钻孔设备在钻进过程中扰动护桩。如发生护桩位移应及时通知测量人员进行复测.2、钢筋焊接宜在室内进行,当必须在室外进行时,最低气温不能低于20，并采取防雪挡风措施，减小焊件温度差.焊接后接头严禁立刻接触冰雪.冷拉钢筋时的温度不低于15。3、冬季施工，用锅炉对拌合用水进行加热，根据天气预报情况确定拌合用水的加热温度.当天气的最低温度为零下15以内时，对拌合用水加热至50-70。4、当对拌合用水进行加热时,混凝土的拌制顺序为：现将水和集料进行拌合45秒，然后加入水泥进行拌合,拌合时间90秒。5、混凝土运输采用混凝土罐车运输,运输罐用棉被包裹保温,以减少混凝土在运输过程中的温度损失。6、混凝土灌注应连续进行，当中途因故停止时间超过30分钟时,应对现场罐车内的混凝土进行温度坍落度进行检测，当温度小于5时和坍落度不符合灌注要求时,不得使用;当中途停止时间超过混凝土初凝时间时，不得使用。17