[河南]混凝土灌注桩施工方案.doc

南水北调中线一期工程总干渠XX2段第三施工标段
混凝土灌注桩施工作业指导书
1. 施工方法
1.1施工程序
测量定位→安装钻机走道→钻机就位→下钢护筒→钻孔至设计深度→清孔→安设钢筋笼及砼导管→二次清孔→灌注水下桩基混凝土。
1.2测量放样及报验
利用监理单位批复的平面控制网和高程控制网先建立测量控制网，然后利用加密的测量控制网精确测定出灌注桩孔位，最后沿灌注桩纵横轴线布设引桩作为放样控制桩，布设的引桩要具备校核功能，测量放样经复验合格后，填报测量放样成果报验单，报测量监理工程师复核。
在轴线方向上，中心桩两侧各设两个控制点，其中一个为校核基点，引桩要用钢筋头制作，桩体要有一定的埋深，外露部分要妥善保护。
1.3钻孔
1.3.1钻机就位
测量放样成果报验单经测量工程师批复后，即可开始钻孔工作，在每个桩位钻孔前，利用纵横设置的控制桩，对桩的位置进行校核，钻机钻头对准桩孔偏差控制在5cm以内。
根据实际情况拟采用全液压冲击式钻机，钻孔前，在灌注桩附近合适位置开挖泥浆池，制备泥浆，以便在钻孔时向孔内输入泥浆，泥浆既能起到护壁作用，又能把沉渣浮悬上来。
钻机就位后，构筑钻机平台，采用垫道板和枕木相结合来构筑，钻机平台略高于周围场地。并要求钻机平台平稳牢固，保证在施工中不发生倾斜和移动，钻头对准孔位时钻机与打桩机保持垂直。
1.3.2埋设护筒
为了保护钻孔孔口，避免孔口坍塌，隔离地面水，形成孔内水头和定位导向，并保持钻孔内泥浆表面高程，钻孔灌注桩孔口处必须埋设护筒，护筒采用4mm厚钢板制作，护筒直径大于钻头直径200mm，在护筒上部宜开设1～2个溢浆孔。为增加护筒刚度防止变形，可在护筒上下端及中间的外侧各焊一道加劲肋。在挖埋护筒时，挖坑直径稍大于护筒直径，护筒埋设应准确、稳定，其中心与桩位中心的偏差不得大于5cm，护筒埋设深度不应小于2m，护筒顶部应高出地面至少20cm，严格保持护筒的垂直度。护筒安放好后，四周用土填好。并分层夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失。
1.3.3钻孔
1.3.3.1工作原理
冲击钻工作原理是利用卷扬机上的钢丝绳通过三角立架上的滑轮将椎头提起，然后使其自然下落，靠锥头的冲击作用将岩石砸成碎沫、细渣，最后利用循环泥浆将其悬浮排出孔外。
1.3.3.2钻孔

将钻机调平对准孔位，把钻头吊起徐徐放入护筒内，对正桩位，启动卷扬机开始钻孔，开孔时，应低锤密击，如表土为软弱夹层，可加粘土块夹小片石反复冲击造壁，孔内泥浆面应保持稳定。
当地层为粘土时，用污水泵直接向孔内注水，然后浆液自流至泥浆池；当地层较破碎，需向孔中投掷粘土块，冲击钻砸碎后制成泥浆，从而起护壁作用，灌注桩钻孔过程中，泥浆的储备量应为钻孔容积的2倍，以保持护筒内泥浆液面高度，避免孔内坍塌。
冲孔灌注桩施工允许偏差：孔位允许偏差50mm；垂直度偏差为1%；桩径偏差为-50mm；孔深不小于设计规定。
1.3.4钻孔注意事项
（1）钻孔开始前全面检查钻机，特别是卷扬机钢丝绳。
（2）在钻进过程中经常检查钻头，用测斜仪检查钻机平台的平整度和钻杆的垂直度，防止弯孔、斜孔等现象。
（3）施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符，立即通知设计、监理等部门及时处理。
（4）在易塌孔地层中钻进时，应适当加大泥浆的密度和黏度。钻进过程中如出现塌孔现象，立即加大泥浆比重钻进。严重者要回填粘土夹砂或粘土夹小砾石封孔，封孔24h后复钻。
（5）开钻时，应小冲程开孔，使初成孔壁坚实、圆顺，能起到导向作用，钻进过程中，要及时排除钻渣，并添加粘土，防止塌孔和沉积。
（6）护壁泥浆要求：比重1.1~1.3，粘度10~25s，含砂率不大于6%，钻孔过程中，始终保持护筒内水位高于筒外1m以上，并根据不同地层，适时调整泥浆比重。
（7）钻进过程中应一气呵成，中途停机易造成塌孔。
（8）泥灰岩及粘土地层，遇水软化，粘度较大，容易粘吸锥头，应不时投入片石，降低粘性。
1.4清孔
钻孔达到图纸规定深度后，且孔径、孔斜度满足规定要求并经监理人验收批准后，立即进行清孔。采用换浆法清孔，把相对密度较低的泥浆压入，把孔内浮渣和相对密度较大的泥浆置换出。用大泵量向孔内注入密度为1.05～1.08g/cm3的泥浆，保持正常循环30min以上，以把孔内悬浮渣的泥浆置换出来。
清孔过程中，孔内泥浆液水位应保持在地下水位1.0m以上，以防止孔壁塌陷，同时应不断置换泥浆，直到浇注水下砼。
清孔结束标准：在浇筑砼前，泥浆相对密度1.03~1.1，含砂率不大于2%；泥浆粘度17~20Pa.s；使孔底沉渣厚度不超过300mm。
1.5钢筋笼安装
所购钢筋要有出厂证明书或试验报告单，钢筋外观表面必须清洁无损伤，不得带有颗粒状或片铁锈、裂纹、结疤、折叠、油渍和漆污等，钢筋端头必须平直、无弯曲。钢筋使用前，
应作拉力、冷弯试验，需要焊接的钢筋尚应作焊接工艺试验，复验合格后方可进行加工。。
1.5.1原材检验（机械性能检验）
钢筋要分批试验，以同一炉（批）号、同一截面尺寸的钢筋60t为一批，不足60t也为一批，在每批钢筋中，选取经表面检查和尺寸测量合格的两根钢筋，端部截去50cm后，各取一个拉力试件和一个冷弯试件，如有一个试验项目的一个试件不符合质量要求，另取两倍数量的试件，对不合格项目作第二次试验，如有一个不合格，则该批钢筋不合格。拉力试验包括屈服点、抗拉强度和伸长率三个指标，如有一个指标不符合规定，即作为拉力试验项目不合格，冷弯试件弯曲后，不得有裂纹、剥落或断裂现象。
1.5.2焊接质量检验
1.5.2.1 钢筋闪光对焊接头检验：
由同一班内、同一焊工、同一焊接参数完成的200个同类型接头为一批，一周内连续焊接累计不足200个接头，亦作为一批，每批从成品中切取三个拉伸试件、三个弯曲试件。
对拉伸试件：当试验结果有一个试件的坑拉强度低于规定值，或有两个试件在焊缝或热影响区（离焊缝长度按0.7d计算）脆断应双倍取样复验，复验后仍有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有三个试件呈脆性断裂，该批接头为不合格；对弯曲试件：弯至90º时，接头外侧不得出现宽度大于0.15mm的横向裂纹，如有两个试件未达到上述要求，双倍取样复验，复验后仍有三个试样不合格，则该批接头为不合格。
1.5.2.2钢筋电弧焊接头检验：
以同钢筋级别、同接头形式的同类型接头300个为一批，不足300个接头，亦作为一批，每批成品中切取三个拉伸试件，当试验结果有一个试件的坑拉强度低于规定值，或有两个试件脆断，应双倍取样复验，复验后仍有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有三个试件呈脆性断裂，该批接头为不合格。
1.5.3钢筋笼加工
在钢筋笼的加工过程中，随时对焊缝质量抽检并不定时随机取样送往试验室检验，以确保钢筋笼的焊接质量。钢筋笼制作的各种偏差要满足：主筋间距：δ≤±10mm。螺旋筋间距：δ≤±20mm；钢筋笼直径：δ≤±10mm；骨架中心平面位置±20mm；骨架顶端高程±20mm；钢筋笼长度δ≤50mm。
加强箍设在主筋外侧，加劲箍与主筋连接处实施双面焊，以保证钢筋笼在运输和吊放时不发生变形；定位钢筋N9每隔2m设一组，每组4根，均匀设于桩基加强筋N7周围，以使钢筋笼主筋保护层的误差δ满足：δ≤±20mm。
1.5.4安设声测管
在钢筋笼的内侧对称埋设3根超声波检测管，并绑扎固定。声测管为φ57mm钢管，采用φ70mm的钢套管连接，连接处进行焊接。接头焊接必须密封不透气，管口顶部用木塞塞紧，避免灌注砼时，浆液进入声测管内。声测管底部应密封好，不得透气。
1.5.5钢筋笼吊装入孔

在钢筋笼外侧焊吊筋，利用汽车式起重机悬挂固定吊装钢筋笼，为防止钢筋笼变形，必要时使用挖掘机配合。缓缓吊起钢筋笼，使钢筋笼对准孔位中心，保持钢筋笼垂直后，慢慢下放钢筋笼到孔内。
待钢筋笼下至设计标高后，利用控制桩再次校核钢筋笼的平面位置、标高。检查合格后，将钢筋笼悬挂在钻架底盘上，并用工字钢利用钻机底盘将钢筋笼顶紧，以防止在浇筑砼时钢筋笼上浮，并将钢筋笼水平位置固定好，防止钢筋笼偏移。
1.6灌注桩砼浇筑
1.6.1放置导管、储料斗
选用Φ300圆形钢管作为浇筑砼导管，导管壁厚不宜小于3mm，底管长度不宜小于4m，导管接头宜用法兰快速连接。导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0Mpa，对气密性满足不了要求的导管，严禁使用。
利用钻机自身卷扬机起吊导管，对准钻孔中心缓缓落下，导管长度不移进，用夹板在钻机台上临时固定，再吊起吊一节导管进行接长，导管下落到位后，调正到孔中心，并用夹板固定，确保导管在孔内不发生移动，避免在浇筑砼过程中提升导管时碰撞钢筋笼。导管的拼接长度应根据孔深提前计算好，导管下落应以管底口距孔底30㎝为控制标准，以利隔水栓能顺利从导管中排出。导管安装好后，浇筑砼前，应检查导管提升是否顺利可靠，确保浇筑砼时提升导管不碰触钢筋笼。
导管顶部设置储料斗，储料斗的体积在1.5m3以上，使导管一次埋入砼面以下1.0m以上。在导管的上口、储料斗的下口设置隔水栓（用编织袋装砂浆或拌制的砼封在储料斗的下口），隔水栓预先利用铁丝悬挂固定。当储料斗内砼堆满，开始浇灌砼时，将铁丝剪断，隔水栓与砼一起进入导管。
1.6.2灌注桩混凝土浇筑
钢筋笼吊装完毕，要进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土，灌注桩混凝土浇筑采用搅拌站集中拌制，搅拌运输车运到现场，通过出料口直接卸料至集料斗内。
水下混凝土必须具有良好的和易性，试验室配合比由第三方试验室出具，混凝土坍落度宜为18～22㎝，水泥用量不少于350kg/m3；掺入适量的减水剂或粉煤灰时，水泥用量不宜小于300kg/m3。；运抵浇筑现场的混凝土，首先测定混凝土坍落度，坍落度必须符合要求
放置隔水栓时先在隔水栓上洒注少量的水泥砂浆，以防止混凝土骨料卡住隔水栓。当储料斗装满混凝土后，及时剪断固定隔水栓的铁丝，放开隔水栓进行混凝土的浇筑。
控制砼首次灌量量。第一次浇筑下料应保证砼从导管孔底内反起并埋住导管，且埋深保证在1.0m以上，灌注要连续紧凑进行，始终保持导管在砼内的埋深控制在2~6m范围内，以免在浇筑过程提升导管时导管从砼中脱出，造成桩缩径或断桩事故发生。当混凝土浇筑面接近钢筋笼底部时，这时放慢浇筑速度，并保持较深的埋管深度，导管抖动频率要小，防止砼上升过快将钢筋笼浮起。待孔内混凝土面上升埋入钢筋笼1m以上后，再增大导管抖动频率，恢复正常浇筑速度。

控制好最后一次混凝土灌注量。桩顶不得偏低，要确保桩顶设计高程的混凝土强度在凿除浮浆后达到设计值。具体方法是准确计算出混凝土拌和机每盘的拌合量V1和桩身的理论方量V2，当K1V1=K2V2时（K1——混凝土拌合机的拌合盘数，K2——充盈系数），用专用的钢筋测锤（锥形、锤底直径15cm，高20cm，重5kg）检测桩孔内混凝土面的实际高程。当桩孔内混凝土面的实际高程达到设计高程后，继续灌注使桩孔内混凝土面上升超过设计标高60cm~80cm后即可停盘浇筑。
浇筑灌注桩时，每根桩要根据要求留取试块（一般留取二组砼试块），且每个浇筑台班不得少于一组试块，。砼试块要按规定进行养护。
1.6.3成桩质量检查
灌柱桩的成桩质量检查主要包括成孔与清孔、钢筋笼制作与安放、砼搅制及灌注等三个过程的质量检查。
砼浇筑过程中，按规定的检验周期进行原材料的质量与计量、砼坍落度、砼强度等级、砼出机口温度、骨料级配、骨料含水率、石粉含量检测，并做好施工记录，发现异常，及时采取措施。
钢筋笼制作要对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查；
在灌注砼前，要对已成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放的实际位置等进行认真检查，并填写相应质量检查记录；
导管埋深宜为2~6m，严禁导管提出砼面，要有专人测量导管埋深及管内外砼面的高差，填写水下砼浇筑记录；
为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，要加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制，并随时测量混凝土面的标高和导管的埋入深度。在灌注过程中每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，桩身混凝土的充盈系数必须大于1，同时要认真进行记录
1.6.4桩基质量检测
桩基工程在完成7天后，可采用基桩声测管无破损检测方法来确定桩的承载力以及荷载、位移情况，并记录所有试验观测数据。桩基经检测合格后方可进行下道工序的施工。
2. 灌注桩施工适用规范
应采用但不限于下列规范
<<公路桥涵施工技术规程>> (JTJ-041--2000)
<<水工混凝土施工规范>> (DT/T5144--2001)
<<水工混凝土钢筋施工规范>> (DT/T5169--2002)
《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18--2003)
<<混凝土结构工程施工质量验收规范>> (GB50202--2002)
《水利水电工程施工验收与评定规程》 （SL176-2007）

3. 灌注桩施工安全防护措施
3.1．灌注桩施工涉及到钻机、卷扬机、起重机等特种设备，所有操作人员必须持证上岗，而且岗前要进行安全培训和安全教育，要求他们机械操作工应严格遵守各种机械操作规程，拒绝“三违”行为。
3.2．坚持交接班制度，作业人员在交接班时，对自己使用的机械设备、工具应进行详细的检查，发现不安全因素，要及时处理、报告。
3.3．作业人员在工作中要严格遵守劳动纪律和安全守则，正确穿戴劳动防护用品。
3.4．施工现场要悬挂清晰醒目的安全责任制牌、机械操作规程、安全警示牌。
3.5．设专职安全员，作业区要设警戒线，禁止闲人进入，泥浆池周围必须必须设防护栏杆，防止意外事故发生。
3.6．钻架架顶或起重机与供电高压线的距离必须符合安全规定，对110KV高压线，安全距离不小于4m；
3.7．配电箱要安装漏电保护器等安全设施，箱柜外有防雨措施，电器设备外壳装有保护接地或接零；电气开关要完好无损，熔断器、保险丝等按规定使用，不准超过额定标准或以铜丝、铁丝代替。
3.8．起重用钢丝绳及绳卡必须安全可靠并应及时检查和更换。