冲孔灌注桩专项施工方案.docx

南川区南涪铁路林堡安置还房工程机械成孔灌注桩专项施工方案一、工程概况 1、工程简介南川区南涪铁路林堡安置还房工程建筑面积约18000m2，基础形式原设计为人工挖孔灌注桩，孔桩总数为255个，其中有63个孔桩采用人工挖孔已经钎探合格，其余孔桩因地质原因，变更为机械冲桩钻孔桩，其中扁孔有31个，圆孔有161个。2、工程地质概述：拟建场地内无基岩出露，据邻近场地出露的基岩露头观察实测资料：岩层以单斜产出，产状为3450 120。场地内无断层、挤压构造带通过，也不存在外来孤石，基岩连续稳定。出露地层为三叠系下统嘉陵江组（T1J），岩性主要为灰岩。根据场地周围地表调查，场区裂隙发育明显，但钻孔岩芯较完整，一般在625cm，最长可达80cm，根据本次钻探，并结合区域环境与原地貌分析，场地在原鱼塘区域以及现拟建7#和8#楼之间裂隙和溶洞发育明显，场地北部原鱼塘区域淤泥质粘土较深，经钻探揭露，场地存在基岩破碎带和溶洞空洞，但基岩裂隙和空洞多被淤泥质粘土和少量灰岩碎块石填充。综合分析，场地基岩溶裂较发育，场地的区域部分区域地质环境较差地形总体坡度529。灌注桩成孔时，穿越淤泥层将成为本工程施工的难点，要克服塌孔、缩径、串浆、漏浆等现象。3、场地概述场地地处水田，场地平整，但淤泥、软土较厚。施工时，机械易发生下陷现象。场地交通方便，施工范围非常狭窄。二、施工工程目标1、工程质量：保证桩基分项工程合格。2、建设周期：以合同工期为依据，落实措施；确保工期，力争提前。3、施工现场：强化施工现场科学管理，文明施工。三、主要施工方案及技术措施1、冲孔施工工艺流程施工工艺框图钻孔平台设计安装拟定钻孔方案及钻机选型钢护筒设计制造钢护筒埋设及下沉安装钻机及泥浆循环系统钻机精确对位钻至设计标高终孔、清孔钻头设计及制造钻机移位测量钻孔深度、直径沉渣厚度钢筋笼制安连接下放钢筋笼安装砼导管及配套设备作灌注前准备工作必要时二次清孔灌注前检查签证混凝土配合比设计及试验混凝土工厂生产混凝土浇注水下混凝土凿除桩头、声波验收、钻孔桩作业完工有问题的桩应按要求进行处理2、场地准备由于所有孔桩均采用人工开挖至约6米位置，为保证钻机就位及对中，在入场前必须对已开挖孔桩进行处理：对圆孔已开挖部分，采用片石将该部分孔桩回填至井圈标高；对扁孔部分，采用M15砂浆将孔桩填至井圈标高。场地处理：将场地平整后，满铺片石厚30cm。3、泥浆制备及外运原材料：选用粘性土造浆，泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、失水量、静切力、酸碱度等指标符合该地层护壁要求，泥浆试验完成后，填写泥浆试验记录表。取土地点在距工程现场3KM处。泥浆外运：采用红砖砌筑泥浆池，数量及体积按现场实际情况确定。泥浆排至泥浆池后，再用泵抽到特制密闭车内运至约7KM处的北固弃土场。泥浆性能指标表钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pas)含砂率()胶体率()失水率(ml30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(pH)冲击一般地层1.101.201824495312.5811冲击易坍地层1.201.402230495335811 4、埋设护筒孔口护筒采用钢板制作，内径比桩径大200400mm，根据桩位现场情况决定护筒长度，护筒顶端高度，应高出地下水位1.02.0m，当护筒处于旱地时，还应高于地面0.3m。护筒底端埋置深度也应根据不同情况分别对待。护筒采用人工开挖埋设，入土较深时，辅以锤击、压重振动、筒内除土等方法沉入。护筒底部与土层相接处用粘土夯实，护筒外面与原土之间也要用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。埋设护筒要求准确竖直，护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差应小于50mm，护筒竖向的倾斜度不得大于1%。5、钻机就位钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。6、冲孔采用冲击钻机成孔，开钻时先在孔内灌注泥浆，孔内有水时，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻机冲程应根据土层情况分别确定，坚硬基岩采用高冲程(1000mm)，卵石夹土层采用中冲程(750mm)。钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.52.0m并低于护筒顶面0.3m以防溢出,同时要按时掏渣，掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水，以维持水头高度。钻进中用检孔器检孔，据此调整钻机位置，保证成孔质量。 7、第一次清孔终孔检查后，应迅速清孔，清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求，为灌注砼创造良好的条件。清孔方法采用抽浆清孔法，初步清孔可采用掏渣法。钻孔至设计高程后，经过孔深、孔径、钻孔倾斜度检查，符合要求后，用离心吸泥泵将孔底泥浆和钻渣抽出，清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍孔。达到规范要求的清孔标准后，即可停止清孔。检测孔深、倾斜度、直径和清孔的方法：钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。 孔深可根据地面标高和孔底设计标高，利用测量绳实际测量，但在使用测量绳之前，测量绳必须是经过校验合格的测量绳。孔位由测量进行复核。钻孔成孔质量标准项 目允 许 偏 差孔的中心位置(mm)群桩：100；单排桩：50孔径(mm)不小于设计桩径倾斜度钻孔：小于1；挖孔：小于0.5孔深摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于50mm沉淀厚度(mm)摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径1.5m的桩，300mm；对桩径1.5m或桩长40m或土质较差的桩，500mm支承桩：不大于设计规定清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10；粘度：1720Pas；含砂率：988、桩基钢筋笼制作安装钢筋笼安装在桩基成孔检查合格后进行，钢筋笼的各种钢筋在钢筋加工场按设计和规范要求加工成型，在场外绑扎完成后，再吊入孔桩内定位。a.竖向钢筋的接长采用剥肋滚轧螺纹连接，定位箍筋采用单面搭接焊10d，并与主筋焊牢，螺旋箍筋调直后用绞盘绞成环状，绑扎时稍作调整。b.钢筋套丝钢筋套丝机必须是直螺纹钢筋接头的专用套丝机；钢筋套丝时，须用水溶性切削冷却润滑液冷却，不得用机油润滑或不加润滑液套丝。用于套丝的钢筋应满足以下要求：断面应与钢筋轴线垂直；不得有结疤，端头不得翘曲；端部400mm范围内应保持平直；不得用气割切断钢筋。钢筋下料时，应根据接头在构件中的位置计算其下料长度，以确保构件中钢筋接头的位置准确。钢筋锥螺纹的基本尺寸和允许公差应符合下表的规定。施工时在自检的基础上，由质检员从同一台班内完成的同一类型接头按3%抽检，并作好检验记录，如发现一个不合格接头，则应对该批接头复检，直至全部合格为止。钢筋直径小头螺纹外径(d0)完整螺纹螺纹全长d(mm)基本尺寸(mm)允许误差(mm)扣 数l(mm)1815.24202016.2=0.45252217.25302519.4=0.56302821.47353223.48403626.2=0.79454028.21050c.安装钢筋接头的安装，应根据详细计划的高程位置和排列方法进行安装。安装时应架设临时脚手架，注意保护螺纹，接头保持对中、平直，每个接头用扳手拧紧，其拧紧力矩值不应小于下表值：钢筋直径（mm）161820222528323640扭紧力矩（kg.m）12151822283235扭紧力矩（N.m）118145177216275314343安装好的接头必须作上标记，避免重复或遗漏拧紧接头，同时作好施工记录。钢筋笼在地面制作完成后，采用8吨起重机一次性吊入井内，利用先前定位十字线对钢筋笼进行对中核正并固定。钢筋进场后及时向监理工程师报验，并在监理工程师的见证下取样送检。操作人员必须持证上岗，所焊接头经外观检查和力学性能检测合格后，才能正式进行施焊。 9、吊放钢筋笼 钢筋笼的制作应符合规范要求，吊放钢筋笼采用塔吊进行，吊放时注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物带入孔内。在钢筋笼外侧绑扎砼垫块或焊接钢筋耳环，以保证钢筋的保护层厚度。钢筋笼绑扎好后整体吊放，吊入后校正轴线位置，并牢固定位，以免在灌注砼时发生浮笼现象。 10、导管安装 导管用300mm无缝钢管制作，每节长2.05.0m，配12节长1.01.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。导管安装后，其底部距孔底应有250400mm的空间。砼浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。 11、第二次清孔 在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉碴，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度1.15，复测沉碴厚度在300mm以内，清孔完成后，立即浇注水下砼。 12、灌注水下砼 采用砼输送泵灌注水下砼，由泵送进料斗，连续灌注，随灌随提升导管，同时用钻架吊放、拆卸导管。开始时，应检查砼的均匀性和坍落度，符合规范要求后，再开始灌注。首批砼的灌注数量应满足导管初次埋入砼深度不小于1.0m，并能填充导管底部的间隙。灌注时采用隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在砼漏斗下口，当有足够砼储存于漏斗后，剪断铁丝，砼即将导管内的水压走而下沉至孔底。砼灌注要连续进行，随灌注随拔管，并尽可能缩短拆除导管的时间。在整个灌注过程中，要经常探测孔内砼面的位置，及时调整导管埋深，导管埋深一般不小于2.0m或大于6.0m。由专人测量导管埋深并填写水下砼灌注记录。 灌注的桩顶标高应比设计高0.51.0m，多余部分在接桩前凿除，以保证砼强度。质量检验：采用超声波无损检测方法进行检验。导管法灌注水下砼施工程序见下图。13、灌注混凝土时应注意问题导管的接头要严密，必须每次逐个检查，以防漏水。导管位于孔中央，并在灌注混凝土前进行升降试验。安放时一定要保证导管的长度，灌注时记录管拆除后的长度，作好灌注记录。混凝土原材料拌和必须均匀，杜绝运输过程中的离析。每车混凝土均检测坍落度、和易性，达不到要求的砼坚决不用。制备砼的原材料必须符合技术规范及施工规范的要求。在施工过程中砼坍落度控制在1822cm。灌注工作须连续进行，尽量避免任何原因的中断灌桩，由于混凝土数量大，灌注需要时间较长，通过在混凝土中掺入缓凝剂，以延迟其凝结时间。灌注首批混凝土时应注意，导管下口离桩底一般为2040cm。灌注过程中随时检查混凝土顶面标高，作好灌注记录。推算导管的埋深并及时拆除导管，一般控制导管埋深24米。在最后灌注时导管不要急于拆短，而要加大高度，增加混凝土压力，提高混凝土密实性。砼浇筑的终止高度应超出设计桩顶高程至少不小于1米。在灌注过程中，将孔内溢出的泥浆引流到泥浆池内，以防止污染环境。灌注的桩顶标高应比设计标高高出1.0m，此范围内的泥浆和混凝土及时清除并注意防止损坏桩身。当砼达到一定强度时开挖基坑，清理桩头进行桩基检测，检测率及检测方法应满足设计要求。浇筑砼前，将声测管上端用塞子堵死，待桩检工作完成后，用水泥砂浆将声测管灌满且密实。14、施工中特别注意的问题（1）钻机就位后，要固定牢固，防止由于在提锤和落锤时的冲击，使钻机移位，导致偏孔。（2）开孔时，不要很快进尺，要加强造浆，使护筒底部孔壁稳定。（3）在进入岩层后，要经常检查钻头的直径尺寸，主要是钻头在岩层中磨损严重，如不及时补焊钻头，将导致孔缩径，检孔器下不去。（4）（5）灌注快到桩顶时，由于上面的泥浆比重大，应多测几次砼面的标高，确保超灌桩顶1米。15、钻孔桩施工过程中常见意外事件的处理方案（1）、坍孔如坍孔将钻头埋住，则采用下插小孔径无缝管制成的花管压入高压风及高压水的方式将钻头提出，如未埋钻具则直接将之提出，之后使用粘土掺杂约20%碎石回填，回填后静置七日以后使用冲击钻成孔，钻进过程中在坍孔处不断回填粘土及碎石直至穿过该处为止。（2）、灌注过程中堵管发生砼不再下落后，移去孔口漏斗，将备好的冲击钻机对位支立于孔口，使用冲击钻的吊具将导管吊起，用钻击的最小冲程给导管施加抖动，同时不断注入砼。如砼仍无法灌入则将钢筋笼提出，使用冲击钻将已灌入且强度未增长的砼“淘出”。（3）、埋导管当砼灌注过程中保持导管埋深在2-6米间时极难发生此事件，但根据经验，也有不明原因造成的此类事件发生，此时需用两台起重能力在50吨以上的液压千斤顶配以双I56型钢制扁担梁将之提出，之后按上述办法重新钻孔。四、施工组织管理1、施工进度计划：冲孔桩拟定工期为150天，钻孔进尺约360m，结合本工程实际情况，制定施工进度计划。在水电能正常供给的情况下，按每机每10天成桩1根， 2台钻机平均每月成桩6根，预计正式开孔后，150天可全部成桩完工。2、人员组成：施工员 1人钻探班长 4人钻探辅助工 12人钢筋工 3人焊工 2人3、主要设备XU6003型钻机 2台套电焊机 2台80型柴油混凝土泵 1台25T汽车吊 1台五、成孔质量的控制成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：1、确保桩身成孔垂直精度这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钢丝绳的对中情况等措施，并于成孔后下放钢筋前用探孔器检查。2、确保桩位、桩顶标高和成孔深度在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和标高并作好记录，以便在成孔后根据钻机上留出的标高来校验成孔达到深度。3、钢筋笼制作质量和吊放钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。4、灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：粘度测定1720min；含砂率不大于6；胶体率不小于90等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻机在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10120，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。六、成桩质量的控制1、原材料保障为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。2、配合比保障钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。4、灌注过程控制为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18cm20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m10m时，应及时将坍落度调小至12cm16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注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，建筑施工操作规程规定桩身混凝土的充盈系数必须大于l。同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验，并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果，同一个桩基工程，各检测单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经验的差异，其结论偏差很大的情况也时有发生。通过十几年来几十个钻孔灌注桩工程的施工实践，得出这样一个结论，即加强桩基工程检测是一个手段，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。七、施工安全保证措施1、开钻前，护筒孔口做好防护措施，防止作业人员及铁件坠入孔中。2、电源电线必须架空拉设，移动机架不准碰触高低压电线，不得在高低压电线下冲桩和吊放钢筋等施工作业。3、机架上电箱电器完好，电动机接地不少于两处，接保护零线牢固可靠，触电保护器动作灵敏。4、作业前，应检查卷扬机及机架各部位连接是否牢固，有无松动或磨损、变形，离合器、刹车是否灵敏，钢丝绳是否断丝、磨损、扭结、变形达到报废标准。5、不准带负荷启动电动机，严禁用脚代手进行操作。6、在起吊桩锤、护筒等重物时，在重物的下方和扒杆的下风处，严禁停留站立和通行。7、制动皮带不得受潮，传动皮带的防护罩应齐全完好。8、检修或加润油时，必须切断电源停止运转后进行，在架顶高处作业时，必须先系好安全带。9、桩机整体跑架移动，纵移（前进或退后）应通过桩机上2#钢丝绳的缠绕使走管在大方木上移动来完成，横移是靠桩架侧旁滑转组的收缩使底盘卡钳在走管上滑动来完成，走管本身横移靠千斤顶协助完成。不准悬吊着锤跑架。10、进行孔深测量，泥浆取样或循环排碴时，必须停机，并将桩锤悬吊挂好保险钩。11、作业中，遇大雨、大雾或六级及其以上大风时，必须切断电源停止作业，如有大风警报，还必须对桩加设缆风绳拉固，必要时采取放下桩架等措施。暴风雨