筑岛围堰桩基础施工方案.doc

大岗山水电站场内交通能工程[右岸高线公路] Ⅰ标
桩基础施工方案
一、工程概况
永久大桥为主垮（60.5+110+60.5）m连续刚构桥，主墩为1#、2#墩，基础为高承台桩基础，孔桩数量均为6根，桩径为φ2000mm，桩长分别为59.5m、49.5m；0#、3#台基础各由4根、桩径为φ1500mm
桩基组成，桩长分别为40m、30m。0#、1#、2#孔桩位于大渡河河道中，基岩为灰绿色显晶质辉绿岩、灰白粗粒花岗岩，覆盖层为α1Q砂卵砾石层8、Fg1Q砾碎石夹砂粉土层、γ2块砾碎石夹砂粉土层，厚度约为30~40m，故采用冲击成孔开挖方法。
二、主要施工方法
（一）施工流程图

1、围堰施工及筑岛
筑岛顶面标高控制为950m，采用沙卵石填筑，外层用大卵石护脚。施工步骤：测量放出筑岛边线及填筑位置，一边填，一边碾压；填筑分层施工至水面标高以上一米左右。测量订出各墩孔桩位置，进行钻孔桩施工。

2、钻孔及桩基成型
钻孔前，先插打钢护筒，护筒 长度约1.5m，采用十字冲击钻间隔施工，钻进前再次复测孔位，并调平安装钻机，对准孔位后钻进。根据计划进度要求，采用6台钻机。计划在工期2006年4月10日完成所有孔桩施工。其钻进及成桩的施工具体见下：
（1）护筒的制作与埋置：
因桩基处有较厚的卵石层，且其承载力较小，初期钻孔时容易造成塌孔，决定采用5mm厚钢护筒对桩孔进行支护。护筒长度根据桩位下的实际地质层情况及现场施工情况确定。
①钢护筒的制作：
为增加护筒刚度防止变形，钢护筒采用5mm厚钢板卷制作而成，护筒内径为2.40cm，长度为1.5m。
②护筒的埋置：
在埋置护筒之前，测量先定出桩中心的位置，用挖掘机开挖孔位，然后吊装护筒到位。护筒埋设要竖直、定位准确其平面位置偏差不大于5厘米，倾斜度不大于5‰。
（2）泥浆制备：
泥浆性能指标，根据我们以往施工的成功经验，在不同的地层采用不同的泥浆性能指标，泥浆主要指标详见下表：
地层

泥浆指标
淤泥、粘土
细砂
粗砂、砾砂
卵石、漂石、孤石
比重
1.1～1.2
1.0～1.2
1.2～1.4
1.4～1.5
粘度（秒）
19～21
18～20
21～24
25～28
静切力（Pa）
1.0～2.5
2～4
3～5
含砂率（%）
<4
胶体率
>95
设置泥浆池，泥浆池设置在墩位附近，以便泥浆循环。泥浆池的设置以泥浆的流动路径长、沉碴池大为原则。
粘土总的备料数量主要由河床下的土质情况决定，考虑到本桥位处河床以下部分既有砂质层，又有卵石层，粘土的总的备料量考虑为钻孔体积的110%～120%。
（3）钻孔
先安放道木和钢轨，然后吊装钻机就位，中心偏差控制在2cm以内。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，在钻进和运行中不产生位移，将钻机底盘调成水平状态，钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘重心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其最大偏差不大于2cm，开机试钻，小心使钻头中心对准桩中心，试转数圈，监控钻杆垂直度，满足要求后，正式开钻，钻进过程中，随时检测钻杆倾斜度，保证小于1‰。
① 钻孔作业分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行试验，不符合要求时，随时改正，注意土层变化，捞取渣样，判明岩层，并记入记录表，以便与地质剖面图核对。
② 开钻时，先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入钻孔一定数量后，方进行钻进，先用低钻速，低钻压慢钻进，当钻头完全进入地层后，方进行正常钻进速度，防止坍孔、斜孔。
③ 钻孔过程中，始终采用减压钻进，钻具的主吊钩始终承受部分钻具的重量，使钻杆始终在受拉状态下进行工作，钻压最大不超过钻具扣除浮力后总重力的80%，以避免斜孔、弯孔和扩孔现象。
④ 钻进过程中，采用有效措施保证钻机走道牢固稳定，位置准确，防止钻机因振动移位，确保不偏孔。钻机达到要求深度后，检查成孔质量，符合要求后，立即进行清孔工作。
（4）清孔
清孔前进行终孔检查，检查内容包括孔深，孔径和孔位。孔深用测绳检测，孔位与倾斜度采用特制的检孔器。采用6BS砂石泵抽渣清孔，能完全清除孔内沉渣。
（5）钻孔桩质量验收标准
孔径：不小于设计桩径
孔深：比设计深度超深不小于50mm
孔位中心：≤50mm
倾斜度：≤1%孔深
浇筑砼前桩底沉渣厚度：不大于设计规定
（6）钻孔过程中常见施工事故的防治
①、掉钻
掉钻事故多由主绳断裂所引起。经常检查主绳的破损情况，及时更换已破损的主绳是防止掉钻的主要措施。遇到钻头提不起来的情况时，不强行提拉，先摸清情况，采取相应对策。钻头上始终装上保险绳，保险绳安装牢固。掉钻之后要及时打捞上来，以免时间过长，钻头被沉渣卡住。打捞钻头主要采用打捞钩。
②、埋钻
埋钻主要有两种情况：一是沉渣埋钻，二是塌孔埋钻。要避免沉渣埋钻，钻头不能长时间停在孔底不动，万不得已的情况下，不停向孔底压水，使孔内水渣混合物继续循环。预防塌孔埋钻，在于防止塌孔。如果沉渣埋钻不太严重，不停的将钻头一提一松，逐渐将钻头松动，然后拔出。先用泥浆泵从上至下逐步将沉渣清除，再用钻机提拔，若仍无效，最后采用微量爆破：先探清四个刃脚的位置，然后在刃脚处放入电雷管和微量炸药，爆破后将刃脚处沉渣震松，震散，最后用钻机将钻头提出孔底。如发生塌孔埋钻，最要紧的先将主绳保住，让主绳上端路出地面以上。塌孔后，检查护筒情况，如果护筒倾斜或偏位不符合要求时，将护筒扶正或拔出重新插打。
③、卡钻
发生卡钻有两种情况：其一是在比较软弱的地层由于缩孔产生卡钻；另一种是在比较硬的地层中由于钻头倾斜或探头物等而产生卡钻。一般只要不停地上下提动钻头即可解决。采用爆破和“反冲法”相结合的方法处理。为防止卡钻，在快进入岩层时，对钻头修补一次。
④、歪钻
冲击钻孔施工中的歪钻事故通常出在岩面起伏较大的地层中，主要原因是孔中同一水平面中存在强度不一致的地层。通过观察钻头上的主绳浮动情况以及检测孔底不同深度，判断是否出现歪钻，出现歪钻时，反复回填不小于基岩强度的片石0.5m以上，反复冲钻，直到正常钻进，防止歪钻的主要措施是在倾斜岩面钻进时，采用小冲程，反复回填不小于基岩强度的片石，反复冲砸，直至将岩面冲平，并进入岩面深度1m以上，才正常钻进。
3、钢筋笼制作
钢筋下料在车间进行，在后方场地平地处制作钢筋笼，然后吊车进行吊安。钢筋笼应分节制作，分节钢筋笼在墩上孔位处竖直对接，为防止钢筋笼在吊安过程中变形，在加强箍筋位置处设“＋”字撑，竖直下放时割除。在钢筋笼下放过程中，应尽量避免碰撞孔壁，竖直下放到位后，挂焊于钢护筒上。
钢筋笼的加工，接头焊接应满足设计及规范要求。
4、砼浇注
（1）、下放导管及二次清孔
钢筋笼下放好之后，立即下放导管，导管内径ф250mm,其接头采用“卡口”快速接头，每根导管在正式使用之前应作1.25倍水压的耐压试验，以检测导管管壁接头是否严密、不漏水。
导管安装完毕，检测沉渣厚度，超过规范要求时，利用导管进行二次清孔。
清孔前先用电脑孔斜仪检验孔径、孔垂直度、孔深。不符合要求则重新扫孔。清孔时，应补充泥浆，维持泥浆循环，保持孔内泥浆面不低于河水面2.0m，以避免坍孔。清孔采用泵吸或空气吸泥机。
① 钻孔达到图纸规定深度后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准，应立即进行清孔。
② 清孔将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。清孔次数按图纸要求和清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合图纸规定值进行，一般需进行两次清孔。
③ 清孔后孔底沉淀物厚度应按图纸规定值进行检查。
④ 清孔后立即进行检孔。
（2）、水下混凝土浇注
清孔合格后，应立即进行水下混凝土浇注。水下混凝土由陆上搅拌站供应，然后用输送泵直接送至漏斗。
① 灌注水下混凝土前，检测孔底泥浆沉淀厚度，如大于设计的清孔要求，则再次清孔直至符合要求。
② 混凝土直接至灌注地点时，应检查其均匀性的坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，不得使用。
③ 孔身及孔底得到监理工程师认可后，立即开始灌注混凝土，并应连续进行，不得中断。灌注混凝土时，混凝土的温度不应低于5℃。当气温低于0℃时，灌注混凝土应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。
④ 混凝土用导管灌注。导管由管径不小于250mm的管子组成，用装有垫圈的快速螺旋接头连接管节。导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。灌注桩混凝土采用“预塞法”施工。在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有250～400mm的空间。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间的需要。在整个灌注时间内，导管埋深应控制在2～6m之间，以防止泥浆及水冲入管内。经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。
⑤ 混凝土应连续灌注，直至灌筑的混凝土顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇注，以保证截断面以下的全部混凝土均达到强度标准。
⑥ 灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
⑦ 混凝土灌注过程中，如发生故障应及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师经研究后，进行处理。
⑧ 水下混凝土配比应满足以下要求：
水泥：不低于42.5＃，用量不少于350kg/m3
强度：符合设计要求
衩凝时间：≥15h
坍 落 度：16～22cm
水灰比：0.5-0.6
含砂率：40％－50％
细 骨 料：中砂（本工程所有混凝土细骨料均采用中砂或中粗砂）
粗骨料最大粒径：30mm
（3）、桩身检测
按照合同文件相关条款要求，对桩身进行超声波检测。可用动测小应变法和抽样取芯法进行检验。
（4）、砼浇注事故处理措施
⑴.灌注进水其主要原因有：首批混凝土储量不足，导致导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以至水从孔底进入。此时，将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机清除重新灌注。
⑵.卡管：灌注过程中混凝土在导管内不下去称之为卡管。
初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身原因如塌落度过小，流动性太差，粗骨料过大，拌和物不均匀产生离析，导管接缝处漏水等。
机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下降阻力，混凝土堵在管内。预防措施：准备备用机械，加入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性能。处理办法拔管，吸渣重灌。
⑶.埋管：导管无法拔除称之为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深，灌注过程中严格控制埋管深，由专人负责测量导管埋深。
⑷.塌孔：发生塌孔后应及时查明原因采取相应措施，如保持和加大水头，然后用吸泥器吸出孔内烁土，如不继续塌孔可进行正常的混凝土灌注，如塌孔不停止，塌孔部位较深，宜将导管拔出孔内回填粘土重钻。
三、施工机具设备
名称
型号
单位
数量
备注
冲击钻机（Ф2.0m）
十字冲击钻
台
6

冲击钻机（Ф1.5m）
十字冲击钻
台
2

砼输送泵
HBT-80E
80m3/h
台
2

砼搅拌机
Zx-750L
100KW

台
2

电子自动计量器
HBP1200
台
1

泥浆泵
25KW
台
8

钢筋弯曲机
GW40
3.0KW
台
2

电焊机
ZX-500L
台
10

钢筋切断机
GQ40B
5.5KW
台
2

水下砼灌注机具
自制
套
1

挖掘机
CAT330B
96KW
台
1

四、工期安排
现在主要是施工1#、2#墩基础，特别1#墩基础长达60m，两个基础是施工的重点，同时也是整个工程工重点，关系到在洪期能否安全渡汛的问题。1#墩拟在2006年1月14进行头一轮的桩基施工，在3月初完成第一循环桩基施工，在4月中旬完成1#墩基础施工。2#墩拟在2006年2月5动工，在4月中旬完成2#墩基础施工。0#台桩基虽然不长，地下部分仅30m，但仍受洪水的影响，也须在4月底完成洪水水位下的基础施工。3#台拟在5月初进行施工，在6月15日完成基础施工。
五、注意事项
1、质量注意事项
(1)、 钻机就位前，派专人负责对钻孔各项准备工作进行检查；
(2)、 钻机安装后的底座和顶端必须保证平稳，在钻进过程中不应产生位移或沉陷，否则应及时处理；
(3)、 钻孔作业分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时必须交待钻进情况下一班应注意事项，经常注意地层变化，在地层变化处均应取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对，如有出入立即向项目总工汇报；
(4)、 开钻时小冲程钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加大冲程钻进；
(5)、 钻孔深度达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，符合规范方可清孔；
(6)、 钻进过程中，采用有效措施保证钻机走道牢固稳定，位置准确，防止钻机因振动移位，确保不偏孔。钻孔达到要求深度后，检查成孔质量，符合要求后，立即进行清孔工作。
(7)、 操作人员须经培训，持证上岗，并严格按相关操作规程进行操作；
(8)、 随时检查钻机的运转情况及钢丝绳的磨损、断丝情况，防止掉钻头；
(9)、 冲击钻孔应一次成型，中间不得停机，以免塌孔；
(10)、 在钻进过程中应经常校核孔位;
(11)、 清孔时，应及时向孔内注入清水，保持孔内水头，避免坍孔;
(12)、 清孔必须认真操作，不得用加深孔深来代替清孔;
2、安全、文明施工及环水保
(1)、 钻孔用的泥浆不能流入河中，防止污染江水；
(2)、 清洗砼导管、砼输送管等的水均经过沉淀后排至江里；
(3)、 钻孔过程中，经常检查油路，防止漏油污染江水；
(4)、 钻进过程中，经常检查供电线路、配电箱等，防止漏电；
(5)、 钻机安装及走行过程中，必须统一指挥；
(6)、 所有操作人员严禁在上班前饮酒；
(7)、 钻进过程中，派专人对钻孔平台关键受力部位进行检查，并做好记录；
(8)、 所有操作人员必须戴好安全帽、河边人员穿好救生衣；
(9)、 高处作业必须系好安全带；
(10)、 钻机钻头检查时，必须有第三人统一指挥；
(11)、 钻机、泥浆泵如有故障，必须断电后再行处理。

中铁八局一公司第二项目经理部 10