1、中国中铁靖海高速公路 桩基旋挖钻孔施工方案 中国中铁股份有限公司1目录一、编制依据 -1二、编制原则 -1三、工程概述 -2四、钻孔灌注桩施工组织机构及职责 -2五、施工总体目标 -21.工期目标 -22.质量目标 -33.安全目标 -34. 环境保护及文明施工目标 -35.职业健康安全目标 -3六、旋挖钻施工方案 -31. 旋挖钻施工原理及优势 -32. 施工流程 -33. 施工准备 -44.钻进成孔 -75.钻孔过程中孔内事故的预防及处理 -9中国中铁靖海高速公路 桩基旋挖钻孔施工方案 中国中铁股份有限公司26.钢筋笼制作、运输及安装 -107.导管下放 -158. 二次清孔 -169 .
2、水下混凝土灌注 -1610.超声波检测 -19七. 断桩处理预案 -191. 断桩原因 -192. 预防措施 -203. 处理断桩的几种方法 -21八、施工保证措施 -211.工艺保证措施 -212. 质量保证 -23九、安全、环保 -251. 安全 -252 .环保 -28中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司1桩基钻孔桩施工方案一、编制依据1. 靖海高速公路施工设计文件。2. 现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。3. 拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。4. 我公司多年积累的类似工程施工经验。5. 本工程涉及的施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁
3、发的规范、规程及法规文件等。公路桥涵施工技术规范 JTG 041-2000 公路工程技术标准 JTG B01-2003 公路工程基桩动测技术规程 JTJ/T F81-01-2004 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1-2004 公路工程水泥混凝土试验规程 JTG E30-2005公路工程石料试验规程 JTG E41-2005 公路工程集料试验规程 JTG E42-2005 公路工程水质分析操作规程 JTJ056-84道路工程术语标准 GBJ124-88硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 GB/T175-1999混凝土外加剂 GB/T8076-97混凝土外加剂应用技术条件 GBJ119-88
4、二、编制原则1. 在充分理解设计文件的基础上，以设计图纸为依据，采用先进、合理、经济、可行的施工方案。2. 整个工程全过程对环境破坏最小、占用场地最少，采取对周围环境保护措施,避免周围环境的破坏。3. 充分应用先进的科学技术和施工设备，做到机械化作业、标准化作业、流水作业，坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性相结合原则。4. 强化质量管理，树立优良工程观念，创一流施工水平，创精品工程。5. 实施项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时间与空间条件的优化处置，实现成本、工期、质量及社会效益的预期目标。6. 遵守招标文件各项条款要求，全面响应招标文件，认真贯彻招标文件
5、要求。中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司2三、工程概述大桥 2 座：内尞水库大桥 K15+852.5K16+204.54，全长 352.04m，钻孔灌注桩基础56 根/1324m,柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连续预制 T 梁；九湖分离大桥K18+825.16K19+812.70，全长 987.54m，钻孔灌注桩基础 160 根/6016m,柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连续预制 T 梁。中桥 1 座: 程溪中桥 K21+109.5K21+191.58，全长 97.0m，钻孔灌注桩基础 24 根/744.8m,柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连
6、续预制 T 梁。漳州南互通立交：主线桥：K20+247.884K20+329.964，全长 82.08m，钻孔灌注桩基础 30 根/1110m,柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连续预制 T 梁；匝道桥：JK0+345.345JK0+621.265，全长 275.92m，钻孔灌注桩基础 28 根/982m，柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连续预制空心板。天桥 4 座：K15+130.24 车行天桥K20+670.0 田乾村分离桥K21+522 林前村分离立交桥K21+815 车行天桥。总长 367.32m，钻孔灌注桩基础 54/1603m, 柱式墩，上部结构为预应力混凝土先简支后连续
7、预制空心板。四、钻孔灌注桩施工组织机构及职责本着安全、优质、高效完成钻孔桩的施工，项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则，成立钻孔桩工程施工作业领导小组，见表一。表一 钻孔桩施工作业领导小组小组任职 姓 名 职 务 承担的工作组 长 项目经理 总体控制常务副经理 协调副组长总工程师 协调组 员 常务副总工 协调工程技术部：负责钻孔灌注桩工程技术交底工作，施工现场技术、质量的管理工作。工地试验室：负责拌合站、钢筋加工场，原材料的检验与审报，混凝土生产配合比的调试，混凝土生产质量控制，施工现场钻孔灌注桩泥浆比重的检测。安全质量部：负责施工现场各类的安全及文明工作，负责施工过
8、程各环节质量控制。中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司3机械物资部：负责原材料采购。施工现场场地平整，泥浆池开挖、泥浆清理，钻机就位，钢筋笼运送、安装，混凝土灌注。混凝土拌合站：负责 C30 水下混凝土拌制、运送。钢筋加工场：负责钻孔灌注桩钢筋笼加工及运送。钻孔灌注桩施工队：负责全线所有桥梁桩基的钻孔、成孔、钢筋笼安装及水下混凝土灌注。选择与公司有过良好合作，且技术过硬，操作人员技术好，综合素质高，能够打硬仗的协力队伍作为钻孔桩施工的劳务队伍。五、施工总体目标1.工期目标为加快施工进度，根据总体安排，综合冲击钻、回旋钻施工进度，合理安排工期。2.质量目标全部桩基工程争
9、取为类桩。3.安全目标实现“四无”：即无重大人身伤亡事故、无交通行车事故、无重大火灾爆炸事故、无压力容器爆炸事故，确保施工安全。4. 环境保护及文明施工目标实现“三无”：即无施工污染，无当地村民投诉，无当地有关部门警告。5.职业健康安全目标、定期对从事有害作业人员进行健康检查，员工职业病发生率小于 0.5。、无重大设备和人身伤亡责任事故。、因工死亡率控制在 0.17，重伤率 0.5以内。、争创市地级以上安全文明工地。六、旋挖钻施工方案1. 旋挖钻施工原理及优势1.1 旋挖钻施工原理旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外
10、卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高。1.2 旋挖钻优势旋挖钻采用三一重工 SR250 大孔径旋挖钻机，旋挖钻机具备以下优势： 1) 成孔速度快。与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保证了工程的进度。 中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司42) 环保特点突出。与传统的循环钻机相比，旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。旋挖钻机更可适用于干成孔作业。 3) 行走移位方便。旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐。4) 桩孔对位方便准确。这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过
11、程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制）、履带式行走移位方便的特点，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。2. 施工流程旋挖钻机施工流程见图 1。否 否不合格钢护筒施工钻机就位成孔检测钻进成孔清孔沉渣厚度测试安放钢筋笼下导管沉渣厚度检测导管水密性试验钢筋笼制作钻渣外运造浆二次清孔合格钢护筒制作监理工程师检测监理工程师检测监理工程师检测监理工程师检测监理工程师检测施工准备测量放样移机中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司5监理流程 施工工艺图 1 旋挖
12、钻施工及监理流程图3. 施工准备3.1 技术准备、开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料，施工图及图纸会审纪要。、施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、管道、电缆） 、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料，提前做好准备工作。确保不影响现场的施钻及其它工作。、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需做材料的试验，试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。、具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。、工程地质资料作好全面的施工准备，施工前对工程的地质情况尤其是对粉沙土
13、的特性进行必要的研究，对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。3.2 机械设备准备根据现场施工要求，安排性能好的机械设备进场，并对进场设备进行必要的维护与保养，以保证设备正常运转。具体机械设备如表 2。表 2 旋挖钻施工主要机械设备表序号 机械设备 数量1 钻机 6 台2 25T 起重机 2 台3 内径 30 导管 12 套4 大小料斗 6 套5 钢筋笼成型机 1 台超声波检测灌注水下砼多余泥浆外运泥浆回收交工验收监理工程师旁站监理工程师旁站监理工程师旁站中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司66 钢筋切断机 1 台7 钢筋弯曲机 1 台8
14、 钢筋调直机 1 台9 电焊机 5 台10 HZS120 拌和站、90 站 1 套11 8 方混凝土运输车 6 台12 装载机 1 台13 运渣车 2 台14 泥浆泵 6 台3.3 测量准备依据已经监理工程师批准并能满足工程需要的测量控制网，组织测量人员对桩位进行精确放样。3.4 试验准备根据业主联合招标结果和业主准入的地材厂家，在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂以及碎石等材料样品，进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作并报监理工程师批准。3.5 物质材料准备按照施工设计图相关内容做好钢材、水泥、地材等的准备工作，并按质量保证体系对合格材料供应方进行评价，签订长期的供货合同，保证物
15、质材料按使用计划供应，满足正常施工需要。3.6 施工便道临时便道采用 30cm 厚碎石修筑而成，可满足材料运输。3.7 施工场地布置由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。合理布置施工场地：保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输，钻渣的及时外运。合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。由于旋挖钻行走移位方便，在桩孔的施工顺序安排上采用相邻墩台的桩孔交替施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司73.8 测量放样采用全
16、站仪精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。3.9 钢护筒制作及埋设护筒采用 6mm 钢板卷制成型，其内径比设计桩径大 0.20.4m，上下口外围加焊加劲环。桩基钢护筒采用长 2 米钢护筒。护筒安装时，钻机操作手利用扩孔器将桩孔扩大，之后通过大扭矩钻头将钢护筒压入设计标高。护筒压入前及压入后，通过靠在护筒上的精确水平仪调整护筒的垂直位置。护筒顶一般高于原地面 0.3 m,以便钻头定位及保护桩孔。3.10 钻机就位钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。通过测
17、设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。4.钻进成孔4.1 泥浆制备对黏结性好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池） ，一般为钻孔容积的 1. 52. 0 倍，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施，防止泥浆外流。制备泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器。使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中
18、应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和 CMC 改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。4.2 钻进、旋挖钻机的设置及调整中国中铁靖海高速公路 桩基钻孔桩施工方案 中国中铁股份有限公司8施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。
19、从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的 X 轴、Y 轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位5范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位5范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻
20、杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。、钻孔作业钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机
21、器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时,要减速慢进；在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层；对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。
