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上海东海大桥k7标段桩基础施工组织设计（标前设计编制）编制人：来迟（一级岩土项目经理）（高级工程师）中国有色金属工业西安岩土工程公司二00三年七月五日上海东海大桥k7标段桩基础工程施工组织设计（标前设计编制）本施工组织设计,是根据建筑工程承包组织的要求编制的技术经济性文件。其内容分两大部分：第一部分包括技术的；第二部分包括经济的,即解决技术问题,又考虑经济效果。是组织、规划、协调、实施、控制的纲领。由于承包组织对前期工程所做的工作,海上作业平台、孔桩钢护筒等均已施工完毕,不涉及钢筋笼的制安和吊装以及混凝土的灌注。同时施工仅考虑浅桩部分（桩长小于60m）,长桩部分（桩长大于60m）不在此次施工设计范围,因此,仅就该类型桩的工艺成孔方法做出施工方案的可行性。本设计实际是属分项工程的施工方案设计。标后设计内容的编制将适应施工项目的管理需要,施工组织设计的内容还应予扩展。第一部分施工组织设计第1.1.工程概况拟建的上海东海大桥为亚洲第一、世界第二大的海上跨越大桥,全长约31公里。该大桥起于上海南江卢潮镇,途经杭卅湾,直抵浙江泗小洋。建成后的桥面宽达30米,拥有双向高速六车道。分项桩基工程属k7标段。设计桩长30—100m不等（依据端摩阻力控制）,桩径分别为Ф2500mm、Ф2000mm、Ф1500mm三种。入微风化岩深为桩径的1.5倍。第1.1.1工程地质、水文地质概况1、工程地质根据勘察资料,具有代表性的地质剖面：浅孔段（孔深小于60m）,揭露地层大致为：上覆8--13m为淤泥质土,其间夹薄层粉细砂,呈透镜体出现。下伏约2—18米的粉质粘土,地层厚度变化大。强风化岩不连续,呈薄层产出。中风化岩厚度一般3—6m,最大厚度约8m。下卧微风化岩。基岩面顶板起伏,岩面或岩层倾斜,局部形成倾斜坡度达45度之多,甚至更大。要入微风化岩桩径的1.5倍深,则需穿透强、中风化,入岩段深度实际约为8—11m,最深部位入岩达13m。2、水文地质搜集到的海水平均水位标高约8.5—10.5m,海水水深平均约在12m—14m。潮汐水位将低于钻井平台。第1.1.2施工条件k7标段有若干个桩基承台组成,浅桩段首次施工9号承台。该承台布设桩位24条,柱径Ф2500mm,孔深不等,预估最大孔深55m,最浅孔深40m,桩长控制在入微风化岩1.5倍桩径,平均入岩需8—11m,最大达13m。钢护筒己下至基岩斜面最高点,护筒直径约3000mm,己具备施工条件。由于工程量大,其他浅桩施工平台及钢护筒正在加紧施工,前道工序施工完毕后将分期交付使用。9号平台分别配有发电机供电,生活用水和施工用水（淡水）均可供应至施工平台。设备吊装移位等配合有150t吊车。上下班启用交通船驳。主要动力燃料甲供。（从工程款中扣除）第1.2施工部署本工程有多个海上桩基承台,施工量大、难度大,工期相对较长。为更快形成社会效益,承包组织要求每月完成不少于7条桩,分期交付于下道工序使用。因此,总的施工部署以每十五天完成桩基成孔量为一周期,安排配套施工工具,做到与月计划相适应,搞好工序的协作,分期分批组织施工,完成计划。第1.2.1施工安排按其要求,首先安排好9号平台的成孔施工,每6根桩控制在一个周期既十五天内完成。整个平台上24根桩控制在4个周期内完成。工程采取提前插入、平行流水、交叉作业等综合措施,以缩短工期。在承包组给出的计划天数90天内,要充分利用时间、空间上的同时安排,相互衔接,计划比定额工期提前30天竣工。一个周期内的施工总部署分三个阶段：第一阶段（首期五天）：利用二台冲抓钻机五天内完成上部土质部分的成孔,五天内合计完成至岩面的钻孔8个。其间在完成第一个孔后迅速插入冲击回旋潜孔钻机,一天内完成1根桩的下部岩质部分的成孔与粉碎,流水作业完成前五天的成孔工作量。第二阶段（中期五天）：倒出一台冲抓钻机,冲击抓取潜孔钻机残留的岩渣,每一个孔相应在一天半内冲抓成孔至孔底,清孔后验收。第三阶段（后期五天）：分别各自完成冲抓土质成孔（第一台冲抓机）--冲击回旋岩质成孔（冲击潜孔钻机）--冲击抓取残渣（第二台冲抓机）。一个周期流水平行作业后确保完成6--8条桩。以后依此类推。每台机的分布作业编排如下：前五天时第一台冲抓机施工1—2—3第二台冲抓机施工4—5—6中期五天第二台冲抓机施工7—8—9冲击潜孔钻机施工1—2—3—4第一台冲抓机施工扫除残渣孔1—2—3后期五天第二台冲抓机施工10—11—12….冲击潜孔钻机施工5—6—7…..第一台冲抓机施工扫除残渣4—5—6….依此转换至下面的12条桩施工……..第1.2.2主要工程量预计主要工程量见表1。主要工程量一览表表1序号工程项目成孔规格桩长桩数单桩方量1松软土质钻孔Ф3000mm35--45m24247--318m32硬质岩石钻孔Ф2500mm5--10m2425—49m33总桩长40—55m总方量6528—8808m3第1.2.3施工准备1、场地适宜性平台作业,一切障碍物须全部清除。捡查钢护筒高出平台不大于0.5m为宜。超过机械施工允许高度,视其要求割整护筒或垫高作业面,最终使机械合理就位。若需垫高机械,使用枕木排铺。对成孔机45吨重的承受力要大于100-120kN/m2。2、对位依据下好的护筒十字交叉量出中心点,机械就位对中、人工调平。3、施工用电电焊机二台（50kW）,夜间施工整个平台用二台聚光照明灯（2kW）,每台机桩用二个碘钨灯（6kW）,高扬程大功率潜水泵二台（30kW）。考虑钻机移动,活动范围大,按行车路线布置二个配电电源箱。总用电量按120kW考虑。施工机械动力全部采用自备柴油发动机。4、施工用水现场内燃机用水使用淡水。冲洗钻具及环境清理使用海水。严禁使用海水冲洗钻机。使用集水箱存放淡水,始终保持淡水存放10m3。5、其他准备工作熟悉地质报告、桩基平面图、编写施工详细方案,作好隐捡表格及各项记录表。组织机械与施工人员进入现场。第1.2.4机具设备计划投入的机具设备计划见表2。机具材料计划表表2序号名称规格型号单位数量用途产地1冲抓钻机KT-150型台2冲抓取岩土日本2冲击回旋潜孔机DTH-12型台1冲击岩体意大利3高压空压机阿特拉1415型、台4带动冲击炮头英国英格索兰825型气举洗孔瑞士4潜孔锤Ф550mm个4高频冲击激振美国粉碎岩石5潜孔锤头Ф560mm个8击打岩石钻头美国6钻杆Ф407mm米80配套冲击潜孔锤美国7冲抓斗Ф1500-1800mm个2抓取岩土及残渣日本8冲击锤Ф1500、2500mm个2击碎岩体日本重量5—8t9潜孔锤导向器Ф2000mm个4钻具定位自制液压顶伸至2500mm克服基岩斜面10交流电焊机BX1-300（23.4kVA台2维修机具中国11潜水泵250QJ80-40/2台2冲洗平台及机具中国12枕木方5须要时做垫板13小型推土车辆2清除孔口残渣至外第1.2.5成孔钻机主要性能1、加腾KT-150型钻机,全履带液压冲抓成孔。·重量：45t。·行时尺寸：14.50m（长）、3.20m（宽）、4.50m（高）。·挖掘时尺寸：7.80m（长）、3.2m（宽）、13.0m（高）。·主发动机型号：美国康明斯高速水冷发动机、输出功率160马力/1600转分。·副发动机型号：美国康明斯高速水冷发动机、输出功率110马力/1600转分。·卷扬提升：5t、时速0.8m/秒。85米。·摇摆力矩：120t·m。·套管拉出力：85t。·套管推入力：30t。·最大钻深：60m。·最大直径：2500mm。（冲抓）主机品样见附图该钻机为全液压磨桩钻机,是日本产的定型设备,钻机施工主要靠强大的扭摆切入钢筒冲抓岩土,抓出筒内土体排放。施工方法简便、速度快、噪音小、不受孔壁坦塌影响、不受地下水和地表水影响。可冲击（用冲击锤）入岩。标准钻深速度,对土层孔深50m、Ф2500mm孔进尺3m/h；对完整岩层和填石层0.5m/h。对本工程而言,由于护筒己经压入无需此道工序,施工速度会有所提高。2、MAITDTH-12型冲击回旋潜孔钻机,全履带液压冲击回转成孔。·重量：35t。·机械回旋：360度。·总高度：16.20m。·有效行程：10.50m。·提升力（动力头）：30t。双卷扬。·最大扭拒：15daNm。·倾斜度：左右可倾斜4度、后仰倾斜20度（可钻斜孔）。·动力：自带动力（柴油发动机）。·潜孔锤（美国、日本产）：Ф16-28英寸。钻头直径Ф216-810mm。·钻杆（美国、日本产）：六方插接式钻杆或锥形丝口式钻杆,钻杆直径Ф407mm。主机品样见附图该钻机为冲击回旋潜孔钻机,是意大利产的定型设备。钻进施工时主要靠风动和液压,高能量高频率的带动冲击潜孔钻头击碎硬质岩层,边回旋、边冲击、边高压风动排渣成孔。施工方法简便、速度快、噪音小、不使用泥浆、不受地下水影响。填石地层钻进,时速10m/h;中-微风化岩层钻进时速5-8m/h左右。3、空压机空压机配套冲击潜孔机使用,同时可配合气举排渣洗孔。是英国、瑞士的产品,高压空气压缩机风压21kg/cm2,风量24m3/min。第1.2.6劳动力计划本工程人员配置计划见表3。人员配备计划表表3序号工种数量工作范围备注1打桩工6人冲抓钻孔24小时二班倒2钻工8人操作潜孔机3普工8人配合成孔机4电、焊工4人待命维修机具5机修工1人待命维修机械6起重工3人指挥起吊重物7质安员2人质量与安全捡查8生活员1人管理现场生活9炊饲员1人负责做饭10项目经理1人工地组织指挥11后勤员1人生产材料调度合计36人第1.3主要施工方法本工程施工工艺上采用两种方法：冲抓成孔、潜孔冲击回旋成孔。利用两套设备性能发挥各自的优势。第1.3.1冲抓成孔钻机采用日本加腾KT-150型钻机自身的提升能力和高速卷扬的优势,吊挂配套的冲抓斗,提升至井口,利用重力势能击入土体,抓取土体,往返工作,直致达到预定孔位深度。遇到坚硬岩层时换用冲击潜孔机击碎岩体,再换取十字冲锤击打,进一步粉碎后,改换冲抓斗把残渣抓取干净。靠机械抓斗、十字冲锤在势能的作用下工作。具体施工方法如下：第1.3.2冲击潜孔钻机采用意大利DTH-12型钻机液压驱动马达回转、液压下压,配置美国冲击回转激振器（炮）和钻头（炮头）,利用高能量风压带动激振器,产生高频激振力,迅速击穿岩石,并通过风压边进尺边排渣。第1.4特殊的施工技术措施本工程出现难度比较大的问题是如何保证垂直地进入基岩面（现岩面倾斜）,使得钻孔时不致钻具沿斜面滑移而导致偏位斜桩。要解决这一问题,本工程采用特殊的钻孔导向定位器来克服出现的岩面倾斜问题。导向定位器的工作原理图示如下：在孔底距离岩面约3-5m地方,加设一段导向器,通过同步液压千斤顶顶伸到护筒壁固定,起到钻杆定位、导向作用,不致钻杆在上段空孔的情况下倾斜。强制性的保持垂直击入岩体。综合上述,两种机型配合成孔的工序简单为：①冲抓机用冲抓斗抓取土层---②遇到基岩换用冲击潜孔锤击碎岩体---③达到设计要求后换用冲抓十字冲锤再进一步击碎残留岩石---④冲抓机换用冲抓斗抓取残渣。冲击潜孔锤最终冲击后孔底形成类似以下的蜂窝状况：计划取用7个孔、8个孔或9个孔试验。视进度情况调整数量。第1.5质量要求本工程要以优质工程标准检查验收,要求做到一次成优。1、严格按照国家标准＜＜建筑桩基技术规范＞＞有关灌注桩的要求进行施工。2、严格遵循承包组织和设计规定的技术要求进行施工。3、各道工序建立从开工到竣工直至交付验收的质量保证体系,并落实到机班组和个人。4、严格贯彻“把关”和“积极预防”相结合的质量管理方法,坚持预先定目标、定标准、定责任、定做法。5、严格技术管理,当进度与质量发生矛盾时,服从质量。6、做到文明施工,整个分项工程实行专业性管理,提前组织培训,统一思想,熟悉操作。7、质量监督捡查,采用专业捡查和自捡相结合的捡查方法,并以自捡为主,坚持贯彻自捡、互捡、交接检的三检制度与挂牌制度,对工程质量要求一丝不苟,严把质量关。8、发现质量问题,及时采取有效措施加以解决,做到防患于未然。第1.6安全注意事项第1.6.1桩工机械运输1、合理选用运输车辆,装车堆放捆牢,避免超高、超宽2、装