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四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司四川芙蓉集团筠连水泥厂项目Ⅰ标段机械冲孔灌注桩施工方案编制：审核：中建二局芙蓉集团筠连水泥厂项目部2009年10月31日四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司目录1、工程概况2、施工部署及安排3、施工工艺4、水下混凝土施工5、施工组织及机械安排6、冲击成孔质量要求7、冲孔桩施工注意事项8、安全及文明施工要求9、施工进度计划10、桩位及施工平面布置图四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司冲孔桩施工方案一、工程概况本工程为四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料水泥生产线Ⅰ标段工程,位于四川省宜宾市筠连县巡司填盐井村,厂区东西走向长约700米,南北走向宽约500米,占地面积约421.5亩;地形为向南西倾斜的阶梯式坡地,最高标高472.4米,最低标高433.0米,相对高差39.4米,属单斜地貌。原料配料及输送位于巡司河旁，地处6m左右的高回填方段,在进行人工挖孔桩施工时该部位已进行基坑开挖,该基坑坑底较原地面负4.0m左右。据勘察单位提供的地勘资料地质结构：场地内岩土层从上到下主要由杂填土、耕植土(Q4pd)，冲洪积粉质粘土(Q4al+pl)、淤泥质粉质粘土(Q4al+pl)、圆砾土(Q4al+pl)，和坡残积含碎石粘土(Q4dl+el)、及二叠系茅口组(P2m)厚层状石灰岩组成。现将岩土层从上至下分述如下：杂填土:黄褐色，稍湿，松散状，主要由粘土、碎石及孤石等填土组成，厚度为6米左右。①耕植土(Q4pd)：黄褐色，稍湿，松散状，主要由粘土及碎石等组成，富含植物根须，属现代耕植土。揭露厚度0.40米～2.20米，平均0.76米。②粉质粘土(Q4al+pl)：黄褐色，湿～稍湿，可塑状，局部呈软塑状，韧性及干强度中等，刀切面较粗糙，局部含有少量砾石及卵石，亚圆形，粒径一般在6mm-30mm，含量为5%～10%，揭露厚度0.80米～11.50米，平均4.14米。②1淤泥质粉质粘土(Q4al+pl)：深褐色～黑褐色，湿，流塑～软塑四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司状，主部分夹有机质，无摇震反应，稍有光泽，干强度低，有腐蚀味，局部含未风化完全的石灰岩碎石，揭露厚度1.00米～2.00米，平均1.59米。③圆砾土（Q4al+pl）：褐灰色，稍湿，稍密至中密，亚圆形，砾石含量50%～55%，母岩成分主要由玄武岩、砂岩、石灰岩组成，级配不均匀，含粘土及粉、细砂充填；局部含卵石及漂石，次棱角状。揭露厚度1.00米～16.50米，平均5.64米。④含碎石粘土（Q4dl+el）（物检报告中为红粘土）：褐黄色，湿，软塑～可塑，切面较粗糙，摇振无反应，网状裂隙发育、上硬下软性质、表面收缩特性，干强度及韧性高，局部含灰岩碎石。揭露厚度0.60米～23.40米，平均8.65米。⑤石灰岩（P2m）（强风化层）：灰至浅灰色，破碎状结构，受地下水侵蚀，岩体表面呈蜂窝状，矿物成分发生明显变化，裂隙极发育，充填方解石及粘土，锤击易碎，属强风化岩体，揭露厚度0.32米～5.500米，平均1.09米。⑤1溶洞：本次勘探中ZK8、ZK15、ZK18、ZK19、ZK21、ZK23、ZK41、ZK42、ZK43、ZK44、ZK45、ZK46、ZK47、ZK48、ZK50、ZK52、ZK57、ZK61、ZK62、ZK63、ZK64、ZK66、ZK68、ZK74、ZK83、ZK84、揭露小型岩溶洞，溶洞顶板普遍破碎，洞中充填粘土，软塑状，层中混杂少量灰岩块石、碎石，底部与基岩面接触部位性软，含水丰富。主要分布在旋窑、预均库和辅助原料堆场一带。勘探中钻孔深度均钻入洞底完整基岩3米以四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司下，满足（GB50021-2001）5.1.5第三条之规定。揭露厚度0.25米～7.50米，平均1.92米。⑤2石灰岩（P2m）（中风化层）：灰～深灰色，厚层状结构，块状构造，致密坚硬结构面平直光滑，无充填物，岩体岩芯呈短柱～长柱状，锤击声脆，属于中风化岩体，揭露厚度0.60米～18.30米，平均6.41米，顶界面埋深0.50米～25.40米，平均12.30米。二、施工部署及安排1、施工现场场地条件根据地质勘察报告知：场地内岩土层从上到下主要分为人工填土、耕植土冲洪积粉质粘土、淤泥质粉质粘土、圆砾土，和坡残积含碎石粘土)、及二叠系茅口组厚层状石灰岩组成，下伏基岩为中风化石灰岩等，现场三通一平工作业主正在继续完善。2、机具设备冲击成孔桩，采用卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁，大部分成为泥渣，用泥浆泵抽出成孔，然后再灌注水下混凝土成桩。冲击成孔桩的主要设备钻架、冲锤转向装置，泥浆泵以及3-5T双筒卷扬机（带离合器）等组成，钻具为十字钻头，适用于岩石冲孔。钻机和钻头用钢丝绳连接，钻头重4.5T,钻头直径80~150cm。转向装置是一个活动的吊环，它与主挖钢绳的吊环联结提升冲锤。掏渣采用泥浆循环泵将泥浆渣抽出来。三、施工工艺1、冲击成桩施工工艺程序是：基坑土方回填场地平整、桩定位四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司开挖浆池、浆沟钻机就位孔位校正冲击造孔泥浆循环，清除废浆，泥渣清孔换浆终孔验收下钢筋笼灌注水下混凝土成桩养护2、场地平整后放线定桩位，定位后要在每个桩位中心点打入一根Φ16×800mm的钢筋做桩位标记，并用混凝土固定好。桩位放线后会同有关人员对轴线桩位进行复核，并要有复核记录，轴线复核无误后才可以进行施工。3、护筒要按下列规定设置：1）护筒一般用4～6mm厚的钢板加工制成，高度为1.5～2m。并且护筒内径要比钻头直径大200mm。护筒顶部开设溢浆口，高出地面0.15～0.30m。2）护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用粘土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后要复核校正，护筒中心与桩中心要重合，偏差不得大于50mm。3）护筒的埋设深度：在粘性土中不得小于1m，在砂土中不得小于1.5m。本工程中使用2m护筒。4、作护壁和排渣用的泥浆，其制作及其性能要求为：1）在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁。循环泥浆比重要控制在1.1～1.3。2）在砂土和较厚的类砂层中成孔时，应制备泥浆，泥浆比重要控制在1.2～1.3。3）在砂卵石或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆比重要加大至1.3～1.5。四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司5、泥浆池和沉淀池的池面标高要比护筒顶低0.5～1m，以利泥浆回流顺畅。泥浆池和沉淀池的位置要合理布局，不得妨碍吊机和钻机行走。泥浆池的容量为每孔的排渣量，沉淀池的容量要为每孔排渣量的1.5～2倍。6、派专人清除泥浆沟槽的沉积物，保证不淤塞。沉淀池及泥浆池的沉积物要经常清除，多余的泥浆要及时排出基坑。7、泥浆泵要有专人看管，以确保不被泥砂杂物堵塞。泥浆泵发生故障不能供浆时，要立即通知钻机停钻，以免堵塞钻头出浆口。8、在冲击钻头锥顶和提升钢丝绳之间，必须设自行转向装置，以保证钻头自动转向，防止形成梅花桩。钢丝绳要选用优良、柔软、无断丝者，且其安全系数不得小于12。连接吊环处的短绳和主绳的卡扣不得小于3个，各卡扣要受力均匀，在钢丝绳与吊环弯曲处要安装槽形护铁，以防扭曲及磨损。9、钻机钻进时，要根据地质勘察报告中所提供的土层类别及实际情况，以及孔径大小、钻孔速度、供浆量来确定相应的钻进速度。10、钻机就位，冲击钻后对准桩中心，要求偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲成）密击，锤高0.4~0.6m并及时加石块及粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程（见表1），使孔护壁压密实，直至冲深达3~4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5~2m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。冲孔作业要求连续24小时作业，作业不能停机，直到冲到设计标高为止。11、冲孔时应随时测量和控制泥浆密度，如遇较好的粘土层亦可采取自成泥浆护壁。每冲1~2m应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。注意：排渣时必须及时向孔内补足泥浆，以防亏浆造成孔内坍塌。四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司12、在钻进过程中每1~2m要检查一次成孔的垂直度情况，如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击，间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。13、如遇溶洞及孔内石笋不规则，先下毛石垫平后轻击，锤高控制在0.5m慢速，击平后再逐步提高到1m左右，发现底部不平再填毛石，反复轻击，填毛石直至孔正石平，再往下冲击。此时要加强向孔内补足泥浆，必要时加水泥浆，以保证孔壁牢固护壁良好。14、成孔后应用测量绳挂0.5kg重的铁砣检查测量孔深，核对无误后进行清孔，可使用底部带活门的钢抽查洞反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清理干净。密度大的泥浆借泵用清水置换，使密度控制在1.15~1.25之间，沉渣厚度≤50mm。15、清孔后立即放入钢筋笼，钢筋笼下好经验查无误后立即浇筑水下混凝土，间隔时间不应超过4时，以防泥浆沉淀和塌孔，钢筋保护层为7cm，现场制作直径14cm圆柱砼垫块，中间留孔，穿入箍筋中。16、每个子项编制桩机走位图，桩机及桩基均编号上墙，便于现场管理及验收。17、现场设置排浆池，容量约3000m3，泥浆储满后外运。泥浆池位置由业主确认。四、水下混凝土施工1、混凝土配合比，采用水下浇筑混凝土，混凝土强度等级C30的配合比，水泥采用拉法基P.o42.5，自来水拌合。机械拌合混凝土泵送。四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司2、浇筑方法采用16~25T吊车，吊混凝土料斗，通过下料漏斗提升导管在稀泥中浇筑。导管直径选用300mm，用2~3mm钢板卷成，管端用法兰盘螺拴连接，接头处用橡胶圈密封防水。另配制一些1~1.5m的短导管以调节拔管时长度。导管可在地上予先装配，吊车吊装下管。长度距桩底0.4~0.5m。开导管方法采用预制园形混凝土隔水塞，予先放在混凝土漏斗下口用8#铁丝吊在口，上盖一层砂浆，待混凝土达到一定量后，剪断铁丝混凝土塞下落埋入底部混凝土中，在整个浇筑过程中，混凝土导管应埋入混凝土中2~4m最小不得小于1.5m，也不宜大于6m。导管随浇筑随提升，要量出导在混凝土的深度。提升过快造成混凝土脱空现象，提升过慢造成埋管拔不出事故。浇筑时利用不停浇筑及导管出口混凝土的压力差，使混凝土不断的从导管内挤出，使混凝土而逐渐均匀上升，桩顶要高出标高0.6~1m。抽除浮浆及水稀混凝土浆清除400mm留200mm将来凿除。开导管时下料斗内须初存的混凝土量要经计算确定，以保证完全排出导管内泥浆，并使导管出口埋深不小于0.8m的流态混凝土中，防止泥浆卷入混凝土内，开导管首批混凝土量V按下式计算。V=h1×∏d2/4+HcA式中d—导管直径（m）Hc—管批混凝土要求浇筑的深度（m）Hc=HD+HEHD—管底至桩底的高度取0.4~0.5mHE—导管的埋设深度一般取1.5mA—浇筑槽段的横断面积，单位为m2四川芙蓉集团筠连水泥厂4000t/d新型干法熟料生产线Ⅰ标段冲孔桩施工方案中国建筑第二工程局有限公司H1—桩内混凝土达到Hc时，导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度（m）H1=（Hw×yw）/ycHw—预计浇筑混凝土顶面至