旋挖钻孔灌注桩施工方案

长春枢纽长春站改造工程旋挖钻孔灌注桩施工专项方案编制：审核：批准：二0一一年三月长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-1-1编制依据1长春枢纽长春站改造工程设计图纸及设计变更文件。2《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。3吉林建材地质工程勘察院2009年5月8日提供的《长春站改工程高架候车室及无柱雨棚详堪报告》。4沈阳铁路局长春建设指挥部和沈阳铁路局建设监理有限公司的相关工程指导文件。5长春枢纽长春站改造工程施工现场实际情况。2工程概况2.1设计概况长春站站改工程工程：普速场原4个站台上的既有站房及雨棚全部拆除，改建为高架候车室及无站台柱雨棚。高架候车室柱下桩基承台基础共30个，已完成12个，承台下为泥浆护壁成孔旋挖钻孔灌注桩(共138根，已完成56根），设计桩径1m，有效桩长24m；雨棚主体结构为钢管立柱+钢管桁架，柱下采用桩基承台基础(共60个，现已完成20个)，承台下为泥浆护壁成孔旋挖钻孔灌注桩(共140根，已完成60根)，B、D轴设计桩径0.8m，A轴设计桩径1m，有效桩长15m。工程桩混凝土选用C30水下混凝土，混凝土保护层70mm。2.2地质概况1、自然地面以下地层自上而下地质情况如下：第一层杂填土：黑、褐色，主要成分为粘性土，含砖块，石块等建筑垃圾。稍湿，稍密，层厚3.30m。长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-2-第二层粉质粘土2：褐黄色，湿，可塑，局部为可塑偏软，略具光泽，摇振反应中等，干强度中等，韧性中等。层厚1.0m，层顶标高214.80m。第三层粉质粘土3：褐黄色，很湿，软塑，局部为可塑，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。层厚4.0m，层顶标高213.50m。第四层粉质粘土4：褐黄色，湿，可塑，局部为可偏硬，含铁锰质结核，略具光泽，振摇反应中等，干强度中等，韧性中等。层厚6.10m，层顶标高209.50m。第五层粘土5：褐黄色，稍湿，硬塑，具光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。层厚7.50m，层顶标高203.40m。第六层砾砂：黄褐色，局部为粗砂，含角砾，饱和，密室，主要由长石、石英组成，含少量暗色矿物，颗粒级配好，分选差，磨圆好。层厚1.50m，层顶标高196.30m。第七层泥岩：紫红色，全风化，原岩结构已基本破坏，岩芯呈粘性土状，泥质结构，块状构造，手捏撒。控制层厚2.0m，层顶标高194.80m。2、勘察期间，地下水稳定水位埋深2.30~4.75m，稳定水位标高源为大气降水补给和地下水径流，场地地下水位随季节变化，水位年变化幅度1.0~2.0m左右。根据水质报告，后期在无外来污染的情况下，地下水及对砼和砼中钢筋无腐蚀性。3人员组织机构、节点工期、机械材料配置3.1组织机构按要求建立工程管理机构。详见组织机构框图：长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-3-现场组织机构框图项目经理：齐晓峰电话：[phone]技术负责人：姚立志电话：[phone]项目经理：齐晓峰技术负责人：姚立志材料员：王松江质检员：张云志安全员：许仁雅技术员：邢永君实验员：张存庆工程部长：张云志领工员：苏桂金长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-4-3.2主要材料、机械人员配备拟投入施工机械计划表序号机械名称规格型号台数设备性能说明1旋挖钻机YTR-2301良好2旋挖钻机SWMD-151良好3汽车吊QZ-202良好4挖掘机ZL-5971良好5电焊机BXI-5001良好6钢筋调直机GTJ4/81良好7钢筋弯曲机GW401良好8钢筋切断机GQ401良好9钢筋切断机GQ401良好劳动力安排表序号工种数量备注1桩机工202焊工53钢筋工124普工105电工13.3施工总体部署普速场施工为既有线封锁施工，施工难度很大，目前经过指挥部及各参建单位协调讨论，目前基本施工思路分为3步：(a)封闭4-5站台，完成4-5站台无柱雨棚及高架候车室钢结构主体及屋面板。(b)封闭1-2站台，完成1-2站台间无柱雨棚及高架候车室的全部钢长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-5-结构主体及屋面板；期间的地道及高站台同步施工。(c)再次封闭2-3站台，完成2-3站台无柱雨棚和高架候车室的钢结构主体及屋面板；期间的地道及高站台同步施工。3.4施工工艺本工程钻孔灌注桩最小净距为2140mm（见桩基布置平面图）。终孔验收合格后随即进行钢筋笼吊装与混凝土灌注作业，在桩芯混凝土强度达到设计要求时方可开挖后序桩。3.4.1工艺流程平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻进向孔内注泥浆泥浆池安装钢筋笼钻孔完毕移走桩机钻孔检测运输吊装钢筋笼制作钢筋笼放置导管灌注水下砼拆除护筒等输送砼长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-6-3.4.2施工准备钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路、设置供水、供电系统、埋设护筒等。⑴平整场地本工程采用车载式桩机，桩机就为之前需对场地进行夯实平整、清理杂物，以免发生不均匀沉降。⑵护筒埋设护筒用2.5mm的钢板卷制焊接而成，内径为1000mm。上部开设1个20×30cm溢浆孔，以便泥浆循环通畅。护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心允许偏差不大于20mm，并保证护筒垂直，其周围用粘土回填夯实。⑶设置泥浆池已经做好维护，并悬挂警示牌。3.4.3钻进成孔1、钻机就位钻机就位后，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，钻机调平并对准钻孔。在钻进过程中要经常检查桩机状态，如果有倾斜或位移，应及时纠正。2、开钻开孔钻进时应先轻压、慢钻并控制泵量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。遇地下水丰富易坍孔的粉质土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉质土的搅动，同时应加大泥浆相对密度和提高水头，以加强护壁，防止坍孔。3、成孔质量检查：成孔后应对孔径、钻深、孔底沉渣厚度、垂直度等逐项检查并记入钻孔记录和检查表中。孔位偏差不大于10cm。斜度不超过1%。3.4.4清孔清孔后，孔底沉渣不大于5cm。3.4.5钢筋笼的吊放与定位⑴钢筋笼吊筋采用两根φ8圆钢，吊筋上需设置两道吊环，在吊筋中间和顶端各设置一道吊环，吊环采用φ14螺纹钢筋制作。⑵钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形，起吊吊点宜设在加强箍筋位置。⑶钢筋笼吊放入孔时，应对准孔位轻放、慢放。遇阻应上下轻轻活动或停止下放，查明原因后进行处理，严禁强行下放。⑷钢筋笼全部入孔后，按设计要求检查安放位置标高并做好记录，符合要求后，将笼固定，防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位。3.4.6水下混凝土灌注1、灌注砼表面测深长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-7-灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和初次灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。如探测不准，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深，因而发生夹层断桩，短桩或导管拔不出事故。导管的初次埋设深度应大于1m。2、导管埋深控制灌注砼时，导管埋入深度一般宜控制在2m～6m之内。当拌和物内掺有缓凝剂，灌注速度较快，导管坚固并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但不宜超过8m，拔管前需仔细探测砼面深度。3、水下砼的灌注⑴灌注前，对孔底沉淀层厚度应在进行一次测定，如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射3～5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下砼。本工程要求初次灌注深度不小于1.3米。⑵将首批砼灌人孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。⑶灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。要防止砼拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠，致使测深不准，灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，要注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。⑷在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。⑸当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：①尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时砼的流动性过小，并使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性。②当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口往上1～3m处，并徐徐灌注砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力。③当孔内砼进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度。⑹为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段砼清除。本工程超灌高度控制在800mm。⑺有关砼的灌注情况，各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-8-异常现象，应指定专人进行记录。3.5质量标准混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值（mm）主控项目1主筋间距±102多节桩锚固钢筋位置100一般项目1钢筋材质检验设计要求2箍筋间距±203直径±10混凝土灌注桩的桩位偏差灌注桩的桩位偏差应符合下表规定。每浇注50m3需有l组试件，小于50m3的桩每根桩有l组试件。序号成孔方法桩径允许偏差（mm）垂直度允许偏差（%）桩位允许偏差值（mm）1～3根单排桩基垂直于中心线方向条形桩基沿中心线方向1泥浆护壁钻孔桩D≤1000mm±501D/6，且不大于100D/4，且不大于150注：1.桩径允许偏差的负值是指个别断面。2.H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离，D为设计桩径。混凝土灌注桩质量标准质量要求符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)的规定。项序检查项目允许偏差或允许值主控项目1桩位见上表灌注桩的桩位允许偏差2孔深（mm）+3003桩体质量检验按基桩检测技术规范4混凝土强度设计要求5承载力按基桩检测技术规范一般项目1垂直度见上表灌注桩的桩位允许偏差2桩径见上表灌注桩的桩位允许偏差3泥浆比重（粘土或砂性土中）1.15～1.204泥浆面标高（高于地下水位）（m）0.5～1.0长春枢纽长春站改造工程雨棚工程旋挖钻孔灌注桩施工方案-9-5沉渣厚度：端承桩（mm）≤506混凝土坍落度：水下灌注（mm）180～2207钢筋笼安装深度（mm）±1008混凝土充盈系数＞19桩顶标高（mm）+30,-503.6钻孔事故预防与处理3.6.1坍孔1、坍孔的原因⑴泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。⑵未及时补浆（或水）或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。⑶护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。⑷在松软砂层中钻进进展太快。⑸吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。2、坍孔的预防和处理⑴在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。⑵水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头。⑶发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。⑷如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔处以上1～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。⑸吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。3.6.2斜孔1、斜孔原因⑴钻孔中遇有较大的孤石或探头石。⑵在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。⑶钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。2、斜孔的预防和处理⑴安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒