逆作法钻孔灌注桩施工设计.docx

1、逆作法钻孔灌注桩施工设计1编制依据1.1南宁永凯现代城工程合同书1.2南宁永凯现代城钻孔灌注桩图纸及设计说明；1.3南宁永凯现代城岩土工程详细勘察报告；1.4现行施工技术及验收规范、规程；1.5类似工程的施工经验。2 工程概况永凯现代城位于广西南宁市东葛路与望园路交叉西南角，本工程为地下四层，地下结构采用逆作法施工，钻孔桩共有214根，混凝土为水下C30，水灰比不大于0.50，最小水泥用量为300Kgm3,最大氯离子含量为1%，主筋保护层厚度为50mm， 桩身有效深度大于35m，成孔深度大于35m（实际桩约20m）。灌注桩直径为1400mm、1900mm、2300mm，桩端需扩孔分别至1900

2、mm3800mm直径。桩体上部预埋钢管柱D=720、D=630，壁厚12，钢管柱内灌注水下C40、C60砼。2.1 工程施工范围本工程施工范围包括：钻孔灌注混凝土桩施工和钢管柱安放。2.1.1钻孔灌注混凝土桩施工：护筒埋设及拆除、准备钻孔机具、钻孔出渣、清孔、泥浆制作运输、安拆导管灌注混凝土桩；2.1.2钢筋笼制作及安放、配合安放劲性钢柱及正确使用纠偏设备。2.2 工程地质条件2.2.1 地形、地貌拟建场地位于南宁邕江级阶地上，地势较平坦, 0.000相当于74.100m,地面标高约为73.50m，东面隔望园路为星和园，西面为多层住宅楼，北面隔东葛路为广西消防支队办公楼，场地西面及北面紧挨七一

3、总渠。2.2.2 工程地质上覆土层除新近形成的填土外，第四系地层分布规律为：粘性土粉土砂类土碎石土，具典型的上细下粗二元结构；下伏地层为第三系湖相沉积的泥岩和砂岩。场地岩土层的分布自上而下分别为：层号土层名称层厚m土层描述填土1.305.80棕红、褐、褐灰、褐黄、黄色，松散，新近回填形成，以粘性土为主，混杂碎砖、石块、砼等建筑垃圾褐生活垃圾组成。局部地段以三合土（砂砾石褐粘性土组成）为主。在本层底部局部地段含有耕（表）土层。淤泥质粘土0.32.10黑色、褐黑、褐色，软塑状态。含有机质，有异味。属高压缩性土。粘土1.8黄褐、灰黄、灰白色，可塑状。为后期形成，仅见于3号孔地段。无振摇反应，切口光滑

4、，高干强度，高韧性。属中等偏高压缩性土。粉质粘土1.41.5褐黑色，软塑状。土中夹有少量朽木，为后期形成，仅见于3号孔及补2号孔地段，无振摇反应，切口稍有光滑，中等干强度，中等韧性。属高压缩性土。1粘土0.406.50棕红、褐黄、黄色，硬塑坚硬状，土中有灰白色斑状结构。含有铁、锰质氧化物，无振摇反应，切口光滑，高干强度，高韧性、除在3、3841和J6、J7、J18号孔缺失外，真个场地均有分布。属中等偏低压缩性土。2粘土0.804.50灰、灰黄、褐黄色，可塑硬塑状。含少量铁、锰质氧化物、无振摇反应，切口光滑，高干强度，高韧性，土层分布不均，属中等压缩性土。1粉质粘土0.804.70棕黄、褐黄、黄

5、色，可塑硬塑状。含有铁锰质氧化物及少量粉砂，局部夹有粘土薄层。无振摇反应，切口稍有光滑，中等干强度，中等韧性。除J1、J2、J3、J13、J16、J17、J18、3、24、37号孔缺失外其余钻孔地段均有分布。属中等压缩性土。2粉质粘土0.906.50棕黄、褐黄、黄色，可塑软塑状。含有铁、锰质氧化物及粉砂，个别地段其粘性较好。无振摇反应，切口稍有光滑，中等干强度，中等韧性。见于L1、L2、L4、L6、L8、L10L13、L19、1、16孔地段，属中等偏高压缩性土。粉 土1.0010.20褐黄、灰黄、灰色，松散稍密。很湿饱和。本层局部地段夹有粉质粘土薄层与朽木碎屑，局部含有较多粉砂，粉砂含量极不均

6、一。振摇反应中等，无光泽反应，底干强度，底韧性。根据土工试验结果，其粘粒粒径0.005mm的含量为17.928.0，平均为21.5。属中等压缩性土粉细砂0.099.20灰、深灰色，松散稍密，饱和。局部地段夹有粉质粘土等，本层与粉土层没有明显的分界线。根据室内土工试验结果，其粘粒粒径0.005mm的含量为10.523.0%，平均值为15.9。层厚0.909.20m。属中等压缩性土。中粗砂1.005.10灰、深灰色，松散稍密，饱和。成份为石英、硅质岩。粒径在0.2cm以上的含量的约占5左右，本层分布不均，属中等压缩性土。砾砂1.102.30灰色，稍密中密，饱和，成份为石英、硅质岩等，粒径在0.5c

7、m以上的含量约占15。属低压缩性土。圆砾1.0010.80灰白、灰黄色，稍密中密，饱和。主要成份为石英、硅质岩等，粒径在0.5cm以上的含量占15，呈亚圆形状。本层分布不均，厚薄不一，在1、8、J1、J19号地段缺失。属低压缩性土。1泥岩0.505.10灰色、青灰色，硬塑坚硬状。岩层中有钙铁胶结物，与粉砂质泥岩、粉砂岩呈互层状产出，为第三系岩层，属半胶结状，为极软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为V级。2泥岩2.6010.00灰色、青灰色，坚硬状。岩层中有钙铁胶结物，与粉砂质泥岩、粉砂呈互层状产出。为第三系岩层，属半胶结状态，为极软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为V级。1粉砂质泥岩2.5011.

8、70灰褐黄色，坚硬状。岩层中改制胶结，局部胶结成层状，本层与泥岩、粉砂岩、泥煤呈互层状产出。为第三系岩层，呈半胶结状态，为极软岩，岩体完整，单轴饱和抗亚强度1.271.59Mpa，岩体基本质量登记为V级。2粉砂质泥岩1.7022.60灰褐黄色，坚硬状。岩层中有钙质胶结，局部胶结成层状，本层与泥岩、粉砂岩、泥煤呈互层状产出，为第三系岩层，呈半胶结状态，为极软岩软岩，岩体完整，单轴饱和抗压强度18.121.6Mpa，单轴天然状抗压强度1.4712.1Mpa，岩体基本质量等级为V级。强度差异较大。泥煤0.502.00褐灰、褐黑色、硬塑状。分布于泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩中，呈透镜体状产出，主要分布于场

9、地的中西部地段。局部为煤块，本层遇水极易软化。粉砂岩0.806.60灰黄、黄色，坚硬状。粒状结构，局部有钙、铁质胶结薄层。本层遇水极易软化，与前述岩层呈互层状或透镜体状产出，为第三系岩层，属半胶结状态，属极软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为V级。根据含水层在地质剖面中所处的位置及受隔水层或相对隔水层限制的情况，在场地内有两层地下水。第一层地下水主要赋存于填土中，属上层滞水。该层地下水量贫乏，主要由大气降雨及生活废水补给。水位埋深与填土层的厚度有关，初见水位标高在68.3672.36m之间，静止水位标高在68.8872.97m左右。第二层地下水主要赋存于粉土、粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾中，属孔隙

10、潜水，水量丰富，稍具承压性，与邕江河水有水力联系。初见水位标高在65.4766.10之间，稳定水位标高在64.7867.16m。该层地下水位受邕江水位高低影响而变化，升降幅度约3.0m。2.3 主要工程量本工程设计主要工程量见“表2.3 ” 表2.3 主要工程实物量表序号内容单位数量备注1钻孔m312160.002水下砼m36080.003钢筋笼制作安放t4504钢管柱t9186入岩m34052.87钻孔灌注桩根2143 管理目标序号内 容目 标1工期目标总工期110日历天2质量目标一次验收合格率100%3安全目标重伤以上伤亡事故为零，无机械事故，无重大交通事故，轻伤率控制在1以内；4文明施工

11、及环境争创文明工地，对泥浆、废水及弃土等实行有效控制，不对环境造成污染；5综合治理工作目杜绝火灾事故、刑事治安案件；4施工策划 4.1工程施工难点4.1.1钻孔桩穿过砾砂、圆砾至泥岩或粉砂质泥岩。4.1.2粉土、粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾中的第二层地下水，水量丰富，稍具承压性，与邕江河水有水力联系。因此在钻孔桩施工中，需采取针对性措施，及时填补和置换泥浆，防止泥浆流失，保证孔壁稳定。4.1.3在粉砂岩及粉质泥岩地层中进行桩底扩孔工艺施工，这将对钻孔成孔及扩孔施工中的钻进速度、钻压等钻进参数有一定的要求，从而对钻机性能、钻杆的抗扭性也提出了很高的要求。4.1.4在倾斜岩面结合部钻进时，可能造成溜

12、孔现象而影响钻孔垂直度，因此钻进时需采取针对性措施，即控制进尺深度，以最低档1档钻进。4.1.5在钻孔桩内预埋630、720的钢管，且垂直度要求在1500以内，控制较为困难，对工艺要求较高。4.1.6工期紧、工程量大,在连续墙施工期间，灌注桩必须24小时连续倒班作业，确保工期目标。4.2主要施工方法策划4.2.1钻孔灌注桩主要施工方法策划1）根据桩径的不同规格，加工一定数量的护筒，人工挖出护筒埋设的孔，采用吊车进行护筒安装、定位。2）本工程成孔地层条件复杂，施工工艺要求较高。根据本工程的实际情况，在钻孔时采用正循环钻进成孔，在扩孔时采用反循环，孔深达到设计要求后提出钻具更换扩孔钻头，按要求进行

13、扩孔施工，扩孔完毕采用反循环第一次清孔，清孔完毕桩架移至下一个桩孔；钢筋笼采取现场整体制作，采用履带吊置于孔口一次性安装，钢筋笼采用4根18吊筋固定于护筒上和控制标高；钢管柱现场对接和牛腿焊接后采用履带吊吊至成孔位置安装、定位、固定；采用吊车下放灌注导管，采用反循环泵进行二次清孔除淤；最后采用导管法进行混凝土浇灌成桩。3）由于砾砂、圆砾，进入-1、2泥岩、粉砂质泥岩，和粉砂岩硬度较高，桩径较大，所以本工程拟选择扭矩为40KNm以上的GPF2000D型钻机，配套选用19020000或25025000高强度抗扭法兰连接钻杆，在正常钻进施工中（泥岩以上土层），使用刮刀钻头切削钻进，以提高钻进效率、钻

14、进稳定性及钻头强度，该钻头可用于钻进标贯击数在70以上的较硬硬土层、砾石砂土层，钻头上面直接装置配重块，既保证钻进压力，又提高钻头工作稳定性和钻孔的垂直精度。进入泥、砂岩层钻进时，改用牙轮滚刀钻头钻进。扩底部分选用渐开式三翼旋扩钻头进行旋扩施工，采用4PS反循环泥浆泵循环钻进，以便能及时排出孔底岩屑，保证成孔质量。4）在粉土、粉细砂、中粗砂、砾砂、圆砾钻进过程中，应注意控制泥浆比重、粘度、含砂率、酸碱度等指标，应增加泥浆的粘度，防止泥浆漏失，必要时可在泥浆中掺入聚丙酰氨、 CMC和KP共聚物等外加剂，以提高泥浆的性能指标，如果单靠提高泥浆的性能指标无法满足施工要求时，还可用掺入快速水泥封堵泥浆

15、流失通道的方法。在钻进过程中保持泥浆液面要保持在护筒顶面以上，不能低于护筒顶面。在砂砾层及岩层钻进过程中，应配备泥浆旋流器进行砂、浆分离，泥浆旋流器的供浆系统布置在一级沉淀池内，泥浆流经一级沉淀池后经过泥浆旋流器进行砂、浆分离再流回孔内，以达到尽可能降低泥浆含砂量的钻进工艺要求，确保钻孔内泥浆性能。5）钻孔、扩孔施工达到设计要求后，进行反循环一次清孔，一次清孔并自检合格后，会同甲方及监理共同对成孔进行验收，经检验合格方可安放钢筋笼，安装钢管，浇筑水下混凝土。6）钻孔桩内预埋钢管因其自身垂直度要求较高，故对安装工艺、安装方法有一定的特殊要求，本公司按照贵方的安装工艺进行安装，同时密切配合贵方检测

16、。5项目组织管理5.1项目组织机构1）为了工程的顺利进行，针对本工程施工特点和规模，本着必要、精干、高效、适用的原则成立永凯现代城工程项目经理部，委派马晓峰同志任项目经理，项目经理对公司经理负责，对本工程进度、安全、质量、环保、文明施工、经济效益和社会效益负责。项目部管理层设4个职能部门，部门主管及其职员全部抽调公司年富力强且有丰富施工经验的工程技术、管理人员，形成一个精干、高效的项目管理体系。2）项目部决策层设项目经理、项目副经理兼项目总工各一名，负责指挥整个工程的安全、质量和进度；管理层由工程技术质量部、安全监察部、物资部和综合办公室组成，负责各自部门归口的管理工作。3）根据工程内容、工作

17、量和工期要求，项目部作业层设3个专业施工队，即钻孔施工队、钢管柱安装施工队、钢筋制作安装施工队，混凝土灌注施工队。根据钻孔桩需要24小时作业的特点，将每个施工对分成白班和夜班两个作业组。5.2项目部主要部门职责分工1）工程技术部负责本项目内各专业之间的组织协调工作，负责编制施工组织设计、施工进度计划，制定符合实际的安全、质量、进度技术保证措施方案并组织实施，负责工程量统计、工程技术数据收集、整理、更新工作，负责交工资料管理，代表项目部参加业主组织的与工程有关的会议及与其他相关的联络工作，积极推广和采用新技术、新工艺和新材料，确保并推动施工生产的顺利进行。负责现场施工、标化工地、文明施工的组织管

18、理工作及其归口工作；代表项目部负责对各专业施工质量的检查、验收，负责与业主有关质检部门和监理单位的联络工作；2）安全监察部负责整个现场的施工安全的检查、监督管理，及安全保证体系运作过程中的归口管理工作；3）物资部负责项目部原材料、半成品以及配件的采购、验收、储运、发放工作，负责材料检试验、材料代用变更联络等归口管理工作；4）综合办公室负责项目合同管理、计划统计、工程预结算和劳资管理，同时也是公司财务管理部的派出机构，负责项目部内部财务工作及与公司的财务结算等归口工作；负责项目部日常工作、与外单位的联系及公司有关文件的上传下达，并负责项目部所属工程范围内的治安保卫、消防工作。5）专业施工队服从项

19、目管理层的组织安排，根据各专业分工，完成各自施工作业任务。专业施工队任务划分如下：钻孔施工对队施工队：负责成孔施工；钢筋施工队：负责钢筋制作安装；钢管柱施工队：负责钢管柱，调运及安装；混凝土灌注施工队：负责灌注混凝土；5.3 项目经理部主要管理人员名单（见“表5.3”）表5.3 项目经理部管理人员名单序号姓 名性别年龄学历职称拟任职务1马晓峰男39大专工程师项目经理2白秉英男37大专工程师项目副经理兼总工3马平平男施工负责4邵解明男安全员5章权文男30大专工程师施工员6章权文男30大专工程师质量员、测量员7陈义鹏男材料员5.4 质量管理体系项目部建立以项目经理为质量第一负责人的三级质量管理体系

20、，即项目经理部、施工队、班组三级质量管理体系，实行质量工作统一领导，分级管理。工程技术质量部是本项目质量管理的主管部门，安全监督部、物资部、办公室是项目质量管理的协办部门，工程技术质量部直接受项目经理领导，接受项目总工、项目副经理的质量工作指导，施工队设专职质量员，负责本施工队的质量检查、监督和指导工作，班组长对本班组的施工质量负责。详见“图5.4 项目质量管理体系框图”5.5 安全管理体系1）坚持“安全第一，预防为主”的安全管理总方针。2）坚持各级领导“管生产必须管安全”的原则，建立以项目经理为首的安全管理组织保证体系，全面落实安全生产责任制，确保施工现场的人身和财产安全。贯彻执行“五同时”

21、、“三不准”和“四不放过”的规定。提高预防事故的控制能力，确保施工顺利进行。3）项目部建立以项目经理为安全第一负责人的三级安全管理体系，即项目经理部、施工队、班组三级安全管理体系，实行安全责任层层落实，安全措施分级实施。项目经理全面负责该项目的施工安全；项目副经理具体组织实施各项安全措施和安全制度，对安全施工负直接领导责任；施工技术负责人（总工程师）负责组织安全技术措施的编制和审核，组织安全技术交底和安全教育；安全监察部设专职安全检查工程师，负责本项目各项安全措施的制订、监督、检查和落实；各施工队配备专职安全员，负责施工过程中各项安全措施的监督、检查和落实；各施工班组由班组长任兼职安全员并建立

22、安全岗位监督制，加强施工过程中的安全控制。4）项目安全监察部是本项目安全检查、监督的主办部门，工程技术质量部、物资部、综合办公室是项目安全管理的协办部门，项目安全监察部直接受项目经理领导，接受项目总工、项目副经理的安全工作指导。详见“图5.5项目安全管理体系框图”。6资源配置计划6.1劳动力安排计划该工程工序组织既有分段流水，又有交叉搭接，劳动力组织特点是专业工种多，随工序的展开多工种配合施工要求高。因此在施工过程中劳动力安排应做到相对固定，动态管理，统一调配，保持工序的合理流水节拍，达到提高工效的目的。具体的劳动力安排见“表6.1”表6.1 劳 动 力 安 排 计 划 表工种人数工种人数工种

23、人数普工10水工2木工2钢筋工10测量工2钻机操作工40电焊工8钢筋工15起重工2砼工10电焊工6钻机维修工2电工26.2主要施工机械设备配置计划6.2.1灌注桩施工主要施工机械设备表表6.2.1 灌注桩施工主要施工机械设备表序号机械名称规格型号单位数量使用计划1钻机GSP-20型台5第1天第102天2钻机GSP-20型台5第30天第110天5履带式起重机50t台1第1天第110天6泥浆泵4PS台14第1天第110天7泥浆泵3PNL台28第1天第110天8泥浆泵86型台12第1天第110天9泥浆旋流器FXJ-300台7第1天第110天10电焊机BX-500台6第1天第110天11钢筋弯曲机GW

24、-40台1第1天第110天12钢筋切断机GQ40-1台1第1天第110天13水下砼导管2002500m120第1天第110天7 施工总平面布置7.1 总平面布置原则1）按照桩基平面布置图、南宁永凯现代城岩土工程详细勘察报告，结合施工现场实际情况，根据国家现行有关标准、规定，进行平面规划，突出“有序、安全、文明、环保、”的特点，本着合理、节约、满足施工要求、便于施工管理的原则，进行施工平面布置（附图五 施工现场总平面布置图）。2）在同一场地内，生产区域和生活区域分开布置，生产设施尽量安排在施工区域附近；生活区域可在当地租赁。7.2 泥浆池泥浆池用MU10标准砖M5标准砖砌筑4只3000*4000

25、*12000MM的泥浆池，泥浆池垫层为C10无筋砼，埋地深度2500MM（平面位置见附图七 硬地坪图，剖面见泥浆池剖面图）；7.3 浇筑砼地坪：根据设计与施工规范要求，桩中心位置偏差20mm，桩体垂直度偏差1400（桩长）。为保证桩体的位置偏差和垂直度符合设计与施工规范要求，施工场地必须浇筑砼地坪。其必须浇筑的理由有以下几点：1）、当桩机在自然土地坪上施工，由于地面软硬不一样，桩机工作时产生的震动容易使桩机向土质较软方向下沉，使桩机产生倾斜，从而使桩体的垂直度与标高达不到设计要求。而砼地坪就不存在有自然土地坪的弊病，它不会由于桩机在工作时产生的震动，而出现下沉现象。在成孔时稳定性大大增强，当稳

26、定性好了，垂直度也自然的可以确保。2）、砼地坪对测量定位复核有诸多好处，比如：方便监理进行桩位的复核；对护筒埋设定位的精度也有所提高，继而使桩中心位置得以较精确的控制等等；有利于提高钢管柱标高精度，便于梁板接驳。消除大型机械碾压挤土导致的护筒倾斜、位移等隐患。有利于场容美观整洁，便于文明施工管理。3）、浇筑砼地坪便于车辆行走，钻孔灌注桩可直接利用搅拌车进行灌注，从而减少由泵车灌注产生的费用。4）、浇筑砼地坪也是50T履带吊车负载行走的必要条件。综上所述，浇筑砼硬地坪是必要的。根据施工实际情况，混凝土整体地坪浇筑厚度考虑为150mm，混凝土强度等级为C20。内配双向单层12300钢筋网。气象资料

27、表明南宁地区暴雨天气较多，施工排水较为困难，故此项目部讨论决定在东西方向SR轴及EH轴间分别修筑两条排水沟（排水沟用MU10标准砖M5砂浆砌筑，沟壁用1：2水泥砂浆粉刷），积水后再用水泵抽出。外围一圈可通过连续墙比导墙低400mm左右的先决条件排水（沉淀后用水泵抽入市政污水井）。（附图七 砼硬地坪图）8钻孔灌注桩施工工艺及技术措施8.1施工工艺钻孔灌注桩施工总体工艺流程图桩基施工方案报工程师批准监理工程师检查测量砼面标高成桩报监理工程师商品砼进场商品砼验收泥浆循环与废弃泥浆处理钢筋备料取样试验监理工程师检查自检成型尺寸钢筋笼制作第一次清孔泥浆调制取样试验灌注水下混凝土检查沉碴和泥浆指标第二次清

28、孔终孔检查、孔深、孔径等钻孔自检、监理工程师检查埋设护筒桩位放样 下钢筋笼、钢管柱、导管进入下一根桩钻孔8.2测放桩位根据桩位平面图，建筑红线和主要基轴线，用经纬仪定向，钢尺量距按平面图位置确定各桩位点，每个桩位点南北方向用墨斗在砼地坪上弹上过桩位点直线，再用红油漆在直线上标出距桩心2m控制点，点位误差精度3mm。8.3护筒制作本工程需采用特制钢护筒进行钻孔与钢立柱施工，护筒采用钢制护筒。护筒采用10mm厚钢板加工而成，加强带钢板为6mm厚，上口加强带高为100mm，内经比桩径大100mm，下口加强带高为300mm，在千斤顶滑槽离护筒底口100mm处设置一个小挡块为千斤顶下放进行定位。三脚架为

29、正三角形，用200mm槽钢制作而成，并在立柱刮削处割开100mm小口为立柱挂销进行限位，三个角与护筒用32mm螺纹钢焊接连接。滑槽采用10mm厚钢板与护筒焊接，并与护筒一起加工而成，高度为1900mm，滑槽宽度与千斤顶靠背宽度一致，滑槽间隙1020mm并能使千斤顶滑动自如。8.3.1护筒埋设（注：回填杂土区域方案另定）护筒埋设前需对钻孔中心进行测量放样，根据放样的钻孔中心做出标记，采用人工挖坑法埋设，挖孔深度不能超出护筒高度，防止护筒底部空悬，；挖孔直径大于护筒直径0.2m为宜，这样使护筒便于加固；挖好护筒孔位后护筒底部增加100高，100宽C20砼腰带垫层，这样在成孔时才不会出现护筒底部与原土处坍孔现象，用吊车吊入护筒时根据钻孔中心做出的标记对护筒进行教正，护筒埋设应位置正确、稳定，护筒与坑壁之间用中砂填实，埋设后的护筒再进行复测，保证护筒中心与桩位中心线偏差不大于20mm，护