钻孔灌注桩试桩方案.docx
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钻孔灌注桩试桩方案
钻孔灌注桩试桩方案
编制：
审核：
审批：
中铁有限公司
2010-3-5
目录
一、试桩目的4
二、编制依据4
2.1有关文件4
2.2规范规程4
2.3相关法律法规5
2.4企业内部文件5
2.5企业管理标准5
三、工程概况6
3.1工程简介6
3.2工程地质条件6
3.3地下水情况7
3.4试桩选择8
3.4.1桩数选择8
3.4.2桩身材料8
3.4.3承载力要求8
四、施工组织及施工安排9
4.1施工总体安排9
4.2机械设备计划9
4.3主要人员计划9
4.4平面布置10
五、具体施工工10
5.1施工工艺流程10
5.2打桩顺序11
5.2测量定位及复检11
5.3埋设护筒11
5.4钻机就位钻进11
5.5钻孔泥浆护壁12
5.6钻孔12
5.7清孔13
5.8钢筋笼制作及安装13
5.9水下混凝土灌注14
5.10桩侧桩底后注浆的技术措施15
5.10.1后注浆原理15
5.10.2施工方案与工艺流程设计16
5.10.3后注浆有关工艺参数的确定17
5.10.2检验标准及主要技术要求18
5.11试桩桩头钢筋处理19
5.12锚桩桩头的处理19
六、试桩施工进度安排19
6.1试桩进度目标19
6.2组织机构19
6.3工期保证措施20
七、试桩检测20
7.1试桩检测相关要求20
7.2、试验方法及目的21
7.3、试验桩位选定原则21
7.4试验设备选择21
八、信息反馈23
九、冬季施工措施23
9.1冬施准备工作23
9.2各工序冬施重点控制点24
十、对施工操作人员、施工机具的具体要求24
十一、资料的归档整理25
十二、质量措施25
12.1质量目标25
12.2质量保证体系25
12.3质量保证措施26
12.3.1钻孔的垂直度控制27
12.3.2护壁泥浆比重控制27
十三、安全环保及消防保卫措施27
13.1安全保证措施27
13.2环保措施27
13.2.1防止扬尘污染措施27
13.2.2防止水源污染措施28
13.2.3防止噪音污染措施28
13.3消防保卫措施28
十四、成品保护措施29
14.1提高成品保护意识，落实成品保护责任制29
14.2组织作业流程，减少成品损失29
一、试桩目的
由于本工程地质情况较为复杂且结构体较大，重要性较高，基础结构需要承受较大的荷载。
因此，合理选择桩型、桩长，确定桩基的承载力，在此工程中显得尤为重要。
同时通过试桩还可以验证桩基施工工艺、注浆工艺和打桩钻孔机具是否合理，以及拌和站混凝土的供应能力，以便在施工中加以改进。
试桩检验和确定本桩基础的施工工艺，包括泥浆配方、钻进工艺、清孔效果以及成桩后质量等。
成孔后继续进行注浆工艺试验以确定注浆工艺流程、浆液配方、注浆压力等有关要素，并在注浆后进行承载力试验。
试桩应取得的具体指标：
1、对不同地质状况的机具选型。
2、钻进时的参数：
进尺、钻压、泥浆性能等。
3、灌注前二次清孔后的泥浆指标及清孔方法。
4、成孔质量控制的措施（孔径、倾斜度、中心偏位等）。
5、地基承载力的检测。
6、为设计提供实际地质情况、优化设计。
二、编制依据
2.1有关文件
1、招投标文件和施工承包合同
2、石家庄远洋商业广场施工图
3、从工地现场调查、采集、咨询、图纸审核所获取的资料；国家、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例
4、地质勘查报告
2.2规范规程
类别
名称
编号
规
范
规
程
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
建筑地基基础设计规范
GB50007-2002
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33－2001
钢筋焊接及验收规程
JGJ18-2003
施工现场临时用电安全技术规程
JGJ46－2005
建筑桩基检测技术规范
JGJ106-2003
2.3相关法律法规
序号
名称
类别
1
中华人民共和国建筑法
法律
2
中华人民共和国合同法
3
中华人民共和国环境保护法
4
中华人民共和国大气污染防治法
5
中华人民共和国环境噪声污染防治法
6
中华人民共和国水法
7
中华人民共和国水污染防治法
8
中华人民共和国消防法
9
建设工程质量管理条例
法规
10
建设工程安全管理条例
11
建筑施工场界噪声限值
2.4企业内部文件
序号
名称
1
我公司《质量/环境/职业健康与安全保证手册》
2
我公司《质量/环境/职业健康与安全体系程序文件》
3
我公司《项目管理手册》
2.5企业管理标准
序号
名称
1
GB/T19000—ISO9000质量管理系列标准
2
GB/T24000—ISO14000环境管理系列标准
3
GB/T28000—OHSAS18000职业安全卫生管理系列标准
三、工程概况
3.1工程简介
拟建建筑石家庄远洋商业广场位于河北省石家庄市中山东路北侧，正东路南侧，长征街与栗康街之间。
建筑面积546104m2，其中地上建筑面积397044m2，地下建筑面积149060m2。
各拟建建（构）筑物情况详见表3.1-1。
各拟建建（构）筑物概况表表3.1-1
建（构）筑物
地上
层数
地下
层数
建筑高度（m）
结构
形式
基础
形式
基底
标高（m）
基底
总压力
KN／m2
单柱最大荷载
KN
1#办公楼
30
3
159.80
框架-核心筒
桩筏
54.30
630
44000
2#办公楼
44
3
190.60
框架-核心筒
桩筏
54.30
840
58000
豪华酒店
公寓
43
3
164.20
框架-剪力墙
桩筏
54.30
830
55000
公寓楼
35
3
126.70
框架-剪力墙
桩筏
54.30
700
38000
其他
拟建场区±0.000=72.300，拟建建（构）筑物高度及基底标高均以±0.000计起，整个拟建场区地下均为3层，基底标高均为54.30m。
拟建裙房基础初步考虑采用筏板或承台基础，基底标高54.30m，基本桩网11.5m*11.5，基底总压力180KN／m2，单柱荷载约为19000KN。
3.2工程地质条件
①层-⑤层在灌注桩施工界限以外，此处省略叙述。
⑥层粉质粘土：
褐黄色，一般硬塑状态，土质不均，含姜石，局部姜石含量多达20%～50%，局部为姜石层，最大粒径达8.0cm，夹粉土、细砂薄层。
层厚3.1～8.2m，层底标高49.12～52.69m。
层内做标准贯入试验42次，实测击数14.0～55.0击，平均25.6击。
该层在场地的东北角局部为中砂，定为⑥1层。
⑥1层中砂：
灰白色，稍湿，中密～密实，砂质纯净，以石英、长石为主，分选较好。
层内做标准贯入试验8次，实测击数19.0～37.0击，平均28.1击。
⑦层粉质粘土：
褐黄～黄褐色，一般可塑～硬塑状态，切口光滑，干强度、韧性较高。
含姜石、砂粒，氧化铁渲染，夹粉土薄层，局部夹砂胶结层。
属中压缩性土。
层厚8.6～13.5m，层底标高37.48～42.67m。
层内做标准贯入试验66次，实测击数19.0～71.0击，平均35.2击。
局部夹中粗砂，定为⑦1层。
⑦1层中粗砂：
褐黄色，稍湿，中密～密实，砂质较纯净，局部为细砂。
层内做标准贯入试验19次，实测击数23.0～57.0击，平均39.1击。
⑧层中粗砂：
灰白～灰黄色，稍湿，密实，以石英、长石颗粒为主，砂质较纯净，分选一般，底部含砾砂、圆砾，局部夹粉质粘土薄层。
层厚3.1～10.0m，层底标高30.13～37.31m。
层内做标准贯入试验47次，实测击数31.0～90.0击，平均49.6击。
⑨层粉质粘土：
褐黄～黄褐色，可塑～硬塑状态，含少量姜石，局部夹粉土、细砂层，韧性、干强度中等。
本层含砂胶结较多，多属薄层，综合最厚处大于1.0m。
属中压缩性土。
层内做标准贯入试验7次，实测击数38.0～72.0击，平均51.7击。
⑩层卵石：
杂色，密实，稍湿，卵石母岩成份主要为石英岩及石英砂岩，卵石含量一般50～70％，局部含量较小，一般粒径2.0～6.0cm，最大粒径>20cm，磨圆度较好，中粗砂填充。
层厚10.9～16.8m，层底标高14.29～17.19m。
层内做重型动力触探试验55次，实测击数24～>50击，平均53.4击。
该层顶部为中粗砂，定为⑩1层。
⑩1层中粗砂：
浅黄～黄白色，密实，稍湿，砂质纯净，主要成份为石英、长石颗粒，分选较好，较纯净，含少量卵砾石。
⑾层粉质粘土：
褐黄～黄褐色，一般可塑～硬塑状态，切口稍光滑，干强度、韧性较高。
含较多大块姜石、氧化铁渲染，局部夹粉土。
_______________________________________________________________________________________________________________________________属中压缩性土。
层厚6.3～11.0m，层底标高4.73～8.83m。
⑿层卵石：
杂色，密实，稍湿，卵石母岩成份主要为石英岩及石英砂岩，卵石含量一般50～70％，局部含量较小，一般粒径3.0～8.0cm，最大粒径>20cm，磨圆度较好，以中粗砂填充。
层内做重型动力触探试验8次，实测击数40～>50击，平均59.7击。
本次勘察未穿透该层。
该层上部为中粗砂，定为⑿1层。
⑿1层中粗砂：
灰黄色，稍湿，密实，主要成份为石英、长石颗粒，砂质较纯净，分选一般，局部夹粉土薄层，该层顶部夹细砂薄层。
3.3地下水情况
勘察场区所属水文地质单元属太行山山前倾斜平原孔隙水水文地质区，含水层主要为滹沱河冲洪积物，现将其含水岩（组）特征简介如下：
第一含水组：
底界埋深17至22m，岩性主要为粉细砂、中粗砂，局部含砾石，无稳定连续隔水层，属潜水类型。
目前该含水组已被疏干。
第二含水组：
底界埋深56～66m，含水层岩性主要为中粗砂及砾石、卵石。
目前石家庄工农业用水主要开采该含水层。
第三含水组：
底界埋深220m。
含水层岩性为中粗砂及卵砾石。
该层富水性好。
第四含水层：
底界埋深370m。
含水层岩性为风化砂层及含粘性土砂砾石层。
该层富水性较弱。
3.4试桩选择
由《石家庄远洋城商业广场岩土工程勘察报告》可知：
主楼建筑天然地基承载力不能满足要求，建议采用钻孔灌注桩基，以⑩层卵石做桩断持力层，裙房可以采用天然地基。
且场地地下水位埋深位54.0m，由于地下水埋藏较深，可不考虑地下水对建筑的影响。
在试桩过程中可不考虑地下水及地基土对桩中混凝土及钢筋的腐蚀性影响。
3.4.1桩数选择
根据华东建筑设计研究院有限公司下发的《1#办公楼试桩布置平面图》及《2#办公楼试桩布置平面图》要求，一号办公楼采用15根桩作为试桩，桩长30米，桩径800mm；
桩长度及配筋等桩设计图见1号办公楼试桩布置平面图
二号办公楼采用15根桩作为试桩，桩长30米,桩径800mm；
桩长度及配筋等桩设计图，试桩布置详见1号、2号办公楼试桩布置平面图
3.4.2桩身材料
根据图纸要求，桩身材料选择如下：
混凝土：
桩混凝土强度等级采用C30水下混凝土
钢筋：
HPB235级钢筋，HRB335钢筋，HRB400钢筋
焊条型号：
搭接焊时，HPB235选用E43焊条，HRB335钢筋选用E50焊条，HRB400钢筋选用不低于E50系列焊条
3.4.3承载力要求
桩基竖向承载力特征值为4800KN,竖向极限承载力标准值为9600KN。
四、施工组织及施工安排
试桩由项目分部经理负责全面施工工作，试验员、测量员负责具体的试验检测和平面位置的控制工作。
砼采用商品混凝土、钢材经检验合格在进场使用。
4.1施工总体安排
1、测量、放线，进行施工准备；
2、机械成孔；
3、灌注；
4、压浆；
5、检测。
4.2机械设备计划
投入的机械设备计划表
设备名称
规格型号
完好状况
数量
备注
钻机
宇通200
良好
2
吊车
25T
良好
1
泥浆泵
3PN
良好
1
电焊机
BX500
良好
4
水泵
7.5KW
良好
2
钢筋弯曲机
GW40A
良好
1
钢筋切割机
GJ5-40
良好
1
钢筋调直机
GTJ-4/8
良好
1
装载机
ZD50D
良好
1
高压注浆泵
BW-150/250
全新
2
水泥浆搅拌机
良好
1
泥浆比重仪
良好
1
测绳
35米长
良好
2
塌落度筒
良好
2
4.3主要人员计划
投入的主要管理人员计划表
编号
姓名
职称
职务
备注
1
齐忠富
工程师
项目经理
试桩总负责
2
杨春利
助理工程师
总工
技术负责
3
邓正武
工程师
工程经理
现场负责
4
刘勃成
工程师
工长
现场负责
5
刘佳
助理工程师
预算员
合约、预算
6
刘海山
助理工程师
材料员
物资保障
7
张永
助理工程师
测量员
测量放线
投入的主要施工人员计划表
编号
工种
人数
备注
1
成桩
8
机械成孔
2
灌注
8
灌注砼
3
钢筋加工
14
钢筋加工
4
压浆
8
压浆
5
普工
4
机动
4.4平面布置
拟定泥浆池放置在一号楼和二号楼之间西侧，面积为4m*8m，深2米。
共用一个泥浆池，以减少泥浆池对地基的影响。
钻渣暂时堆放在塔楼边，然后外运至指定地点。
拟定钢筋加工厂放置在一号楼和二号楼之间东侧，面积40m*60m，试桩阶段钢筋笼需求量较少，加工场地基采用碎石铺垫，钢筋垫到枕木上，用彩条布覆盖。
五、具体施工工
5.1施工工艺流程
测量放线定位
埋设护筒
钻机就位
边钻进，边灌泥浆护壁
制备泥浆
制作套管、检查
套管吊放
测量孔深
钻进至设计深度停钻
测量孔底沉渣，清孔
钢筋笼吊放
制作钢筋笼
钢筋笼检查
水下混凝土浇注
压注水泥浆
拔出护筒
下导管
养护成桩
5.2打桩顺序
打桩采用间隔打桩法，一台桩基负责一座办公楼，先打工程桩、在打锚桩，打桩顺序见附图所示：
5.2测量定位及复检
测量人员根据基线控制点和高程点、桩位平面图及现场基准水准点，使用全站仪测定桩位，并打入明显标记，桩位放线应确保准确无误，定位精度为1cm。
经过监理复核后方可开钻。
基点应做特殊专门保护，不得损坏。
5.3埋设护筒
在每个桩位定出十字控制桩后，进行护筒埋设工作，测量孔深的基准点为护筒顶标高，根据顶标高计算出孔深。
护筒采用8mm厚钢板制作，护筒内径应大于钻头直径100mm，长度2.0m，护筒顶部高出地面200mm，周围夯实，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
5.4钻机就位钻进
钻机就位时底座必须保持平稳，不发生倾斜移位，钻头中心采用Φ1100mm桩定位器对准桩位，定位误差不大于20mm。
垂直度采用钻机自身的垂直检测装置控制，并辅以人工量测倾斜量。
孔斜采用自制孔规进行测量，桩垂直度≤1％桩长。
钻进深度采用操作室液晶显示器控制，并辅以人工测量孔深。
孔深以超过设计深度30cm为准，并及时通知监理人员进行验证。
5.5钻孔泥浆护壁
1）旋挖钻机的护壁泥浆采用膨润土造浆，护壁泥浆可经泥浆净化装置（沉淀池）净化后重复利用；
2）泥浆材料的选定及配合比：
7～10％膨润土；0.5～1％工业用碱；0.1％羟甲基纤维素（CMC）；拌和用水为自来水；
3）可按下表性能指标及测试方法制备泥浆：
顺序
项目
性能指标
测试方法及仪器
1
比重
1.05～1.15g/cm3
泥浆比重称
2
粘度
10～25秒
500cc／700cc漏斗法
3
含砂量
＜6％
泥浆含砂量计
4）泥浆制备的技术及操作要求：
（1）在测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比；
（2）认真做好泥浆测试工作。
新制备的泥浆进行第一次测试，使用前进行一次测试，钻孔过程中测试一次，钻孔结束后在泥浆面下1米及孔底以上0.5米处各取泥浆样品测试一次，回收泥浆后、泥浆处理后各测试一次；
（3）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上
（4）在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土；
（5）浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25
含砂率≤8%，粘度≤28s。
5.6钻孔
钻机对位应以四角桩控制，钻头对准十字线交点，符合要求后开始钻进。
（1）采用泥浆柜制备泥浆。
（2）在施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的最优钻进参数。
为工程桩的施工提供依据。
（3）在钻进过程中，不可进尺太快，由于采取泥浆护壁，因此，要给一定的护壁时间。
由于桩径较小，为方便钻头出泥，每次进尺应在50cm左右。
（4）在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶40cm。
在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。
（5）在钻进过程中，要经常检查钻斗尺寸。
（6）钻进过程中应注意观察岩性变化，做好施工记录，确保桩端进入持力层满足设计要求。
工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符应立即通知相关等部门及时处理。
5.7清孔
1）孔深可用专用测绳测定，孔底沉渣为钻深与孔深之差，当孔底沉渣厚度＞50mm时，需对孔底清理；
2）护壁泥浆可采用换浆法清孔，至换出的泥浆比重小于1.25时为合格。
清孔完毕后应立即灌注水下混凝土。
5.8钢筋笼制作及安装
1）钢筋运至现场，须按型号、类别分别架空堆放。
使用前必须调直除锈，且在本工程开工或每批钢筋正式焊接之前，根据现场条件进行焊接性能试验，并具备出厂合格证和试验合格，方可使用；
2）钢筋笼制作应满足设计及规范要求（《钢筋焊接及验收规程》；
3）钢筋笼尺寸：
按图施工详见主筋的对接连接采用搭接焊，主筋与箍筋、螺旋筋与主筋之间均采用点焊。
加工允许偏差见质量标准；
4）钢筋骨架现场组装，位置准确及焊接牢固，成型骨架架空堆放，经质检和监
理检查合格后方可使用，并认真做好隐检记录,成型的钢筋笼在运输中，宜采用手推车辅以人工运输，防止变形,为保持主筋的保护层厚度，钢筋笼外圈骨架上预先安设控制净距的砼垫块，垫块沿桩长间距不大于2m，沿周长安设不少于4处,垫块厚50mm；
5）在钢筋笼外圈自上而下间隔4.0m设置一层保护层垫块，以使钢筋笼居孔中，垫块穿φ8钢筋焊于主筋外侧，每层4块，垫层厚度50mm；
6）钢筋笼分两段吊放入孔时，主筋连接采用搭接焊，第一截长约16米，用钢管横跨在桩基口上，进行焊接，钢筋笼焊接完成后，应由专人扶住并居孔中心，缓慢下至设计深度，避免钢筋笼卡住或碰撞孔壁。
7）钢筋笼骨架按设计要求的材料和尺寸加工,并加设强劲的内撑架,放入孔内后进行固定，支承系统对准中线防止骨架倾斜和移动。
8）桩的钢筋骨架应在套管吊放就位后砼浇注前整体放入孔内。
若砼不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，则钢筋骨架应从孔内移出。
在钢筋骨架重放前，对钻孔的完整性，包括孔底松散物重新进行检查。
将笼子固定后,再次取样测定泥浆比重,合格后方可进行下道工序。
5.9水下混凝土灌注
1）钢筋笼安装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土；
2）使用的商品混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为18～22cm，扩散度为35～40cm，商品混凝土进入现场后，试验员必须每车混凝土进行塌落度和扩散度测试，达不到规范要求的混凝土坚决不用；
3）水下混凝土浇注采用直径300mm导管，导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣快速接头。
导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0Mpa。
破损的密封圈应及时更换；
4）使用的隔水塞应具有良好的隔水性能，保证顺利排出。
施工中向导管内放入球胆做为隔水塞。
导管入孔后应徐徐转动导管，检查导管与钢筋笼之间是否卡在一起；
5）为使隔水塞能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。
开始浇注混凝土时，要求快放，使导管有足够的埋深。
孔口安装排浆泵，返出的泥浆回收到回浆池中；
6）应有足够的混凝土储备量，使导管第一次埋入混凝土面以下2m以上；
7）导管埋入混凝土面深度宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差，填写混凝土的浇注记录；
8）水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案；
水下混凝土灌注流程示意图
9）控制最后一次浇注量，在浇注第二种情况基础桩的混凝土时，浇注到护筒桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超灌80cm，以便在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上的部分用风镐凿去；
10）混凝土升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：
（1）在孔口吊筋固定钢筋笼上端；
（2）灌注混凝土的时间尽量加快，以防混凝土进入钢筋笼时其流动性减小；
（3）当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，并放慢灌注进度；
（4）当孔内混凝土面进入钢筋笼1～2m后，应适当提升导管，减小导管埋置深度，增大钢筋笼在下层混凝土中的埋置深度；
（5）在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，亦可掏出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。
现场浇注照片
5.10桩侧桩底后注浆的技术措施
5.10.1后注浆原理
1）根据图纸要求，结合钻孔桩结构和所在区域地质资料，选用桩底后压浆技术在桩底高压注浆，以提高钻孔桩底承载能力。
桩底高压注浆：
在桩内预埋注浆管，当桩身达到一定强度后，通过高压注浆泵,浆液依靠注浆压力将原来无缝隙的桩底土层劈裂成脉状缝，再经劈裂、渗扩、填充、压出、固结等作用，改善桩端土的物理力学性能和达到扩底效应；同时高压浆液作用于桩端沉渣夹层，两相混合，结合后形成了强度较高的混凝土，消除了桩底沉渣对桩端承载力的影响，减小桩的沉降。
（2）鉴于本工程的重要性，桩底压浆的各项技术参数必须在正式压浆前先通过压浆工艺性试验和桩的承载性能试验后确定，设计出适合本工程的地层中进行注浆的切实可行的注浆工艺和方法，且应考虑与钻孔桩施工的协调、配合。
因此对注浆材料，注浆设备，工艺要求等根据以往同类型工程的施工经验，结合本工程实际，制定出详细、可靠、可行的施工组织设计，加强动态管理，实行信息化施工。
5.10.2施工方案与工艺流程设计
根据桩底注浆方案设计思路，确定本施工方案。
（1）在钻孔桩施工中，在钢筋笼内侧安放2根直径25mm注浆管（也可用作声测管），长度深入到钢筋笼以下20cm左右，上端超出作业平台50cm
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