旋挖钻孔灌注桩专项工程施工设计方案.docx
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旋挖钻孔灌注桩专项工程施工设计方案
桩基钻孔桩施工方案
一、编制依据
1、珠海国道G105慢行系统交通整治工程设计施工图及文件。
2、现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。
3、拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。
4、我公司多年积累的桩基工程施工经验。
5、本工程涉及的施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁发的规范、规程及法规文件等。
二、编制原则
1、在充分理解设计文件的基础上，以设计图纸为依据，采用先进、高效、快速、可行的施工方案。
2、整个工程全过程对环境影响最小、对周围环境有保护功能，避免周围环境遭到破坏。
3、强化质量管理，树立优良工程观念，强化工程进度管理，以快速、高效、安全创精品工程。
4、充分应用先进的科学技术和施工设备，做到机械化作业、标准化作业、流水作业，坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性相结合原则。
5、实施项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时间与空间条件的优化处置，实现成本、工期、质量及社会效益的综合预期目标。
6、遵守招标文件及施工总承包合同各项条款要求，全面响应招标文件及其合同条款，认真贯彻。
三、工程概述
珠海国道G105慢行系统交通整治工程，计有界涌、沥溪、南溪三座钢结构人行天桥。
1、界涌、沥溪、南溪天桥桥型布置图
界涌人行天桥桥型布置图（A3横向）
沥溪人行天桥桥型布置图（A3横向）
南溪人行天桥桥型布置图（A3横向）
2、桥桩位坐标表
界涌人行天桥
沥溪人行天桥
南溪人行天桥
桩基编号
X坐标
Y坐标
X坐标
Y坐标
X坐标
Y坐标
1
1007058.598
392947.632
1005128.852
394601.691
1004569.069
394976.379
2
1007073.963
392958.808
1005140.750
394616.505
1004577.131
394993.584
3
1007089.328
392969.984
1005152.647
394631.319
1004585.193
395010.789
4a
1007064.737
392939.191
1005136.990
394595.156
1004578.520
394971.950
4b
1007052.458
392956.073
1005120.715
394608.227
1004559.618
394980.808
4c
1007095.468
392961.544
1005160.785
394624.784
1004594.644
395006.360
4d
1007083.189
392978.425
1005144.509
394637.855
1004575.742
395015.217
5a
1007068.796
392933.611
1005142.370
394590.835
1004584.768
394969.023
5b
1007048.400
392961.653
1005115.335
394612.547
1004553.370
394983.735
5c
1007099.527
392955.964
1005166.164
394620.463
1004600.892
395003.432
5d
1007079.130
392984.005
1005139.129
394642.175
1004569.494
395018.145
6a
1007073.262
392927.471
1005148.290
394586.081
1004591.644
394965.801
6b
1007043.933
392967.793
1005109.415
394617.301
1004546.494
394986.957
6c
1007103.993
392949.823
1005172.084
394615.709
1004607.767
395000.211
6d
1007074.664
392990.145
1005133.209
394646.930
1004562.618
395021.367
桩基编号示意图
3、桥梁桩基工程量汇总
三座桥梁共计：
Φ1200共9条桩（示意图中编号①②③），共230.4延米；
Φ800共3×12条桩（示意图中编号
），共770.04延米。
合计：
45条共1000.44m。
详见国道G105慢行系统交通整治工程桩基汇总表
Φ1200mm桩长统计表
天桥位置
序号
墩号
桩底标高（m）
桩底标高（m）
桩长（m）
界涌天桥
1
①
3.000
-13.7
16.70
2
②
3.000
-13.7
16.70
3
③
3.000
-13.7
16.70
沥溪天桥
4
①
3.700
-26.0
29.70
5
②
3.700
-26.0
29.70
6
③
3.700
-26.0
29.70
南溪天桥
7
①
3.400
-27.0
30.40
8
②
3.400
-27.0
30.40
9
③
3.400
-27.0
30.40
合计
230.40
Φ800mm桩长统计表
天桥位置
序号
墩号
桩底标高（m）
桩底标高（m）
桩长（m）
界涌天桥
1
2.950
-13.3
16.25
2
2.950
-13.3
16.25
3
2.950
-13.3
16.25
4
2.950
-13.3
16.25
5
2.950
-13.3
16.25
6
2.950
-13.3
16.25
7
2.950
-13.3
16.25
8
2.950
-13.3
16.25
9
2.470
-13.3
15.77
10
2.470
-13.3
15.77
11
2.470
-13.3
15.77
12
2.470
-13.3
15.77
沥溪天桥
13
3.600
-21.0
24.60
14
3.600
-21.0
24.60
15
3.600
-21.0
24.60
16
3.600
-21.0
24.60
17
3.600
-21.0
24.60
18
3.600
-21.0
24.60
19
3.600
-21.0
24.60
20
3.600
-21.0
24.60
21
3.120
-21.0
24.12
22
3.120
-21.0
24.12
23
3.120
-21.0
24.12
24
3.120
-21.0
24.12
南溪天桥
25
3.300
-20.5
23.80
26
3.300
-20.5
23.80
27
3.300
-20.5
23.80
28
3.300
-20.5
23.80
29
3.300
-20.5
23.80
30
3.300
-20.5
23.80
31
3.300
-20.5
23.80
32
3.300
-20.5
23.80
33
2.820
-20.5
23.32
34
2.820
-20.5
23.32
35
2.820
-20.5
23.32
36
2.820
-20.5
23.32
合计
770.04
4、旋挖钻孔桩桩基
根据设计施工图及地质柱状资料，每座天桥有3根Φ1.2m及12条Φ0.8m基础桥桩，穿越素填土、含淤泥砾砂、砾砂粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。
根据设计图界涌和沥溪桥桩为嵌岩桩，嵌入完整中风化1D以上，主桥桥墩桩底标高分别为-13.7m、-26.0m；而南溪桥桩采用摩擦桩，桩底标高为-27.0m。
楼梯梯墩桩底标高分别为-13.3m、-21.0m、20.5m。
采用旋挖钻孔桩，满足设计需要。
四、旋挖钻孔灌注桩施工组织机构及职责
本着安全、优质、高效完成钻孔桩的施工，项目经理部按照“集中领导、职责明确、提高效率、有利协调”的原则，成立钻孔桩工程施工作业小组，见下表。
钻孔桩施工作业领导小组
小组任职
姓名
职务
承担的工作
组长
陈国权
项目副经理
总体控制
副组长
谢锦洪
工程师
现场控制
协调
组员
施工员
协调
工程技术部：
负责钻孔灌注桩工程技术交底工作，施工现场技术、质量的管理工作。
工地试验部：
委托珠海市交通质量检测监督站对钢材、水泥等原材料检验；混凝土采用商品混凝土。
安全质量部：
负责施工现场各类的安全及文明工作，负责施工过程各环节质量控制。
机务后勤部：
负责钢材、商品砼及泥浆等订购。
施工现场场地平整；搭设围蔽及设置交通警示和交通疏导；泥浆池布置与清理；钻机就位，钢筋笼制作、提供商品混凝土。
钻孔灌注桩施工队：
负责全线所有桥梁桩基的钻孔、成孔、清孔、钢筋笼制作与安装及水下混凝土灌注。
选择与公司有过良好合作，且技术过硬，操作人员技术好，综合素质高，能够打硬仗的协力队伍作为钻孔桩施工的劳务队伍。
五、施工总体目标
1、工期目标
为达到合同施工总工期及施工总进度计划的要求，必须加快施工进度，采用先进高效的桩基施工机械，才能赶上工期，达到工期要求。
2、质量目标
全部桩基工程争取为Ⅰ类桩。
3、安全目标
实现“四无”：
即无重大人身伤亡事故、无交通行车事故、无重大火灾爆炸事故、无压力容器爆炸事故，确保施工安全。
4、环境保护及文明施工目标
实现“三无”：
即无施工污染，无当地村民投诉，无当地有关部门警告。
5、职业健康安全目标
⑴、定期对从事有害作业人员进行健康检查，员工职业病发生率小于0.5‰。
⑵、无重大设备和人身伤亡责任事故。
⑶、因工死亡率控制在0.17‰，重伤率0.5‰以内。
六、旋挖钻施工方案
1、旋挖钻施工原理及优势
1.1旋挖钻孔灌注施工原理
旋挖钻机（见全貌图）成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土（见取土桶示图），并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土（见孔外钻斗卸土）。
这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高。
旋挖钻机全貌图
取土筒实照
钻斗孔外卸土
1.2旋挖钻优势
旋挖钻采用三一重工大孔径旋挖钻机，旋挖钻机具备以下优势：
成孔速度快。
与传统的循环钻机相比优势明显，最高能比回旋钻机快10倍，比冲孔能更快。
这样就有效地保证了工程的进度，施工周期可大幅度的缩短。
环保特点突出。
与传统的循环钻机相比，旋挖钻机出土为干出土，区别在于可以循环使用泥浆，与钻渣相比基本上是等量带换。
而传统循环钻机是不断地产生大量泥浆，与钻渣相比可达5：
1之多。
旋挖钻机对好的土层可适用于干成孔作业，则不需要泥浆。
从而清洁环境，大量减少了泥浆处理而对环境造成污染。
旋挖钻机自带柴油发电机来完成钻孔行走和钻进成孔，而传统回旋钻、冲击钻均需接一个大功率外电源才能施工，资源利用方便有利。
行走移位方便。
旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置，而不像传统循环钻机采用走管移位非常繁琐。
桩孔对位方便准确。
这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，有效的保证了成孔的各项指标。
基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制）、履带式行走移位方便的特点。
为此该工程桩基工程拟采用旋挖钻机成孔的钻孔灌注桩施工技术。
2、施工流程
旋挖钻孔灌注桩施工流程图
旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程示意图（A4横向）
3、施工准备
3.1技术准备
（1）开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料，施工图及图纸会审纪要。
（2）施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、地下管道、地下各类电讯电缆等）、地面道路、人行道、中间绿化带以及地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料，提前做好准备工作。
确保不影响现场的施钻及其它工作。
（3）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需做材料的试验，试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
（4）具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。
（5）工程地质资料
作好全面的施工准备，施工前对工程的地质情况尤其是对桥桩地质资料显示的特性进行必要的研究，对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。
3.2机械设备准备
根据现场施工要求，安排性能好的机械设备进场，并对进场设备进行必要的维护与保养，以保证设备正常运转。
具体机械设备如表。
旋挖钻施工主要机械设备表
序号
机械设备
数量
1
钻机
2台
2
25T起重机
1台
3
内径ф30导管
2套计2*35＝70cm
4
大小料斗
2套
5
钢筋笼成型机
1台
6
钢筋切断机
1台
7
钢筋弯曲机
1台
8
钢筋调直机
1台
9
电焊机
5台
10
挖土机
1台
11
运渣车
2台
12
泥浆泵
3台
13
钢板制泥浆箱
3-6个
3.3测量准备
依据已经监理工程师批准并能满足工程需要的测量控制网，组织测量人员对桩位进行精确放样。
3.4试验准备
根据业主联合招标结果和业主准入的地材厂家，在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂、碎石以及砼试块等各类材料样品，委托指定的珠海市质量监督检测站试验送检。
包括所有的原材料及商品混凝土配合比试验工作获取质量鉴定报告并报监理工程师批准。
3.5物质材料准备
按照施工设计图相关内容做好钢材、水泥、地材等的准备工作，并按质量保证体系对有资质材料供应商进行综合评价选定后，签订长期的供货合同，供货供料时提供出厂证明、保证物质材料按使用质量要求和进度计划供应，满足正常施工需要。
3.6施工场地布置
由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整,同时要确保道路进行移机保护，可采用行走钢板，对人行道、路缘石，应拆除的则拆除，待桩基完成后重新铺装。
保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。
合理布置施工场地：
对人行天桥地下结构包括桩基施工，均在围蔽内施工，这样能保证旋挖钻机配套设备及其它的施工机械安全就位与材料运输，钻渣的及时外运的施工。
合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。
由于旋挖钻行走移位方便，在桩孔的施工顺序安排上采用相邻墩台的桩孔流水施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。
3.7测量放样
采用全站仪精确定位桩孔的位置，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。
护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。
3.8钢护筒制作及埋设
护筒采用6mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大0.2—0.4m，上下口外围加焊加劲环。
桩基钢护筒采用长2米钢护筒。
安装如图所示：
说明：
按设计建议做桩是采用传统的回旋钻机，配合冲击钻入岩。
要求排洪渠侧钢护筒长度为6m。
但现在采用旋挖钻，在泥浆护壁下，成孔稳定，所以护筒长度采用2m。
护筒安装时，钻机操作手利用扩孔器将桩孔扩大，之后通过大扭矩钻头将钢护筒压入设计标高。
护筒压入前及压入后，通过靠在护筒上的精确水平仪调整护筒的垂直位置。
护筒顶一般高于原地面0.3m,以便钻头定位及保护桩孔。
3.9钻机就位
钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。
保证钻机工作正常。
通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后,即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。
注意事项：
因沥溪村、南溪村人行天桥辅道侧施工区域离高压线较近，考虑到净空高度与安全距离，钻机需摆放在靠近主干道侧。
4、钻进成孔
4.1泥浆制备
对黏结性好的岩土层，采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。
对于松散如粉砂性、淤泥质地层，易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。
现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池），本工地将采用钢制泥浆箱作泥浆池，每座桥配置二个钢制泥浆箱，一个是泥浆沉淀池，一下是新浆储备浆池。
一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取砂包围旗等其它封闭措施，防止泥浆外流到道路、人行道上，污染环境。
制备泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器。
使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。
也可用农用泥浆泵，循环制浆或抽排浆。
造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。
钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。
4.2钻进
（1）旋挖钻机的设置及调整
施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。
先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。
从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。
操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。
实现钻杆平稳同步起立。
同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。
在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。
调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。
在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。
在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。
（2）钻孔作业
钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。
在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。
开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。
当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置进行倾倒，如钻岩，可将岩碴整块取出，如图照所示。
用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。
完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。
此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。
取土筒倒出土碴
取土筒倒出石碴
施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:
由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时,要减速慢进；在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：
对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层；对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。
钻渣要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。
（3）地质情况记录
地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：
工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩可备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度（沉渣厚度等于钻深与灌注前孔深的差值）。
4.3终孔
钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。
通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。
如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。
如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。
对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目可采用测孔仪进行检测。
孔深及沉渣厚度检测：
成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。
确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。
4.4清孔及检测
清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位。
清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。
清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就应满足规范要求，否则不应下放钢筋笼。
待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重≯1.03，含砂率＜2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度按设计图纸要求：
对于界涌、沥溪两座天桥采用嵌岩桩；南溪天桥采用摩擦桩。
桩底沉渣层厚度嵌岩桩入中风化岩不大于5cm；摩擦桩不大于15cm。
孔底沉渣的测量：
采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，两者底标高之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用
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