旋挖桩试桩方案.docx
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旋挖桩试桩方案
东方大道快速路高架项目主体工程1标
旋挖桩试桩方案
一、工程概况
本标段设计试成孔2个，其中利用工程桩进行试成孔1个，为Pm55中桩，其余1个利用试桩兼作试成孔。
第一根试桩为非工程桩，位于Pm63墩与Pm64墩之间中央分隔带处，桩长55m，桩径为φ1200mm，采用自平衡方法检测。
第一根试桩于5月22日完成试桩混凝土浇筑，成孔方式采用正循环回转钻机成孔。
根据项目经理部进度及机械设备安排，拟增加旋挖钻机进行钻孔桩施工，尽管旋挖钻机成孔的技术已经相对成熟，但为保证旋挖钻孔能够顺利实施，并验证积累相关的成孔过程控制数据，拟另外增加一根非工程桩进行旋挖桩试成孔。
二、工程水文与地质情况
（一）、水文条件
根据勘察资料，本场地勘察深度内的地下水主要为孔隙潜水和孔隙I承压水。
孔隙潜水主要赋存于浅部粘土及2层粉砂夹粉土～4层粉砂夹粉土，其水力联系密切。
孔隙I承压水主要赋存于6-1粉土夹粉质粘土～9层中粗砂中。
其稳定水位埋深一般为2～3m。
勘探期间，各钻孔内水质清澈、透明、无色、无味，潜水初见水位标高在1.75～2.00m之间，稳定水位标高1.68m～1.86m之间。
（二）、地质条件
本场本试桩位置工程地质参考Pm48墩自地面起由上而下分别为：
1-1层素土填土：
灰黄色，1.13m；
2层粉土夹粉质粘土：
黄色～灰色，2.4m；
3-1层粉土夹粉砂：
灰色，10.6m；
3-2层粉砂夹粉土:
灰色，13.2m：
4-2层粉土夹粉质粘土：
灰色，4.1m；
5-2层粉砂-细沙夹粘土：
灰色，7.1m；
6-2层粉土夹粉砂：
灰色，11m；
7-2层粉砂-细砂夹粉土：
灰色，11.6m。
三、试桩安排
（一）、施工现场环境与条件
本次试桩直径为Φ1200mm，桩长54m，桩底标高-53.65m。
位于Pm52墩与Pm53墩之间中央分隔带处，施工前清除中央分隔带绿化，平整施工场地，保证钻孔灌注桩机的施工安全稳定。
桩位往南附近有一条中心港河，河宽约45米，水深3米左右，受潮汐影响，河道水面标高变化较大，经现场观察水质清澈、透明、无色、无味，施工时可抽取该处河水作为施工用水。
施工用电从业主交付的附近临时箱变引出，已接至现场。
高架项目主体工程位于东方路上，周边路网发达，交通便捷，满足施工时材料运输要求。
工程沿线管线较多，包括供水管、电力管、军事光缆等，施工前在桩位处开1.5m左右样洞，确保施工过程中管线安全。
（二）、试桩布置
为保证旋挖工艺在该地质条件下顺利施工，根据部署拟安排PM52~PM53墩之间非工程桩进行试成孔，本次试桩主要针对旋挖钻机的成孔工艺，即试桩实施至试成孔检测完成即结束。
其他如钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑、等均参照回旋钻成孔的试桩方案。
在试成孔检测合格完成后，钻孔采用C15混凝土回填。
试桩拟安排6月2日开始。
四、施工人员配置
根据本试桩的特点，做好施工组织、落实工程质量和安全文明施工等方面的要求，达到试桩的目的，组建技术实力强劲、经验丰富的项目管理团队，负责试桩工作的组织安排、内外协调、材料供应、安全监督、质量验收等工作。
具体人员组织如下：
机构
岗位
姓名
项目部
项目经理
张宇峰
项目常务副经理
孙峰
项目副经理
沈健
项目总工
唐俊华
质量员
孙雪莲
材料员
田宏发
安全员
范玮健
施工员
凤金龙、桂冬
测量员
王朝勇、王亮
资料员
王益民
施工队配备人员具体如下：
机构
岗位
姓名
施工队
项目负责
桂义梁
项目施工
黄海军
材料员
张山林
技术员
樊佳露
设备管理员
范俊
试验员
陆伟强
安全员
潘志明
资料员
王强
测量员
朱忠华
五、施工机械配置
主要施工机具表
序号
主要机具
单位
数量
1
SD28旋挖钻机
辆
1
2
挖掘机
辆
1
3
50吨履带吊
辆
1
4
运输车
辆
若干
5
泥土箱
个
6
6
经纬仪
台
3
7
水准仪
台
3
8
自制拌浆设备
套
3
9
钢垫板
块
若干
10
钢丝绳
根
若干
桩机、履带吊进场后施工前按相关规定做好检测。
六、施工方案
旋挖机成孔流程如下所述：
1、钻头对位，下放钻头，钻头着地，旋转，开挖。
以钻头自重或加压油缸作为钻进压力。
2、当钻头内装满渣土后，将之提升起来。
3、打开钻头底板，将钻头中的土倾卸到孔的一侧，终孔后运走。
4、关闭钻头底板的活门，将钻头转回钻进地点，重复上一过程继续钻进。
具体如下图所示：
（一）、施工准备及测量定位
钻孔桩施工前用挖掘机整平、压实地基，铺设钢板形成旋挖桩机作业平台。
由测量人员根据已经建立的工程测量控制网计算并测定桩位，提交监理复核批准。
（二）、设备选型
本试桩选用上海金泰工程机械有限公司生产的SD28旋挖钻机，钻筒直径为Φ1200mm，动力头回转扭矩286KN.m，回转速度6-30r/min，回转中心到钻孔中心距离3680-4100mm，钻杆长度69.9m，满足最大桩长66m要求，钻进设备进场后，及时进行设备检测报验，经监理验收合格后方可开钻。
（三）、护筒及埋设
1、钢护筒采用厚度6mm的A3钢板卷制，保证有足够的强度和刚度，内径比桩径大20cm，为Φ1400mm，护筒长3m，顶部高出地面0.3m，埋深2.7m，采用人工配合挖掘机埋设，在护筒的底部和外侧四周采用粘质土回填并分层夯实，使护筒底口处不致漏失泥浆。
2、护筒按照预先布置好的设计桩位中心进行埋设，并应严格保持护筒的垂直，护筒埋设完成后，用全站仪和检定过的钢尺测量护筒中心与设计桩位中心之间的偏差，同时用铅锤与钢尺检查其平面尺寸大小与垂直度偏差情况，各项指标经监理验收都符合标准后再进行使用。
3、如护筒底的土质较差，则采用挖深换土，在筒底换50cm厚的粘土，分层夯实后再安放护筒。
护筒就位后，在护筒四周分层回填粘土并夯打密实。
夯填时对称匀称，防止护筒移位。
护筒埋设前对桩位进行测定，钻进过程中经常检查护筒位置。
4、钢护筒中心与桩孔中心偏差控制在5cm以内，埋设垂直度偏差控制在1%以内。
（四）、钻机就位
1、设备带有工作装置行走时，与水平面的最大倾角为3°。
并且满足以下条件：
上底盘与主机履带成一直线；动力头位置尽可能低、钻具尽可能接触地面；桅杆处于后倾状态，当地表倾角较大时，油缸应当尽可能收缩；工地现场的地面承受压力必须大于250KN/m2，经计算现场施工时在履带下满铺30mm厚钢板，增强地基强度。
钻机就位必须保证底座平稳，必须控制好机头钻杆的垂直度与机架平台的水平度，保证钻机钻杆与护筒中心必须在一条垂直线上，偏差控制在2cm以内。
2、钻机就位后，复测护筒的顶标高，作为今后量测孔深与沉渣厚度的依据。
（五）、泥浆循环设置
根据试桩位置，现场挖设2个泥浆池，泥浆池体积约为10m3和20m3，用于清孔时排出泥浆的循环，沉淀后泥浆用泵抽到泥浆箱，再注入孔底进行清孔。
根据泥浆性能，及时补充新鲜浆液进行清孔。
泥浆箱设置6个，总体积为120m3。
泥浆的制备能力应大于钻孔时泥浆的需求量，每台钻机的泥浆储备量不少于单桩体积。
试桩开始前将6个泥浆箱中泥浆调制好，随挖随注。
（六）、泥浆制备
1、根据设计资料，试桩位置土粒较细，砂性较大，土层主要为粉砂夹粉土、粉土夹粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土等，因此采用人工造浆，确保桩基成孔质量。
准备充足的优质膨润土进行造浆，在箱体内造浆，严禁孔内造浆和造浆不及时。
试桩前准备20t优质膨润土，泥浆配比根据试验拟定为水：
膨润土=980Kg:
35Kg。
2、根据地质情况适当调整泥浆，泥浆性能根据土质的变化随时调整，新鲜泥浆指标一般为：
相对比重1.04-1.10，含砂率≤1%，黏度18-30，出口泥浆指标一般为：
相对比重1.1-1.2，含砂率≤4%，黏度18-30。
钻孔过程中随时对孔内泥浆的性能进行检测，做好记录，不符合要求时应及时调整。
钻孔泥浆进行循环处理后重复使用，减少排放量。
施工完成后废弃的泥浆采取先集中沉淀再处理的措施，严禁随意排放，污染环境和水域。
3、在地质变化处和交接班时必须进行泥浆指标检测。
（七）钻进
1、钻进前将泥浆垂直向桩孔中间进行注浆，初钻时在护筒底部低压慢速钻进，钻至护筒底下1m后，可按正常速度钻进。
钻进时进尺控制在50cm～80cm，软塑地层采用少进尺，可塑地层可适当增加进尺。
砂土或软土等易塌孔地层中钻孔时，用平底钻头，采用轻压、低档慢速、稠泥浆的钻进方法。
钻进过程中严格控制钻速，钻进软塑、流塑地层时如果进尺快，钻头被压入泥中和泥土结合成一个整体，提钻时的“活塞”效应容易将孔壁吸塌，造成坍孔埋钻事故。
2、钻进时应掌握升降机钢丝绳的松紧度，以减少钻杆晃动。
钻斗的升降速度一般控制在0.75~0.8m/s，在粉砂层中，升降速度应该更加缓慢，控制在0.4~0.65m/s。
在下放和提升钻头时速度要平稳，以免强烈的撞击造成孔壁坍塌，而且在钻进过程中要经常检查钻头通气孔，必须保证钻头通气孔的畅通无阻。
旋挖机钻斗挖好土提升后打开钻头底板，将钻筒中的土倾卸到孔的一侧，挖掘机负责将挖出的土倒运到孔外侧，沥干后由渣土车运出施工现场。
3、根据旋挖钻机配备的电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，也可以采用2台经纬仪成90°角跟踪观测控制，随时指挥机手调整钻杆垂直度，保持成孔的垂直度。
4、钻进施工时随着孔深的增加及时、连续地向孔内补充泥浆，维持护筒内的水头，防止孔壁坍孔。
钻进过程中应保证泥浆面始终不低于护筒底部500mm以上。
根据勘察资料，6-1粉土夹粉质粘土～9层中粗砂中存在孔隙I承压水。
当钻进至承压水层时尤其注意孔内的水头高度和提钻速度，水头高度必须能平衡孔内承压水压力，提钻速度应该降低，控制在0.3m/s左右。
5、正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。
6、钻进过程中注意土层变化，随时与地质图进行对照，合理调整钻进速度与钻压等钻进参数。
质量员必须如实、准确、及时地记录钻进过程，掌握进尺情况与泥浆指标数据。
7、成孔达到设计深度后用捞渣钻头清除孔底沉渣，沉渣厚度控制在10cm以内。
（八）、终孔及清孔
1、钻进达到设计标高后，应即进行孔深、孔径、垂直度等终孔检查，用检孔器检查垂直度、孔径，以便及时调整钻头直径。
符合设计要求后进行清孔，将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣。
浇筑混凝土前再次检测泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超出规范要求，再进行第二次清孔。
2、清孔时注意保持水头高度，宜高出护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m，同时必须控制好泥浆指标，避免因泥浆密度下降导致坍孔。
3、清孔后的泥浆密度指标为：
相对密度：
1.03~1.10，黏度：
17~20Pa.s，含砂率<2%，胶体率：
>98%，孔底沉渣厚度必须不大于10cm。
4、清孔后放置3小时左右时间，代替钢筋笼安装时间，验证成孔质量。
（九）、钢筋骨架制作吊装
1、钢筋笼加工制作在围挡内集中进行。
为保证加工精度，设置加工平台。
16T汽车起重机吊装入孔。
2、钢筋笼安装时采用起重机分段安装成形。
钢筋骨架对准护筒中心缓慢下放至设计标高，对分段制作的钢筋骨架，当前一段放入孔内后，即用钢管临时搁置在钻机平台上，再起吊另一段，对准位置，采用套筒挤压连接并验收合格后，逐段放入孔内至设计标高与设计桩位中心位置，最后将最上面一段利用φ25mm钢筋吊挂在护筒上，检测钢筋笼中心位置符合要求后，将挂钩与护筒内壁焊接固定，避免在混凝土浇注过程中钢筋笼整体上浮与偏移。
吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平衡垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。
3、钢筋笼在入孔前，在骨架外侧焊接钢筋耳环，以保证钢筋保护层厚度。
4、钢筋骨架定位后，立即吊装导管。
导管事先经过试拼，再进行水密承压和接头抗拉试验，合格后使用。
进行水密试验的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，亦不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内应力的1.3倍，根据计算本次水密试验的压力取值为0.9MPa。
导管内径为250mm，每节标准长度为300cm，最下面一节导管长度为4m，并配1~2节长1.0~1.5m短管，由管端粗丝扣法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。
5、主筋直径d≥25mm时，采用直螺纹连接方式，质量等级必须满足《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010）中的Ⅰ级要求。
主筋直径16≤d＜25时可采用焊接连接方式，单面焊焊缝长度≥10d，双面焊焊缝长度≥5d，且同一截面内钢筋接头不得超过50%，接头间距必须大于1000mm。
6、在钢筋笼骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，间距竖向宜为2米，径向圆周不少于4处。
（十）声测管安装要求
声测管采用3根Φ50*3mm金属管，声测管兼作桩底后期注浆管，其底部伸出桩底20—50cm，声测管直接固定在钢筋笼内侧，采用绑扎方式固定，声测管上端伸出原地面，每埋设一节声测管向管内加注清水，在正式灌注混凝土前，检查声测管内的水位，如管内水位不满，补充灌满，注意声测管管顶加盖，管底封闭。
（十二）、砼浇筑
1、首批灌注混凝土的数最应能满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要，要求首次灌浆斗容积不小于2.8立方米。
钢筋笼入孔后4小时内必须灌注混凝土，混凝土采用商品混凝土，由混凝土搅拌车直接送至工地，混凝土试块不少于3组，并对每车混凝土坍落度进行测试，控制在18～22cm。
混凝土质量如不符合技术规范要求，绝不使用。
2、商品混凝土采用混凝土自卸方式进行灌注。
3、水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间。
初灌注时，先在导管中安放球胆隔水栓，初灌斗与导管联接处用隔水板封闭，足量混凝土倒入初灌斗后，启出隔水板，保证导管埋入混凝土面超过1m，孔口大量返出泥浆，说明初灌成功，然后进行连续灌注作业。
4、灌注过程连续进行，不得中断，尽量缩短混凝土灌注时间。
灌注过程中安排专人负责检测记录工作，随时注意观察管内混凝土面下降及孔内返水情况，及时检测孔内混凝土面上升，及时提升和分段拆除上端导管，导管下口在混凝土内的埋置深度控制在2～6m，勤拆导管。
5、为确保桩顶质量，根据设计文件要求，灌注桩混凝土的桩顶标高高出设计标高一定高度，最小高度不宜小于设计桩长的0.3%，且不小于1m。
6、灌注快完毕时，最后一或两根导管缓慢拔出。
混凝土灌注完毕后割断钢筋笼吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残浆，由于桩顶混凝土面低于自然地面，灌好混凝土后加盖围挡，并做好醒目的警示标牌，以防止发生人身安全事故。
7、混凝土实际浇灌量不得小于计算值，充盈系数不得小于1，也不应大于1.3。
8、混凝土强度等级为水下C30，配合比等资料报监理审批后采用。
（十三）、桩底压浆施工
本工程桩基采用桩底后压浆工艺，钢筋笼安装完成后，在钢筋笼内设置3根注浆管，注浆管应均匀布置，管底位于桩底以下20~50cm。
1、注浆器采用单向筏式注浆器，注浆管底位于桩底以下20~50cm。
压浆工作宜在桩身混凝土强度达到设计强度的75%后进行，或在桩身的超声波检测工作结束后进行。
桩底压浆时，同一根桩中的全部压浆管宜同时均匀压入水泥浆，并应随时监测桩顶位移和桩周土层的变化情况。
2、注浆采用42.5号普通硅酸盐水泥，注浆水灰比为0.55～0.6。
灌注桩桩底后压浆量符合以下规定：
1根φ1200mm钻孔桩压浆量3000Kg。
3、灌注桩成桩后的7~8小时内，采用清水开塞，开塞压力0.8~1.2MPa，开塞后立即停止注水。
4、注浆过程中，控制好注浆压力和注浆速度。
注浆压力一般控制在0.4～0.8MPa，压浆压力宜为桩底静水压力的2-4倍。
注浆速度为32～47L/min。
现场配备与注浆器匹配的水泥浆液搅拌槽，注浆前对水泥充分搅拌4分钟以上，并设置过滤网片，过滤可能存在大颗粒的水泥结块，防止堵塞注浆管。
当注浆量达到设计要求；或注浆量达到设计80%以上，且压力达到4MPa可以终止注浆。
5、对于注浆失败的桩，采用如下补救措施：
桩侧采用低值钻机对称钻两直径约90mm的小孔，深度超过桩底500mm，然后在所成孔中重新放两套注浆管并在距离桩底约2m处用托盘封堵，并用水泥浆液封孔，待成孔5天后立即重新注浆，补入设计注浆量。
七、施工质量控制措施
旋挖桩施工常见质量问题有以下几项，项目部将针对这些旋挖桩施工过程中容易出现的问题采取相应措施，详述如下：
（一）、钻孔偏斜
1、钻机就位前进行场地平整，用挖掘机初步碾压，满足旋挖钻机的工作要求，钻机就位后调整液压系统进行精平，必须控制好机头钻杆的垂直度与机架平台的水平度，保证钻机钻杆与护筒中心必须在一条垂直线上，偏差控制在2cm以内。
2、钻孔形成后，经检孔器查明钻孔偏斜的位置，钻斗反复扫孔，使钻孔顺直。
（二）、扩孔和缩颈
1、钻进过程中应始终注意保持孔内泥浆有合理的比重和稠度；保证孔内有足够的水头压力。
2、旋挖钻机的圆柱形钻头在提出时会使钻头下产生真空，应严格控制提杆速度，防止真空吸力对孔壁产生不稳定影响。
3、出现缩孔时，可提高孔内泥浆量或加大泥浆相对密度采用钻斗上下反复扫孔的方法，恢复孔径。
（三）、钻杆折断
1、不使用弯曲严重的钻杆，严格遵循操作规程。
2、在坚硬、复杂地层要仔细操作，严格控制进尺和钻压的大小以策安全。
3、经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏的要及时更换、维修；对钻杆要定期起钻检查。
4、如发生钻杆折断事故，应及时组织打捞。
八、桩基施工检测与验收
1、检测内容
成孔后即可进行成孔质量检测。
成孔质量检查的内容包括：
孔径、孔深、孔底沉渣厚度等。
成孔的质量标准如下：
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔底沉渣厚度
不大于100mm
3
孔深
不小于设计规定
2、孔深及孔底沉渣检测：
孔深及孔底沉渣采用测绳上系扣钢筋检测。
测绳用钢尺进行校核，钢筋长25cm，质量约3.8kg。
3、孔径、孔形测量：
探孔器长度按照探孔器外经的4~6倍加工，实际加工长度为6m，主筋、支撑Φ25钢筋制作，外径与设计孔径相等为φ1.2m。
检测时，将探孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，以是否顺利放到孔底检测孔径和孔形质量。
4、成孔超声波检测频率
灌注桩以超声波法对桩的匀质性进行检测，检测在自平衡静载检测前一天完成。
对桩的质量有怀疑时及因灌注处理的桩，作进一步检测。
5、灌注桩的验收
（1）、桩尖标高达到设计要求，桩孔垂直度必须在0.5%以内，孔径在桩长范围内不小于1.0d，充盈系数1.0~1.3，桩底沉渣值≤100mm（在放入钢筋笼后，浇筑混凝土前测定）。
（2）、钻孔桩混凝土强度应大于设计图纸的要求,（水下C30），在桩的长度范围内均达到设计强度，无断层或夹层，桩的上端为重点检查部位，桩顶凿除预留部分后，无残余松散层和薄弱混凝土层。
（3）、钻孔灌注桩超声波法检测，静载试验等检测结果达到设计要求后方可验收。
九、安全文明施工措施
1、各类临时施工设施、堆物场和生活设施均堆放在围挡内；在围挡外侧设好相关的指示、警示标志，在围挡周边设置红白相间反光膜，设置夜间警示灯。
2、施工区域设有醒目的安全警示标志，并定期组织专人检查。
在工地四周的围挡上设有反映企业精神、时代风貌的醒目宣传标语。
3、工程材料分门别类、有条理地堆放整齐；机具设备定机定人保养，保持运行整洁，机容正常。
4、在钻机施工现场设置泥浆箱，减少泥浆池的挖设，加强泥浆施工管理，防止泥浆污染场地，废浆采用罐车装运外弃，严禁排入下水道或附近场地。
在围挡底用砂浆砌筑砖块封闭围挡，保证施工时泥浆不外流。
5、设立专职的“环境保洁岗”，负责检查、清除出场车辆上的污泥，清扫受污染的道路，做好工地内外的环境保洁工作。
6、加强施工现场用电管理。
各种电气设备均设置漏电保护器，确保用电安全。
施工现场用地严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ6-2005的规定执行，所有电气设备的绝缘状况必须良好，凡有裸露带电部位的电气设备和易发生电击危险区域要设置防护；严禁将电线路搭靠或固定在机械、栏杆、钢筋、管子、扒钉等金属上；现场分配电箱必须上锁，现场必须采用三相五线制供电系统。
7、严格按照旋挖钻机的操作规程要求进行操作，确保施工安全。
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