温州市域铁路S1线旋挖钻施工专项施工方案Word下载.docx
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严格遵循《温州市域铁路S1线一期工程温州特大桥基础设计图》施工设计说明及施工技术要求
严格遵守签订的承包合同，配备专业队伍，装备足够的优良机械设备，确保施工需要；
遵循施工规范和操作规范，确保工程质量和施工安全；
开源节流，精打细算，贯彻就地取材的原则，尽量利用当地资源，充分利用已有设施，尽量减少临时工程，提高经济效益；
节约施工用地，加强水土保持和环境保护；
加强工地标准化建设，文明施工。
2.工程概况
2.1钻机类型
桩基桩径为1250mm，钻孔桩拟采用旋挖钻机ZR-220A施工。
（钻机型号可根据桩径和地质情况调整）。
桩基共224根。
桩基采用C35混凝土，HPB300、HPB400及钢筋现浇，混凝土保护层50mm。
2.2地质条件
本标段工程沿线所经地区除局部低缓丘陵为砂类土或黏性土层外，一般均为深厚层淤泥、淤泥质土覆盖，工程地质条件较差，下伏白垩系、侏罗系基岩；
丘陵区岩性多为侏罗系西山头组（J3x）及九里坪组（J3J）凝灰岩地层。
海积平原区（Ib），地势比较平坦，开阔，多为房屋，农田。
本段第四系全新统至中更新统地层岩性主要为：
人工填土、淤泥、含粉砂淤泥、粉质黏土、砾砂（Q4al+m）、淤泥质黏土、细砂（Q4al+m）、黏土、粉质黏土、细砂、砾砂、砾石土（Q3al+m）、粉质黏土、细砂、砾石土（Q3al+l）、黏土、砾石土（Q2al+l），含粉质黏土角砾（Q2al+pl），含角砾粉质黏土（Qdl+el），下伏白垩系馆头组凝灰岩（K1g）。
第四系地层厚度较大，厚40～80m不等，基岩埋深较深，淤泥、砂层、黏性土层强度低，工程性质差，地基容许承载力低。
3.钻孔桩施工
3.1施工工艺流程图
以下为旋挖钻施工工艺流程图。
测放孔位
工程技术部
定位测量、预计孔深
合格
开孔通知单
地质验槽、旋挖钻进成孔
进
孔深、孔径、垂直度、验收
不合格
扫孔、清孔
钢材材质检验
安装钢筋笼
钢筋笼制作
安装导管
混凝土原材料检验
再次清孔
二次清孔测量孔深
合格
商品砼搅拌
运输至孔口
验收合格
灌注混凝土、作好灌注记录
旋挖钻孔桩施工工艺流程图
3.2钻机施工工艺
3.2.1钻孔前准备
在钻孔施工前，进行细致的施工调查，全面掌握现场实际情况。
严格做好各项技术准备工作，主要包括：
施工图现场核对，桩位坐标及高程计算，沉淀池、泥浆池、污水排放、渣土堆放及外运的详细规划等。
钻孔桩施工时应先平整施工场地，以利于安放钻机，砼运输车运输砼，钢筋笼安装、起吊导管等。
3.2.2测量放样
测量工作由专人负责，在施工准备阶段布设精密导线网。
在场地平整后，用GPS对桩位坐标点进行准确放样，放样完毕后应对各桩中心的相对位置进行复核测量，复核无误后报请监理工程师，监理工程师复核无误后立即埋设护桩，高程控制采用水准点为基准测放高程。
3.2.3埋设护筒
对于陆地桩，人工首先平整场地，清除杂物。
在开挖过程中，如遇管线不得擅自破坏、拆除，应及时上报，待处理方案出来后方能按处理方案进行下道工序施工。
钻孔桩护筒采用4mm厚钢板，内径为150cm，护筒顶面高出地面30cm以上。
护筒就位后，底部及四周回填粘土并夯实。
护筒埋设保证准确、稳定、不漏水，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，并保证护筒的垂直度，使其倾斜度≤1%。
3.2.4泥浆制备
泥浆循环池由制浆池、沉淀池、循环池组成。
为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用汽车运至指定地点堆弃。
泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作（地质条件允许时采用原土造浆），造浆用的优质粘土塑性指标大于25，粘粒含量大于50﹪。
制备的泥浆指标应达到：
泥浆比重：
一般地层为1.1～1.3，粘度：
一般地层16～22s，松散易塌地层19～28s，含砂率：
新制泥浆不大于4%，胶体率：
不小于95%，PH值：
大于6.5。
3.2.5钻机就位
旋挖钻机要求施工场地平整，为保持钻机的垂直度，通过控制器可使钻杆前俯1000mm，后仰600mm，左右摆800mm。
在钻进过程中，如钻机倾斜率在0.3以内，可自行调节垂直度。
3.2.6旋挖钻钻孔
利用旋挖钻杆上的液压马达往下压，并利用扭矩旋转，使旋挖钻头挤压并旋转切入土体，使破碎的土体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土、直至钻至设计深度。
注意事项:
①钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。
开钻前使钻头着地，进尺深度调整为零。
②钻进时原地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重、钻杆自重加液压力作为钻进压力，初钻压力控制在90kpa左右，钻速先慢后快。
③钻进过程中要不断补充泥浆，使孔内始终保持高于地下水位1.0～1.5m的水头高度，同时应根据土质情况调整泥浆配方和密度。
3.2.7检孔
钻孔到达设计深度后，应立即检查孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写成孔检查记录表。
孔深采用测绳测量，测绳配重及长度必须经过监理见证合格后方能使用，使用过程中并经常对测绳进行复核。
孔径、孔型检测采用检孔器，检孔器采用钢筋、钢管焊接制作。
检孔器由钻机吊起，放入待检孔内，然后放松吊绳使检孔器靠自重下落，在孔内能下落到孔底，则孔径、孔型符合设计要求。
如在某个位置卡住，测量下放钢丝绳长度，可计算出深度，用钻机扫孔时重点反复清扫该位置。
3.2.8清孔
（1）钻孔达到设计标高后，请质检工程师检查验收，经检查孔径、孔深、钻孔垂直度和沉渣厚度均达到规范或设计要求后，应立即进行清孔。
（2）清孔采用换浆清孔法，于钻孔完成后，提升钻锥距孔底10-20cm，继续循环，以相对密度较低（1.1-1.2g/㎝³
）的泥浆压入，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。
严禁使用加深孔深的方法来代替清孔，清孔后沉渣厚度≤50mm。
3.2.9钢筋骨架制作与安装
（1）钢筋笼在施工现场制作成型。
钢筋的绑扎、焊接应按照设计图纸要求进行，成型后经自检合格并请监理工程师检查验收。
并在灌注混凝土前分节放入孔中。
钢筋骨架采用预制，每节九米左右，采用搭接焊连接。
钢筋骨架加工及安装允许偏差见下表。
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±
100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
20mm
3
主钢筋间距
0.5d
尺量检查不少于5处
4
加强筋间距
5
箍筋间距或螺旋箍间距
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
7
钢筋保护层
注：
d为钢筋直径，单位为mm
（2）清孔后，应及时将钢筋笼放入孔内，钢筋笼要居中下放，钢筋笼在钢筋棚加工，运至钻孔桩附近，利用钻机自身起吊系统或吊车吊装入孔，钢筋笼入孔后，用两根A10吊筋把钢筋笼与护筒顶横杆焊接牢固定位，防止钢筋笼下落。
同时采用四根φ48mm钢管撑住钢筋笼，防止在灌注过程中钢筋笼上浮。
（3）钢筋骨架的起吊：
为保证在吊装和运输过程中钢筋骨架不变形，钢筋骨架内设活动320钢筋加工的十字内撑架。
并且设置两个吊点。
第一吊点设在骨架下部，第二吊点设在骨架上部第一个加强箍筋上，使用型钢做为扁担，确保钢筋笼吊起后处于垂直状态。
起吊时同时提起两点，使骨架稍起，骨架离开地面后第一吊点停止起吊。
随着骨架的不断上升，慢慢放松第一吊点，直到使骨架垂直地面。
解除第一吊点检查骨架是否顺直，如有弯曲校正后再放入孔中。
型钢铁扁担示意图
（4）钻孔桩的钢筋骨架在在加工过程中一定要试拼，并按分段顺序编号，确保钢筋笼顺利安装。
（5）钢筋笼保护层，采用自制耳状定位筋，焊接与主筋外皮。
耳筋沿钢筋骨架每间隔2m设置一道,横向沿骨架四周设置四个。
3.2.10导管安装
导管采用Ф250mm的钢导管，必须保证导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。
导管使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽在上。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
导管接头使用法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。
把导管安放于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。
导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。
导管安装后其底部距孔底有30-60cm的空间。
首次使用前应对导管进行水密试验,水密压力按下式计算：
p=1.3（γc×
Hc-γw×
Hw）
式中：
P—导管可能受到的最大压力（kpa）；
γc—混凝土拌和物的容重（取上限24KN/m³
）；
Hc—导管内混凝土柱最大高度（m）以导管全长或预计最大高度计；
γw—井孔内水或泥浆的容重（KN/m）；
Hw—井孔内水或泥浆的深度（m）。
Hc取82m（最大桩长82m）γw取下限11KN/m3，Hw取86m。
则P=1.3×
（24×
82-11×
86）=1328.6KPa
3.2.11第二次清孔
导管安装完毕后用潜水泵把泥浆比重在1.05-1.15的泥浆压入孔底，将孔内含有悬浮钻渣的泥浆换出，清孔过程中经常检查泥浆指标，持续循环净化至孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；
孔底沉渣厚度不大于5cm时报监理工程师检查合格后方可进行下到工序。
二次清孔完成后应立即浇筑水下混凝土，避免沉渣再次沉淀。
3.2.12灌注水下混凝土
（1）灌注混凝土前，重新检查孔底沉淀厚度，如有超过规范应进行二次清孔，直到合格为止。
（2）灌注水下混凝土采用内径为250mm的刚性导管，标准节为2.5m一节,再加部分调整节。
节间采用锥形活套联接，容量为1.3m3漏斗。
钢筋笼安放完成后，及时拼装吊装导管，导管下口距孔底30-60cm左右。
首批混凝土数量应满足入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m，并不宜大于3m。
首批灌注混凝土数量计算公式为：
V—灌注首批混凝土所需数量（m³
）；
D—桩孔直径（m）；
H1—桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；
H2—导管初次埋置深度（m）；
按埋置深度2m计算；
d—导管内径（m）；
按0.25m计算；
h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=Hwγw/γc;
γw—井孔内水或泥浆的容重（KN/m）；
Hw—井孔内水或泥浆的深度（m）
Φ1.25m钻孔桩h1=50.7*11/48.7=11.5
Φ1.25m钻孔桩首批混凝土数量为：
（0.4+2）+
=1.3
（3）灌注工作应连续进行,经常用测绳探测钻孔内混凝土高度,及时调整导管埋深,导管埋深控制在2～6m范围内，利用钻机卷扬机提升导管。
（4）经常检查砼坍落度，控制在180-220mm，并按规范要求制作砼试件，进行标准养护。
（5）当混凝土面接近和进入钢筋骨架时，保持导管较大埋深，放慢灌注速度，减少混凝土对钢筋笼的冲击。
当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定埋深。
（6）施工中尽量减少拆除导管时间,灌注混凝土工作在4-6小时内完成。
（7）混凝土灌注快达到设计高程时，计算好末盘混凝土数量。
灌注桩顶标高大于设计标高1.0m，当混凝土达到一定强度后拔除钢护筒，凿除多余混凝土，并清除干净。
3.3质量检验
（1）检查和验收，要符合规范的规定。
每根桩基混凝土试件为3组。
（2）桩基采用声波透射法进行桩身质量检测。
（3）质检工程师对每一根成桩平面位置的复查、试验结果及施工记录都认可后，并要得到监理工程师书面形式批准，在未得到监理工程师的批准前，不得进行该桩基础的其他工作。
3.4旋挖桩机施工的优缺点
根据旋挖桩机的优缺点，合理安排现场施工，较好的发挥旋挖钻机的优点，创造适宜旋挖钻机的条件，做好前期准备工作，对施工中暴露的问题针对性解决，避免不确定性问题的发生。
3.4.1旋挖桩机施工的优点
（1）施工速度快。
由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内提升运至地面,无需将岩土搅碎靠泥浆返出孔外,平均每分钟进尺可达50cm左右。
施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6倍。
（2）施工精度比较高。
施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电脑控制。
（3）噪声小。
旋挖桩机施工的噪声主要来自机身发动机的声音,其余部件几乎没有摩擦声,特别适合在市区或居民区使用。
（4）有利于环保。
旋挖桩机施工泥浆用量比较少,施工过程中泥浆的主要作用在于增加孔壁的稳定性,甚至在土层稳定性比较好的区域可以使用清水代替泥浆钻孔施工,大大减少了泥浆的排放,对周围环境的影响比较小,同时节省了泥浆外运的成本。
（5）可自行行走,移机方便。
只要场地承载力能满足旋挖桩机自重要求,其本身靠履带可以自行移动,无需其他机械配合。
（6）机械化程度比较高。
施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装,无需进行泥浆清渣处理等,可降低工人的劳动强度,同时节约人力资源。
（7）无需提供动力电源。
目前市场上使用的旋挖桩机都采用机身柴油发动机提供动力,对施工场地没有用电的情况下,尤其适用,同时也省去对电缆的拖运布设和防护,安全性相对比较高。
（8）同条件下,单桩承载力比钻孔灌注桩高。
由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔,成孔后孔壁比较粗糙,同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用,成桩后桩体与土体的结合程度比较高,相对而言单桩承载力要高。
（9）适用地层广泛。
如果在旋挖桩机施工过程进行相应的技术控制,由于旋挖桩机配置钻头的多样性,旋挖桩机可以适用各种地层,在同一个桩施工过程可以全部由旋挖桩机完成,不需要选用其他机械配合成孔。
（10）易于管理。
由于旋挖桩机自身特点,同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少,同时用电要求不高,从管理角度来讲,易于管理和节省管理成本。
3.4.2旋挖桩机施工的缺点
（1）自重大,对场地要求比较严格。
旋挖桩机工作状态自重一般在70t左右,但其履带与地面接触面积约7.0m²
所以要求的地基承载力在100kPa左右,特别在填土地区,如果地表没有进行硬化或换填处理,地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑,否则采用旋挖桩机施工移机就非常困难,严重浪费机械优势。
（2）孔壁护壁差。
由于旋挖桩机钻进速度快,主要靠切土钻进,孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差。
特别在填土和软土地层,塌孔和缩径容易发生,要给予重视。
填土和软土中施工要控制钻进速度,尽量多转少钻,达到护壁的要求,同时在软土中施工要注意钻进进尺,一次钻进深度不宜太大。
（3）需要机械配合作业。
旋挖桩机由于构造特点,成孔后钢筋笼的安装和混凝土的灌注不能自行完成,必须有其他起重机械的配合,而且挖孔过程产生的弃土必须有其他运土机械进行挖运配合,否则弃土堆高后会直接影响旋挖桩机的施工。
（4）软土中孔内容易产生负压。
旋挖桩机钻筒与土体接触面比较大,在软土中如果钻进进尺大,钻斗提升过程容易产生负压,在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响,容易形成孔壁缩径。
（5）施工过程短期投入增加。
由于旋挖桩机施工速度快,短期需要投入的材料费用比较大,施工单位要结合项目资金运作情况,项目工期和合同约定的相关奖惩情况进行综合考虑和选用。
3.5常见钻孔事故的预防和处理办法
类别
产生原因
预防和处理措施
坍孔
⑴泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
⑵护筒埋置太浅，下端孔口漏水。
⑶由于清渣后未及时补充泥浆或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够。
⑷松散砂层中进尺太快。
⑸钻头、导管或钢筋笼碰撞孔壁。
⑴在松散砂层中钻进要严格控制进尺；
投入粘土膏、卵石等挤入孔壁起护壁作用。
⑵发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻。
⑶发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到坍孔处以上1～2米，待沉积物密实后再钻。
⑷清孔指定专人补水；
吊入钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。
钻孔倾斜
⑴钻孔中遇有较大孤石。
⑵在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均。
⑶扩孔较大处钻头偏向一方。
⑷钻机底座不平，钻杆弯曲。
⑴遇孤石或倾斜的软硬地层，钻进时低钻速，控制进尺。
⑵经常检查钻机底座水平、钻杆接头，逐个检查及时调正。
扩孔
孔壁坍塌。
局部扩孔不影响钻进至设计标高，可不处理；
若扩孔后继续坍塌，按坍孔处理。
缩孔
钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀。
及时焊补钻锥；
上下反复扫孔以扩大孔径。
掉钻落物
⑴卡钻时强扭。
⑵钻杆疲劳断裂。
⑶操作不当，使不应反转的钻机反转，钻杆松脱。
⑴开钻前清除孔内杂物，用电磁铁或冲抓锥打捞。
⑵经常检查钻具、钻杆、钢丝绳。
⑶采用打捞钩、打捞叉吊出。
3.6施工工期，投入人员、机械设备数量
3.6.1施工工期
旋挖钻钻孔桩计划于2016年9月8日开工,2016年10月8完工。
3.6.2人员投入
旋挖钻钻孔桩人员统计表
人员
数量
工天
备注
管理人员
30
已进场
技术人员
施工人员
14
安全员
3.6.3机械设备投入
旋挖钻钻孔桩机械设备统计表
机械类型
台班
PC220挖掘机
ZL50装载机
罐车（8方）
ZR-220A旋挖钻机
4.质量保证措施
4.1严格执行“三检制”，做好工序交接工作，上道工序不合格，严禁转入下道工序施工，否则坚决返工。
加强过程控制，特别对关键工序和特殊工序进行全过程控制，进行过程检查和旁站制度。
4.2积极开展提高工程质量的活动，开展劳动竞赛、生产大比武活动，形成
你超我赶的提高工程质量活动的良好气氛。
4.3施工员、技术人员加强值班，对施工中的重点、难点给予现场指导、监督，确保施工质量。
4.4定期组织质量大检查，及时进行奖优罚劣以促进工程质量的提高，保证“过程精品”，实现整体创优。
4.5严格执行“技术交底制”和“测量复核制”，每道工序无技术交底和测量不准施工，并做到技术资料和施工进度同步，从技术上保证工程质量。
4.6重视测量工作，选派技术水平高、操作熟练的技术人员组成强干的队伍，装配先进的测量仪器，项目部装配全站仪、精密水准仪等先进的测量仪器，以充分地保证测量精度。
4.7完善质量检测手段，用检测控制工序，让工序控制过程，靠过程控制整体。
从施工每一道工序，每一个环节入手，全过程的跟踪检测，以确保工程质量依数据说话。
质量保证体系框图
5.安全保证措施
5.1钻孔桩埋置的护筒及钻孔桩成孔的孔洞应加“盖”和设置明显的标志及防护。
5.2施工中向全体作业人员进行安全技术交底。
钻孔桩施工编写作业指导书及安全专项交底书，施工过程中应严格执行。
钻孔、混凝土灌注实行技术人员，工班负责人现场值班制度，交接班时填写工序交接卡，交待施工情况及下一步工作应注意事项。
5.3建立健全安全生产责任制，从项目经理到生产工人，明确各自的岗位责任，各专职机构和业务部门要在各自的业务范围内对安全生产负责。
5.4做好各种标志牌：
在工程现场适当位置设置必要的标志牌，包括警告与危险标志、安全与控制标志、指路标志等。
5.5工地修建的临时住房、架设的动力照明线路、库房，都必须符合防火、防水、防触电、防雷击的要求，配置足够的消防设施。
5.6机械设备布局要合理，且装有安全装置，编制操作规程，操作者严格遵守操作规程，操作前要对设备进行检查，机械设备严禁带故障运行。
5.7夜间施工时，现场必须有符合操作要求的照明设备。
施工住地要设置路灯及警戒指示灯。
5.8消除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源，控制火源、易燃物及助燃物。
配备灭火器材，并同地方消防部门联系，加强安全防护工作。
5.9起重作业严格按照《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ-86）和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定的要求执行。
5.10施工现场的临时用电,严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行。
项目经理
项目总工程师
项目副经理
质检安全部
物资机械部
安全技术措施交底
制定施工安全技术措施
制定操作标准
司机安全教育
车辆状况检查
行车事故分析处理
行车安全教育
行车设备安全操作检查
作业人员安全教育
作业人员防护设施检查
作业人员操作违章检查
安全生产教育
违章作业安全事故处理
组织安全检查
安全质量标准工地建设
制定机电设备使用措施
机电设备状况检查
安全生产管理体系框图
6.文明施工保证措施
6.1创文明工地目标
文明施工管理是创优规划中的重要方面，本工程文明施工管理目标是：
标准化文明工地。
由现场经理组织，分别在场容场貌、料具管理、环境控制、综合治理等方面确定责任人，采取“
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