钻孔桩、格构柱施工方案

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1、1 编制依据1.1 本标段的工程、水文地质资料；1.2 有关设计施工图；1.3 地基基础设计规范（DGJ-11-99），建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002），建筑桩基技术规范（JGJ94-94），上海市钻孔灌注桩施工规程（DBJ08-202-92）等有关规范、规程、标准。1.4 施工平面布置图和施工区域内及临近区域内的地下地上管线、地下障碍物、地面原有建筑物和构筑物等的调查资料；1.5 可供施工用的水、电。2 工程概况为保证虹莘路站基坑内支撑稳定，设置了格构柱和800钻孔灌注桩，格构柱插入灌注桩内3m，与灌注桩主筋焊接，一起吊放。虹莘路站共设钻孔灌注桩19根，格构柱19

2、根。兼做抗拔桩，以满足主体结构的抗浮要求。虹莘路站的钻孔均穿越2地层，地质条件较为复杂。主要工程数量见下表项 目数量钻孔桩C30混凝土238.64m3钢筋31.19t格构柱角钢65.43t16mm钢板35.2t40b槽钢33.90t 注：表中钢材用量未考虑搭接及损耗量，混凝土用量未考虑超灌数量，槽钢在基坑土方开挖时使用。3 施工方案和组织管理3.1 施工方案针对上海地区软土地基的特点，本工程拟采用原土造浆泥浆护壁，GPS-10型正循环回转钻机钻进成孔，导管水下灌注混凝土成桩的施工工艺。钻孔灌注桩施工有以下两方面的特点：一是施工过程控制受人为影响比较大；二是施工过程的隐蔽性较强，后道覆盖前道工序

3、的施工结果，如果存在大的质量问题，很难发现。因此，必须严格施工过程的控制，以过程控制来保证成桩质量。钻孔灌注桩施工是湿法作业，成孔采用泥浆护壁，将产生大量废弃泥浆需要外运排放，因此，施工区域及周边的环境保护尤为重要。3.2 组织管理钻孔桩、格构柱施工管理网络如下图。 项目常务副经理：张洪峰 项目负责人：谷雨 总工程师：曾德成 技术负责人：周轩 结构工程师：党成 现场施工负责人： 刘楚文 现场技术负责人：王义盛 施工班组人员4 成桩顺序和施工流程4.1钻孔灌注桩、格构柱施工流程钻孔灌注桩、格构柱施工流程见下页图。测量放线定桩位钻 孔埋设护筒钻机就位测孔深和沉淤第一次清孔制备浆液吊放钢筋笼格构柱钢

4、筋笼格构柱制作制作试块商品混凝土吊放导管第二次清孔测沉淤灌注水下混凝土泥浆沉淀池泥浆处理外运 钻孔灌注桩、格构柱施工流程图。5 主要施工方法及工艺技术要求本工程钻孔穿越多种地层，分布顺序、层厚各不相同。钻孔灌注桩采用GPS-10型钻机钻孔，泥浆护壁，泥浆和废碴采用运输车辆运弃，吊车起吊安装钢筋笼，采用导管灌注水下混凝土。5.1 施工准备测量放线首先进行测量定位，测放出钻孔桩的位置，并编号。场地布置施工现场应做到“三通一平”，弄清地下管线和地下障碍物的种类和位置，采取相应的技术措施。严格按照场地规划布置搭建材料堆场及各种施工、生活、安全、保卫和消防设施。护筒埋设为避免孔口坍塌，施工前应定出桩位并

5、埋设好成孔用护筒。护筒的选用及埋设应符合以下规定：护筒一般采用钢板卷制，应有足够刚度。护筒内径宜比桩身设计直径大10cm。护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心线的偏差不得大于2cm，并应保证护筒垂直。护筒埋设深度应超过杂填土埋藏深度，且护筒底口埋进原土深度不应小于20cm。护筒周围用粘土分层回填夯实。5.2 成孔施工5.2.1 钻机就位钻机安装定位要准确、水平、稳固（用水平尺、线锤检查其水平和垂直度）。钻机回转盘中心与桩位中心的偏差不得大于20mm。钻机安装作到“三点一线”，即天车中心、回转器与钻头在同一铅垂线上。钻机定位后，应用钢丝绳将护筒上口挂带在钻架底面上。5.2.2 护壁浆液制备在距

6、孔口一定距离内挖设521.5m的泥浆池及排水沟。注入孔口的泥浆要求：比重为1.041.15g/cm3，漏斗粘度1822s，含砂率小于4%，胶体率大于95%。5.2.3 成孔本工程采用GPS-10型钻机，正循环回转钻进成孔。钻头采用螺旋三翼梳齿式钻头，钻头直径800mm，钻头焊有保径硬质合金块，以防钻头磨损。成孔时，要经常检查钻头尺寸。成孔钻进控制参数见下表：土层性质钻压（KN）转速（r/min）泵量（m3/h）钻进速度（m/h）开孔自重2130-108粉、黏土自重42140-18010-15砂黏土自重42-78160-18010-15正循环钻机钻进操作要点：开挖钻进时，先轻带压，慢转并控制泵量

7、，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。正常钻进时，应合理控制钻进参数。操作时应掌握好起重滑轮组钢丝绳和水龙带的松紧度，并注意减少晃动。在粘性土层中，回转阻力大，容易造成糊钻，要采取小钻压、高转速、大泵量、稀泥浆钻近。每个回转钻进前，或加接钻杆时，要把钻具提离孔底，冲洗循环3分钟后，慢转小压力扫至孔底，逐渐转入正常钻进参数。严禁将钻具猛然撞入孔底，不扫孔直接施给大压力高速钻进。成孔过程中要始终保持钻头在吊紧状态下钻进。钻进中，应时刻保持液面的稳定，不得随意提动钻具。孔壁不稳定时，升降作业要采取回灌措施，放慢升降速度，防止液体“激动”冲坏孔壁。在刚灌注完的邻桩旁施工，桩间安全距离要大于4倍桩径

8、（即3.2m）或最小时间间隔不少于36小时。正循环钻机常见故障的原因及处理方法。序号现象原因处理方法1在粘土层中钻进进尺很慢、憋泵1.泥浆粘度过大2.糊钻3.钻头磨损1.调整泥浆性能2.冲洗钻头3.修理或更换钻头2在砂层中钻进进尺缓慢、钻头磨损大泥浆上返速度小，钻碴不能及时排除，岩屑重复破碎加大泵量增加泥浆上返流速，清除钻碴3钻具跳动大回转阻力大，切削具合金易崩落钻遇卵砾石层，孔底有石块砂砾层胶结使用导向钻头过胶结层，使用抽砂筒或冲抓锥捞除石块4钻进中转盘负荷突然剧减钻具扭断提出钻具检查打捞5泥浆泵无泵量或泵量明显减少1.钻杆折断2.活塞盘损坏3.活塞有杂物4.吸水头阀门损坏，密封不良1.停车

9、更换新件2.更换新盘3.拆开修理4.停车更换新件6泥浆泵泵量减少，但负荷正常，有时伴有撞击声1.阀体或阀座损坏2.阀体或阀座损坏有杂物3.吸水头堵塞1.修理更换新件2.清除夹杂物3.清除吸水头堵塞物5.2.4 清孔清孔分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行；第二次在下放钢筋笼、格构柱和灌注混凝土导管安装完毕后进行。清孔方法为：第一次清孔，钻孔达到设计深度后，将钻头提离孔底10-20cm，空转不进尺，以相对密度较小的新泥浆将孔内的钻碴和密度较大的泥浆换出。 第二次清孔利用导管进行。当钢筋笼和格构柱及导管全部入孔后，导管底口渐次下降到井底0.3m左右，进行清孔。当孔底沉淤50mm（用带圆锥形测

10、锤的标准水文测绳测定），泥浆比重1.15时，即可停止清孔作业。第二次清孔完成后，应保持水头高度，并必须在30分钟内灌注水下混凝土，若超过30分钟，应重新测定孔底沉淤厚度，若超过规定应重新清孔。5.3 钢筋笼、格构柱加工及吊装 5.3.1 钢筋笼、格构柱加工钢筋笼、格构柱采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及GB50204-2002规范要求施作。钢筋笼主筋采用焊接，焊接长度符合设计要求，接头相互错开。主筋与加强筋、箍筋采用点焊。施工中按照以下规定加工钢筋笼、格构柱。根据设计图纸计算出箍筋的用料长度、主筋分布段长度，将所需钢材用切割机成批切好备用，并按照钢筋加工的规格和编号的不同分别挂牌堆放。

11、将支撑架按23m的间距摆放在同一水平面上对准中心线，然后将配好定长的主筋平直摆放在支撑架上。主筋与加强筋间采用点焊，加强筋置于主筋两侧，自桩顶往下每隔2m设一道。钢筋笼自上而下以4m间距设一组保护层导正筋，每组4根。主筋混凝土保护层允许偏差为20mm。将制作好的钢筋笼稳固放置在平整地面上，防止变形，并挂牌标明钢筋笼的长度及对应的桩号。钢筋笼加工完毕，报请监理验收，合格后方可使用。钢筋笼、格构柱制作允许偏差见下表项次项目允许偏差（mm）1钢筋笼主筋间距10箍筋间距20钢筋焊接搭接长度单面焊10d，双面焊5d钢筋笼直径10钢筋笼整体长度1002格构柱外形尺寸0，+10钢板下料尺寸5插入灌注桩尺寸5

12、05.3.2 钢筋笼、格构柱吊放采用50T履带吊车分节下放钢筋笼、格构柱。格构柱与钢筋笼必须焊接牢固，垂直度偏差不大于1/200。起吊钢筋笼下笼时由人工辅助对准孔位，保持垂重、轻放、慢放，避免碰撞孔壁。下放过程中若遇到障碍应立即停止，查明原因进行处理，严禁高提猛放和强制下入。下放钢筋笼、格构柱时，技术人员在场严格控制笼顶标高。应对格构柱顶面超平控制，并与井口钢管焊接牢固，防止钢筋笼下沉或浇筑混凝土时上浮。5.4 水下混凝土浇筑钻孔桩采用C30水下混凝土。清孔、下钢筋笼，二次清孔达到要求后，立即浇筑水下混凝土。根据桩径、桩长合理选择导管和起吊、运输设备。混凝土采用商品混凝土泵送，要求其坍落度为1

13、822cm，2小时内析出的水份不大于混凝土的1.5%。浇筑应尽量缩短时间，连续作业，使浇筑工作在首批浇筑的混凝土仍具有塑性的时间内完成。5.4.1 水下浇筑混凝土施工顺序安设导管及漏斗悬挂隔水（橡胶球胆）浇筑首批混凝土浇筑混凝土至桩顶拔出护筒首先安设导管，用吊车将导管(内径250mm)吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底距离保留3050cm左右。导管在使用前及浇筑45根桩后，要检查导管及其接头的密闭性，确保密封良好。浇筑首批混凝土之前在漏斗中放入首批混凝土。在确认储存量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管的水，使隔水塞留在孔底。浇筑首批混凝土量应使导管埋入混凝土中深度不小于1.0m

14、（初灌量约1.6m3）。首批混凝土浇筑正常后，应连续不断浇筑，浇筑过程中应用测锤测探混凝土面高度，推算导管下端埋入混凝土的深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。在浇筑过程中应将井孔内溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。5.4.2 水下浇筑混凝土的技术要求首批混凝土浇筑量应保证导管底口埋入混凝土中不小于1.0m，浇筑过程中混凝土面应高于导管下口2.0m，每次拆除导管前其下端被埋入深度不大于6.0m。混凝土浇筑必须连续，防止断桩。随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不超过15分钟。提升导管时，应尽量避免碰撞钢筋笼或格构柱。在浇筑过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混

15、凝土应徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上而下倾入管内，以免在管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。混凝土上层存在一层浮浆需要凿除，桩身混凝土需超灌2.0m，在灌注混凝土结束时，要慢提导管并上下串动导管，防止出现空心。混凝土灌注的充盈系数（即实际灌注混凝土体积和按设计桩身计算体积加预留长度体积之比）不得小于1.0，也不宜大于1.3。否则，应查明原因。单桩混凝土灌注时间不宜超过4小时。浇筑混凝土时，需按要求做好记录浇筑过程中，如因机械故障、堵塞、操作失误等原因，造成断桩事故，应及时向监理工程师及设计人员报告，研究补救措施。混凝土桩成品质量直接影响工程整体的质量与施工过程的安全，成品后必须进

16、行无损检测，严格按基桩无损检测相关规程办理，检测桩应达到类桩及以上标准。5.5 桩孔回填由于本工程的钻孔灌注桩施工时，设计混凝土灌注至车站底板底，为保证格构柱垂直和施工安全，钻孔桩混凝土灌注完成后，须进行回填处理。回填材料采用粘土，回填完成后，拔除钢护筒，及时恢复原地面。6 质量检查评定成孔允许偏差及检测方法项目允许偏差检测方法主控项目桩位50mm基坑开挖后，放出轴线，对照轴线用钢尺检查孔深0300mm测绳测定，钻杆验证桩体质量检查符合设计要求小应变检测混凝土强度符合设计要求每根桩取一组试件承载力符合设计要求设计未作要求一般项目垂直度0.5%检查套筒桩径50mm用井径仪，尺量检查泥浆比重1.1

17、51.20用泥浆比重计测定泥浆面标高0.51.0m测泥浆面高于地下水位的高度沉碴厚度50mm吊锤检查混凝土坍落度1822cm灌注前，用混凝土坍落筒检查钢筋笼安装深度100mm尺量检查混凝土充盈系数1.3系数1计算每根桩的实灌量与桩体积之比桩顶标高+30，-50mm水准仪测量（扣除桩顶浮浆及劣质桩体）7 场地布置施工场地平面布置见后附虹莘路站施工场地平面布置图。8 施工进度计划1、单桩成孔时间分解：单桩成孔时间单桩灌注混凝土时间工序名称时间工序名称时间1、钻机就位准备1小时6、钢筋笼格构柱吊放2小时2、成孔6小时7、钻机就位0.1小时3、第一次清孔0.5小时8、下导管1.5小时4、提钻验收0.5

18、小时9、二次清孔0.4小时5、其他1小时10、灌注水下混凝土1小时单桩完成合计时间：14小时9 材料、机具和劳动力计划9.1 主要工程材料供应计划各类主要工程材料计划见下表：项 目数量钻孔桩C30混凝土238.64m3钢筋31.19t格构柱角钢65.43t16mm钢板35.2t40b槽钢33.90t注：表中钢材用量未考虑搭接及损耗量，混凝土用量未考虑超灌数量。 9.2 主要设备选用序号名称规格(型号)单位数量1钻机GPS-10台12钻杆127mm米453三翼梳齿钻头800mm个24履带式吊车50T台15混凝土导管内径259mm米456泥浆泵2PNL台27潜水泵QY15-26-2.2台28电焊机

19、BX-330台109.3 劳动力安排序号工种数量(人)1工长12技术负责人13钻机司机64机修工25电工26起重工27电焊工68钢筋工109普工1010测工310 质量、安全和环境保护措施 牢固树立“以人为本、建优质工程”的精神，正确处理好“质量、工期、成本、安全、效益”五者关系。 坚持“五到位”：操作要点交底到位，上下工序交接到位，上下班交接到位，关键部位的检查验收到位，各种材料设备和加工构件进场验收到位。10.1 质量保证措施10.1.1 钻孔质量保证措施：1、钻孔施工时，选用粘度大、失水量小，在孔壁上能形成韧性强的优质化学泥浆，确保土壁的稳定，并根据钻孔过程中土层的情况，调整泥浆指标，以

20、适应其变化。2、施工中防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定孔壁所必须的液面高度，确保泥浆液面在地下水位0.5m以上,同时不能低于护筒顶面0.3m，泥浆配备充足，防止泥浆供应不足的情况发生。3、雨天时地下水位上升时须及时加大泥浆的粘度，雨量较大时暂停钻孔，并封盖孔口。作好地面排水系统，确保排水通畅，避免地表水流入孔内稀释泥浆，引起孔壁坍塌。4、成孔结束后进行泥浆置换，吊放钢筋笼、格构柱，放置导管等工作，经检查验收合格后，立即进行水下混凝土浇注作业，尽量缩短孔壁的暴露时间。5、安放钢筋笼、格构柱时做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动碰撞槽壁而引起坍方。10.1.2 钢筋笼、格构柱质量保证措施1、钢

21、筋笼、格构柱必须在水平平台上制作，制作时须保证有足够的刚度。钢筋笼、格构柱制作过程中及制作完成后，须由项目部技术人员、质量员跟踪检查。2、严格控制钢筋笼、格构柱制作精度，外型尺寸、垂直度，偏差值尽量在负偏差范围内。3、吊放钢筋笼、格构柱时如发现不能顺利下放，严禁强行入槽，应立即停止吊放，待重新成孔清碴后再吊放钢筋笼。10.1.3 混凝土质量保证措施1、严格控制导管埋入混凝土中的深度，严禁导管拔空，采用混凝土数量及实测数据确定混凝土导管的埋入深度。灌注混凝土前在现场贮备足够的混凝土，混凝土保证连续灌注，如万一拔空导管，应立即采取相应的补救措施。2、保证商品混凝土的供应量，工地试验技术人员必须对拌

22、合站提供的混凝土数量进行核查并测试其到达施工现场后的混凝土坍落度，保证商品混凝土质量。10.2 安全保证措施1、成孔施工过程中，确保泥浆液面高度不低于护筒顶面下0.3m，并定时检测泥浆指标，从而保证泥浆对孔壁的保护作用，避免孔壁坍塌。2、泥浆池周围设立围护栏，高度不小于0.8m。设立醒目警示牌，夜间设警示灯。3、钢筋笼、格构柱吊装时，设专人指挥。10.3 环境保护措施10.3.1废浆废水处理在现场修建存土坑和泥浆沉淀池及污水池等，保证泥浆不落地，以减少对环境的污染。经检查不能再生的泥浆和砼浇筑置换出的劣质泥浆经沉淀处理后，用罐车将废碴运至指定地点废弃，施工污水经沉淀并达到排放标准后，排入城市下

23、水管道。10.3.2 预防噪音污染措施1、施工期间，噪声满足建筑施工场界噪声限值(GB12523-90)的要求。2、各种噪音超标的施工机械在夜间22时到次日6时内严禁使用，由于特殊原因在上列时间内需从事超标准施工，事先向当地环境保护部门办理批准手续，并向周围居民公告，执行国家标准GB12523-90建筑施工场界噪声限值的规定。10.3.3 预防尘土污染措施1、施工地段设围连续、密闭、符合相关规定的围栏进行完全封闭，在出土位置，设置环保缓解屏障。2、落实环境保洁责任制，所有施工现场以外的公用场地禁止堆放材料、工具、垃圾等杂物；施工区内除按计划搭设临时设施和堆放施工材料外，对生活管理区和人员活动区进行必要的场地绿化，美化环境，保持现场周围清洁卫生。3、定期进行场地清洁和洒水降尘，场地出口设洗车槽。运输建筑材料、垃圾和泥土的车辆，在驶出施工现场前，必须做好冲洗、遮蔽、清洁等工作，防止建筑垃圾、泥土的散落，污染周边环境。4、施工结束后，凡受到工程施工破坏的地方都及时修整，恢复原貌。10.3.4 预防地表水和地下水污染的措施施工现场设明沟、沉淀池为主的排水系统，并定期由专人负责清除，以减少施工期间的生活污水及施工废水对环境的污染。生活污水、泥浆须经三级沉淀后抽排到市政雨水管网内。第12页