钻孔灌注桩专项施工方案培训资料.docx
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1、 广州地铁18号线三工区钻孔桩专项施工方案编制: 。审核: 。批准: 。中国铁建二十二局集团有限公司广州地铁18号线三工区项目部2017年9月广州地铁18号线三工区 钻孔桩专项施工方案 目录第一章 编制依据及原则- 1 -1.1编制依据- 1 -1.2编制原则- 1 -第二章 工程概述- 3 -2.1.工程概况- 3 -2.2.地质概况- 3 -2.3.水文情况- 3 -2.4.气象条件- 3 -2.5.钻孔桩工程特点和施工难点- 4 -第三章 钻孔桩施工- 5 -3.1总体施工方案- 5 -3.2施工工艺- 5 -3.3施工方法- 7 -3.3.1 施工准备- 7 -3.3.2 测量放线-
2、8 -3.3.3 钢护筒制作及埋设- 9 -3.3.4 泥浆制备及其循环系统- 10 -3.3.5 钻机就位- 10 -3.3.6 钻进成孔- 10 -3.3.7 成孔、成孔检查- 12 -3.3.8 清孔- 13 -3.3.9 钢筋笼的制作与安装- 13 -3.3.10混凝土施工- 17 -3.3.11 钻孔桩成桩质量检测- 21 -3.4 旋挖桩施工应急措施- 21 -3.4.1 塌孔的处理- 21 -3.4.2 缩孔处理- 21 -3.4.3卡埋钻具- 22 -3.4.4 灌注事故的预防及处理- 23 -第四章 施工资源配置- 26 -4.1材料计划- 26 -4.2机械设备计划- 26
3、 -4.3人力资源计划- 27 -第五章 组织体系- 29 -第六章 质量安全文明环保措施- 31 -6.1 质量保证措施- 31 -6.2 安全保证措施- 32 -6.3 环保措施和文明施工- 33 -6.3.1 文明施工措施- 33 -6.3.2 环境保护措施- 34 -6.4 雨季施工保证措施- 36 -6.4.1雨季施工组织保证措施- 36 -6.4.2雨季施工技术保证措施- 37 - 2 -第一章 编制依据及原则1.1编制依据(1)广州市轨道交通18号线工程三工区土建工程施工设计图纸;(2)现行的国家、广东省及广州市有关工程设计、施工规范和规程等;(3)地质勘探资料及补勘资料;(4)
4、施工合同;(5)广州市建设工程文明施工管理规定;(6)根据我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力;(7)根据我单位多年从事地铁工程的施工经验;(8)设计、施工所涉及的适用于本标段的标准、规范、规程以及国家、部委和广州市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件。1.2编制原则(1)坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则结合本工程特点,采用先进的施工技术,采用科学的组织方法,合理地安排施工顺序、优化施工方案。做好劳动力、物资、机械的合理配置,推广“四新”技术,采用国内外可靠、先进的施工方法和施工工艺,力求施工方案的适用性、先进性相结合,做到施工方案科学合理、技术
5、先进,确保实现设计目标。(2)百年大计、质量第一的原则要求工程达到高平顺性、高稳定性和耐久性,必须坚持质量第一的原则。确立质量目标,制定创优规划,严格执行ISO9001质量标准,确保每个检验批、分项工程的质量达到优质工程标准的要求,健全质量保证体系,保证实现质量国际一流的目标。(3)保证工期的原则本工程工期紧,质量标准高,必须保证足够的技术装备和人员投入,采用机械化施工,合理安排施工工序,合理安排人员、材料和机械设备,优化资源配置。充分考虑气候、季节及交叉施工作业对工期的影响,采取相应措施,以一流的管理,确保合同工期。(4)坚持专业化作业与综合管理相结合的原则充分发挥专业人员和专用设备的优势,
6、综合管理,合理调配,采用先进的施工技术,科学安排各项施工程序,超前计划,合理安排工序衔接。运用网络施工管理技术,组织连续、均衡、有序地施工。(5)安全生产,预防为主的原则运用现代科学技术,采用先进可靠的安全预防措施,确保施工生产和人身安全。(6)文明施工、环境保护的原则实行文明施工,重视环境保护,珍惜土地,合理利用。严格遵照国家环保政策和建设单位对本工程环境保护的要求,精心组织、严格管理、文明施工,在方案的编制上力争把施工对周围环境的影响降低到最低限度,并制定出详细的文明施工和环保措施,争创“安全生产、文明施工标准化工地”。第二章 工程概述2.1.工程概况HP2中间风井中心里程YCK19+49
7、4.00,设计起终点里程为YCK19+271.40YCK20+092.90,风井全长821.5米。风井为地下三层加局部一层结构,三层段标准段宽为33.3 m,一层段标准段宽为13.0 m,有效站台中心底板底标高约-25.07m。风井采用明挖法施工主体基坑深度约30m,主体围护结构采用1200mm地连墙+内支撑的围护形式,地连墙嵌固深度7m,地连墙外部隔一层850600三轴搅拌桩机型槽壁加固,地连墙外部格栅加固。风井为预留做车站。基坑内设临时立柱,基础为1200mm钻孔灌注桩,桩长10m。2.2.地质概况1、从上至下地层依次为: 素填土、淤泥质砂、 淤泥质土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花
8、岗岩。2、地连墙入岩深度约12-19m,中风化花岗岩强度参考值为25-35MPa。 HP2中间风井地质图2.3.水文情况稳定地下水水位一般埋深13m。沿线地表水丰富,地下水主要由地表水下渗而成,一般与地表水具有直接的补给、排泄关系,冲积砂层透水性强,经分层水位观测,各透水层地下水水位标高基本相近,仅局部填土中的上层滞水水位偏高。沿线地面起伏小,未揭露有直接涌出地面的高水头地下水。地下水按赋存方式分为第四系土层孔隙水(潜水),层状基岩裂隙水、块状基岩裂隙水、构造裂隙水(承压水)。2.4.气象条件广州地区属南亚热带季风气候,温和湿润、雨量充沛、光热丰富。年平均气温21.421.9,年日照时数在17
9、70小时以上。年降雨量16121909mm之间,雨量主要集中在49月,占年降雨两的80%以上,广州市受季风环流控制,风向有明显的季节性变化。冬半年(9月至翌年3月)盛吹偏北风,频率l4.5%40%;夏半年(4月至8月)盛吹偏南风,频率l4.5%24%。历年极端最高气温39.4,历年最低气温-2.6。2.5.钻孔桩工程特点和施工难点(1)工期极为紧张,需要24h不间断的多作业面同步作业,其人员、材料及机械的投入极大,材料的重复利用率不高。(2)施工区容易产生大量扬尘,扬尘也是主要的环境污染源之一。第三章 钻孔桩施工3.1总体施工方案(1)钻孔桩采用宇通重工YT208型旋挖钻机施工,25T吊车配合
10、人工安装完成混凝土浇注。(2)护筒壁厚14mm,,埋设长度穿透杂填土层,埋置采用“压埋法”施沉钢护筒,混凝土采用商品混凝土。(3)混凝土浇注采用混凝土泵车泵入,钻孔灌注桩按照水下水泥混凝土施工工艺进行。(4)钻孔桩施工均采用优质膨润土原孔造浆。(5)挖出的土方和弃浆及时采用封闭式运输车弃运至弃渣场。3.2施工工艺详见图3.2-1。不合格沉渣检测二次清孔合格灌注水下混凝土桩身质量检测合格施工准备(施工便道、测量放线)钻孔场地平整、钢护筒埋设钻机就位安装、调试钻孔钻渣收集外运成孔检测泥浆循环清孔泥浆及沉渣检测桩位复核泥浆循环系统形成泥浆制备试验室按要求配制不合格移钻、安放钢筋笼钢筋笼制作、运输下放
11、导管导管水密性试验合格图3.2-1 旋挖钻机钻孔施工工艺图3.3施工方法3.3.1 施工准备3.3.1.1技术准备(1)开工前应具备场地工程地质资料和必要的水文地质资料,施工图纸及图纸会审纪要。(2)施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线(高压线、管道、电缆)、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工。现场桩基护筒开挖埋设前需请物探及人工挖槽对桥区范围进行现场探测,以确保不会出现地下管道、电缆、光缆等挖断而影响施工的情况。(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。(4)具有可操作性的桩基工程施工工艺
12、的参考资料。3.3.1.2钻机选型根据地质情况、工期要求及设计桩径和桩长,选择YT208型旋挖钻机。旋挖钻机进场后进行调试、维护和保养,以保证设备正常运转。钻机性能参数见下表。宇通重工YT208旋挖钻机性能参数名称规格或参数整机性能扭矩kN.m280钻进转速r/min6.230钻孔直径mm2500钻深m机锁式m56摩擦式m86设备总重t88牵引力kN465行走速度km/h2.07发动机发动机型号THX22310最大功率kW298额定转速r/min2000履带履带接地长度mm4675履带中心距mm23003600履带宽度mm800压力最大加压力kN200最大起拨力kN220主卷扬主卷扬提升力kN
13、283主卷扬提升速度m/min72副卷扬副卷扬提升力(第一层)kN110副卷扬提升速度(第一层)m/min663.3.1.3测量准备依据已报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。3.3.1.4试验准备在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、连接螺纹套筒等材料样品,进行相关的原材料试验工作并报监理工程师审批。3.3.1.5 物资材料准备按照施工设计图相关内容做好钢材等材料的准备工作,并按质量保证体系与合格材料供应方签订长期的供货合同,保证物资材料按使用计划供应,满足施工需要。3.3.1.6施工场地布置施工所需旋挖钻机、挖掘机、钢筋、套筒等机械设备及原材料直接由
14、三环路及辅道进入施工现场。由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在作业时需要长、宽15米左右平台,在钻机就位前使用挖掘机将原地面障碍物进行清理,原地面平整碾压、夯实并铺设钢板做为钻机的施工作业平台,保证平台的长、宽不小于15米,场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜,钻机施工作业的安全性。3.3.2 测量放线桩位放样按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样,规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离,以免影响孔壁稳定。根据现场情况合理布置施工场地,清理表层杂物并整平场地,组织测量放样人员,将所需桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并作好记录留查,下完护筒后在拉上十字线复核护筒中心点是否与十字
15、线中心吻合,以保证桩位的准确。护筒安装就位后,必须校核桩位坐标。3.3.3 钢护筒制作及埋设图3.3.3-1 钢护筒加工示意图(单位:mm)根据本项目的桩基型号钢护筒内径R采用1700、2000两种,加工长度L按穿透杂填土层,外露地面不低于50cm原则进行加工,加工示意如图3.3.3-1所示。钢护筒制作采用厚14mm的钢板制作;埋设位于现有道路上桩基护筒时需先凿除硬化层路面再进行开挖。施工前邀请相关部门或专业队伍探明是否布有地下管线,如果布有,需联系并配合相关部门移除后方可施工。按照相关部门要求对移除的管线,遮盖隔离保护。为确保护筒埋置过程中孔壁不坍塌,采用“压埋法”施沉钢护筒。根据桩位,采用
16、人工挖1.5m后埋设护筒,通过定位的控制桩放样,把钻孔的位置标于孔底,放入钢护筒,,找出钢护筒的圆心位置,用十字线标在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合,同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒竖直。施压护筒时,在钢护筒周围对称地、均匀地回填黏土,分层夯实,以保证护筒垂直度、防止泥浆流失、松动位移或塌落。在护筒顶设枕木,用钻杆通过枕木给护筒垂直加压,使护筒下沉至要求位置,当下压不能达到设计位置时,用钻头在护筒内开挖,采用边挖边压的方法施工。3.3.4 泥浆制备及其循环系统(1)每相隔一段距离,选取合适位置设置泥浆池,泥浆池尺寸为:662m3。受施工现场实际影响的个别泥
17、浆池尺寸可作适当调整。泥浆池采用人工配合挖掘机进行挖掘,挖出的土方集中堆放,用遮阳布覆盖,以便后续回填使用。桩基完成灌注后,泥浆池内的废浆采用泥浆泵及时抽到泥浆运输车内,运出工地;泥浆池底的沉渣晾干后,用挖掘机挖出并用密闭式运输车运出工地,泥浆池待沉渣转运完毕后及时回填。钻渣、废浆及时弃运。(2)旋挖钻机施工成孔速度快,孔壁土层较普通钻机稳定性差,另旋挖钻泥浆护壁属静态泥浆护壁,孔壁泥皮薄,尤其在卵石层更为突出,普通泥浆不能满足施工要求,因此本工程选用了水化性能好,造浆率高,成浆快,含沙量少的膨润土用来造浆。并在不同的地质层及时调整泥浆稠度和比重,以防止塌孔。造浆用的膨润土应符合下列技术要求:
18、胶体率不低于95%,含砂率不大于4%,造浆率不低于2.5m3/t。新配制的泥浆性能应满足表3.3.4-1的规定。表3.3.4-1泥浆性能指标表容重(g/cm3)粘度(Pa.s)含砂率(%)胶体率(%)失水量(ml/30min)泥皮厚(mm)PH值1.021.1018224 95 2038113.3.5 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。钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;钻机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。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
19、保持竖直状态。3.3.6 钻进成孔3.3.6.1 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
20、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电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。3.3.6.2 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
21、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临时弃渣堆场,再用装载机将钻渣装入密闭式运输车运至场外指定地点废除,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。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
22、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,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。3.3.6.3 钻孔施工时垂直度的控制本工程采用智能化旋挖钻机,钻机上有车载电脑系统,可以自动显示和调节旋挖钻机的钻孔深度,垂直度,具体操作如下:首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,把旋挖钻机电脑显示器调节到显示桅杆工作画面。从桅杆工作
23、画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄,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桅控制,将桅杆X轴Y轴的偏差度调节到正负零位置,并以全站仪符合桅杆垂直度,包括两个方向,正前方和侧方,以保证钻孔的垂直度。桩的垂直度在成孔时桩机桅杆上有垂直度控制仪控制,桩机电脑屏上会自动显示,司机根据情况调整,因此垂直度在施工过程中就能控制确保小于1%,达到设计要求。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。3.3.6.4 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
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