桩基础专项方案

桩基础专项施工方案

工程名称：金沙洲大桥扩宽工程工程地点：广州市白云区施工单位：广州市第一市政工程有限公司

编制单位：

技术负责人： 编制人：

编制日期： 年

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审批负责人：审核人：

月 日 审批日期： 年 月 日

金沙洲大桥扩宽工程 桩基础专项方案

施工组织设计（方案）审查表

金沙洲大桥扩宽工程工程项目部 NO. 施工组织设计（方案）名称 桩基础专项施工方案 项 管 部 自 审 意 见 项目总工（技术负责人）/日期： 项管部总工/日期： 工 程 质 安 部 审 核 意 见 工程质安部负责人： 日期： 总 工 程 师 / 总 工 室 负 责 人 审 批 意 见 总工程师/总工室负责人： 日期：

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金沙洲大桥扩宽工程 桩基础专项方案

桩基础专项施工方案目录

第一章 工程概述…………………………………………………… ………………………… 1 第二章 主要施工技术方案………………………………………………………… …..…5

第一节 施工工艺流程……………………………………………………………………………5 第二节 桩基础施工…………………………………………………………………… …………6

第三章 施工组织及工期安排………………………………………………………...…22 第四章 环境保护及文明安全施工保证措施………………… …………… ……23

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金沙洲大桥扩宽工程 桩基础专项方案

第一章 工程概述

一．工程概况

本项目位于广州市白云区金沙洲地区，西起金沙洲收费站，东至金沙洲大桥东引桥及松南路地面道路，全长约1.125公里。西岸场地已平整，已按金沙洲地区统一规划进行实施，没有拆迁；金沙洲大桥东岸是广州白云区罗涌围地区，该区域被珠江和石井河环绕，区域内房屋密集，路网不足，东岸下地接松南路。

本工程位于旧的金沙洲大桥南侧（紧邻旧桥），为扩宽改造工程，在旧金沙洲大桥南侧新建单向3车道大桥，自西向东过江后，单向3车道接南侧加宽后的引桥。引桥北侧划线为单向3车道接旧桥。东引桥桥下设置地面辅道，连接松南路的地面道路和金沙洲大桥的非机动车、人行梯道。现状旧桥桥宽22米，双向4车道，扩宽改造后双向6车道，改造内容包括新建一副12.5米宽3车道桥梁、现有旧桥改造，以及路基路面、管线和排水工程等。

根据设计图纸，工程下部结构采用钻孔灌注桩基础，桩基施工共有根，其中主线桥根，东西侧上桥楼梯10根。本工程桩基础全部均为嵌岩端承桩(包括东西引桥楼梯)分别为Φ1m桩径12根、Φ1.2m桩径26根、Φ1.5m桩径14根、Φ2m桩径4根、Φ2.2m桩径8根。

二．工程特点

本工程桩径较大桩身较长，特别是7#、8#轴主墩桩基础施工是本工程的关键。主墩为4桩承台结构，在施工安排上每个主墩须位同时上投入两台钻机同时施工，分两个施工周期完成主墩桩基础施工。主桥6#、9#为2桩柱式结构，所有桩基础混凝土强度为C30。

对桩的嵌岩深度的要求为，主墩桩基嵌入微风化（灰岩、砾岩）岩面不小于5m，边墩桩基嵌入微风化（灰岩、砾岩）不小于4m，引桥D120cm桩径部分为嵌入微风化（灰岩、砾岩）岩面不小于1.8m，D150cm桩径部分嵌入微风化（灰岩、砾岩）岩面不小于2m。

三．工期安排

主桥桩基础施工开始时间为2012年12月23日，2013年3月26日结束，历时90天，引

桥桩基础开始时间为2012年10月25日，2013年5月11日结束，历时195天。

四．地质状况

工程勘察表明，场区分布地层主要为第四系地层、下伏基岩为白垩系（K）碎屑岩及石炭系（C）灰岩、泥炭岩、炭质灰岩等。根据钻孔资料揭示，沿线场地自上而下地层岩性分述如下：

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1、填筑土层（Q4ml）

本层主要分布在东西两岸，呈灰黄、褐黄、灰色等，组成物主要为堆填或冲填的砂、粘土、碎石，欠压实~稍压实。本层地基容许承载力建议采用＜100kPa。

2、海陆交互相沉积层（Q4mc）

本层根据土的性质和沉积层序，分为两个亚层。 （1）海陆交互相淤泥、淤泥质土层

本层分布较广泛，呈深灰色、灰黑色，饱和，流塑状，主要由粘粒及有机质组成，局部含少量粉细砂。本层地基容许承载力建议采用50kPa。

（2）海陆交互相淤泥粉细沙层

本层分布较广泛，呈灰色、灰黄色，饱和，松散状，组成物主要为粉细砂，含少量淤泥，局部为中砂。本层地基土容许承载力建议采用100kPa。

3、冲击砂土层（Q4al）

本层根据土的性质、物理组成的不同划分为两个亚层： （1）冲积粘性土层

本层在沿线场地局部分布，共有2个钻孔有揭露，呈灰黄、灰色等，主要粘性土，可塑状。本层地基土容许承载力建议采用150kPa。

（2）冲积砂层

本层在沿线场地部分分布，呈灰色、灰白色、灰黄色等，饱和，呈稍密~中密状，部分为松散状，主要由粗砾砂组成，局部为细砂。本层地基土容许承载力建议采用160~180kPa。

4、残积土层（Qel）

本层根据风化残积土的母岩岩性的不同，将本层分为两个亚层：碎屑岩残积土<4>、灰岩残积土<4C>：

（1）碎屑残积土<4>

根据区域地质资料，本层主要分布在白坭河中线至东岸段，分布里程约为K0+410~K0+720,土性主要为粘性土，呈红褐色、褐黄色，可塑~硬塑状，组成物主要为粘粒，主要由砂岩风化残积而成。本层地基土容许承载力建议采用160~180kPa。

（2）灰岩残积土<4C>

根据区域地质资料，本层主要分布在白坭河东西两岸，分布里程约为K0+410以西及K0+720以东，由石炭系中上统壶天群及石炭系下统石磴子组的灰岩风化残积而成，土性主要为粘性土，呈灰色、褐黄色、棕黄色等，软塑~可塑状，局部硬塑状。本层地基土容许承载力

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建议采用120~160kPa。

5、基岩

基岩下伏于第四系之下，场地基岩面起伏较大

5.1、白垩系上统（K2）砾岩、泥质粉砂岩夹粉砂岩或砂砾岩

据钻探揭露，其风化带划分为：岩石全风化带<5>、岩石强风化带<6>、岩石中风化带<7>及岩石维风化带<8>，现就各岩石风化带分述如下：

（1）岩石强风化带<6>

本层局部分布，岩性较杂，砾岩、泥质粉砂岩及砂砾岩均有揭露，呈暗紫红色，坚硬土状及碎块状，岩质软。本层岩石地基容许承载力建议采用400~500kPa（土状者取低值）。

（2）岩石中风化带<7>

本层局部分布，岩性为砂砾岩及含砾粗砂岩，呈紫红色，裂隙较发育，岩芯呈碎块状~短柱状，岩质较硬。本层岩石地基容许承载力建议采用1000kPa。

（3）岩石微风化带<8>

本层局部分布，岩性较杂，砾岩、泥质砂岩几砂砾岩均有揭露，成紫红色、紫灰色，岩芯较完整，呈短柱状，岩质较硬~坚硬。

本层微风化泥质砂砾岩岩石地基容许承载力建议采用1500kPa；微风化砾岩岩石地基容许承载力建议采用4500kPa；微风化砂砾岩岩石地基容许承载力建议采用2000kPa。

5.2、石炭系灰岩

据钻探揭露，其风化带划分为：岩石全风化带<5C>、岩石强风化带<6C>、岩石中风化带<7C>及岩石微风化带<8C>，现就各岩石风化带分述如下：

（1）岩石强风化带<6C>

本层局部分布，呈灰色，岩芯呈半岩半土或碎块状，岩质软。本层岩石地基容许承载力建议采用400~500kPa（土状者取低值）。

（2）岩石中风化带<7C>

本层局部分布，呈灰色，裂隙发育，岩芯以块状为主，少数为扁柱状，岩质较硬。本层地基容许承载力建议采用1500kPa。

（3）岩石微风化带<8C>

本层分布广泛，岩性主要为灰岩，局部为白云质灰岩，颜色呈灰色~深灰色、浅灰色等，厚层状~巨厚层状，隐晶结构，岩芯较完整，一般呈10~20cm柱状，闭合裂隙发育，多见不规则状方解石脉充填，岩质坚硬。该层灰岩中溶洞较发育。

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本层微风化灰岩岩石地基容许承载力建议采用6000kPa；微风化角砾岩岩石地基承载力建议采用3000kPa。

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第二章 主要施工技术方案

第一节 施工工艺流程

场地准备 桩位放样、探桩 搭设工作平台 制作护筒 埋设护筒 检验钻机、备件 钻机就位对中 检验钻架等设备 钻孔 泥浆制备及灌注 成孔检查、验收 测量钻孔深度、倾斜度、 直径、做好钻孔记录 清孔

测量沉渣厚度、移去不用设备 安装钢筋笼 设置隔水栓、检验、签证 安装导管、料斗 导管试拼、检修 灌注水下砼 配制混凝土 制作混凝土试件 砼养护、拆护筒 清理桩头 桩身检查

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第二节 桩基础施工

一．埋设护筒

1.1岸上护筒埋设

在岸上的钻孔桩施工场地需用机械及人力平整足够的施工场地，根据地质资料，本工程软弱土层较厚，软弱土层主要为淤泥、淤泥质粉质黏土、粉砂层，软弱土层含水量高、强度低，桩基础施工时，如只采用泥浆护壁，难以避免产生缩孔、塌孔的质量问题。由于本工程工期十分紧张，为非常规工期，桩基础一旦出现质量问题，须要重新施工时，将无法保证工期，为此，对本工程位于软弱土层位置的桩基础采用钢护筒护壁，钢护筒深度以穿过软弱土层为宜。

岸上桩桩径为1m、1.2m、1.5m、2.0m，护筒内径一般比桩径大300mm，护筒壁厚10mm。护筒埋设顶端高度高出地面30cm。以防泥浆溢出孔外和地面水流入孔内，护筒侧用粘土夯实，以防护筒移位。

1.2主桥河中主墩护筒埋设

1、主桥6#轴墩、7#、8#轴主墩及引桥5#轴墩桩基位于河中，采用搭设水上钢平台。并在钢平台上焊接导向架，护筒采用钢板制作，5#、6#轴墩采用壁厚14mm,7#、8#主墩采用壁厚18mm。护筒埋设顶端高度与钢平台一致。

2、由于河床淤质泥层较厚，护筒底埋置深度应能深入不透水层2m，护筒埋设后必须对其位置和垂直度进行检验，以保证桩基准确就位。护筒内径一般比桩径大300mm，主桥主墩桩径为2.2m, 护筒内径为2.5m，壁厚18mm。

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图1 主墩钢护筒示意图

3、 钢护筒分两节吊装，一次下沉，即把钢护筒一、二节先后吊入导向架内临时固定，完成对接后进行振动下沉。振动下沉时，每次振动时限控制在5min内，如遇下沉过程中阻力过大时，采用空气吸泥机吸出泥砂，减少内壁摩阻力，辅助钢护筒下沉。钢护筒在振动下沉过程中，应防止潮流影响或操作不当常引起偏位。在导向架上设立4个千斤顶刚性纠偏点，实施钢护筒纠偏。

图2 钢护筒导向架示意图

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4、护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，一般平面允许误差 为50mm，竖直线倾斜不大于1%；干处可实测定位；水域可依靠导向架定位。

5、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。

二．泥浆的制作

在备钻桩旁桩位同时需设泥浆循环池(水上部分采用同一轴号的护筒并配备泥浆船)

1、泥浆调制技术要求

现场应备齐泥浆比重计、含砂率测定仪、粘度计等指标测试工具。冲孔桩泥浆性能指标请参阅下表：

表1 泥浆性能指标

地层情况 一般地层 易坍地层 泥浆性能指标 胶体率 失水率 (%) (mL/3min) ≥95 ≥95 ≤20 ≤20 相对密度 1.10~1.20 1.20~1.40 粘度 (s) 18~24 22~30 含砂率 (%) - - 泥皮厚 (mm/30min) ≤3 ≤3 静切力酸碱度 (Pa) pH 1~2.5 3~5 8~11 8~11 注：①地下水位高或地下水流速大时,指标取高限，反之取低限； ②地质状态较好、孔径或孔深较小的取低限，反之取高限；

2、泥浆处理相关工艺

泥浆在循环过程中应设置流动沟渠，沟渠经过沉淀池、净化池，中间应有隔栅进行钻渣隔离。成孔过程应设计泥浆使用的泵量，采用各种措施来加大泵压以保证清渣悬浮，可以采用双泵量进行清孔循环处理。亦可使用分散剂来沉淀钻渣。

三．钻（冲）孔

根据地质情况和钻孔直径，采用冲击钻机成孔施工。护筒埋设好后即可进行钻机就位，就位时钻机底盘中心与钻孔中心对准，其平面误差不得大于5mm。钻机就位后，必须用支腿将机身支撑稳固，钻机底盘保持水平，以保证钻杆中心与桩位中心重合。

开钻前调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应予补充。 1、开孔

开孔前先向护筒内灌注泥浆，或者加入粘土块，用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击造浆。根据地质情况反映，地表土层为砂层或松散的土层，可按1：1

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的比例投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥十字形钻头以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，必要时须重复回填、反复冲击2～3次，以加固护筒下脚。如果开孔期间遇到流沙，可加大粘土减少片石的比例，按以上的方法进行处理，务必使得孔壁坚实。开孔阶段要随时检查孔位，务必将冲击中心对准桩孔中心。冲程在0.5～0.8m，冲浆密度采用1.1～1.3t/m3。

2、钻进 （1）钻进方法

冲程与冲击频率的选择应适应地质情况，一般软地基用小冲程，硬地层采用大冲程。冲程和泥浆密度选用如表2所示：

表2 冲程和泥浆密度选用表

冲程和泥浆密度选用表 序号 在护筒中及1 护筒脚下3m以内 2 3 4 粘土 砂土 砂卵石 1～2 稀泥浆 经常清理钻头上的泥块 抛粘土块，勤冲勤掏渣，防塌1～2 1.3～1.5 孔 2～3 1.3～1.5 加大冲击能量，勤掏渣 如岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石使之略平，5 风化岩 1～4 1.2～1.4 然后底锤快击使其成一紧密平台，再进行正常冲击，同时加大冲击能量，勤掏渣 塌孔回填重6 成孔 松放钢丝绳应根据土层松、密、软、硬程度和进尺情况，均匀松放。一般在

1 1.3～1.5 反复冲击，加粘土块及片石 项目 冲程冲浆密度备注 （m） （t/m3） 0.9～1.1 1.1～1.3 土层不好时宜提高泥浆密度，必要时加入小片石和粘土块 9

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松、软地层每次可松绳5～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3～5cm。在施工过程中要注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钢丝绳、钻机受到意外荷载，造成冲机损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳扭曲、纠缠发生事故，同时也会造成钻头顶端摇摆，撞击孔壁造成塌孔。

（2）泥浆质量密度的选择

开钻前调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并按有关技术规范检查泥浆指标，遇土层变化增加检查次数，并适当调整泥浆指标。不同土质采用不同的泥浆密度，见上表，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。

（3）掏渣

掏渣的间隔：正常钻进时每班至少应掏渣一次。一般在密实坚硬的土层，每小时纯钻进小于5～10cm、在松软地基，每小时纯钻进小于15～30cm时，应立即进行掏渣。也可没进尺0.5～1.0m掏渣一次。

掏渣标准：掏至泥浆内含渣量显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。 冲孔过程中，在开孔阶段3～4米范围内可不进行掏渣，以便石渣泥浆尽量挤入孔壁周围空隙加固孔壁，待冲到4～5米，进行正常冲孔阶段再掏渣，以减少阻力，便利冲击。

（4）注意事项

①钻孔施工中严格按施工规范进行，并定时定人记录观测数据。钻进时及时填写钻孔施工记录，交时应交待钻进情况及下一班应注意事项。

②争取连续三班作业，根据钻进感觉和快慢情况以及取样分析判明地层变化。随时注意孔内水压差，以防止产生涌沙。对孔中泥浆随时进行检查，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀易于塌孔。每进尺2～3m或地层

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变化处，应检查孔直径及竖直度，确保钻孔直径和竖直度符合要求。在泥浆中捞取钻碴样品，查明土类记录，以便与设计资料核对。

③在钻进过程中，钻孔往往会产生一定程度的偏斜，若偏斜较大，继续施工会发生困难，改变桩的受力状态，甚至钻孔不能使用。钻孔偏斜主要因地质条件、技术措施和操作方法等因素影响。如发现钻孔偏斜，多采用扫孔方法，将钻杆提升，使钻头到达发生偏斜位置，上下反复进行，使桩孔正位。

④在钻孔排渣、提钻、除土或因故停钻时，应保持孔内有规定的水头和符合要求的泥浆密度、粘度以防坍孔。因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。

⑤施工作业分班连续进行,施工过程一气呵成,不宜中途停顿,如确因故须停止钻进时,不许将钻头停放在孔底超过12小时,以免被泥浆埋住钻头。继续开钻时要先进行清孔，待沉淀泥浆基本除净后才能下钻。

（5）质量要求:

①钻孔的孔径不少于设计规定。

②护筒要求耐用,内部无突出物,孔径大于桩设计直径30cm左右。

③桩孔位置符合设计要求,其允许偏差为:顺桥轴线方向±5cm,垂直桥纵轴线方向±5cm。

④桩孔垂直度L/100。(L为桩长)

四．清孔及验收

1、清孔

冲孔桩施工时应密切注意土层和岩层的变化,当发现岩芯的承载力等于或大于设计的桩尖持力层的承载力要求时,应通知甲方和设计人员现场会商研究,确定能否提高终孔标高。当孔深已达到设计标高,但岩芯承载力仍未达到设计要求时,则仍继续钻孔,并同时会知驻地监理 甲方及设计人员,变更该孔的终孔标高。

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成孔工序验收合格后,进行第一次清孔工序的施工。清孔采用换浆法施工，即用泥浆泵继续抽吸钻管内的岩屑，逐步把钻孔内浮悬的钻渣吸出，同时继续补充相对密度较低的泥浆，保持护壁稳定。

清孔质量直接影响桩端阻力的发挥，为防止沉渣层超厚，可采取以下措施： （1）清孔完毕,将取样开口铁盒沉至孔底,灌砼前应重新测定沉渣厚度,如渣土超厚,则再次清孔至规定要求 ；

（2）及时清理孔口积土，防止孔口土回落到孔底，钢筋笼 砼漏斗应竖直小心轻放，防止把孔壁土碰塌掉到孔底；

（3）为避免塌孔，清孔完毕后，孔内应保持足够的水头，而且清孔后须在4小时内灌注水下砼，否则应重新清孔；

（4）严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。 质量要求如下:

（1）桩孔深度符合设计要求。

（2）清孔后，要求桩底沉渣的厚度不得大于5cm。

冲孔桩施工时，现场设立钢制泥浆储存及净化系统。现场设立钢制泥浆罐，并设立钢制循环池，每机一条。钻进时废弃的泥浆集中排入泥浆罐，当泥浆罐达到容量时用泥浆车外运。在灌注砼时，集中7-8台泥浆车，及时外运。外运地点为城郊指定排放点。

2、成孔验收

钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形和倾斜度，应采用专用仪器测定；当缺乏上述仪器时，可采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm(但不得大于钻头直径)，长度不小于4D~6D的钢筋检孔器吊入钻孔内检测，检测结果应报请监理工程师复查。

3、成孔允许偏差：

（1）成孔桩中心轴线偏位应不大于40mm,倾斜度应不大于1/100 （2）孔内沉淀层不大于5cm

五．钢筋笼的制作及吊装

1、钢筋笼的制作

（1）钢筋应在开工前将所用材料的型号、规格、总用量进行抽料，并将各

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种型号的钢筋按送试要求送试，材料到场后应分堆堆放，放在预制场的钢筋加工场，材料的试件选用应在监理见证下进行，进场钢筋必须具有出厂合格证，同时制作钢筋的焊接构件送检，全部钢筋的相关试验项目合格后才能制作钢筋笼。

（2）按施工的实际桩长开料，依桩的长度及运输能力来确定分段制作长度，分段长度不宜大于12m，并根据需要适当增加加强箍，以保证钢筋笼运输和吊装时不致变形。

（3）钢筋笼进行分段制作、分段吊装组合安装。制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，钢筋接头及钢筋笼分段制作的接头，用电弧焊，并满足焊缝长度单面焊10d，双面焊5d。末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20 mm。

2、钢筋笼的吊装

（1）钢笼制作验收后运抵桩位处，成孔验收第一次清孔后，利用桩机吊架或其它辅助工具把钢筋笼吊入桩孔，下完第一节后用槽钢或木方固定，再吊住第二段进行驳接，段间驳接采用电弧焊接，焊缝接口错开。为了钢筋笼起吊时不变形，采用两点吊，吊放钢筋笼入桩井孔时，下落速度要均匀，钢笼要居中，切勿碰撞孔壁。

（2）钢笼落到设计标高后，将其校正在桩中心位置并固定。

（3）桩防护层厚度必须保证大于5cm。为保证混凝土层厚度大于5cm，在桩笼钢筋加劲箍上均匀设置4个砼垫块或采用加焊保护层耳筋的方式，每2米设置一道。

（4）钢筋接头及钢筋笼分段制作的接头，用电弧焊，并满足焊缝长度单面焊10d，双面焊5d。

（5）钢筋笼底面标高允许偏差±50mm。

六．水下砼灌注

1、灌注前相关设备的检查及复核工作

由于水下灌注对灌注桩的成败起决定性作用，所以参与设备都应在灌注前作全面检查。

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（1）运输设备

根据路程及桩基直径大小确定运输车数量，同时应设有备用车，运输车运行路程中的相关设施也需进行检查。

（2）应急设备

要有一套关于水下灌注的应急设备，如发电机、泥浆泵、吊机、导管、漏斗等一系列的应急设备都需在灌注前试运行并随时在灌注过程候命。

2、砼的灌注

（1）导管吊装前试拼以检查接口连接是否严密、牢固和拼装后的垂直情况，发现接口胶垫有破损则应换新。根据钻孔实际总长确定导管的拼装长度。

（2）二次清孔

当钢筋笼安放好后，再进行一次清孔，保证孔底沉淀厚度不大于技术规范及图纸要求。清孔时，注意保持孔内水头，以防坍孔。清孔后，泥浆的稠度应达到规定的要求。在浇筑混凝土前，用空压机风管对孔底进行扰动，减少泥浆的沉淀物，并再次检查孔底泥浆的沉淀厚度不大于设计要求。

（3）桩基砼采用的砼到现场后，需检查砼均匀性和坍落度，应符合规定要求。

（4）孔身及孔底得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，应立即开始灌注混凝土，并应连续进行，不得中断。灌注混凝土时，混凝土的温度不应低于5℃。当气温低于0℃时，灌注混凝土应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。

（5）混凝土应用适宜的导管灌注。导管由管径不小于250mm的管子组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节。导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有250~400mm的空间。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部间隙的需要。在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6m。应经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。如为泵送混凝土，泵管应设底阀或其他的装置，以防水和管中混凝土混合。泵管应在桩内混凝土升高时，慢慢提起。管底在任何时候，应在混凝土顶面以下2m。输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。初凝前，任何受污染的混凝土应从桩顶清除。

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（6）灌注混凝土时，溢出的泥浆应引流至适当地点处理，以防止污染或堵塞河道和交通。

（7）处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒，应在灌注混凝土后立即拨出；处于地面以上能拆除的护筒部分，须待混凝土抗压强度达到5MPa后拆除。当使用全护筒灌注混凝土时，应逐步提升护筒，护筒底面应保持在混凝土顶面以下1~2m。

（8）混凝土应连续灌注，直至灌筑的混凝土顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇注，以保证截断面以下的全部混凝土均达到强度标准。

（9）灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5~1.0m，以保证混凝土强度，多余部分在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。

（10）混凝土灌注过程中，如发生故障应及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师经研究后，进行处理。施工时要作好详细浇灌记录，并取有代表性的砼做试件，并分批送往试验室作抗压强度试验。

图3 水下砼灌注施工流程示意图

3、水下混凝土质量要求

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水下灌注混凝土，要受到环境水的浸渍，搅动和稀释，受到施工的影响也会不小。为了减少和避免这些不利因素，不仅要求采用特殊的施工方法，而且还要对水下灌注混凝土拌合物的性质及混凝土凝结时间及硬化后的强度有一定要求。

（1）具有较好的施工和易性：水下灌注混凝土施工不能用振捣器振捣，而是靠自身荷载或外界压力产生流动进行摊平和密实。在凝结硬化前，若流动性稍差，就会在混凝土中形成蜂窝和孔洞。此外，混凝土通过导管输送和浇筑，要求混凝土必须有较大流动性和一定的保持能力。一般要求混凝土的塌落度控制在140～220mm左右，流动性保持能力以不小于1h为宜。

（2）粘聚性和保水性：水下灌注混凝土必须具有较好的粘聚性和保水性，可以防止混凝土在输送过程和浇筑时产生离析和泌水现象，混凝土拌合物泌水率应控制在1.2～1.8％之间。

（3）具有一定的湿堆积密度及适度的初凝时间：具有一定的湿堆积密度，可以保障施工顺利进行，要求混凝土拌合物的湿堆积密度不小于2100kg/m3，由于单桩身混凝土必须一次性浇筑完成，为保持桩身混凝土整体质量，要求混凝土要有适度的初凝时间。

（4）抗压强度

水下灌注混凝土的抗压强度与灌注桩深度有关。越深部位，抗压强度越低。采用富配合比设计是保障混凝土达到设计强度的方法之一。

4、水下混凝土施工中应采取的技术措施 （1）优选材料，备足材料

由于水下混凝土浇筑是连续作业，一旦开始就必须一次完成整条桩的混凝土浇筑，否则会形成“断桩”现象。从其工艺原理可知，对于如何保证首批浇筑混凝土及后续混凝土具有良好的和易性和足够的初凝时间，原材料的质量起着重要作用。

为保证水下灌注混凝土质量及施工顺利进行，水泥宜选用细度大，泌水性差和收缩率较小的水泥；细骨料的质量除达到规范要求之外，应满足如下要求：细度模数介于2.10～2.80之间中砂；砂中石英含量应较高，颗粒表面圆滑。碎石最大粒径应能满足泵送及钢筋间距要求的粒径，并且颗粒级配良好。外加剂应综合考虑提高可泵性，维持可塑性，提高流动性与所选用的水泥有良好的亲和性，和延长初凝时间至达到施工要求的目的。

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（2）优化配合比设计，做好模拟试配

水下混凝土要求具有比普通混凝土更大的流动性、粘聚性和保水性，塌落度控制在15～20cm左右，首批混凝土初凝时间不得低于6小时。由于混凝土拌合物受高空下落和地下承压水侵袭的影响，40m深的灌注桩底部混凝土强度损失达35％。因此，结合工程实际情况，将试配强度定为35MPa。

除了进行试验室试配工作外，还应该模拟现场施工条件，进行水下抛落混凝土验证试配工作，这样才能确定一个完善的施工配合比，保证桩身水下混凝土质量。

（3）做好施工机具的准备

结合现场平面条件和运输条件，以单根桩用混凝土量和混凝土(首批)的初凝时间为依据，准确计算，确保混凝土正常生产、运输、浇筑需要机械的型号和数量，并使机械保证能力略大于实际需要。

（4）做好劳动力和施工组织管理工作

在施工机具和劳动力以及管理人员就位后，在混凝土浇筑工作开始之前，应认真组织一次各工种相互协调的模拟操作，使参予施工的所有人员充分明白其所工作内容和相互间配合的程序。

（5）水下灌注混凝土施工过程中应注意的问题：

开灌前储料斗内必须有足以将导管底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深度的储存量。灌注过程中，混凝土要经常保持满管。导管间要紧密连接，如密封胶圈，若导管内混凝土不满管，应徐徐浇注，过快易在导管内形成高压空气囊而堵管。

混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h，单桩混凝土水下灌注在6小时内完成。导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持在2～4m，不宜大于6m，不得小于1m。随着混凝土面上升，要适时提升或拆卸导管，严禁把导管底端提出混凝土面，做到混凝土不在水中落下。

应根据原材料情况和气候条件的变化，随时调整混凝土级配，以满足混凝土拌合物特性指标的要求。在泥浆中进行水下混凝土浇灌作业，对于超深桩，应将混凝土浇灌至桩顶设计标高以上1.0m方可终止混凝土浇注。

5、砼灌注过程中相关事故的处理办法及原则

在水下砼灌注过程中，如出现事故，应分析原因，采取合理的技术措施，及

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时设法补救，冷静处理，不宜轻易中止灌注。

（1）导管进水。 主要原因有：

①首批砼储量不足，安置导管距孔底间距过大，砼下落不能埋住导管底口，以致泥浆从底口进入；

②导管接头不严或螺杆断折、焊缝破裂，泥浆从接口或焊裂处进入； ③导管提引过猛或测深错误，导管口提离砼面。 处理办法及原则：

无论是第一种、第二种、第三种原因都要提起导管，重新将孔清理干净，再重新灌注砼。

（2）卡管 原因：

①初灌时隔水栓卡管，或由于砼的各种原因造成。处理办法和原则：用长杆冲捣和捣动导管，易可附着式振动，如不落下，则必须将导管提出清孔，然后重装灌注。

②机械故障或其它原因使砼已初凝，增大了砼下落阻力，混凝土堵住在管内。 处理原则及办法：

启动应急设备，实施应急方案。若砼已初凝，则拔出导管，停止灌注，会同设计、监理部门处理。

（3）坍孔

原因：灌注过程中泥浆的变化易造成坍孔。

处理办法与原则：对于小坍孔，保持加大水头，防止续继坍孔，若坍孔稳定则恢复正常灌注，加大导管埋深，将坍孔泥砂排出，如坍孔严重应立即中止灌注，将导管提出，用粘土回填，待坍塌稳定后，再商定处理方案。

（4）埋管

原因：导管埋深过深，或提管过猛，将导管拉断。

处理办法与原则：导管埋深不能大于6.0m，提升不能过猛，应视现场实际情况由有经验的工程师处理。

（5）浇短桩头

原因：浆渣过稠误测。

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处理办法：接长护筒、抽水、排渣，浇注空气砼。 砼灌注后的处理及检测办法

处理办法: 灌注结束，初凝后，可进行下述工作： ①用泥浆泵抽出护筒内泥浆至砼面。

②以护筒顶标高为基础，确定清除后桩头距护筒高度。 ③坍架立三角及卷扬机就位

④用卷扬机配合人力进行桩头砼清除，但在距桩头30cm面应停止留到砼到达强度后凿打。

（6）部分灌注桩的桩顶标高达不到设计要求 原因：部分桩位沟槽的标高低于桩顶的设计标高

处理办法：支护桩施工完成后，对部分标高未达到设计要求的桩进行接长处理，直到符合设计标高。

七．清理桩头

在桩头混凝土强度达到设计值的25％时，立即拔除地面上钢套管并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，凿除桩头混凝土采用人力手工凿除，不得采用爆破或其它影响桩身质量的方法进行。破除桩头浮浆后进行无损检测，以保证桩身质量。

桩基质量的检测以应变动测为主,并按有关规范规定的根数作钻取芯样片等无损检测方法进行检测。

八．废渣处理与废水排放

对钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到沉淀池，进行净化回收；废碴集中收集后运至指定弃碴地点堆放；施工废水，必须按要求经沉淀、净化处理后方可排放，以防止对河流及周围环境的污染。

九．质量检测

1、施工容许偏差：桩径不少于设计桩径，桩中容许偏差为±50mm，垂直度容许偏差为1/100。

2、质检：施工过程中对每一根桩做好施工记录，并按照规定在浇筑混凝土过程中留取混凝土试件，做出试压结果。桩身混凝土达到强度后，按照规范钻孔

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抽芯进行检测。

桩基超声波无损检测，桩径D<1.2m采用双孔检测法，桩径1.2m图4 超声波检测管安装

检测方法根据设计和有关规范的要求进行，一般情况下采取动测70％，超声

波检测30％(每个承台50％桩基埋设超声波检测器)，抽芯检测不小于10％的频率进行。

十．钻孔桩施工注意事项

1、钻孔时钻架应垂直，以保证钻孔的垂直度。

2、成孔以后的清孔工作应认真、彻底，尽可能减少孔底沉渣。

3、钢筋笼应定位准确、就位迅速、固定牢固。笼体周边应有垫块或钢筋支垫焊接，以保证灌注砼有一定的保护层。

4、导管采用厚壁无缝管，以免出现导管变形，甚至破裂。

5、封孔时确保导管口管夹与孔垂直，确保导管与孔平行，以免导管挂钢筋笼，甚至导管口破坏孔壁造成塌孔。

6、封孔混凝土采用高效缓凝减水剂，满足封孔时间需要。

7、封孔过程中，每次提拔导管时，保证导管在混凝土的埋入深度大于2m以上，以确保混凝土施工质量。

8、水下砼浇筑应即时、快速、连续进行，并备用发电机、水泵、吸泥机、高压射水管、砼搅拌机等设备。

9、认真作好钻孔记录、终孔后及灌注砼前检查记录、水下砼灌注记录及钻孔桩汇总记录。

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十一.溶洞处理

从地质钻探资料来看，有明显溶洞发育的现象，施工时应时刻注意出现溶洞的情况。因此，在钻进过程中，如果出现塌孔或泥浆面突然下降等现象，要停止钻进，进行地质钻探，待弄清楚问题的原因作出处理后再钻进。

在施工过程中，要在孔的周围准备粘土泥、碎石（用15～30cm或5～18cm的块石，并备适量水泥）等充填物，以备应急处理。在钻进过程中，应根据具体情况作出相应的处理：

1、根据地质钻探反应，若有溶洞且有砂层的桩基，在开钻前，需设置钢护筒穿越砂层，以防塌孔。

2、当基岩下面有溶洞且基岩厚度不能满足持力层厚度时，钻孔必须穿越溶洞，桩基应嵌入溶洞以下微风化岩2.5m，并保证桩底以下至少有5m的完好基岩。

3、当溶洞范围不大，溶洞高小于1米，溶洞内有填充物或部分填充物者，用抛填粘土泥、碎石（加适量水泥）等办法处理。

4、溶洞高大于1米，但钻进时无塌孔情况能顺利成孔者，为了防止灌注水下砼时浆流失，可在溶洞上下各1m范围内用钢护筒防护，钢护筒壁厚4mm，钢护筒的定位采用将护筒焊接在钢筋笼的定位筋上，随着钢筋笼的插入下沉定位。

5、溶洞范围较大，洞高大于1m，溶洞漏水严重，钻进中无法使孔内保持一定的静水压力，钻孔随时出现塌孔以至使钻进困难时，可采用壁厚10mm的钢板圆护筒施工，钢护筒随钻孔桩钻进过程中一边用大型机械压入钢护筒。如果钢护筒压入施工困难，可用C10砼灌填溶洞代钢护筒。

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第三章 施工组织及工期安排

本工程目前施工现场受征地拆迁、管线迁移、交通疏解等因素的影响，施工作业面受到，目前暂定以下工期计划和人员、机械设备安排。在桩基础实际施工过程中，我司将根据施工现场作业面和工期要求等情况，对施工工期计划及人员、机械设备安排作相应的调整。

一．施工工期

钻孔桩施工日期计划2012年11月15日～2013年4月4日。

二．主要人员计划安排

表3 主要人员安排表

管理人员 冲桩工 钢筋工 砼工 杂工 总计 12 30 40 25 15 122 三．主要机械设备使用计划

表4 主要机械设备安排表

序号 型号规格 数量 备注 1 冲击桩机 16 2 泥浆泵 16 3 25T吊机(浦源) 1 4 钢筋切割机 4 5 钢筋弯钩机 4 6 22KW电焊机 8 7 120KW发电机 2 8 90KW发电机 2

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第四章 环境保护及文明安全施工保证措施

一．环境保护措施

1、设置完善的泥浆循环净化使用系统。系统包括泥浆池、沉淀池、搅拌池、循环池等。两墩柱共用一个泥浆池，泥浆尺寸根据施工所需和现场条件确定。

2、泥浆经处理脱水后，运到余泥排放部门指定地点废弃。不得将泥浆排放到农田、水塘、河流。每次运余泥完成后，及时将施工场地用水清洗干净，经常保持施工现场干净。

3、夜间施工尽量在12时前结束，如确需要赶工程进度必须24小时连续施工时，则公示安民告示，取得市民的谅解和支持，严格按照规范要求控制对施工现场机械噪音的排放量。

二．文明施工措施

在施工期间，项目部将积极配合交警部门，并教育好本部门的职工严格遵守有关交通规则。

1、按照要求将施工范围内进行围蔽，施工围蔽后，所有的材料、机械在施工期间，都不能超出围蔽范围。

2、施工围蔽的端头需设置交通警示，交通警示牌按交警部门专用的警示牌。 3、若需要在机动车道上临时施工时，除了要经交警部门同意后，必须在施工范围内设置简单的围蔽或警示标志，夜间施工时，操作人员必须穿戴反光衣。

4、在施工机械进出施工围蔽时，必须有人专门负责指挥交通，以防司机在视力受阻时发生交通事故。

三．安全保证措施

1、钻孔机械就位后，对钻机及配套设备进行全面检查，详细检查各部件、零配件齐全合格。不合格或变形、锈蚀的零配件不准使用

2、安装钻机应放置坚实平稳，钻杆的中心线偏斜应小于全高的1%。 3、施工用电必须严格遵守用电安全技术规范，电源线路、电箱接线正确，绝缘可靠，接地牢固，触电保护器动作灵敏。电源容量和导线截面符合钻机说明书和安全用电规范的要求。

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4、如遇卡钻时，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因排除故障前，不准强行启动。

5、钻进过程终，如遇机架摇晃、移动、偏斜或钻头内发出异常响声时，应立即停钻，经查明原因处理后，方可继续施钻。

6、泥浆泵的安装和使用，应符合三相五线制的要求，可靠接零、接地保护，触电保护器灵敏有效。

7、成孔后，必须将孔口加盖保护或浇注混凝土，附近不得堆放重物。 8、其它未尽事宜必须严格遵守施工规范、用电安全技术规范等规范制度的要求。

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