钻孔桩首件制施工方案

目录

一、工程概况 (1)

（一）桩基总体概况 (1)

（二）首根桩概况 (2)

二、编制依据及编制原则 (3)

（一）编制依据 (3)

（二）编制原则 (4)

（三）编制目的 (4)

三、施工组织机构 (4)

五、施工准备情况 (5)

（一）技术准备 (5)

（二）物资材料准备 (5)

（三）施工前人员准备 (6)

（四）现场准备 (8)

六、施工工艺 (8)

（一）施工工艺流程图 (8)

（二）施工工艺 (8)

七、常见钻孔事故的预防及通病治理 (21)

八、桩基检测 (25)

九、质量与安全目标 (25)

（一）质量目标 (25)

（二）安全目标 (25)

十、质量保证措施 (25)

（一）组织措施 (25)

（二）技术措施 (26)

十一、安全保证体系、安全应急预案及保证措施 (28)

（一）安全生产管理机构 (28)

（二）危险源分析 (29)

（三）安全预防措施 (30)

（四）安全器材配备 (34)

（五）加强事故易发点的检查和设备安全检查 (35)

（六）加强施工现场安全制度的执行 (35)

（七）安全应急预案 (36)

（八）三阶段安全风险分析与预防 (41)

（九）平安工地创建 (42)

十二、文明环保施工 (43)

（一）环境保护、水土保持措施 (43)

（二）文明施工保证措施 (46)

十三、交通疏导和便道管养 (47)

（一）交通疏导 (47)

（二）便道管养 (47)

一、工程概况

（一）桩基总体概况

本标段为梧州至柳州高速公路第八合同段，里程桩号为K144+900～K172+092.466，路线全长27.192466km。我标段共有桩基779根，其中桩径φ1.2m 共28根,计320延米；桩径φ1.3m 共218根,计3698.5延米；桩径φ1.5m 共308根,计5006.8延米；φ1.8m 桩径200根,计3967延米；φ2.0m桩径25根,计473.4延米；（详见表1.1桩基工程数量表）。

表1.1桩基工程数量表

（二）首根桩概况

1、首根桩选取

初步选定双化村大桥2#墩左幅1号桩基（2#-1）为钻孔桩首件试验性桩基础。

双化村大桥2#墩左幅1号桩基桩径为1.8m，桩长15m。本次选取该桩基作为桩基施工试验性首件制桩基础，首要原因是该桩所在位置的地质地貌代表了本标段绝大多数桩基础的地质地貌，对于桩基施工具有一定的代表性；其次该桩处于河道中，现为旱季，施工组织较方便。

2、首根桩地质情况

表层11m为漂石夹土，漂石夹土为中风化砂岩层。桩基进入中风化砂岩层。

3、总体施工方案

根据设计图纸中要求，并经现场实地地质考察确定，采用冲击钻成孔，使用导管灌注水下C30混凝土。

二、编制依据及编制原则

（一）编制依据

1、图纸

《梧州至柳州高速公路№A01-8合同段两阶段施工图设计》

2、规范

（1）《公路桥涵施工技术规范（JTG F50-2011）》；

（2）《公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）》；

（3）《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-91）；

（4）《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）。

3、广西桂东高速公路有限公司、总监办文件

（1）招标文件

（2）《转发关于印发广西省公路水运工程“平安工地”建设活动实施方案的通知》；

（3）《首件工程认可制实施细则（试行）的通知》。

（二）编制原则

1、根据合同工期，确保建设单位要求的总工期。

2、根据工程特点部署施工组织机构和优选先进可行的施工方案。

3、减少对环境的破坏,确保质量的情况下保证进度。

4、确保安全资金的投入，保证施工安全。

（三）编制目的

通过在首件制施工中的试验与检测，目的是为了选定工艺流程，确定最佳的施工机械及人员组合。首件作业成功、资料整理上报，经监理工程师批准后，将作为以后指导本标段桥梁冲击钻钻孔施工作业和施工检查、检测的依据。

三、施工组织机构

根据本工程施工的特点，经理部按照职能明确、精干高效、运转灵活、指挥有力的原则对K145+488双化村大桥2#墩左幅1号桩（2#-1）桩基施工进行组织机构编排，详见“组织机构框图”。

项目经理 孙建勋

总工程师 张本元项目副经理 东文华

工程技术部

赵言飞

财

务

部

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霞

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赵

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部

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资

设

备

部

张

克

表

第一工区

施工作业班组

桩基施工组织框架图

四、施工进度计划

双化村大桥2#墩左幅1号桩（2#-1）计划工期：2013年12月16日至2013年12月31日。

五、施工准备情况

（一）技术准备

1、全线加密导线点和水准点贯通测量已经完成，且符合测量规范。

2、图纸复核工作已经完成，技术交底和安全交底已经完成，并进行了交底。

3、该处大桥已建立独立的平面及高程控制网。

4、该处大桥的桩基坐标、高程已复核无误。

（二）物资材料准备

1、为了冲击钻钻孔桩的顺利进行，已对所需材料进行调查，并签署协议，保证能及时供应，并能顺利进场。根据业主指定的主材厂家和实际施工要求选定的主材来源均取样检验合格并上报监理组同意后使用。

2、进场材料如下：

施工材料准备表（2#-1桩）

1、经理部对施工的人员进行施工前培训，掌握冲击钻钻孔桩施工的技术及相关安全问题。

2、强化安全员的安全意识，施工的安全教育工作，要形成人人讲安全，人人抓安全，人人注意安全的高度思想，要健全安全组织机构，建立安全岗位责任制、贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针等基础性工作；制定实际可行的施工安全防患及保障施工生产及生活的安全措施。

3、让所有参加施工的人员熟悉施工方案及质量要求，确保工程质量符合要求。

4、施工人员、机械表如下：

管理人员配备表

施工人员配备表

主要机械设备数量表（2#-1桩）

（四）现场准备

1、从混凝土拌和站至现场便道已经修通，满足混凝土等进场要求。

2、临时用电采用自建800KVA变压器供电。

3、机械已经进场并且调试正常。

六、施工工艺

（一）施工工艺流程图

详见图6.1钻孔桩施工工艺流程图

（二）施工工艺

1、场地整理

施工前，施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后夯压密实即可。

2、测量放样

场地清理后，用全站仪坐标放样法来进行桩的中心位置放样，确定桩位中心，以中心为圆心、以大于桩身半径在四周设立十字护桩，

做好标记并固定好，测量误差为零误差。桩位用?10mm、长度35～40cm 钢筋打入地面30cm（四周填以水泥砂浆或混凝土来保护）作为桩的中心点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏护桩。经驻地监理工程师核查、批准后进行下道工序。

3、护筒埋设

钻孔桩使用钢护筒，采用8mm钢护筒，护筒长3m、直径2.2m。为保证其刚度，防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。人工或机械开挖地面，探测有无地下管线等隐蔽工程，确保无障碍物后埋设护筒。根据桩位点设置护筒，护筒的内径大于桩径20cm～40cm，护筒位置要埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，护筒与坑壁之间要用粘土分层填实确保护筒不下沉、不变形。

护筒高出地面30cm或水面1.0～2.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。当处于潮水影响地区时，应高于最高施工水位1.5m～2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措施。

护筒埋设深度为2～4m，特殊情况加深护筒埋设深度以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。

4、钻机就位

埋设好护筒后，即可进行冲击钻钻机就位，就位时，要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位，其对中误差不得大于5cm。

钻机就位前应对钻机的各部位全面检查。钻机安装时其钻杆轴线要与放样桩位点重合。钻机就位后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷，否则要及时处理。钻架应有足够的刚度,能满足自身的结构强度及承受反复冲击荷载作用的结构刚度。

5、泥浆的制作

钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和外加剂组成，在冲击钻孔时，起到护壁和浮渣的作用。使用冲击钻钻孔时，可将粘土块直接投入钻孔内，用钻锥冲击制造泥浆。施工时泥浆的相对密度和粘度必须进行试验检测，其他指标进行抽检。

泥浆池四周用φ50ｍｍ钢管围挡，并用安全网封闭。每两组桩基础共用一个造浆池，根据实际需要在每孔中间开挖泥浆池、沉淀池，沉淀池一般开挖为8m×8m×1.5m，泥浆池一般开挖为5m×3m×1.5m。

泥浆性能指标满足下列要求：

比重： 1.2～1.4

粘度：一般地层22～30Pa·s

含砂率：新制泥浆小于4%

胶体率：不小于95%

PH值：8～11

6、钻孔施工

（1）开孔时,应低锤密击,如上层地表土松软,可加粘土块或小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定;

（2）在各种不同的土层中钻进时,应适当调整钻进速度。

（3）进入基岩后，应低锤冲击或间断冲击，如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300mm～500mm处，然后重新冲孔；

（4）遇到孤石时，采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；

（5）每钻进4～5m深度验一次孔，在更换钻头前或容易缩孔处均应进行验孔；钻孔深度通过机架做标记控制，终孔时用测绳铅锤检验。

（6）进入基岩，每钻进100mm～500mm应清孔取样一次，以备终孔验收；

（7）冲孔过程中，要保持泥浆面不低于护筒顶40cm，提钻时须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

7、检测孔深、倾斜度、直径

钻孔到设计标高后，提升钻头，用探孔器进行探孔检测，检孔器用Ф25的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径，长度为6.0m，检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6.0米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。

图6.1钻孔桩施工工艺流程图

检查钻孔桩的孔径、孔深和倾斜度是否符合验收标准。

8、桩基清孔

清孔方法采用换浆法，分两次清孔：第一次清孔，当成孔深度达到设计要求时，采用换浆法进行清孔，下检孔器检查，检查合格后，即可吊放钢筋笼和下砼灌注导管，然后在砼浇筑前采用换浆法进行第二次清孔。采用导管清孔，其施工流程为用水泵向孔底注入比重较小的泥浆，以保持水位不变直至反出符合要求的泥浆，并使沉渣厚度达到设计要求为止。

清孔时应注意事项

（1）在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。

（2）抽碴时应注意的几个问题

1）及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽碴后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结。

2）抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使其多进些钻碴，然后提出。

3）钻头刃口在钻井中不断磨损，直径磨耗不得超过1.5cm，每班开钻前检查钻头直径、及时补焊，不宜中途修补，以免卡钻。准备备用钻头，轮换使用和修补。

（3）清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，清孔后

泥浆指标为：

比重： 1.03～1.10

粘度： 17～20 Pa·s

含砂率：小于2%

胶体率：不小于98%

9、钢筋笼的制作和吊装就位

（1）材料

制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸的规定。其Ⅱ级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-91）之规定；Ⅰ级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）规定。

钢筋进场必须有出厂合格证。钢筋外观要求无裂纹、起皮、锈坑、死弯及油污等。钢筋外观检查合格后每批应按要求抽取试样，分别作拉、弯试验和机械接头试验，合格后并经监理工程师取样试验合格后方可用于工程。

（2）钢筋的存放、制作场地必须经硬化且需搭设钢筋棚，棚内地面采用不低于10cm厚C15砼进行硬化处理，存放时用平台垫起50cm 以上，防止雨水浸泡锈蚀。

（3）钢筋笼的制作应符合图纸设计和桩基施工质量验收规范要求。按设计要求每2米设一道加强箍筋圈并在加强箍筋圈标出主筋位置，同时在主筋上标出加强箍筋位置。在一根主筋上焊好全部加强箍筋后，转动骨架逐根焊接，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋按设计焊接螺旋筋，在加强箍筋圈内加设十字撑，以防止钢筋笼在运输过程中发生变形，最后在加强箍筋圈外侧均匀焊接耳筋作为混凝土保护层。及时填写“钢筋加工安装现场质量检验报告单”，请监理工程师到

现场对钢筋笼进行验收。（具体见下表）

钢筋笼质量验收标准

（4）钢筋笼的安装

1）钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。

2）钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

3）入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

4）钢筋笼利用汽车吊进行吊装。为保证骨架起吊骨架不变形，采用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点至上三分之一点之间。起吊前在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，检查骨架是否顺直。如有弯曲应调直，当骨架进入孔口后应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁，逐个解下杉木杆的

绑点，当骨架下降到第二吊点与孔口接近时，用型钢或者钢管穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支撑于孔口，将吊勾移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加强箍筋处，按上述方法设临时支承，此时再吊下第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，最后将主筋焊接在吊筋上，孔口用钢管或型钢穿过吊筋的弯钩，固定于护筒上。钢筋搭接头应相互错开35d，且不小于50cm，同一截面接头数不大于50%，同一钢筋上应尽量少设接头。

10、导管安装

（1）导管的选用和检查

导管采用直径φ300mm或φ250mm、壁厚6mm的无缝钢管，5节3m，底节4m，配2节1m，2节1.5m的短管，用以调节导管的长度及漏斗的高度。导管的连接采用丝扣式，在下导管之前，进行水密承压和接头抗拉实验，以检查导管的密封性能、接头抗拉能力。

导管水密承压试验方法：

1）导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.5倍的压力，进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax，Pmax可按下式计算：

Pmax=1.5(Rc × Hcmax－Rw × Hw)

公式中：Pmax——导管壁可能承受的最大内压力（KPa）；

Rc——混凝土容重（用24KN/m3）；

Hcmax——导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计，对本试验桩取18米；

Rw——钻孔内水或泥浆容重取10.5KN/m3；

Hw——钻孔内水或泥浆深度(m)，取15米。

则管壁可能承受的最大内压力Pmax=1.5×（24×18－10.5×15）

=0.41MPa

2）先把导管首尾用密封扣件相连。导管可在钻孔旁预先分段拼装，在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用。

3）把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。

导管接头抗拉试验

导管位于钻孔中央，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。

（2）导管长度的计算和吊放

以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并预留30～40cm的悬空高度。导管的吊放用吊机，要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢。

（3）导管安装完毕后，由施工班组负责人、经理部现场施工主管人员检验合格后报驻地监理工程师进行检查，主要检查钢筋笼平面位置是否准确，固定是否牢固，孔底沉淀、泥浆指标是否超过规范要求。如果孔底沉淀厚度超过规范要求，必须进行二次清孔。检查符合要求后，经驻地监理工程师认可并签字后，及时灌注水下砼。

11、混凝土的灌注

（1）水下混凝土的灌注应该在最短的时间内完成，保证砼浇注的连续性，砼在拌和站集中拌制，由搅拌车通过施工便道运输到现场，混凝土技术指标必须满足设计及规范要求。

（2）水下混凝土灌注

1）首批混凝土灌注方量计算

首批混凝土的方量应能满足导管初次埋置深度大于等于1.0m 和填充导管底部的需要，首批混凝土的数量为：

c

2

12

H 4

D h 4

d V ??+

??≥

ππ

式中:V------首批混凝土所需方量(m 3);

h1-----孔内混凝土面高度达到Hc 时，导管内混凝土柱需要的高度(m)，

h1≥c H γγωω/?

Hc-----灌注首批混凝土时所需孔内混凝土面至孔底的高度(m)，Hc=h2+h3；

hc-----孔内混凝土面以上，导管内混凝土柱(计算至漏斗底口)高度(m)；hc≥C H P γγωω/)(0?+；

Hw----孔内混凝土面以上泥浆深度；

P0-----使导管内混凝土下落至导管底并将导管外的混凝土顶升时所需的超压力，钻孔灌注桩采用100～150KPa ，桩径1m 左右时取低限，2m 左右时取高限; 取150 KPa ；

D------井孔直径， d--------导管内径，0.3m ； γc-----混凝土拌和物的容重，24KN/m3； γw-----孔内泥浆的容重，10.5KN/m3；

h2 -----导管初次埋置深度， h2 ≥1.0m;取1.5米； h3 -----导管底端至钻孔底间隙， 取0.4m ； 则h1=(10.5×(18－0.4－1.5))/24=7.04

则首批混凝土的数量为：V=(3.14×0.3×0.3)/4×7.04+(3.14×1.8×1.8)/4×(0.4＋1.5)=5.33 方

2）首批砼灌注：储料斗方量为2.5方，底部设置一道隔水栓。砼