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小型旋挖机技术支持

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钻孔防护桩施工方案

人气：0发表时间：2018-04-09 15:05:53

哈尔滨市防汛抢险通道穿越哈齐客专、滨洲线框构桥工程
DK5+944.40 2-16.3m钢筋混凝土框构
钻孔防护桩施工方案

1、编制依据
铁路混凝土与砌体工程施工规范TB 10210-2001 J 118-2001
施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005
建筑桩基检测技术规范JGJ 106-2003
建筑施工安全技术规范
铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准TB10424-2003 J283-2004
铁路信号工程施工质量验收标准TB10419-2003 J289-2004
铁路轨道工程施工质量验收标准TB10413-2003 J284-2004
铁路运输通信工程施工质量验收标准TB10418-2003 J288-2004
铁路电力工程施工质量验收标准TB10420-2003 J290-2004
铁路路基工程施工质量验收标准TB10414-2003 J285-2004
铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003 J286-2004
钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001
混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002
砌体工程施工质量验收规范GB50203-2002
注：规范中引用的标准或规程无论是否写明颁布的年份，皆应以最新颁布的规范为准。
2、工程概况
防护桩设置在框构左侧，位于既有滨洲线路基左侧边坡上，桩中心距既有滨洲左线中心7.16m，距离施工便线右线中心最短距离为14.25m。桩径1.0m,桩长12m，共计51根，612米。钻孔桩采用C25钢筋混凝土，桩顶用冠梁连接。
本工程的重点是，在钻孔桩施工过程中，为了不影响既有线行车，对既有线的防护。
3、钻孔桩施工准备
钻孔桩采用循环钻机进行钻孔施工，临近既有线作业，应做好既有线行车的安全防护工作。
（1）开钻前，首先进行桩位测量及放样工作，形成放样记录，并报监理工程师审核批准后，再进行下一道工序施工。
（2）开钻前，进行场地平整工作，使其能确保钻机就位后底座平稳，修筑好钻机移行道路，安排好桩孔的钻孔顺序。
（3）保证施工便道的贯通，接通水电，挖好泥浆池等，做好一切施工准备工作。
（4）提出主要材料、施工机械等用量计划和劳动力安排计划。
（5）进行试桩，确定施工工艺的各种参数、泥浆指标、成孔时间等。
4、施工方法

图4-1 钻孔桩施工工艺框图

桩位放样

护筒埋设

钻机就位

钻进

护筒制作

清孔

安设钢筋笼

安装导管

安设封底漏斗

水下混凝土封底

逐步灌注混凝土并拆导管

拔除钢护筒、养护

检修钻机、准备钻具

泥浆池准备
泥浆制备

泥浆池清碴、换浆

钢筋笼加工

导管气密性检查

计算首批混凝土量量

混凝土拌和、运输

钢筋笼吊装

4.1泥浆制备及修建泥浆池
考虑地质情况，在孔内利用粘土加水造泥浆的方法制备泥浆，泥浆性能指标应符合下列技术要求：
表4.1-1 泥浆指标

反循环	相对密度	粘度（Pa·S）	胶体率（%）
	1.01～1.15	16～22	≥95
	酸碱度（PH值）	含砂率（%）	静切力（Pa）
	＞6.5	≤4

为使孔壁不发生坍塌，保证清孔泥浆循环、灌注混凝土时泥浆回收，根据地形合理设置泥浆池，泥浆池容量应满足施工要求，泥浆池与护筒间挖泥浆沟相连，泥浆沟间设置1～2个沉渣井，以沉淀、清除浮渣。
4.2埋设护筒
护筒采用内径比桩半径大20cm的钢护筒。护筒埋设深度：黏性土不小于1.0m，砂类土不小于2.0m，当表层土松软时将护筒四周埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏性土分层夯实。护筒埋设时高出原地面0.3m，护筒埋设好后平面位置偏差不大于5cm，竖直线倾斜不大于1%。
4.3、钻孔及清孔
4.3.1钻孔
钻机就位时要将机座调平，底部用枕木垫起，防止场地松软产生不均匀沉陷，以保证钻孔过程中不发生倾斜和产生移动。钻机安装就位后，应底盘平稳、牢固，钻头中心和放线桩的中心点对正，误差限制在2cm以内。
在选择钻机时应注意其旋转功率、钻锤重量和成孔孔径，在钻进过程中注意保证孔内水头的高度和泥浆稠度，确保钻孔质量。开孔阶段必须扶正钻头，控制好桩位中心。在钻孔过程中，勤加泥浆液，保证孔内浆面稳定。在成孔过程中，每钻进5～8m，检查一次垂直度，发现偏斜及时纠正。
成孔质量须达如下要求：
a、桩孔中心偏差不大于20mm；
b、孔径不小于设计桩径；
c、倾斜度小于1%；
d、孔深对于摩擦桩不小于设计深度，对于端承桩钻至设计要求的嵌岩深度后超钻不大于50mm。
终孔检查后，立即进行清孔。采用换浆法清孔。终孔后停止进尺，略提起冲锥，开动泥浆泵保持泥浆正常循环，以相对密度小于等于1.1的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。
4.3.2清孔
清孔时，始终保持孔内水头高出孔外1.5～2.0m，防止坍孔，但也不可太高，以免反压过大，产生漏浆。清孔后，从孔底提出泥浆试样、检测沉渣厚度，必须达到：
①、含砂率不大于2%，粘度为17～20S，相对密度为1.03～1.10，胶体率大于98%。
②、孔底沉渣应符合验标要求，柱桩孔底沉渣厚度不大于100mm，摩擦桩孔底沉渣不大于300mm。
4.3.3钻孔桩钻进方法与注意事项
①开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入黏土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
②在黏质土钻进，由于泥浆黏性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。要选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。
③在砂类土或软土层钻进时，宜塌孔。要选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
④在低液限黏土或卵、砾石夹土层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻锥倾斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。要采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。第一级钻锥底面积可取钻孔面积的一半。
⑤钻进时，高压胶管，水龙头与胶管连接处应用双夹卡主。钻机钻进时不得提钻。加接钻杆时，连接螺栓严禁用普通螺栓代替。
⑥钻孔时应考虑列车震动影响，加强放塌孔措施。泥浆池远离路基坡脚，避免泥浆浸泡路基
4.3.4钻孔事故预防与处理
①塌孔：塌孔不严重时，回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头，埋深护筒等措施继续钻进。坍孔严重时，立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重钻。坍孔部位不深时，采取深埋护筒法，将护筒周围土夯填密实，重新钻孔。
②孔身偏斜、弯曲时：在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直。偏孔严重时，回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后重新钻进。
③扩孔、缩孔时：采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施预防扩孔。缩孔是钻锥磨损、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，对前者应及时补焊钻锥，对后者则用失水率小的优质泥浆护壁。已发生的缩孔，在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
④钻孔漏浆时：如护筒内水头不能保持，采取将护筒周围回填土筑实，增加护筒埋置深度，适当减小水头高度或加稠泥浆等措施，还可填入片石、碎石或粘土，反复冲击以增强护壁。
⑤糊钻、埋钻时：对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行计算，并控制适当的进尺。若已严重糊钻，则应停钻，提出钻锤、清除钻渣。冲击钻糊钻时，减小冲程、降低泥浆稠度，并在粘土上回填部分砂砾石。遇到坍方或其它原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸出埋钻的泥砂，提出钻锥。
⑥卡钻时：不能强提，以防坍孔、埋钻。首先轻提，冲锥有松动后再用力上提。轻提不动时，可采用冲、吸的方法将冲锥周围的钻渣松动后再提出。
⑦掉钻落物时：迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若被泥沙埋住，按前述各条先清除泥沙，使打捞工具接触落体后再行打捞。
4.4钢筋骨架的制作及下放钢筋笼
①、检查钢筋出厂合格证，进场后分批进行物理性能检验，合格后方可投入使用。
②、钢筋加工和焊接质量应符合《桥规》要求；钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分开堆放；并对钢筋进行调直、除锈、除油污处理。
表4.4-1 钢筋制作安装允许误差

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	尺量检查
3	主钢筋间距	±0.5d	尺量检查不少于5处
4	加强筋间距	±20mm
5	箍筋间距或螺旋筋间距	±20mm
6	钢筋骨架垂直度	1%	吊线尺量检查

注：d为钢筋直径，单位：mm；检验数量：施工单位全部检查。
③、钢筋骨架需分段制作，在加强筋处焊十字支撑，防止钢筋笼变形，分段长度根据吊装条件来确定，确保不变形，钻孔桩竖向主筋接长采用双面搭接焊，且接头错开，保证同一截面上主筋接头不超过50%，接头错开至少35倍钢筋直径。
④、钢筋笼在运输、装卸、吊放等作业中易发生弯曲和变形，为此作业时应备有刚性组装框架和严格操作程序，尤其起吊离地时应使用型钢作为起吊扁担，进行双索或四索起吊，防止钢筋笼变形。另外在钢筋骨架内加劲箍上安设有强劲的内撑架，加强钢筋笼的整体刚度，保证在运输和就位中不变形。
⑤、钢筋骨架靠定位钢筋定位，从钢筋笼底口开始向上每隔200cm布一圈。
⑥、钢筋骨架的制作和吊放的允许误差为：见表4.4-1
4.5导管安装
水下砼用内径Φ30cm钢导管灌注，导管内壁要光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管节长度：中节为2m长，底节大于4m，漏斗下用1m长导管。导管用吊车分节吊装，丝扣式连接且要有防松装置。导管安装要求位于钻孔桩中，在混凝土浇筑前，先进行升降试验。吊车的提升能力要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。首次使用前应对导管进行密水试验，根据《桥涵施工技术指南》的要求，密水试压压力为孔底静水压力的1.5倍。
导管试压压力可按下式计算：
P=1.5×ρ×g×h
P-导管水压力（Pa或MPa）
ρ-泥浆的密度取1100kg/m³ g-取9.8N/kg
h-井孔内水或泥浆的深度m
现场试压时，根据实际最大的井孔内水或泥浆的深度计算压力。导管水密试压试验合格后的导管才能使用。导管按照试验时的拼接顺序自下而上进行编号，现场拼装时按照试压试验的拼接顺序逐节进行拼装。导管组装后的轴线偏差不超过孔深的0.5％，并不大于10cm。导管的长度应按孔深和工作平台高度决定。
4.6混凝土灌注
4.6.1混凝土灌注
灌注钻孔桩水下混凝土前，再次检查孔底情况。检查导管口距孔底高度是否在25-40cm之内，浇筑混凝土机具设备完好。如若无异，利用储料漏斗、导管灌注桩基水下混凝土。用隔水阀将储料斗下口处封严，并用吊车上自带小钩将隔水阀挂住，导管上口堵塞严密后，再将混凝土搅拌运输车尾部出料处的溜槽对准储料漏斗口，开始卸放混凝土将漏斗装满。当储料漏斗装满以后，用小钩将隔水阀吊起，开始首批混凝土浇筑，混凝土搅拌运输车同时连续卸料。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
当混凝土浇注面接近设计高程时，应用取样盒直接取样确定混凝土顶面位置，保证混凝土顶面高出桩顶设计高程50cm以上，以保证桩头砼质量。
在浇注水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇注记录”。
水下混凝土浇注过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其它原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施，不可擅自进行处理。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土上升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
4.6.2混凝土浇注注意事项
①、灌注开始后，应紧凑连续进行，并注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管在混凝土内埋深控制在 2m～6m 左右。
②、混凝土浇注面上升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，浇注速度适当放缓，而当混凝土进入钢筋骨架 4～5m 以后，适当提升导管，减小导管在钢筋骨架下的埋置深度。
③、在混凝土灌注过程中，后续混凝土要沿导管壁徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。另外为保证桩基础的密实，要定时抽插振动导管，达到振捣效果。
④、为确保桩顶质量，混凝土浇注标高应比设计桩顶标高至少高出50cm。
⑤、混凝土浇注过程可能遇到的问题及其处理：
a、首批混凝土灌注失败：用带高压射水的Ф300mm 空气吸泥机将已灌注混凝土吸出，重新按要求灌注。
b、卡管：初灌时隔水拴卡管，或因混凝土自身卡管，可用长杆冲捣导管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器使隔水拴下落。如仍不能下落，则将导管连同其内混凝土提出钻孔，采取其他办法进行处理。因机械发生故障或因其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，导管内首批混凝土已初凝，则将导管拔出，此桩宜做断桩处理，。
c、埋管：若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，已灌表层混凝土尚未初凝时，当灌注事故发生在护筒底标高以上时，可考虑终止灌注混凝土，待护筒内抽水后按施工缝处理，接长桩基。
d、钢筋笼上浮：如若发现钢筋笼上浮的情况，及时调整混凝土的灌注速度等方法使其下落到设计位置。为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
5.既有铁路安全防护措施
5.1安全目标
施工前，与相关单位签订施工配合协议，明确双方责任，确保施工行车安全。施工中，严格执行、遵守铁道部、哈尔滨铁路局印发的关于既有线行车施工安全管理的各项规章制度。加强施工检查，保证安全施工，确保既有线行车安全，杜绝特别重大事故、重大事故、较大事故和一般事故，杜绝因施工引起的铁路D类以上事故，遏制因建设引起的其它一般事故，创建安全质量标准化工地。
5.2成立安全检查监督小组
为实现安全目标，本项目工程设立以项目经理为第一责任者的安全生产领导组，总负责并领导本项目的安全生产工作。副经理为安全生产的直接责任人，总工程师为安全生产的技术负责人。下设安全环保部，安全环保部设专职安检工程师；施工队设立以施工队长为首的安全生产组织，自上而下形成安全生产监督、保证体系。对施工生产实施全过程安全监控。建立健全各项安全制度、加强安全生产教育与培训、做好专项安全技术方案的编制与审批、制定施工安全措施，提高和增强安全意识，经常对全员进行遵章守纪的安全教育，建立和完善各级安全生产责任制，明确各级管理人员的责权，抓好逐级负责制的落实。
5.3施工作业人员、机具、材料的安全措施
5.4.1、对所有施工人员进行既有线施工安全培训教育，并通过考试合格后方可上岗作业。
5.4.2、施工期间设专人驻站，使施工现场时刻与车站保持密切联系，以便于列车逼近时施工人员及时待避，确保行车、人员安全。
5.4.3、按《铁路技术管理规程》规定的防护办法设置施工安全防护，未设好施工防护不得进行施工作业。安全防护措施先验收后启用。
5.4.4、施工期间设广播和拉绳防护，并设足够的专职防护员，防护员必须经过专门培训并取得合格证书后方可上岗作业，严禁使用劳务工担任安全防护工作。
5.4.5、施工人员通过既有线路或车站股道时，必须止步嘹望，确认两端均无列车开来时方准通过。严格执行避车制，来车时防护员要及时通知作业人员下道避车，作业人员下道后，防护员要检查线上是否还有施工工具或工具是否侵限。施工人员不得在轨道上行走。施工中各种施工用料和机具严禁侵入限界。
5.4.6、推拉抬运钢轨、工字钢等重物时，要人力充沛，动作一致，呼唤应答，统一指挥，翻动时要有专人负责。闲杂人员远离作业现场，防止撬棍脱手伤人，线上作业撬棍一律带绝缘套，防止连电。
5.4.7、加强施工地点设备检查整修，随时掌握变化情况，遇有异常，及时通知施工负责人，果断采取措施确保安全。
5.4.8、上道作业不许穿带钉鞋和塑料底鞋，横过线路要一站、二看、三通过。
建立严格的交接班制度，并做好记录。各个岗位必须严格坚守，不得擅离职守。
5.4.9、影响行车或影响行车设备稳定、使用的施工项目未经申报批准严禁施工，严禁擅自施工或擅自扩大施工内容和范围。在汛期确需进行影响路堤、路堑稳定的施工，需经路局防洪指挥部的批准，方可施工。
6、文明施工、环境保护措施
6.1文明施工措施
施工现场环境整洁，标牌齐全、醒目，各种宣传口号及标语布置及时到位，确保施工驻地规划合理、环境优美、卫生良好，确保不发生影响社会治安案件，树立我公司良好的企业形象，创文明施工样板及安全质量标准化工地。
设置工程公告标牌，标明工程项目名称、范围、开竣工时间、施工负责人、技术负责人。设置监督、举报电话和信箱，接受监督。
施工现场设置醒目的安全警示标志、安全标语，作业场所有安全操作规章制度，现场的施工用电设施安装规范、安全、可靠、建设安全文明标准工地。
按照施工组织设计平面布置图，认真搞好施工现场规划，做到布局合理，井然有序，尽量少占或不占公共道路和居民区，对施工中破坏的植被，施工完后予以恢复。
驻地生产区及生活区分片规划，房屋布局合理，符合消防环保和卫生要求。做到场地平整、排水畅通。各种设施安装符合安全规定，并定期进行检查。
施工机动车辆始终处于完好状态，遵守地方政府及交警部门的管理规定，遵守《中华人民共和国道路交通安全法》，自觉维护交通秩序，文明驾驶，施工机动车辆在学校、医院、居民区、厂矿等附近道路上慢速行驶，根据现场情况设置专人防护。
工地油库、料库等设于远离居民区和施工现场处，设置围栏等防护措施并派专人防护。
施工场地内各种材料分类堆放整齐，挂设标牌，标识材料规格、产地等。各级负责人及施工人员一律挂胸卡上岗。
每项作业完工后，及时清理施工场地，周转材料及时返库，做到工完料净、场地清洁。
6.2环境保护措施
认真执行国家、黑龙江省和哈尔滨市环境保护的规定，杜绝违规和破坏环境的现象，兑现合同要求。
施工前对施工区域的环境情况进行调查，根据国家、地方政府有关环保法律法规、规定，结合业主有关环保管理办法，制定环境保护的具体安排及相应措施，确保环境保护目标。
施工时根据环保设施设计及施工方案，做好设计环保设施及临时工程的环保设施，保护好施工现场及驻地周围环境。
建立环境保护目标责任制，本标段环境保护工作由项目经理部向业主单位负责。项目经理部负责标段内各施工单位环境保护目标责任书的制定、下达、实施和考核工作，将环境保护工作与每个施工人员的责任、权力、利益和义务有机结合，切实做到奖优罚劣。

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