1、水中施工钻孔灌注桩专项施工设计方案沈海复线高速公路泉州段A4合同段昌化江2#大桥首件钻孔灌注桩施工方案【K155+400K166+610】 11.21公里编制： 复核： 审核： 中交第三航务工程局有限公司沈海复线高速公路泉州段A4合同段项目经理部2015年10月1、工程简介1.1、工程结构概况沈海复线高速公路泉州段A4合同段共设计15座桥梁，起讫桩号为K165+400K166+610。其中K162+062昌化江2号大桥，位于五指山市毛阳镇毛贵村东南约0.5KM处，上跨昌化江。桥梁起点桩号为K161+758.8，桥梁终点桩号为K162+365.2，桥长606.4m。桥梁平面位于直线和R=1850
2、的右偏圆曲线上、纵面位于R=12000的凹型竖曲线内，交叉角度为75度。本桥共分5联，跨径组成为：左幅桥：5*（4*30）；右幅桥：5*（4*30）；上部结构为装配式预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥墩墩身采用柱式桥墩；桥台采用柱式台。根据设计图纸全桥桩基共84根，全桥均为端承桩（支承），桥台桩桩径1.6米8根，桥墩桩桩径1.8米40根，桩径2.0米36根。钢筋用量：HRB400：297003kg，HPB300:29506kg。水泥用量：C30:4121m3。其中11#14#墩均为水中钻孔灌注桩。水中钻孔灌注桩辅助工程采用筑岛围堰 。昌化江2#大桥11#-14#墩位于昌化江上，水中墩桩基工程数量
3、见下表： 桩基数量一览表墩号桩径（m)数量(根）桩长（m)钢筋（kg)C30混凝土（m3)11#2.041513696188.5212#2.041513696188.5213#2.041513696188.5214#2.041513696188.521.2、工程地质水文条件1.2.1、地质条件昌化江2#大桥位于九所一陵水构造带至王五一文教构造带之间的五指山褶皱带内，桥基钻孔中未揭露到深大断裂构造及可溶岩地层、土洞、崩塌、泥石流等不良工程地质现象，地质组合较简单，工程地质条件较为简单，地质稳定性好。该桥墩台基础类型采用钻孔灌注桩基础，以微风化花岗岩作为基础持力层。1.2.2、水文地质条件该工程地
4、表水较发育，横跨昌化江，昌化江是福建省第二大水系，发源于琼中县五指山的西北，流径琼中、乐东、东方、昌江县，于昌化流入大海。其构造发育与各大小山脉平行。水流流量主要受大气降水及邻近含水层影响，以大气降水补给为主，地下水补给为辅，流程短比降大，暴雨季节，河流水位暴涨暴跌，水流湍急，切割深、险滩多，流域范围森林茂密，植被发育，地表径流常年不断，自然蓄水能力较强。 昌化江溪流常水位：197.4m，设计水位：205.243m。1.3、现场施工条件本工程邻近G224国道，交通便利，施工用水、用电已接至施工现场。其中水中桩采用围堰筑岛施工，场地内已有一条施工便道，并符合施工要求；施工场地已用推土机推平，压路
5、机碾压平整；施工用水采用昌化江中的河水，经检验可满足施工生产需求；施工用电已从4#变压器接至施工现场。并备有300kw发电机两台备用；泥浆池及沉渣池已挖好。工程场地四周已有安全警示，现场条件满足施工要求。1.4、本工程施工特点昌化江水流湍急，地质条件较复杂。1.5施工平面布置水中桩采用围堰筑岛方式施工。先在河中填筑施工便道，在根据测量放样，确定水中桩墩位的位置。再往各个墩位横向的填筑施工平台。使施工平台与施工便道相连，形成T字型整体。并用压路机碾压密实，在每两排墩中间开挖适当尺寸泥浆池，泥浆池内铺设彩条布或塑料膜作为衬垫，以免泥浆渗漏污染河水。2、编制依据2.1琼乐高速公路A4合同段施工图纸；
6、2.2由建设单位提供的施工文件；2.3国家、行业、福建省有关的建筑施工和施工质量、施工安全、文明施工等方面的规范、规程、规则、标准等文件；2.4沈海高速公路A4合同段施工组织设计；2.5现场考察情况；2.6本单位的施工能力、经验；2.7主要技术标准2.7.1公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）；2.7.2公路交通安全设施施工技术规范（JTG/T D812006）；2.7.3公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）2.7.4公路工程技术标准（JTG B01-2003）2.8福建省高速公路施工标准化管理指南3、施工计划3.1开竣工时间本次水中钻孔灌注桩施工计划于201
7、5年11月15日开始，2015年1月15日全部完工。3.2材料与设备进场计划根据本合同工程桩基实际工程数量、工期要求，结合我公司综合实力及现场具体情况，为充分发挥动态管理，弹性编制，灵活组织。以实现工程进度计划为目标，组织平行、流水、交叉作业相结合为方式，进行全方位、全过程资源优化配置。3.2.1机械设备进场计划根据本分项工程施工计划，所需机械设备已经到位。并按工程施工需求组织其他设备。主要机械设备计划一览表序号机械名称单位数量功率（kW）总功率（kW）备注1桩机台8554402水泵台81.5123泥浆泵台8221764电焊机台8252005汽车吊台125t6挖掘机台1PC2007装载机台19
8、292D308平板托车辆19m9泥浆搅拌机台87.560NJ600B10钢筋调直机台15.54.5GT4-1011钢筋切断机台133GQ1612钢筋弯曲机台144GWH-32C3.2.2原材料进场计划 砼配合比符合设计及规范要求，各种原材料经试验认定合格后，方可用于本工程。 4、施工进度计划4.1、工期目标：计划于2015年11月15日开工，2015年1月15日水中桩全部完工。11月10机械设备进场，做好准备工作。安排8台冲击钻机，每个月成孔8根，2个月内完成水中全部桩基。4.2、工期保证措施 组织高素质项目班子和精良设备投入施工；在设备上配备足够的数量，确保工程在预定的工期目标内完成施工任务
9、。根据招标文件精神及本工程实际情况，制定周密详细的施工网络计划，抓住关键工序，对影响到工期的工序和作业环节给予人力和物力的充分保证，确保进度计划顺利完成；成立以项目经理为首，工程部门、各作业班组负责人组成的生产指挥调度室，加强施工现场的协调和管理，每周五定期召开生产调度会议，作业班组每天安排一次生产会，生产调度室每周召开一次生产协调会，协调解决施工中有关问题； 对生产要素认真进行优化组合，动态管理，灵活机动地对人员、设备、物资进场，保障后勤供应，满足施工需要。保证施工顺利进行；缩短进场后的筹备时间，边筹备边组织施工生产，全线出击，多头并进；桩基工程实行24小时连续施工，并定期对比进度计划，如发
10、现滞后情况，及时调增桩机设备，确保施工进度计划。具体见施工横道图。5、施工工艺5.1、桩基编号及主要技术参数序号桩径m桩类型桩长m桩数量（根）桩总长m桩顶标高m桩端持力层单桩极限抗压强度左幅11#墩2.0端承桩15230196.211微风化10Mpa右幅11#墩2.0端承桩15230196.295微风化10Mpa左幅12#墩2.0端承桩15230196.088微风化10Mpa右幅12#墩2.0端承桩15230196.178微风化10Mpa左幅13#墩2.0端承桩15230195.988微风化10Mpa右幅13#墩2.0端承桩15230196.078微风化10Mpa左幅14#墩2.0端承桩152
11、30197.158微风化10Mpa右幅14#墩2.0端承桩15230197.248微风化10Mpa5.2、桩基施工工艺流程5.3、筑岛施工 5.3.1施工方法本桥11号-14号墩桩基位于河中央，水深1.5m左右，经现场勘察及现场水位地质情况，我项目部经过多种方案对比，从安全、经济、进度及在汛期前能保证过水断面等方面考虑，计划采用筑岛方法设置施工平台。具体施工方法为：先在河中填筑施工便道，采用土方运输车运送黏土，沿着桥梁红线内边缘方向用装载机将黏土推入河道中，保持土体高出现有常水位1.5米（回填设计标高为198.9m）。填筑施工便道长度为150米，宽度为6米,。在根据测量放样，用竹杆绑上红塑料带
12、插入水底，确定各个筑岛平台边坡坡脚位置。再往各个墩位横向的填筑施工平台。使施工平台与施工便道相连，形成T字型整体。抛填过程中由RTK控制抛填高程，块石抛填控制高程为设计顶高程下65cm(50cm鹅卵石层+15cm石粉层)，即+198.25m。抛填过程中采用挖机进行整平。 在设计桥梁的跨中位置埋设3排直径为1.8m的混凝土圆管涵过水，共计15道管涵，圆管涵埋设好后用混凝土包裹，防止块石破坏圆管涵。块石层抛填完成后需在顶面铺设50cm厚鹅卵石层，鹅卵石在就近河道内取得。最后在顶面铺设15cm石粉并用25t压路机碾压，碾压过程中不得振动。筑岛完成后，立即对筑岛周边设置安全防护，应经常对其检查，及时发
13、现是否存在安全隐患。筑岛施工期间严禁向河道内抛弃淤泥和其它杂物，桥梁施工完成后按要求及时清除施工时遗留在河道中的一切障碍物。5.3.2各项保证措施1 、安全保证措施（1）成立以项目经理为组长的安全管理组织机构，负责全部的安全生产管理工作。（2）实行项目部技术人员值班制度，项目部技术人员现场值班，应对随时突发事件。（3）由项目部专职安全员负责填筑过程中的安全指导工作，施工班组都配有施工安全人员实行旁站，全面撑控施工现场安全工作。（4）在填筑过程中，必须配备有经验的工人施工，施工人员必须穿戴救生衣。（5）专职安全员24小时轮流值班。（6）加强施工现场应急预案物质和车辆的全面到位，以应对突发事件。（
14、7）建立和完善各项安全作业制度和防护措施。制定安全规划，搞好施工前安全培训，消除事故隐患，把不安全的因素消灭在萌芽状态。（8）在筑岛完善后，筑岛平台上必须安装护栏及其他防护措施。（9）夜间应提前进行照明设施的安装，并设置一定数量的安全警示灯标志，防止过往人员误入施工现场。2、环境保护措施（1）施工中遵循“绿色环保”的理念，尽一切可能减少对河流的破坏。（2）建立各项文明施工的管理制度。现场施工人员明确分工，制定相关规章制度，确保文明施工现场管理有章可循。（3）加强对施工班组的文明行为教育，作到管理程序化，作业标准化。在筑岛施工过程中协调好与当地居民、当地政府的关系。5.4、测量控制根据指挥部提供
15、的测量控制点及设计图纸，测量标定各个桩位中心点，经设计单位、指挥部等有关单位人员复核验线后方可开始施工。项目部严格要求测量人员高度负责地记录各个桩位中心点以及水平标高，确保桩位准确和桩顶标高基本符合要求。同时并做好原始记录。如超出规范应及时上报及时处理。测量仪器：全站仪一台、水准仪一台、钢尺两把、长卷尺一把，测绳一根。5.5、管理人员安排本工程项目经理将由庄官胜担任，由饶伟任项目总工，并根据工程的需求，公司将配备满足本工程需求的技术管理人员进场，主要技术管理人员如下表：拟投入本工程主要管理人员表：序号姓名拟承担岗位职称备注1庄伟项目经理高级工程师2饶关平项目总工高级工程师3符晃项目副经理工程师
16、4王联洪实验工程师工程师5郭海明测量工程师工程师6罗洪质检负责人工程师7郑金梅安全负责人工程师8王军技术负责人助理工程师9陈东水施工员助理工程师10徐生施工员5.6、冲孔桩施工方法5.6.1准备工作（1）根据地质资料及我单位现有设备及施工经验，钻孔采用冲击式钻机，进场多配几个备用钻头，进场前做好检修、调试等。（2） 钢护筒（采用810mm钢板制作，在钢护筒的顶端开设吊孔）。（3）整理施工场地，扩宽施工道路，合理设置泥浆池、沉淀池、排水沟等。（4）全桥桩基进行测量放样并用钢筋焊接成“+”字型交会设保护桩。（5）备料：成孔造浆所需的膨润土、粘土提前备料。 （6）钢筋、水泥、砂、碎石等材料采购进场及
17、取样试验；辅助材料的采购等。（7）接通水、电。5.7、护筒埋设、桩位复测护筒采用挖坑埋设法，测量定位后，采用挖坑埋设法实测定位的开挖方式，在预定的桩位掘进一定深度，然后埋设护筒。护筒埋设深度根据设计要求与桩位的水文地质情况确定，将钢护筒埋置至较坚硬密实的土层中深0.5m以上；钢护筒顶高出施工水位1.5m，并高出施工地面0.3m。护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许偏差控制在50mm以内，通过测量实测定位。护筒位置经复测调整好以后，护筒底部和周围用粘质土回填50cm黏土并分层夯实，以防止漏浆或护筒在成孔过程中移动。5.8、桩机就位成孔（1）钻机通过自身的移动装置或吊机吊装就位，就位后的钻机要保
18、证基座水平，吊起冲击锤，使锤中心同桩中心在同一铅垂线上，并固定好钻机，在成孔过程中，防止移位，偏差不得大于50mm，经现场工程师检查并报告指挥部工程师批准后方可开始钻孔。（2）本工程所采用的桩机为冲击式钻机，其原理是通过卷扬系统提升冲击锤上下反复冲击，将钻孔中的土、石破碎或挤入孔壁中，用泥浆悬浮钻渣，使冲击钻能经常冲击到新的土（岩）层；另外利用正循环的方法带走钻渣排出孔外，同时起到护壁作用；带有钻渣的泥浆经过沉淀池净化后循环利用。保证成孔的顺利及质量，关键是：保持护筒水位：水位下降时，利用泥浆泵从护筒内抽出泥浆。水位升高时，从泥浆储料桶内向钢护筒内补充泥浆。这样人为控制水头差在23m内，防止水
19、头过低造成塌孔及水头过高造成泥浆反串。搅制好的泥浆护壁，泥浆的主要性能指标是：相对密度1.21.4，含砂率4%，粘度2230s。泥浆的浓度、粘度要24小时进行监测，确保泥浆质量满足要求，达到护壁效果。淤泥层成孔：淤泥性质为流动性较大的不饱和状态，要求低锤勤击，防止倒锤，造成孔径过大或过小，及时清浆降低泥浆浓度。砂层：适当提高泥浆浓度，落锤高度不宜太高，否则可能造成孔壁倾斜。中风化、微风化岩层：当孔深达岩层时，落锤高度不宜大于6m。且应检查锤牙、锤体是否完好，确保工程进度、质量。避免卡锤等事故的发生。当岩面倾斜度较大时，必须往孔内回填适量硬度与岩石接近的毛石或碎石，直至将岩石面修平为止，这种工作
20、往往需要多次回填才能完成。在冲钻岩层时必须注意及时清孔，保持一定的泥浆浓度，这样既可加快施工进度，又可保证孔的垂直度。在冲孔过程中对锤的转向装置应检查并使其转向灵活，避免梅花孔；起落钻头掌握好高度，锤落到底时，钢丝绳不能放过松，避免倒锤，造成扩孔等，同时钢丝绳尚应稍有富余以避免打空锤。冲进一定深度后及时清渣，以保证成孔质量并加快进度，清孔后应检查泥浆性能指标是否符合要求。成孔过程要及时填写钻孔记录，应及时注意地质变化，捞取渣样，连续操作，不得中途停钻。（3）终孔、清孔、成孔验收：当成孔至设计岩层或设计标高后，要对岩性（嵌岩桩：设计所要求的持力层）、孔径（不小于设计桩径）、孔倾斜度（小于1%）进
21、行验收。本桥桩基形式为端承桩，根据设计图纸要求桩底嵌入中风化花岗岩的深度不小于2.0D(D为桩径)，桩底基岩天然状态下的饱和单轴极限抗压强度不小于10Mpa，做好隐蔽工程验收记录。清孔（主要采用换浆法）后保证沉渣厚度（端承桩不大于50mm，摩擦桩不大于50mm）符合设计要求及泥浆指标符合灌注要求；由于吊装钢筋笼、安装导管等砼灌注前的准备时间较长，在灌注混凝土前应进行第二次清孔。并在砼导管剪球前，利用压缩空气高压射风数分钟，把孔底少量沉碴吹起飘浮后立即浇注水下砼，以保证沉碴厚度小于5cm。（4）钢筋笼制作及安装钢筋检验：必须符合中华人民共和国国家标准（GB1499-84，1998）的有关规定。钢
22、筋笼的制作（该项工作在终孔前完成）：钢筋笼的加工在施工现场分节制作，每节长度612m。主筋在制作前必须整直、除锈；相邻主筋在同一截面长度方向应错开35d（d为主筋直径），以保证钢筋笼搭接后在同一截面主筋接头数不超过50%。为了防止钢筋笼在运输和吊装过程中发生变形，钢筋笼内设有强劲的内支撑加固。钢筋笼的安装：吊装前用探孔器（钢筋焊制，长度不小于孔径的46倍，探孔器外径比钢筋笼外径大10cm）进行孔内检查有无缩径和坍塌现象，确认成孔正常立即进行钢筋笼安装，钢筋笼上事先焊接定位钢筋，每隔2m设一组。钢筋笼分段插入孔中，各段主筋采用焊接。钢筋笼顶面进行可靠固定，使钢筋笼不偏移和上浮。（5）钢筋笼检查项
23、目项次检查项目允许偏差或允许值检查方法1受力钢筋间距(mm)两排以上排距5每构件检查2个断面，用尺量同排梁板、拱肋10基础、锚碇、墩台、柱20灌注桩202箍筋、横向水平钢筋、螺旋螺间距(mm)10每构件检查510个间距3钢筋骨架尺寸(mm)长10按骨架总数的30%抽查高、宽或直径54弯起钢筋位置(mm)20每骨架抽查30%5保护层厚度(mm)柱、梁、拱肋5每构件沿模板周边检查8处基础、锚碇、墩台、柱10板3（6）安放导管及二次清孔：灌注砼采用内直径为300mm的螺牙式钢导管（每节长度为2.65m，还配有2m,1m和0.5m的短管）；导管在使用前和使用过程中对其进行质量检查（规格、拼接、过球、水
24、密承压、接头抗拉等）；导管连接时，中间夹有密封圈,连接盘必须上紧，防止漏气；吊放时，使位置居中、轴线顺直，稳步沉放，防止挂钢筋笼和碰撞孔壁；导管安装完毕进行第二次清孔，直至满足设计要求（主要指泥浆指标：相对密度1.031.1，含砂率3.0（7）灌注C30砼； 混凝土的制备 ：a、施工前先对工程所处位置的地下水、地表水进行化验，为混凝土配合比的设计提供依据，并在施工过程中对地下水、地表水进行抽样检验，及时调整配合比设计，以满足混凝土抗侵蚀的要求。 b、施工前对施工用水（饮用水）、粗骨料、细骨料、水泥及掺合剂进行碱含量测定，严格遵守预防混凝土碱集料反应的技术管理规定。 c、混凝土集中项目部拌和站统
25、一拌制，混凝土搅拌输送车运输至各桩位。水下混凝土灌注：砼用直升导管法灌注，为了保证灌量的砼能埋管1米以上，因此，首批砼的灌量根据公路桥涵施工技术规范V=1/4D2(H1+H2)+ 1/4d2h1得出桩径200cm所需砼数量不少于4.1m3，固现场应配备5 m3的储料斗，待储料斗的砼量足够后，采用球塞法下料灌注。预先用钢丝绳把隔水板悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，快速拉起钢丝绳，混凝土即压住皮球下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。随着浇注连续进行，随时拔管，中途停歇时间不超过 15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以 26m 为宜，防止发生断桩等质量事故。由专人测量导管埋置深度及管内
26、外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录，并按要求做好砼强度的试件。利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于 2m/h，直至高于设计标高 1m，浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏浆；同时，对浇注过程中的一切故障均记录备案。浇注过程中用严格控制砼的塌落度的方法来保证砼的灌注顺畅。考虑桩顶混凝土将被凿除，为确保桩顶砼质量，桩砼灌注要比设计高0.51.0m。在拔出最后一段长导管时，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。避免因
27、此而造成凿桩后桩顶砼强度不能满足要求的质量问题。桩头凿除：待桩基砼强度达到设计强度的70以上时，清除桩头松散砼并破桩头。桩的检测：成桩后要逐一进行无破损检验，桩基检测方法将由指挥部、设计院共同确定。同时整理好有关资料,配合有关检测单位进行桩的质量检测，以便确定桩的完好性。泥浆处理：桩施工时在现场设置若干个泥浆沉淀池，保证冲孔及砼浇注过程中溢出的泥浆引流至沉淀池内沉淀，防止污染河流及周围环境，待泥浆沉淀后再将其运至指定的弃土场桩机泥浆沉淀池地面线护筒泥浆管泥浆循环池砂泵泥浆循环示意图5.9、检验标准钻孔灌注桩检查项目项次检查项目允许偏差或规定值检查方法和频率1桩混凝土强度（Mpa）在合格标准内按
28、JTJ071-98附录D检查2孔的中心位置（mm）群桩100用经纬仪检查纵、横方向排架桩503孔径不小于设计桩径查灌注前记录4倾斜度直桩1%查灌注前记录斜桩2.5%5孔深摩擦桩不小于设计规定查灌注前记录支承桩比设计深度超深不小于50mm6沉渣厚度摩擦桩符合设计要求。设计无要求时，对于直径1.5m的桩，300mm；对1.5m或桩长40m或地质较差的桩500mm查灌注前记录支承桩不大于图纸规定7清孔后泥浆指标相对密度1.031.10查清孔资料粘度1720Pas含砂率98%6、施工安全生产管理体系及保证措施6.1、钻孔桩施工安全管理目标(1)认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，严格遵守一切规章制度，严格管理，严守职责，切实抓好安全生产工作。(2)本项目安全目标确定为“三无、一杜绝、一创建”，即无重伤残废事故，无洪灾事故；无火灾事故；杜绝重大伤亡事故；创建安全文明工地。(3)在施工时,防止起重伤害事故；防止机械伤害事故。(4)成立钻孔平台施工安全工作小组，配置专职安全员，切实贯彻安全法规和规章制度，将安全责任和义务落实到人。6.2、安全管理小组项目经理：庄伟项目副经理：符晃项目总工：饶关平设备部林颂东质检部罗洪材料部郑斌试验部王联平测量部郭海明工程部陈东水安全负责人：郑金
