φ22m大孔径钻孔桩施工方案

郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部1φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案1、编制依据（1）《赵河镇跨南水北调特大桥郑万豫施（桥）-61》施工图纸；（2）《承台、钻孔灌柱桩及扩大基础钢筋布置图郑万豫施（桥）参-01》施工图纸；（3）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603－2015）；（4）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；（5）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；（6）实地考察资料：现场实地考察的本项目自然条件、地区资源条件等；（7）我公司生产、技术、机械、人员现状、工程计划安排、以往类似工程的施工经验。2、工程概况新建郑州至万州铁路(河南段)跨南水北调中线干线方城段工程，跨南水北调干渠设计为1联（74+160+74）m连续梁拱。430、431号主墩桩基根数各15根，均为钻孔桩基础，设计直径φ2.2米，设计桩长分别为97.5米、98米，原地面至桩底约107米，桩顶距离原地面约8.5米。桩型均为摩擦桩，为保证此大直径钻孔桩的施工质量，特编制此方案。主要地质情况根据地质图纸显示，施工场区的岩土层按其成因分类主要有：⑸2-2粉质黏土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，可塑，局部夹薄层粉土，含铁锰质结核及灰白色斑块。层面埋深0.00～14.30m，层顶高程123.03～154.19m，层厚0.40～18.60m，平均厚度8.44m。标贯实测击数平均值为14.15，双桥静力触探端阻qc=2.67MPa，推荐承载力基本值σ0=150kPa，岩土施工工程分级为Ⅱ级。⑸2-3粉质黏土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，硬塑，含有少量铁锰质氧化物及钙质结核。层面埋深0.00～24.4m，层顶高程105.31～143.64m，层厚0.90～27.30m，平均厚度9.43m。标贯实测击数平均值为23.09，双桥静力触探端阻qc=3.73MPa，推荐承载力基本值σ0=200kPa，岩土施工工程分级为III级。⑸10-2细角砾土(Q3al+pl)：杂色，稍密，饱和，主要由灰岩、砂岩组成，呈次棱角状，一般粒径10-20mm约占65%，最大粒径50mm，主要充填物为中砂及黏性土。层面埋深0.00～16.20m，层顶高程123.70～149.52m，层厚0.90～9.20m，平均厚度4.16m。动探修正击数郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部2平均值为9.92，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为Ⅱ级。⑹2-4粉质黏土(Q2al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，硬塑，含有零星的铁锰质氧化物，偶见有钙质结核，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等。层面埋深13.10～50.50m，层顶高程83.17～131.66m，层厚0.90～38.90m，平均厚度13.21m。标贯实测击数平均值为34.63，推荐承载力基本值σ0=220kPa，岩土施工工程分级为III级。⑹2-5粉质黏土(Q2al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，坚硬，含有少量钙质结核，见有零星的铁锰质氧化物，局部夹有薄层状钙质胶结层。层面埋深28.10～104.00m，层顶高程64.91～113.85m，层厚0.80～24.70m，平均厚度7.15m。标贯实测击数平均值为44.38，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为III级。⑹5-4细砂(Q2al+pl)：褐黄色，密实，饱和，主要矿物成分以石英、长石为主，云母次之，砂质不纯，含有少量黏粒。层面埋深22.70～100.90m，层顶高程38.65～126.59m，层厚0.80～10.10m，平均厚度3.15m。标贯实测击数平均值为42.47，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为I级。⑹6-4中砂(Q2al+pl)：褐黄色，密实，饱和，主要矿物成分以石英、长石为主，云母次之，砂质不纯，含有少量黏粒。层面埋深15.80～96.00m，层顶高程32.57～136.64m，层厚0.80～13.80m，平均厚度4.04m。标贯实测击数平均值为44.17，推荐承载力基本值σ0=300kPa，岩土施工工程分级为I级。⑹12-3粗角砾土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色，中密，饱和，主要成分以砂岩为主，磨圆度差，呈次棱角状，一般粒径20～50mm，最大85mm，角砾含量约占75%，余为中粗砂及少量黏性土填充。层面埋深18.20～92.50m，层顶高程47.41～134.31m，层厚1.30～5.70m，平均厚度3.34m。动探修正击数平均值为12.10，推荐承载力基本值σ0=400kPa，岩土施工工程分级为Ⅲ级。3、施工计划安排赵河镇跨南水北调中线DK244+382（74+160+74）m连续梁拱根据指导性施工组织设计方案，本工点桩基计划2016年8月29日开工，2016年10月31日完成。工期60天。430#墩桩基施工计划：2016年8月29日～2016年10月28日；431#墩桩基施工计划：2016年9月1日～2016年10月31日；各单根桩基施工计划详见附件1《赵河镇跨南水北调干渠特大桥桩基施工计划横道图》郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部34、成孔方法和机械设备的选择4.1施工工艺结合本工程钻孔桩的设计、工期和设备情况等综合因素，钻孔采用反循环钻孔方式。反循环钻孔优点是排渣连续性好，速度较正循环快，功效较高。该工艺是超深、超大直径施工的最佳选择，不受地域、地层等其它因素的影响。所以本工点钻孔灌注桩施工采用回转钻进、泵吸反循环为主的成孔工艺，施工工艺流程见下图。图4.1反循环施工工艺流程图平整场地凿桩头测定孔位埋设护筒钻机就位钻进制作护筒加工钻头中间检查终孔清孔测孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、沉淀池泥浆制备泥浆循环、滤碴、补浆、测指标测孔深、泥浆比重、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表格、监理工程师签字认可填表、监理工程师签字认可检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度清理、检查测孔深、孔径钢筋笼制作桩基检测郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部44.2钻机类型的选择4.2.1钻机的选择地质资料显示桥址地层特征为黏土与砂土互层结构，地表为人工填土，承载力在90～400kpa。采用钻孔灌注桩施工，根据以上情况分析，钻机的扭矩是影响工程施工进度的关键因素，因此本工点拟配置特制GF-400型正反循环钻机，该钻机动力扭矩为20T.m，额定功率135kw,钻孔深度可达150m，最大开口直径4m，可满足施工要求。4.2.2钻头的选用钻头采用普通三翼梳齿刮刀钻头，如遇到特殊复杂地层，可选用国内先进的滚刀钻头进行接力钻进。4.2.3起吊设备的选择由于该工程的钻孔灌注桩钢筋笼重量较大；在钻孔灌注桩施工过程中，两台钻机分别在南水北调两侧交叉施工；钢筋笼运送不到位，需要吊车小距离转运、吊装。故选择起吊能力为50T、25T的汽车吊各1台配合使用。5、作业前准备5.1主要施工人员配置序号姓名职务主要职责1张启超分部经理辅助全面组织、协调工作2韩会军分部总工程师施工方案制定、技术指导3张凯生产副经理负责施工现场生产、协调、管理4王宝兴安全副经理负责施工现场安全、文明施工5谢建民分部副总工程师施工现场技术管理、指导6李波试验室主任材料检验、试样留取、质量检测7王杨物资部经理现场物资、材料供应8武攀现场质检员现场技术控制、质量控制9张伦测量队长测量定位10刘国军施工队负责人施工人员组织、安排11钢筋工30人钢筋笼加工、安装12钻机配套人员20人钻孔、灌注水下砼郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部55.2主要机械设备序号机械名称型号单位数量1搅拌机80m3/h座22砼运输车10m3辆103装载机CLG855辆14汽车吊50T/25T辆25电焊机BX1-500台26钢筋切断机GQ50台17钢筋调直机GT4-12台18钢筋弯曲机GW40型台19挖掘机PC220台210正反循环钻机GF-400型台211螺杆空压机WGS－132AD台112发电机250Kw/200Kw台313电动切管套丝机R4-II台15.3场地准备该工点在南水北调干渠水源保护区内，施工现场布置应考虑水源污染的影响，以及跨干渠交通限制因素，结合现场情况综合考虑。拌合站、钢筋场、生活区设在主线里程DK245+500右侧，远离水源保护区，临时钢筋存放区、临时生活区、钢筋存放区等设在干渠左右两侧保护围栏200m外，并严格管理，不得随意倾倒生活、建筑垃圾、废水等。南水北调施工区域计划临时征地4600平方米，分别用作布置泥浆池、存渣池、存浆池、钢筋笼组装、存放区，职工生活区等，具体规划详见附件2《赵河镇跨南水北调干渠特大桥桩基施工平面布置图》（1）考虑钢筋笼运输困难，避免钢筋笼供应不及时对钻孔进度造成不利影响，特大桩钢筋笼计划在现场组装；（2）施工区域处于南水北调水源保护区，泥浆必须外运，为保证钻孔进度，计划场外就近征地2500平方米用作存浆池，保证不因为泥浆无处排放造成停工或则泥浆乱排放造成郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部6环境污染；（3）职工生活区建设在离南水北调干渠100米以外的区域，并修建临时可移动厕所，保证生活垃圾不污染水源。5.4护筒的设置(1)钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒用10mm的钢板卷制而成，长度不小于3m，护筒内径不小于2.4m。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒埋设时的阻力。每节钢护筒内设置3道内支撑，保证钢护筒在吊装和运输过程中不致变形。(2)护筒的埋置方法钢护筒运至施工现场后，质检人员须对钢护筒的直径、圆度和焊接质量进行验收，验收合格后方可进行使用。用全站仪测定各桩的中心位置，然后在纵横方向设置护桩，护筒埋设后，用四个正交方向的护桩来确定护筒中心位置，然后把纵横线恢复到护筒上，以此来调整钻机中心位置。护筒的安放就位采用钻机先行钻孔并扩孔，随后下放安设护筒，通过护筒自重、挖掘机的加压装置配合采用加压下沉的方法。为保证护筒的垂直度，在护筒顶部加盖一厚度为25mm的钢板，在钢板的中心加压使护筒均匀下沉。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%，入土深度不小于2m，护筒顶面保证高出施工水位2m以上并高出施工地面不小于0.5m。埋设时在护筒四周回填黏土并分层夯实。5.5泥浆制备及循环净化(1)泥浆池每个墩位旁边设置双泥浆池，钻进泥浆池和存放泥浆池相结合的工艺进行施工，用22kw的泥浆砂石泵进行循环。因钻进泥浆池临近南水北调水源保护区范围内，拟采用钢板桩围堰设置为15×6×3m。弃渣区为普通原地面开挖，尺寸为40×10×3m，开钻后配置1台挖机专门负责泥浆清渣和装运，确保钻孔泥浆不污染到南水北调水源保护区。(2)泥浆选择泥浆性能指标应符合下列规定：泥浆比重：入孔泥浆比重为1.05～1.15g/cm3黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。郑万铁路河南段ZWZQ-7标φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案中铁十五局集团有限公司郑万铁路河南段项目部7胶体率：不小于95%。pH值：应大于6.5。制备泥浆采用水力搅拌器，先在泥浆坑注水，边搅拌边加入膨润土或塑性大的黏土，并添加纤维、火碱等材料，确保泥浆指标达到使用要求。泥浆原料选用膨胀土造浆。为提高泥浆黏度和胶体率，在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂，其掺量经过试验确定。泥浆制备完成后，由试验人员对泥浆的指标性能进行测试，按照试验规程进行试验，记录制备泥浆的比重，粘度、含砂率三个指标的数据，并进行对比参考，根据结果及时的调